DE60111436T2

DE60111436T2 - Entwickler, Bildherstellungsverfahren und Prozesskartusche

Info

Publication number: DE60111436T2
Application number: DE60111436T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Yoshida; Hirohide Tanikawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: EP1128224B1; DE60111436D1; EP1128224A2; US20010031414A1; US20040038141A1; EP1128224A3; US6696211B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entwickler, der in einem Bilderzeugungsgerät wie z.B. einem elektrophotographischen Gerät, einem elektrostatischen Aufzeichnungsgerät und einem magnetischen Aufzeichnungsgerät verwendet wird, ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem der Entwickler verwendet wird, und eine Betriebskassette, in der der Entwickler eingeschlossen ist. Im Einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung einen Entwickler, der in Bilderzeugungsgeräten wie z.B. Kopiergeräten, Druckern, Faksimilegeräten und Koordinatenschreibern bzw. Plottern verwendet wird, bei denen zuerst auf einem Bildträgerelement ein Tonerbild erzeugt und dann auf ein Aufzeichnungsmaterial wie z.B. ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird; ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem der Entwickler und das Bilderzeugungsgerät angewendet werden; und eine Betriebskassette, die den Entwickler enthält.
Bisher sind Bilderzeugungsverfahren wie z.B. Elektrophotographie, elektrostatische Aufzeichnung, magnetische Aufzeichnung und Toner-Jet-Aufzeichnung bekannt gewesen. Bei der Elektrophotographie wird beispielsweise auf einem Latentbildträgerelement, das im Allgemeinen ein lichtempfindliches Element ist, das ein Photoleitermaterial umfasst, durch verschiedene Verfahren ein elektrostatisches Latentbild erzeugt; das elektrostatische Latentbild wird zur Erzeugung eines sichtbaren Tonerbildes mit einem Toner entwickelt, und das Tonerbild wird gewünschtenfalls auf ein Aufzeichnungsmaterial wie z.B. Papier übertragen, worauf Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmaterial unter Anwendung von Wärme, Druck oder Wärme und Druck folgt, um ein fixiertes Bild zu erzeugen.
Hinsichtlich des Schrittes der Erzeugung eines sichtbaren Bildes mit einem Toner sind verschiedene Verfahren bekannt. Als Verfahren zum Sichtbarmachen elektrostatischer Latentbilder sind z.B. das Kaskadenentwicklungsverfahren, das Druck- bzw. Pressentwicklungsverfahren und das Magnetbürstenentwicklungsverfahren unter Anwendung eines Zweikomponentenentwicklers, der aus einem Tonerträger und einem Toner besteht, bekannt gewesen. Ferner sind auch ein kontaktfreies Einkomponenten-Entwicklungsverfahren, bei dem bewirkt wird, dass ein Toner, der auf einem Tonerträgerelement getragen wird, das frei von einem Kontakt mit einem Latentbildträgerelement ist, auf das Latentbildträgerelement überspringt; ein magnetisches Entwicklungsverfahren, bei dem bewirkt wird, dass ein magnetischer Toner, der auf einem sich drehenden Entwicklungszylinder getragen wird, in dem eine Magnetpole einschließende Magnetfelderzeugungseinrichtung enthalten ist, zwischen dem Entwicklungszylinder und einem lichtempfindlichen Element hin- und herspringt; und auch ein Einkomponenten-Kontaktentwicklungsverfahren, bei dem ein Toner, der auf einem Tonerträgerelement, das mit einem Latentbildträgerelement in Druck- bzw. Presskontakt ist, getragen wird, unter einem elektrischen Feld übertragen wird, bekannt.
Als Entwickler zum Sichtbarmachen von Latentbildern sind ein Zweikomponentenentwickler, der aus einem (teilchenförmigen) Tonerträger und einem Toner besteht, und ein Einkomponentenentwickler (einschließlich eines magnetischen Toners und eines nichtmagnetischen Toner), der keinen (teilchenförmigen) Tonerträger benötigt, bekannt. Der Toner wird im Fall des Zweikomponentenentwicklers vornehmlich wegen Reibung zwischen dem Tonerträger und dem Toner und im Fall des Einkomponentenentwicklers vornehmlich wegen Reibung zwischen dem Toner und einem Aufladeelement wie z.B. einem Entwicklungszylinder triboelektrisch aufgeladen.
Ferner ist sowohl bei dem Zweikomponentenentwickler als auch bei dem Einkomponentenentwickler zur Verbesserung von Fließfähigkeit oder/und triboelektrischer Aufladbarkeit des Toners die Verwendung von anorganischem Feinpulver als Zusatzstoff, der Tonerteilchen äußerlich zugesetzt wird, vorgeschlagen und weithin praktisch durchgeführt worden.
In den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen (JP-A) 5-66608 und JP-A 4-9860 ist beispielsweise ein Verfahren offenbart worden, bei dem Tonerteilchen anorganisches Feinpulver zugesetzt wird, das hydrophobiert worden ist (d.h. dem Hydrophobie erteilt worden ist) und das wahlweise ferner mit Siliconöl behandelt worden ist. Ferner ist in JP-A 61-249059, JP-A 4-264453 und JP-A 5-346682 ein Verfahren offenbart worden, bei dem sowohl hydrophobiertes anorganisches Feinpulver als auch mit Siliconöl behandeltes anorganisches Feinpulver zugesetzt wird.
Ferner ist auch vorgeschlagen worden, dass einem Entwickler als äußerer Zusatzstoff elektrisch leitendes Feinpulver zugesetzt wird. Es ist beispielsweise weithin bekannt gewesen, dass als Beispiel für elektrisch leitendes Feinpulver Ruß in einer derartigen Form verwendet wird, dass er an den Oberflächen von Tonerteilchen anhaftet oder anklebt, um dem Toner elektrische Leitfähigkeit zu erteilen oder eine übermäßige Ladung des Toners zu unterdrücken, damit eine gleichmäßige Verteilung der triboelektrischen Ladung erzielt wird. Ferner ist in JP-A 57-151952, JP-A 59-168458 und JP-A 60-69660 offenbart worden, dass als äußere Zusatzstoffe zu magnetischen Tonerteilchen mit hohem spezifischem Widerstand elektrisch leitende Feinpulver wie z.B. Zinnoxid, Zinkoxid und Titanoxid verwendet werden. In JP-A 56-142540 ist ein Entwickler vorgeschlagen worden, der gebildet wird, indem magnetischen Tonerteilchen mit hohem spezifischem Widerstand äußerlich elektrisch leitende magnetische Teilchen aus z.B. Eisenoxid, Eisenpulver oder Ferrit zugesetzt werden, um durch Förderung der Ladungsinduktion zu den magnetischen Tonerteilchen mit den elektrisch leitenden magnetischen Teilchen ein zufriedenstellendes Entwicklungsverhalten und eine zufriedenstellende Übertragbarkeit zu erzielen. Ferner ist in JP-A 61-275864, JP-A 62-258472, JP-A 61-141452 und JP-A 2-120865 der Zusatz von Graphit, Magnetit, leitfähigen Polypyrrolteilchen bzw. leitfähigen Polyanilinteilchen zu dem Toner vorgeschlagen worden.
Auch als Verfahren zur Erzeugung von Latentbildern auf Bildträgerelementen wie z.B. einem elektrophotographischen lichtemp findlichen Element und einem elektrostatischen dielektrischen Aufzeichnungselement sind verschiedene Verfahren bekannt. In der Elektrophotographie ist es beispielsweise allgemein üblich, dass als Latentbildträgerelement ein lichtempfindliches Element, das einen Photoleiter umfasst, in einer gewünschten Polarität und mit einem gewünschten Potenzial gleichmäßig aufgeladen wird und das lichtempfindliche Element dann zur Erzeugung eines elektrostatischen Latentbildes einer Belichtung mit einem Bildmuster unterzogen wird.
Als Aufladevorrichtung zur gleichmäßigen Aufladung (wobei der Fall eingeschlossen ist, dass diese zur Ladungsentfernung dient) eines Latentbildträgerelements in einer gewünschten Polarität und mit einem gewünschten Potenzial ist bisher im Allgemeinen eine Koronaaufladevorrichtung (oder Koronaentladungsvorrichtung) angewendet worden.
Eine Koronaaufladevorrichtung ist eine kontaktfreie Aufladevorrichtung, die eine Entladungselektrode wie z.B. eine Drahtelektrode und eine Abschirmelektrode, die die Entladungselektrode umgibt, während eine Entladungsöffnung belassen wird, umfasst, und die Koronaaufladevorrichtung ist ohne Kontakt mit einem Bildträgerelement, das als aufzuladendes Bauteil bzw. Element dient, derart angeordnet, dass die Entladungsöffnung zu dem Bildträgerelement gerichtet ist, um einen vorgeschriebenen Aufladevorgang durchzuführen, bei dem zwischen der Entladungselektrode und der Abschirmelektrode eine hohe Spannung angelegt wird, um einen Entladungsstrom (Koronaschauer) zu verursachen, dem die Oberfläche des Bildträgerelements ausgesetzt wird, um auf ein vorgeschriebenes Potenzial aufgeladen zu werden.
In den letzten Jahren ist als Aufladevorrichtung für ein aufzuladendes Bauteil bzw. Element wie z.B. ein Latentbildträgerelement aufgrund von Vorteilen wie z.B. der Erzeugung einer geringen Ozonmenge und eines niedrigeren Stromverbrauchs als bei der Koronaaufladevorrichtung eine Kontaktaufladevorrichtung vorgeschlagen und in den Handel gebracht worden.
Eine Kontaktaufladevorrichtung ist eine Vorrichtung, die ein elektrisch leitendes Aufladeelement (das auch als Kontaktaufladeelement oder Kontaktaufladeeinrichtung bezeichnet werden kann) in Form einer Walze (Aufladewalze), einer Pelzbürste, einer Magnetbürste oder einer Rakel umfasst, das in Kontakt mit einem aufzuladenden Bauteil bzw. Element wie z.B. einem Bildträgerelement angeordnet ist, so dass an das Kontaktaufladeelement eine vorgeschriebene Aufladevorspannung angelegt wird, um das aufzuladende Bauteil bzw. Element in einer vorgeschriebenen Polarität und mit einem vorgeschriebenen Potenzial aufzuladen.
Der Auflademechanismus (oder das Aufladeprinzip) während der Kontaktaufladung kann (1) einen Entladungs(auflade)mechanismus und (2) einen Direktinjektionsauflademechanismus umfassen und kann in Abhängigkeit davon eingeteilt werden, welcher dieser Mechanismen vorherrscht.
(1) Entladungsauflademechanismus bei der Kontaktaufladung
Dies ist ein Mechanismus, bei dem ein Bauteil bzw. Element durch eine Entladungserscheinung aufgeladen wird, die an einem sehr kleinen Zwischenraum zwischen dem Bauteil bzw. Element und einem Kontaktaufladeelement auftritt. Da es einen bestimmten Entladungsschwellenwert gibt, ist es notwendig, dass an das Kontaktaufladeelement eine Spannung angelegt wird, die größer ist als ein vorgeschriebenes Potenzial, das dem aufzuladenden Bauteil bzw. Element zu erteilen ist. Es tritt zwar ein gewisses Entladungsprodukt auf, jedoch ist seine Menge deutlich geringer als bei einer Koronaaufladevorrichtung, und es treten aktive Ionen wie z.B. Ozon auf, wobei ihre Menge jedoch gering ist.
(2) Direktinjektionsauflademechanismus bei der Kontaktaufladung
Dies ist ein Mechanismus, bei dem die Oberfläche eines Bauteils bzw. Elements mit einer Ladung aufgeladen wird, die von einem Kontaktaufladeelement direkt in das Bauteil bzw. Element injiziert wird. Dieser Mechanismus kann auch als Direktaufladung, Injektionsaufladung oder Ladungsinjektionsaufladung bezeichnet werden. Im Einzelnen wird bewirkt, dass ein Aufladeelement, das einen mittelhohen spezifischen Widerstand hat, mit einem aufzuladenden Bauteil bzw. Element in Kontakt kommt, damit in das aufzuladende Bauteil bzw. Element im wesentlichen direkt Ladungen injiziert werden, ohne dass man auf die Entladungserscheinung angewiesen ist. Ein Bauteil bzw. Element kann infolgedessen sogar in dem Fall, dass eine an das Aufladeelement angelegte Spannung unter einem Entladungsschwellenwert liegt, auf ein Potenzial aufgeladen werden, das der angelegten Spannung entspricht. Dieser Mechanismus ist nicht vom Auftreten aktiver Ionen wie z.B. Ozon begleitet, so dass Schwierigkeiten, die durch Entladungsprodukte verursacht werden, vermieden werden können. Wegen des Direktinjektionsauflademechanismus wird das Aufladeverhalten jedoch durch die Kontaktfähigkeit des Kontaktaufladeelements mit dem aufzuladenden Bauteil bzw. Element beeinflusst. Es wird infolgedessen bevorzugt, dass dem Aufladeelement eine relative Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz zu dem aufzuladenden Bauteil bzw. Element erteilt wird, damit ein häufigerer Kontakt und dichtere Kontaktstellen mit dem aufzuladenden Bauteil bzw. Element erzielt werden.
Als Kontaktaufladevorrichtung wird ein Walzenaufladesystem, bei dem als Kontaktaufladeelement eine elektrisch leitende Walze angewendet wird, wegen der Stabilität des Aufladeverhaltens bevorzugt.
Während der Kontaktaufladung gemäß dem herkömmlichen Walzenaufladesystem herrscht der vorstehend erwähnte Entladungsauflademechanismus (1) vor. Eine Aufladewalze ist aus einem Gummi oder einem Schaumstoff, der leitfähig ist oder einen mittelhohen spezifischen Widerstand hat und zur Erzielung gewünschter Eigenschaften wahlweise in geschichteter Form bzw. als Laminat angeordnet ist, gebildet worden.
So einer Aufladewalze wird Elastizität erteilt, damit ein tatsächlicher Kontakt mit einem aufzuladenden Bauteil bzw. Element gewährleistet ist, so dass ein hoher Reibungswiderstand verur sacht wird. Die Aufladewalze wird der Bewegung des aufzuladenden Bauteils bzw. Elements folgend oder mit einer geringen Geschwindigkeitsdifferenz zu dem letzteren bewegt. Obwohl die Direktinjektionsaufladung beabsichtigt ist, ist es infolgedessen wahrscheinlich, dass eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens und Unregelmäßigkeiten der Aufladung, die auf ungenügenden Kontakt, Kontaktunregelmäßigkeit wegen der Gestalt der Walze und Anhaften an dem aufzuladenden Bauteil bzw. Element zurückzuführen sind, verursacht werden.
3 ist eine graphische Darstellung, die Beispiele für Aufladungswirkungsgrade zum Aufladen lichtempfindlicher Elemente durch mehrere Kontaktaufladeelemente veranschaulicht. Die Abszisse stellt die Vorspannung dar, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, und die Ordinate stellt das resultierende Ladungspotenzial dar, das dem lichtempfindlichen Element erteilt wird. Das Aufladeverhalten im Fall der Walzenaufladung wird durch eine Linie A dargestellt. Das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements beginnt somit bei einer angelegten Spannung, die einen Entladungsschwellenwert von etwa –500 Volt überschreitet, zuzunehmen und steigt danach in Bezug auf die angelegte Spannung linear (mit einer Steigung von etwa 1) an. Die Schwellenspannung kann als Aufladeanfangsspannung Vth definiert werden. Es ist infolgedessen für eine Aufladung des lichtempfindlichen Elements auf ein Ladungspotenzial von beispielsweise –500 Volt allgemein üblich, dass eine Gleichspannung von –1000 Volt oder eine Gleichspannung von –500 Volt in Überlagerung mit einer Wechselspannung, die eine Spitze-Spitze-Spannung von z.B. 1200 Volt hat, angelegt wird, um eine Potenzialdifferenz aufrechtzuerhalten, die den Entladungsschwellenwert überschreitet, wodurch bewirkt wird, dass das Ladungspotenzial des lichtempfindlichen Elements gegen ein vorgeschriebenes Ladungspotenzial konvergiert.
Zur Erzielung eines für die Elektrophotographie erforderlichen Oberflächenpotenzials Vd des lichtempfindlichen Elements ist es somit notwendig, dass an die Aufladewalze eine Gleichspannung von (Vd + Vth), die das erforderliche Potenzial überschreitet, angelegt wird. So ein Aufladesystem, bei dem an ein Kontaktaufladeelement nur eine Gleichspannung angelegt wird, kann als "Gleichspannungsaufladesystem" bezeichnet werden.
Bei dem Gleichspannungsaufladesystem ist es jedoch schwierig gewesen, das lichtempfindliche Element auf ein gewünschtes Potenzial aufzuladen, weil sich der spezifische Widerstand des Kontaktaufladeelements leicht als Reaktion auf eine Veränderung der Umgebungsbedingungen verändert und weil sich Vth wegen einer Veränderung der Dicke der Oberflächenschicht, die durch einen Abrieb des lichtempfindlichen Elements verursacht wird, verändert.
Aus diesem Grund ist zur Erzielung einer gleichmäßigeren Aufladung vorgeschlagen worden, ein "Wechselspannungsaufladesystem" zu wählen, bei dem an ein Kontaktaufladeelement eine Spannung angelegt wird, die gebildet wird, indem eine Gleichspannung, die einem gewünschten Vd-Wert entspricht, mit einer Wechselspannung, die eine Spitze-Spitze-Spannung von mehr als 2 × Vth hat, überlagert wird, wie es in JP-A 63-149669 beschrieben wird. Gemäß diesem System konvergiert das Ladungspotenzial des lichtempfindlichen Elements wegen der Potenzialglättungswirkung der Wechselspannung gegen den Vd-Wert, der der mittlere Wert der überlagerten Wechselspannung ist, weshalb das Ladungspotenzial durch die Veränderung der Umgebungsbedingungen nicht beeinflusst wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Kontaktaufladesystem beruht der Auflademechanismus im wesentlichen auf der Entladung von dem Kontaktaufladeelement zu dem lichtempfindlichen Element, so dass an das Kontaktaufladeelement eine Spannung angelegt werden muss, die das gewünschte Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements überschreitet, und eine geringe Ozonmenge erzeugt wird. Ferner wird bei dem Wechselspannungsaufladesystem für gleichmäßige Aufladung leicht die Ozonerzeugung gefördert, wird zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem lichtempfindlichen Element wegen des elektrischen Wechselspannungsfeldes leicht ein Schwingungsgeräusch (Wechselspannungsaufladegeräusch) verursacht und wird wegen der Entladung leicht die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verschlechtert.
Die Pelzbürstenaufladung ist ein Aufladesystem, bei dem als Kontaktaufladeelement ein Aufladeelement (Pelzbürstenaufladevorrichtung), das eine Bürste aus elektrisch leitenden Fasern umfasst, angewendet wird und an die leitfähige Faserbürste, die mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt ist, eine vorgeschriebene Aufladevorspannung angelegt wird, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf eine vorgeschriebene Polarität und ein vorgeschriebenes Potenzial aufzuladen. Bei dem Pelzbürstenaufladesystem kann der vorstehend erwähnte Entladungsauflademechanismus vorherrschen.
Als Pelzbürstenaufladevorrichtungen sind eine stationäre Aufladevorrichtung und eine Aufladevorrichtung vom Walzentyp in den Handel gebracht worden. Die stationäre Aufladevorrichtung wird gebildet, indem ein Flor aus Fasern (Elementarfäden), die einen mittelhohen spezifischen Widerstand haben und auf einen Träger aufgesetzt oder zusammen mit einem Träger gewebt sind, mit einer Elektrode verbunden bzw, verklebt wird. Die Aufladevorrichtung vom Walzentyp wird gebildet, indem so ein Flor um einen Metallkern herumgewickelt wird. Eine Faserdichte von etwa 100 Fasern/mm² kann verhältnismäßig leicht erhalten werden, jedoch genügt die Kontaktmöglichkeit selbst bei einer so hohen Faserdichte nicht, um durch Direktinjektionsaufladung eine ausreichend gleichmäßige Aufladung zu verwirklichen. Um durch Direktinjektionsaufladung eine ausreichend gleichmäßige Aufladung zu bewirken, ist es notwendig, dass für eine große Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Pelzbürstenaufladevorrichtung und dem lichtempfindlichen Element gesorgt wird, und dies ist in der Praxis nicht durchführbar.
Ein Beispiel für das Aufladeverhalten im Fall des Pelzbürstenaufladesystems unter Anlegen einer Gleichspannung wird in 3 durch eine Linie B dargestellt. Demzufolge wird im Fall der Pelzbürstenaufladung sowohl unter Anwendung der stationären Aufladevorrichtung als auch unter Anwendung der Aufladevor richtung vom Walzentyp eine hohe Aufladevorspannung angelegt, um zum Bewirken der Aufladung eine Entladungserscheinung zu verursachen.
Im Gegensatz zu den vorstehend erwähnten Aufladesystemen wird bei einem Magnetbürstensystem als Kontaktaufladeelement ein Aufladeelement (Magnetbürstenaufladevorrichtung) angewendet, das erhalten wird, indem elektrisch leitende magnetische Teilchen unter einem Magnetfeld, das durch eine Magnetwalze ausgeübt wird, in Form einer Magnetbürste zusammengehalten werden, und wird an die Magnetbürste, die mit einem lichtempfindlichen Element in Kontakt ist, eine vorgeschriebene Aufladevorspannung angelegt, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf eine vorgeschriebene Polarität und ein vorgeschriebenes Potenzial aufzuladen. Bei dem Magnetbürstenaufladesystem herrscht das vorstehend erwähnte Direktinjektionsaufladesystem (2) vor.
Eine gleichmäßige Direktinjektionsaufladung wird z.B. möglich, indem magnetische Teilchen mit einer Teilchengröße von 5 bis 50 μm verwendet werden und für eine ausreichende Geschwindigkeitsdifferenz gegenüber dem lichtempfindliche Element gesorgt wird.
Ein Beispiel für das Aufladeverhalten im Fall des Magnetbürstensystems unter Anlegen einer Gleichspannung wird in 3 durch eine Linie C dargestellt. Somit wird die Erzielung eines Ladungspotenzials erlaubt, das der angelegten Vorspannung fast proportional ist.
Das Magnetbürstenaufladesystem ist jedoch von den Schwierigkeiten begleitet, dass ein komplizierter Aufbau der Aufladevorrichtung wahrscheinlich ist und die magnetischen Teilchen, die die Magnetbürste bilden, leicht aus der Magnetbürste freigesetzt werden, so dass sie an dem lichtempfindlichen Element anhaften.
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Umstände ist es erwünscht gewesen, eine Aufladevorrichtung für gleichmäßige Auf ladung zu erhalten, die im wesentlichen frei von Entladungsprodukten wie z.B. Ozon ist, auf dem Direktinjektionsauflademechanismus beruht, der bei einer niedrigen angelegten Spannung eine gleichmäßige Aufladung erlaubt, einfach aufgebaut ist und trotzdem stabile Betriebseigenschaften zeigen kann.
Andererseits ist unter den Gesichtspunkten der wirtschaftlichen Verwendung von Ressourcen, der Verminderung von Abfällen und der wirksamen Ausnutzung des Toners ein Bilderzeugungsverfahren erwünscht, bei dem kein Abfalltoner erzeugt wird.
Die herkömmlichen Bilderzeugungsverfahren haben im Allgemeinen Schritte der Erzeugung eines sichtbaren Bildes durch Entwicklung eines Latentbildes mit einem Toner, der Übertragung des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmaterial wie z.B. Papier, der Rückgewinnung des restlichen Toners, der nicht auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen worden ist und auf dem Latentbildträgerelement zurückgeblieben ist, durch verschiedene Reinigungsvorrichtungen in einen Abfalltonerbehälter und eine Wiederholung dieser Schritte für einen anschließenden Bilderzeugungszyklus umfasst.
Der Tonerrückgewinnungs- oder Reinigungsschritt ist herkömmlicherweise unter Anwendung z.B. einer Reinigungsrakel, einer Reinigungspelzbürste, einer Reinigungswalze usw. durchgeführt worden. Bei jedem dieser Verfahren wird der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner mechanisch abgekratzt oder durch Aufstauen in einen Abfalltonerbehälter gesammelt. Als Begleiterscheinung zunehmender Forderungen nach wirtschaftlicher Verwendung von Ressourcen und Erhaltung der Umwelt ist es erwünscht gewesen, ein System zur Wiederverwendung oder Entsorgung des in dem Abfalltonerbehälter zurückgewonnenen Abfalltoners zu bauen. Im Gegensatz dazu ist ein so genanntes Tonerwiederverwendungssystem, bei dem der Toner, der in dem Reinigungsschritt zurückgewonnen worden ist, für die Wiederverwendung zu einer Entwicklungsvorrichtung zurückgeführt wird, in den Handel gebracht worden. Das System, das so einen Reinigungsschritt enthält, ist im Allgemeinen von der Schwierigkeit begleitet gewesen, dass sich die Lebensdauer des Latentbildträgerelements wegen eines Abriebs, der durch Anstoßen des Reinigungselements an das Latentbildträgerelement verursacht wird, verkürzt. Die Bereitstellung des Tonerwiederverwendungssystems und der Reinigungsvorrichtung führt zu einer Zunahme der Gerätegröße und hat ein Hindernis für die Konstruktion eines Geräts mit gedrungener Bauweise dargestellt.
Im Gegensatz dazu ist als System, bei dem kein Abfalltoner erzeugt wird, ein so genanntes System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung (Entwicklungs- und Reinigungssystem) oder System ohne Reinigungsvorrichtung vorgeschlagen worden. So ein System ist vornehmlich zur Vermeidung von Bildfehlern wie z.B. positiven Geisterbildern oder negativen Geisterbildern, die auf zurückgebliebenen Toner zurückzuführen sind, entwickelt worden. Dieses System ist für verschiedene Aufzeichnungsmaterialien, von denen im Hinblick auf die weite Anwendung der Elektrophotographie in den letzten Jahren erwartet wird, dass sie übertragene Tonerbilder empfangen, nicht zufriedenstellend gewesen.
Systeme ohne Reinigungsvorrichtung sind z.B. in JP-A 59-133573, JP-A 62-203182, JP-A 63-133179, JP-A 64-20587, JP-A 2-302772, JP-A 5-2289, JP-A 5-53482 und JP-A 5-61383 offenbart worden. Diese Systeme sind nicht zusammen mit erwünschten Bilderzeugungsverfahren oder Tonermischungen beschrieben worden.
Es ist angenommen worden, dass es für ein Entwicklungsverfahren, das auf ein System, das im wesentlichen frei von einer Reinigungsvorrichtung ist, ein System ohne Reinigungsvorrichtung oder ein System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung zweckmäßig anwendbar ist, unbedingt notwendig ist, die Oberfläche des Latentbildträgerelements für elektrostatische Latentbilder mit einem Toner und einem Tonerträgerellement zu reiben, so dass vornehmlich Kontaktentwicklungsverfahren, bei denen bewirkt wird, dass der Toner oder Entwickler mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt kommt, in Betracht gezogen worden sind. Dies liegt daran, dass die Betriebsart des Reibens des Latentbildträgerelements mit dem Toner oder Entwickler als vorteilhaft für die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen durch eine Entwicklungseinrichtung angesehen worden ist. Bei so einem System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder System ohne Reinigungsvorrichtung werden jedoch leicht eine Verschlechterung des Toners und eine Verschlechterung oder ein Abrieb der Oberfläche des Tonerträgerelements oder der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verursacht, so dass für das Haltbarkeitsproblem keine zufriedenstellende Lösung gefunden worden ist. Infolgedessen ist ein System zur gleichzeitigen Entwicklung und Reinigung für ein kontaktfreies Entwicklungssystem erwünscht.
Nun wird die Anwendung eines Kontaktaufladesystems auf so ein Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder ein Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung in Betracht gezogen. Bei dem Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung wird kein Reinigungselement angewendet, so dass bewirkt wird, dass die nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element zurückgebliebenen Tonerteilchen mit dem Kontaktaufladesystem, bei dem der Entladungsauflademechanismus vorherrscht, in Kontakt kommen. Wenn ein isolierender Toner an dem Kontaktaufladeelement anhaftet oder diesem beigemischt wird, verschlechtert sich leicht das Aufladeverhaltens des Aufladeelements.
Bei dem Aufladesystem, bei dem der Entladungsauflademechanismus vorherrscht, wird von dem Zeitpunkt an, zu dem die Tonerschicht, die an der Oberfläche des Kontaktaufladeelements anhaftet, einen elektrischen Widerstand liefert, der so hoch ist, dass er die Entladespannung behindert, eine deutliche Verschlechterung des Aufladeverhaltens verursacht. Andererseits wird die Verschlechterung des Aufladeverhaltens bei dem Aufladesystem, bei dem der Direktinjektionsauflademechanismus vorherrscht, in Form einer Verminderung der Aufladbarkeit des aufzuladenden Bauteils bzw. Elements verursacht, die auf eine Verminderung der Möglichkeit zum Kontakt zwischen der Oberfläche des Kontaktaufladeelements und dem aufzuladenden Bauteil bzw. Element wegen des Anhaftens nach der Übertragung zurückgebliebener To nerteilchen an dem Rontaktaufladeelement oder ihrer Beimischung zu diesem zurückzuführen ist. Die Verschlechterung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des lichtempfindlichen Elements (des aufzuladenden Bauteils bzw. Elements) führt nach bildmäßiger Belichtung zu einer Verminderung des Kontrastes und der Gleichmäßigkeit eines Latentbildes und zu einer Verminderung der Bilddichte und zu verstärktem Schleier bei den erhaltenen Bildern.
Ferner ist es bei dem Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung wichtig, dass die Ladungspolarität und die Ladung der nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element zurückgebliebenen Tonerteilchen gesteuert werden und die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt stabil zurückgewonnen werden, wodurch verhindert wird, dass der zurückgewonnene Toner das Entwicklungsverhalten beeinträchtigt. Zu diesem Zweck wird die Steuerung der Ladungspolarität und der Ladung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen durch das Aufladeelement bewirkt. Dies wird unter Bezugnahme auf einen gewöhnlichen Laserdrucker als Beispiel im Einzelnen beschrieben. Im Fall eines Umkehrentwicklungssystems, bei dem von einem Aufladeelement, an das eine negative Spannung angelegt wird, einem lichtempfindlichen Element mit negativer Aufladbarkeit und einem negativ geladenen Toner Gebrauch gemacht wird, wird das Tonerbild in dem Übertragungsschritt durch ein Übertragungselement, an das eine positive Spannung angelegt wird, auf ein Aufzeichnungsmaterial übertragen. In diesem Fall wird bewirkt, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in Abhängigkeit von den Eigenschaften (Dicke, spezifischer Widerstand, Dielektrizitätskonstante usw.) des Aufzeichnungsmaterials und von der Fläche des Bildes auf diesem verschiedene Ladungen haben, die von einer positiven Polarität bis zu einer negativen Polarität reichen. Selbst in dem Fall, dass in dem Übertragungsschritt bewirkt wird, dass der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner eine positive Ladung hat, kann seine Ladung jedoch durch das negativ geladene Aufladeelement für eine negative Aufladung des lichtempfindlichen Elements gleichmäßig gemacht werden, so dass sie eine negative Polarität hat. Dies hat zur Folge, dass man die negativ geladenen zurückgebliebenen Tonerteilchen im Fall eines Umkehrentwicklungssystems an dem Bereich mit Hellbereichspotenzial, wo der Toner anhaften soll, zurückbleiben lässt und etwas Toner, der unregelmäßig geladen ist und an dem Bereich mit Dunkelbereichspotenzial anhaftet, aufgrund eines Zusammenhanges mit einem elektrischen Entwicklungsfeld während der Umkehrentwicklung zu dem Tonerträgerelement angezogen wird, so dass man den nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner bei dem Bereich mit Dunkelbereichspotenzial nicht dort zurückbleiben lässt, sondern zurückgewinnen kann. Somit kann durch Steuerung der Ladungspolarität des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners bei gleichzeitiger Aufladung des lichtempfindlichen Elements durch das Aufladeelement das Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder das Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung verwirklicht werden.
Wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen jedoch in einer Menge, die die Fähigkeit des Rontaktaufladeelements zur Steuerung der Ladungspolarität des Toners überschreitet, an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, kann die Ladungspolarität der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen nicht gleichmäßig gemacht werden, so dass es schwierig wird, die Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt zurückzugewinnen. Selbst in dem Fall, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen durch eine mechanische Reibkraft zurückgewonnen werden, beeinträchtigen sie ferner die triboelektrische Aufladbarkeit des Toners auf dem Tonerträgerelement, wenn die Ladung der zurückgewonnenen nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen nicht gleichmäßig gemacht worden ist. In dieser Weise stehen das Verhalten während der kontinuierlichen Bilderzeugung und die erhaltene Bildqualität bei dem Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder bei dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung in einer engen Verbindung mit der Ladungssteuerungsfähigkeit und dem Anhaftungs-Beimischungs-Verhalten der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen während des Vorbeigehens an dem Aufladeelement.
Zur Verbesserung des Ladungssteuerungsverhaltens während des Vorbeigehens der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Aufladeelement bei dem Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung ist in JP-A 11-15206 vorgeschlagen worden, einen Toner zu verwenden, der Tonerteilchen umfasst, die einen bestimmten Ruß und eine bestimmte Azo-Eisenverbindung in einer Mischung mit anorganischem Feinpulver enthalten. Ferner ist auch vorgeschlagen worden, einen Toner zu verwenden, der einen vorgeschriebenen Formfaktor und eine verbesserte Übertragbarkeit hat, um die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu vermindern, wodurch die Leistung des Bilderzeugungsverfahrens zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung verbessert wird. Dieses Bilderzeugungsverfahren beruht jedoch auf einem Kontaktaufladesystem, das auf dem Entladungsaufladesystem und nicht auf dem Direktinjektionsaufladesystem basiert, so dass das System von den vorstehend erwähnten Problemen, die der Entladungsauflademechanismus mit sich bringt, nicht frei ist. Ferner können diese Vorschläge zwar wirksam sein, um die Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Kontaktaufladeelements, die auf die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen ist, zu unterdrücken, jedoch kann nicht erwartet werden, dass sie das Aufladeverhalten tatsächlich verbessern.
Ferner gibt es unter handelsüblichen elektrophotographischen Druckern ein Bilderzeugungsgerät für Entwicklung und gleichzeitige Reinigung, das ein Walzenelement enthält, das an einer Stelle zwischen dem Übertragungsschritt und dem Aufladeschritt an das lichtempfindliche Element anstößt, um den Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt zu verbessern oder zu steuern. So ein Bilderzeugungsgerät kann ein gutes Verhalten in Bezug auf Entwicklung und gleichzeitige Reinigung zeigen und die Menge des Abfalltoners beträchtlich vermindern, führt jedoch leicht zu erhöhten Herstellungskosten und zu Schwierigkeiten in Bezug auf eine Verminderung der Größe.
Ferner ist in JP-A 3-203878 offenbart, dass auf eine Oberfläche eines Kontaktaufladeelements, die mit dem aufzuladenden Bauteil bzw. Element in Kontakt kommt, Pulver aufgebracht wird, um eine unregelmäßige Aufladung zu verhindern und die gleichmäßige Aufladbarkeit zu stabilisieren. Bei diesem System wird jedoch ein Aufbau gewählt, bei dem ein Kontaktaufladeelement (Aufladewalze) der Bewegung des aufzuladenden Bauteils bzw. Elements (lichtempfindlichen Elements) folgend bewegt wird, wobei das Aufladeprinzip im Allgemeinen auf dem Entladungsauflademechanismus beruht und gleichzeitig wie in den vorstehend erwähnten Fällen eine Aufladewalze angewendet wird, während die Menge des Ozonaddukts im Vergleich zu dem Fall der Anwendung einer Koronaaufladevorrichtung wie z.B. Scorotron beträchtlich vermindert worden ist. Da im Einzelnen zur Erzielung einer stabilen, gleichmäßigen Aufladung eine Gleichspannung mit überlagerter Wechselspannung angewendet wird, nimmt dadurch die Menge der Ozonaddukte zu. Dies hat zur Folge, dass im Fall einer kontinuierlichen, langzeitigen Anwendung des Geräts das Auftreten eines Fehlers in Form von Bildfließen, das auf die Ozonprodukte zurückzuführen ist, wahrscheinlich ist. Ferner wird in dem Fall, dass der vorstehend beschriebene Aufbau bei dem Bilderzeugungsgerät ohne Reinigungsvorrichtung gewählt wird, das Anhaften des Pulvers an dem Aufladeelement durch Vermischen mit nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen behindert, so dass die Wirkung der gleichmäßigen Aufladung vermindert wird.
Ferner ist in JP-A 5-150539 ein Bilderzeugungsverfahren offenbart, bei dem ein Kontaktaufladesystem angewendet wird, wobei ein Entwickler, der mindestens Tonerteilchen und elektrisch leitende Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße, die kleiner ist als die der Tonerteilchen, umfasst, verwendet wird, um die Behinderung der Aufladung zu vermeiden, die darauf zurückzuführen ist, dass Tonerteilchen und Siliciumdioxid-Feinteilchen, die bei langzeitiger Fortsetzung der Bilderzeugung nicht vollständig durch die Wirkung einer Reinigungsrakel entfernt worden sind, an der Oberfläche des Aufladeelements aufgehäuft werden und anhaften. Das Kontaktauflade- oder Nahaufladesystem, das bei dem Vorschlag angewendet wird, ist eines, das auf dem Entladungsauflademechanismus beruht und nicht auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basiert, so dass das vorstehend erwähnte Problem, das den Entladungsmechanismus begleitet, hinzukommt. Ferner wird in dem Fall, dass der vorstehend beschriebene Aufbau auf ein Bilderzeugungsgerät ohne Reinigungsvorrichtung angewendet wird, bewirkt, dass größere Mengen von elektrisch leitenden Teilchen und Tonerteilchen durch den Aufladeschritt hindurchgehen und in dem Entwicklungsschritt zurückgewonnen werden müssen. In dem Vorschlag sind diese Angelegenheiten oder der Einfluss solcher Teilchen auf das Entwicklungsverhalten des Entwicklers, wenn solche Teilchen zurückgewonnen werden, nicht berücksichtigt worden. Ferner werden die elektrisch leitenden Feinteilchen in dem Fall, dass ein Kontaktaufladesystem, das auf dem Direktinjektionsaufladesystem beruht, gewählt wird, dem Kontaktaufladeelement nicht in einer ausreichenden Menge zugeführt, so dass wegen des Einflusses der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen leicht ein Versagen der Aufladung bzw. ein Aufladefehler eintritt.
Ferner ist es bei dem Nahaufladesystem schwierig, das lichtempfindliche Element in Gegenwart großer Mengen von elektrisch leitenden Feinteilchen und nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen gleichmäßig aufzuladen, so dass die Wirkung der Entfernung des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen nicht erzielt wird. Dies hat zur Folge, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen das zur Belichtung mit einem Bildmuster dienende Licht unterbrechen, so dass ein Tonerteilchenmuster-Geisterbild verursacht wird. Ferner kann der Innenraum des Bilderzeugungsgeräts im Fall eines plötzlichen Stromausfalls oder eines Papierstaus während der Bilderzeugung durch den Entwickler beträchtlich verschmutzt werden.
In JP-A 10-307456 ist ein Bilderzeugungsgerät offenbart, das für ein Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung geeignet ist, das auf einem Direktinjektionsauflademechanismus basiert und bei dem ein Entwickler verwendet wird, der Tonerteilchen und elektrisch leitende Aufladungsför derungsteilchen, deren Teilchengrößen kleiner als die Hälfte der Tonerteilchengröße sind, umfasst. Gemäß diesem Vorschlag wird es möglich, ein Bilderzeugungsgerät zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung bereitzustellen, das frei von der Erzeugung von Entladungsprodukten ist, die Abfalltonermenge beträchtlich vermindern kann und vorteilhaft ist, um mit geringen Kosten ein Gerät mit kleinen Abmessungen herzustellen. Durch Anwendung des Geräts ist es möglich, gute Bilder zu erhalten, die frei von Fehlern sind, die ein Versagen der Aufladung bzw. einen Aufladefehler begleiten, und wird verhindert, dass zur bildmäßigen Belichtung dienendes Licht unterbrochen oder gestreut wird, jedoch ist eine weitere Verbesserung erwünscht.
Ferner ist in JP-A 10-307421 ein Bilderzeugungsgerät offenbart, das für ein Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung geeignet ist, das auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basiert und bei dem ein Entwickler verwendet wird, der zur Verbesserung des Übertragungsverhaltens elektrisch leitende Teilchen enthält, die Größen im Bereich von 1/50 bis 1/2 der Tonerteilchengröße haben.
In JP-A 10-307455 ist zur Verminderung der Teilchengröße auf weniger als die Größe eines Bildelements (Pixels) und zur Erzielung einer besseren Gleichmäßigkeit der Aufladung die Verwendung von elektrisch leitenden Feinteilchen, die eine Teilchengröße von 10 nm bis 50 μm haben, offenbart.
In JP-A 10-307457 wird die Verwendung von elektrisch leitenden Teilchen mit einer Größe von höchstens etwa 5 μm und vorzugsweise 20 nm bis 5 μm beschrieben, die dazu dient, einen Anteil der Aufladefehler im Hinblick auf das Sichtverhalten des menschlichen Auges in einen mit dem Auge weniger wahrnehmbaren Zustand zu bringen.
In JP-A 10-307458 wird die Verwendung von elektrisch leitendem Feinpulver beschrieben, das eine Teilchengröße hat, die kleiner als die Tonerteilchengröße ist, um eine Behinderung der Tonerentwicklung und eine Ableitung der Entwicklungsvorspannung über das elektrisch leitende Feinpulver zu verhindern, wodurch Bildfehler beseitigt werden. Es ist auch offenbart, dass durch Einstellung der Teilchengröße des elektrisch leitenden Feinpulvers auf einen Wert von mehr als 0,1 μm eine Unterbrechung des zur Belichtung diendenen Lichts durch das elektrisch leitende Feinpulver, das an der Oberfläche des Bildträgerelements eingebettet ist, verhindert wird, so dass durch ein Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung, das auf dem Direktinjektionsaufladesystem basiert, eine ausgezeichnete Bilderzeugung verwirklicht wird, jedoch ist eine weitere Verbesserung erwünscht.
In JP-A 10-37456 ist ein Bilderzeugungsgerät zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung offenbart, mit dem Bilder erzeugt werden können, ohne dass ein Versagen der Aufladung bzw. ein Aufladefehler oder eine Unterbrechung des zur bildmäßigen Belichtung dienenden Lichts verursacht wird, wobei einem Toner äußerlich ein elektrisch leitendes Feinpulver zugesetzt wird, so dass das elektrisch leitende Pulver während des Entwicklungsschrittes an dem Bildträgerelement anhaftet und erlaubt wird, dass es selbst nach dem Übertragungsschritt auf dem Bildträgerelement zurückbleibt, so dass es an einem Kontaktbereich zwischen einem flexiblen Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement vorhanden ist.
Was diese Vorschläge anbetrifft, so sind jedoch in Bezug auf die Stabilität des Verhaltens während einer langzeitigen wiederholten Anwendung und des Verhaltens im Fall der Verwendung kleinerer Tonerteilchen zur Erzielung einer verbesserten Auflösung weitere Verbesserungen denkbar.
Die Verwendung elektrisch leitender Teilchen mit einer vorgeschriebenen mittleren Teilchengröße, die Tonerteilchen äußerlich zugesetzt werden, ist vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist in JP-A 9-146293 ein Toner vorgeschlagen worden, der ein Feinpulver A mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 50 nm und ein Feinpulver B mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 3 μm umfasst, die Tonerteilchen äußerlich zugesetzt werden und mit einer Festigkeit, die über einem vorgeschriebenen Wert liegt, daran anhaften, um den Anteil des von den Tonerteilchen abgesonderten Pulvers B zu vermindern. Ferner ist in JP-A 11-95479 ein Toner vorgeschlagen worden, der hydrophobiertes anorganisches Oxid und elektrisch leitende Siliciumdioxidteilchen mit vorgeschriebenen Teilchengrößen enthält, wobei die elektrisch leitenden Siliciumdioxidteilchen jedoch lediglich zur Förderung der Ableitung von übermäßiger Ladung, die sich bei dem Toner angesammelt hat, zugesetzt werden.
Ferner sind nicht wenige Vorschläge in Bezug auf Toner mit bestimmten Teilchengrößenverteilungen und Formen gemacht worden. In den letzten Jahren ist in JP-A 9-197714 ein Toner mit einer bestimmten Teilchengrößenverteilung und einer bestimmten Zirkularität, die mit einem Durchfluss-Teilchenbildanalysator gemessen werden, vorgeschlagen worden. Was Vorschläge für Toner mit bestimmten Teilchengrößenverteilungen und Formen unter Berücksichtigung der Beiträge äußerer Zusatzstoffe anbetrifft, so ist in JP-A 11-174731 ein Toner vorgeschlagen worden, der anorganisches Feinpulver A mit einer bestimmten Zirkularität und einem mittleren Durchmesser der längeren Ache von 10 bis 400 nm und nichtsphärisches anorganisches Feinpulver B enthält, wobei erwartet wird, dass das Pulver B als Abstandshalter wirkt, um eine Einbettung des anorganischen Feinpulvers A an der Oberfläche der Tonermutterteilchen zu unterdrücken. Auch in JP-A 11-202557 ist ein Toner mit einer bestimmten Teilchengrößenverteilung und Zirkularität vorgeschlagen worden, um ein entwickeltes Tonerbild mit einer erhöhten Bilddichte zu erhalten, wodurch bei den Bildern die Schwanzbildungserscheinung unterdrückt wird, und die Lagerfähigkeit des Toners in einer Umgebung mit hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit zu verbessern.
In JP-A 11-194530 ist ein Toner vorgeschlagen worden, der äußerlich zugesetzte Feinteilchen A mit einer Größe von 0,6 bis 4 μm und anorganisches Feinpulver B enthält und eine bestimmte Teilchengrößenverteilung hat, wobei die Verschlechterung des Toners, die auf eine Einbettung des anorganischen Feinpulvers B an der Oberfläche der Tonerteilchen zurückzuführen ist, durch die Gegenwart der äußerlich zugesetzten Feinteilchen A unterdrückt wird und das Anhaften der äußerlich zugesetzten Feinteilchen A an den Tonerteilchen oder ihre Freisetzung von den Tonerteilchen nicht berücksichtigt wird. In JP-A 10-83096 ist ein Toner vorgeschlagen worden, der elektrisch leitende Feinteilchen und Siliciumdioxid-Feinteilchen umfasst, die sphärischen Harzfeinteilchen, in denen ein Farbmittel eingeschlossen ist, äußerlich zugesetzt werden, wobei erwartet wird, dass die Tonerteilchen eine bestimmte elektrische Oberflächenleitfähigkeit haben, wodurch die Bewegung und der Austausch von Ladungsträgern zwischen den Tonerteilchen beschleunigt und die Gleichmäßigkeit der triboelektrischen Ladung des Toners gefördert wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind äußere Zusatzstoffe für einen Entwickler, der bei dem Bilderzeugungsverfahren, das einen Direktinjektionsaufladeschritt enthält, oder bei dem Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung verwendet wird, nicht ausreichend berücksichtigt worden, und infolgedessen ist ein Entwickler, der äußere Zusatzstoffe enthält, die auf solche Bilderzeugungsverfahren vollkommen abgestimmt sind, nicht vorgeschlagen worden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Probleme beim Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Entwickler bereitzustellen, mit dem durch einen zufriedenstellenden Entwicklungs- und Reinigungsschritt (d.h. einen Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung) Tonerbilder erzeugt werden können.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Entwickler bereitzustellen, der einen einfachen und stabilen Aufladevorgang erlaubt, der auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basiert und im Wesentlichen frei von der Erzeugung von Entladungsprodukten wie z.B. Ozon ist und eine gleichmäßige Aufladung bei einer niedrigen angelegten Spannung erlaubt.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt erlaubt, der die Abfalltonermenge beträchtlich vermindern kann und für die Bereitstellung eines kostengünstigen Bilderzeugungsgeräts mit kleinen Abmessungen vorteilhaft ist.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das einen Aufladeschritt enthält, der auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basiert, im Wesentlichen frei von der Erzeugung von Entladungsprodukten wie z.B. Ozon ist und eine gleichmäßige Aufladung bei einer niedrigen angelegten Spannung erlaubt, wodurch vorteilhaft eine stabile Aufladung durchgeführt werden kann, wobei selbst bei einem langzeitigen wiederholten Betrieb kein Versagen der Aufladung bzw. kein Aufladefehler verursacht wird.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren, das für eine Bilderzeugungsart ohne Reinigungsvorrichtung, bei der kein unabhängiger Reinigungsschritt erforderlich ist, geeignet ist, während ein gutes und stabiles Aufladeverhalten sichergestellt ist, und eine Betriebskassette dafür bereitzustellen
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren, das für einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt, der einen ausgezeichneten Wirkungsgrad bei der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen erlaubt, geeignet ist, und eine Betriebskassette dafür bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren, das einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt enthält, der selbst in dem Fall, dass zur Erzielung einer höheren Auflösung Tonerteilchen mit kleinerer Teilchengröße verwendet werden, eine stabile Erzeugung von guten Bildern erlaubt, und eine Betriebskassette dafür bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Entwickler für die Entwicklung eines elektrostatischen Latentbildes bereitgestellt, der Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver enthält; wobei der Entwickler im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klarer werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 und 2 sind jeweils schematische Zeichnungen eines zur Durchführung einer Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens gemäß der Erfindung angewendeten Bilderzeugungsgeräts.
3 ist eine graphische Darstellung, die das Aufladeverhalten für den Fall mehrerer Kontaktaufladeeinrichtungen zeigt.
4 zeigt eine Kurve, die eine Veränderung des Sichtverhaltens des menschlichen Auges in Abhängigkeit von der Ortsfrequenz darstellt.
5 veranschaulicht ein Messgerät für die Messung der Aufladbarkeit eines Entwicklers.
6 ist eine schematische Schnittzeichnung zur Erläuterung des Schichtaufbaus eines lichtempfindlichen Elements, das im Rahmen der Erfindung als Bildträgerelement angewendet wird.
7 ist eine Systemzeichnung eines im Rahmen der Erfindung angewendeten Geräts zum Kugeligmachen (Sphärischmachen) von Tonerteilchen.
8 ist eine vergrößerte Zeichnung eines zum Kugeligmachen von Tonerteilchen dienenden Abschnitts in dem Gerät von 7.
9A bis 9F sind graphische Darstellungen, die jeweils die auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung eines Entwicklers eines Beispiels oder eines Vergleichsbeispiels zeigen, die mit einem Durchfluss-Teilchenbildanalysator im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm gemessen wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Entwickler gemäß der vorliegenden Erfindung enthält Tonerteilchen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver.
Der Entwickler gemäß der vorliegenden Erfindung (vorzugsweise als Einkomponentenentwickler aufgebaut, der die vorstehend erwähnten Tonerteilchen, anorganisches Feinpulver und elektrisch leitendes Feinpulver einschließt und keinen teilchenförmigen Tonerträger einschließt) hat im Bereich von 0,60 μm bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält. Hierin basiert jeder auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenbereich für einen Entwickler auf einer in einem Bereich von 0,60 bis 159,21 μm gemessenen Verteilung, wenn nicht anders angegeben, und wird in dem Sinne angewendet, dass die Untergrenze eingeschlossen und die Obergrenze ausgeschlossen ist.
Der Entwickler kann vorzugsweise 20 bis 50 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm enthalten.
Der Entwickler kann vorzugsweise 0 bis 20 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von mindestens 8,96 μm enthalten.
Es wird bevorzugt, dass der Entwickler A % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und B % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 2,00 bis 3,00 μm enthält und die Beziehung "A > B" und insbesondere "A > 2B" erfüllt ist.
Es wird ferner bevorzugt, dass der Entwickler gemäß der vorliegenden Erfindung im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen nachstehend definierten Variationskoeffizienten Kn der auf die Anzahl bezogenen Verteilung hat, der 5 bis 40 und insbesondere 5 bis 30 beträgt: Kn = (Sn/D1) × 100,worin Sn die Standardabweichung der auf die Anzahl bezogenen Verteilung bezeichnet und D1 den anzahlgemittelten Durchmesser (μm) eines äquivalenten Kreises bezeichnet, und zwar jeweils im Bereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Der Entwickler kann in dem Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm vorzugsweise 90 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) und insbesondere 93 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthalten, die eine durch die folgende Formel ermittelte Zirkularität a von mindestens 0,90 haben: Zirkularität a = L0/L,worin L die Umfangslänge eines projizierten Teilchenbildes bezeichnet und L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der die gleiche Fläche hat wie das projizierte Teilchenbild.
Der Entwickler kann vorzugsweise eine gemäß der folgenden Formel ermittelte Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von höchstens 0,045 haben: SD = [Σ(ai – am)2/n]1/2,worin a_i die Zirkularität jedes Teilchens bezeichnet, a_m die mittlere Zirkularität bezeichnet und n die Anzahl der gesamten Teilchen bezeichnet, und zwar jeweils im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Der Entwickler kann vorzugsweise je 100 Tonerteilchen (grob als gleich 100 Teilchen angesehen, die in einem gewöhnlichen Fall eine Teilchengröße im Bereich von 3 bis 15,04 μm haben) 5 bis 300 Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers enthalten, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben.
Der Entwickler kann vorzugsweise 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des elektrisch leitenden Feinpulvers enthalten.
Das elektrisch leitende Feinpulver kann vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm, insbesondere von höchstens 10⁶ Ω·cm und vor allem von 10¹ bis 10⁶ Ω·cm haben.
Das elektrisch leitende Feinpulver kann vorzugsweise nichtmagnetisch sein.
Im Einzelnen kann das elektrisch leitende Feinpulver vorzugsweise mindestens eine Oxidart umfassen, die aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid ausgewählt ist.
Der Entwickler kann vorzugsweise 0,1 bis 3,0 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des anorganischen Feinpulvers enthalten.
Es wird bevorzugt, dass das anorganische Feinpulver mindestens mit Siliconöl oder/und mit einer Silanverbindung behandelt worden ist. Es wird ferner bevorzugt, dass das anorganische Feinpulver gleichzeitig mit einer Behandlung mit Siliconöl oder davor mit einer Silanverbindung behandelt worden ist.
Das anorganische Feinpulver kann vorzugsweise mindestens eine anorganische Oxidart umfassen, die aus Siliciumdioxid, Titandioxid und Aluminiumoxid ausgewählt ist.
Der Entwickler gemäß der vorliegenden Erfindung als Ganzes kann vorzugsweise ein magnetischer Entwickler sein, der bei einer magnetischen Feldstärke von 79,6 kA/m eine Magnetisierung von 10 bis 40 Am²/kg hat.
Gemäß einer ersten Ausführungsform davon umfasst das Bilderzeugungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine Wiederholung von Bilderzeugungszyklen, die jeweils
einen Aufladeschritt, bei dem ein Bildträgerelement aufgeladen wird,
einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements Bilddaten geschrieben werden, um darauf ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen,
einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild mit dem vorstehend erwähnten Entwickler der vorliegenden Erfindung entwickelt wird, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen, und
einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, enthalten;
wobei in dem vorstehend erwähnten Aufladeschritt bewirkt wird, dass ein Aufladeelement an einer Kontaktstelle in Gegenwart von mindestens dem elektrisch leitenden Feinpulver des Entwicklers mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt, und an das Aufladeelement in diesem Kontaktzustand eine Spannung angelegt wird, um das Bildträgerelement aufzuladen.
Bei dem vorstehend erwähnten Bilderzeugungsverfahren kann vorzugsweise jede der vorstehend erwähnten bevorzugten Ausführungsformen des Entwicklers der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Bei dem vorstehend erwähnten Bilderzeugungsverfahren wird es bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver an der Kontaktstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement in einem Anteil vorhanden ist, der höher ist als sein Gehalt in dem Entwickler, der dem Entwicklungsschritt anfänglich zugeführt wird.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren wird es bevorzugt, dass der Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild entwickelt oder sichtbar gemacht wird, auch als Schritt zur Rückgewinnung des Entwicklers, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf der Oberfläche des Bildträgerelements zurückgeblieben ist, durchgeführt wird.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren wird es bevorzugt, dass an der Kontaktstelle für eine relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Aufladeelements und der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Bildträgerelements gesorgt wird. Insbesondere kann das Aufladeelement in einer der Oberflächenbewegungsrichtung des Bildträgerelements entgegengesetzten Oberflächenbewegungsrichtung bewegt werden.
In dem Aufladeschritt kann das Bildträgerelement vorzugsweise durch ein Walzenaufladeelement aufgeladen werden, das mindestens eine Oberflächenschicht aus einem Schaumstoff hat.
Es wird auch bevorzugt, dass ein Walzenaufladeelement angewendet wird, das eine Asker-C-Härte von 25 bis 50 hat.
Das Walzenaufladeelement kann vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 10³ bis 10⁸ Ω·cm haben.
Es wird auch bevorzugt, dass das Bildträgerelement durch ein Bürstenelement aufgeladen wird, das elektrische Leitfähigkeit zeigt und an das eine Spannung angelegt wird.
Das Bildträgerelement kann vorzugsweise an seiner äußersten Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁹ bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm zeigen.
Das Bildträgerelement kann vorzugsweise eine äußerste Oberflächenschicht haben, die ein Harz mit darin dispergierten leitfähigen Metalloxidteilchen umfasst.
Das Bildträgerelement kann vorzugsweise eine Oberfläche haben, die mit Wasser einen Kontaktwinkel von mindestens 85 Grad, insbesondere mindestens 90 Grad und vor allem mindestens 95 Grad zeigt.
Das Bildträgerelement kann vorzugsweise eine äußerste Oberflächenschicht haben, die feine Teilchen eines Gleitmittels enthält, das aus fluorhaltigem Harz, Siliconharz und Polyolefinharz ausgewählt ist.
In dem Entwicklungsschritt wird es bevorzugt, dass ein Entwicklerträgerelement, das den Entwickler trägt, dem Bildträgerelement gegenüberliegend und in einem 100 bis 1000 μm betragenden Abstand davon angeordnet ist.
In dem Entwicklungsschritt wird es bevorzugt, dass der Entwickler in einer Dichte von 5 bis 30 g/m² auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, um eine Entwicklerschicht zu bilden, von der der Entwickler auf das Bildträgerelement übertragen wird.
In dem Entwicklungsschritt wird es bevorzugt, dass das Entwicklerträgerelement in einem vorgeschriebenen Abstand von dem Bildträgerelement angeordnet ist, die Entwicklerschicht in einer Dicke gebildet wird, die kleiner als der Abstand ist, und der Entwickler elektrisch von der Entwicklerschicht auf das Bildträgerelement übertragen wird.
In dem Entwicklungsschritt wird es bevorzugt, dass eine Entwicklungsvorspannung angelegt wird, damit zwischen Entwicklerträgerelement und Bildträgerelement ein elektrisches Wechselfeld mit einer Spitze-Spitze-Feldstärke von 3 × 10⁶ bis 10 × 10⁶ Volt/m und einer Frequenz von 100 bis 5000 Hz erzeugt wird.
In dem Übertragungsschritt kann das Tonerbild, das in dem Entwicklungsschritt erzeugt worden ist, vorzugsweise zuerst auf ein Zwischenübertragungselement und dann auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen werden.
In dem Übertragungsschritt kann die Übertragung des Tonerbildes vorzugsweise bewirkt werden, während man ein Übertragungselement über das Übertragungs(bildempfangs)material an das Bildträgerelement oder das Zwischenübertragungselement anstoßen lässt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform davon umfasst das Bilderzeugungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine Wiederholung von Bilderzeugungszyklen, die jeweils
einen Aufladeschritt, bei dem ein Bildträgerelement aufgeladen wird,
einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements Bilddaten geschrieben werden, um darauf ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen,
einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild mit dem vorstehend erwähnten Entwickler der vorliegenden Erfindung entwickelt wird, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen, und
einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, enthalten,
wobei der vorstehend erwähnte Entwicklungsschritt ein Schritt ist, bei dem das elektrostatische Latentbild entwickelt wird, um das Tonerbild zu erzeugen, und auch ein Schritt ist, bei dem der Entwickler, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist, zurückgewonnen wird.
Bei dem vorstehend erwähnten Bilderzeugungsverfahren kann vorzugsweise jede der vorstehend erwähnten bevorzugten Ausführungsformen des Entwicklers der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
In dem Aufladeschritt wird es bevorzugt, dass das Bildträgerelement durch ein Aufladeelement aufgeladen wird, das mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform davon ist die Betriebskassette der vorliegenden Erfindung eine Betriebskassette, die an der Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts für die Entwicklung eines auf einem Bildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes mit einem Entwickler zur Erzeugung eines Tonerbildes, für die Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs(bildempfangs)material und für das Fixieren des Tonerbildes an dem Übertragungs(bildempfangs)material abnehmbar angebracht werden kann, wobei die Betriebskassette
ein Bildträgerelement, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen,
eine Aufladeeinrichtung zum Aufladen des Bildträgerelements und
eine Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des auf dem Bildträgerelement befindlichen elektrostatischen Latentbildes zur Erzeugung eines Tonerbildes enthält, wobei der Entwickler Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver enthält;
wobei der Entwickler im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt, und
die Aufladeeinrichtung ein Aufladeelement enthält, das derart angeordnet ist, dass es mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt, und an das eine Spannung angelegt wird, um das Bildträ gerelement an einer Kontaktstelle, wo mindestens das elektrisch leitende Feinpulver des Entwicklers als Teil des Entwicklers, der nach der Übertragung des Tonerbildes durch die Übertragungseinrichtung an dem Bildträgerelement anhaftet und dort zurückbleibt, gemeinsam vorhanden ist, aufzuladen.
Die Entwicklungseinrichtung kann vorzugsweise mindestens ein Entwicklerträgerelement, das dem Bildträgerelement gegenüberliegend angeordnet ist, und ein Entwicklerschicht-Regulierelement zur Bildung einer dünnen Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement enthalten, so dass der Entwickler von der Entwicklerschicht, die sich auf dem Entwicklerträgerelement befindet, auf das Bildträgerelement übertragen wird, um das Tonerbild zu erzeugen.
Bei der vorstehend erwähnten Betriebskassette kann vorzugsweise jede der vorstehend erwähnten bevorzugten Ausführungsformen des Entwicklers der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Die folgenden sind einige bevorzugte Merkmale der vorstehend erwähnten Betriebskassette.
Es wird bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver in dem Entwickler an der Kontaktstelle in einem Anteil vorhanden ist, der höher ist als sein Gehalt in dem Entwickler, der der Entwicklungseinrichtung anfänglich zugeführt wird.
Es wird bevorzugt, dass die Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung oder das Sichtbarmachen des elektrostatischen Latentbildes auch als Einrichtung betrieben wird, die zur Rückgewinnung des Entwicklers dient, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf der Oberfläche des Bildträgerelements zurückgeblieben ist.
Es wird bevorzugt, dass an der Kontaktstelle für eine relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Aufladeelements und der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Bildträgerelements gesorgt wird. Insbeson dere kann das Aufladeelement in einer Oberflächenbewegungsrichtung bewegt werden, die der Oberflächenbewegungsrichtung des Bildträgerelements entgegengesetzt ist.
Die Aufladeeinrichtung kann vorzugsweise ein Walzenaufladeelement sein, das mindestens eine Oberflächenschicht aus einem Schaumstoff hat.
Es wird auch bevorzugt, dass ein Walzenaufladeelement angewendet wird, das eine Asker-C-Härte von 25 bis 50 hat.
Das Walzenaufladeelement kann vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 10³ bis 10⁸ Ω·cm haben.
Es wird auch bevorzugt, dass die Aufladeeinrichtung ein Bürstenelement ist, das elektrische Leitfähigkeit zeigt und an das eine Spannung angelegt wird.
Das Bildträgerelement kann vorzugsweise an seiner äußersten Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁹ bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm zeigen.
Das Bildträgerelement kann vorzugsweise eine äußerste Oberflächenschicht haben, die ein Harz mit darin dispergierten leitfähigen Metalloxidteilchen umfasst.
Das Bildträgerelement kann vorzugsweise eine Oberfläche haben, die mit Wasser einen Kontaktwinkel von mindestens 85 Grad, insbesondere mindestens 90 Grad, vor allem mindestens 95 Grad zeigt.
Das Bildträgerelement kann vorzugsweise eine äußerste Oberflächenschicht haben, die feine Teilchen eines Gleitmittels enthält, das aus fluorhaltigem Harz, Siliconharz und Polyolefinharz ausgewählt ist.
Es wird bevorzugt, dass das Entwicklerträgerelement, das den Entwickler trägt, dem Bildträgerelement gegenüberliegend und in einem 100 bis 1000 μm betragenden Abstand davon angeordnet ist.
In der Entwicklungseinrichtung wird es bevorzugt, dass der Entwickler in einer Dichte von 5 bis 30 g/m² auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, um eine Entwicklerschicht zu bilden, von der der Entwickler auf das Bildträgerelement übertragen wird.
In der Entwicklungseinrichtung wird es bevorzugt, dass das Entwicklerträgerelement in einem vorgeschriebenen Abstand von dem Bildträgerelement angeordnet ist, die Entwicklerschicht in einer Dicke gebildet wird, die kleiner als der Abstand ist, und der Entwickler elektrisch von der Entwicklerschicht auf das Bildträgerelement übertragen wird.
In der Entwicklungseinrichtung wird es bevorzugt, dass eine Entwicklungsvorspannung angelegt wird, damit zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement ein elektrisches Wechselfeld mit einer Spitze-Spitze-Feldstärke von 3 × 10⁶ bis 10 × 10⁶ Volt/m und einer Frequenz von 100 bis 5000 Hz erzeugt wird.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform davon ist die Betriebskassette der vorliegenden Erfindung eine Betriebskassette, die an der Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts für die Entwicklung eines auf einem Bildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes mit einem Entwickler zur Erzeugung eines Tonerbildes und für die Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs(bildempfangs)material abnehmbar angebracht werden kann, wobei die Betriebskassette
ein Bildträgerelement, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen,
eine Aufladeeinrichtung zum Aufladen des Bildträgerelements und
eine Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des auf dem Bildträgerelement befindlichen elektrostatischen Latentbildes zur Erzeugung eines Tonerbildes enthält,
wobei der Entwickler Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver enthält; wobei der Entwickler im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt, und
die vorstehend erwähnte Entwicklungseinrichtung eine Einrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes zur Erzeugung des Tonerbildes und auch eine Einrichtung ist, die zur Rückgewinnung des Entwicklers dient, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist.
Bei der vorstehend erwähnten Betriebskassette kann vorzugsweise jede der vorstehend erwähnten bevorzugten Ausführungsformen des Entwicklers der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Bei der Betriebskassette wird es bevorzugt, dass das Bildträgerelement durch ein Aufladeelement, das mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt, aufgeladen wird.
Nachstehend werden einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben.
<Entwickler>
Der Entwickler der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise bei einem Bilderzeugungsverfahren verwendet werden, bei dem ein Kontaktaufladesystem angewendet wird, wobei dieses Bilderzeugungsverfahren eine Wiederholung von Bilderzeugungszyklen umfasst, die jeweils einen Aufladeschritt, bei dem ein Bildträgerelement aufgeladen wird; einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements Bilddaten geschrieben werden, um darauf ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen; einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild mit einem Entwickler der vorliegenden Erfindung entwickelt wird, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen; und einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, enthalten; wobei in dem vorstehend erwähnten Aufladeschritt bewirkt wird, dass ein Aufladeelement an einer Kontaktstelle in Gegenwart von mindestens dem elektrisch leitenden Feinpulver des Entwicklers mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt, und an das Aufladeelement in diesem Kontaktzustand eine Spannung angelegt wird, um das Bildträgerelement aufzuladen. Es wird besonders bevorzugt, dass die Kontaktaufladung auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basierend durchgeführt wird.
Der Entwickler der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise auch bei einem Bilderzeugungsverfahren verwendet werden, bei dem ein Entwicklungs- und Reinigungssystem angewendet wird, wobei dieses Bilderzeugungsverfahren eine Wiederholung von Bilderzeugungszyklen umfasst, die jeweils einen Aufladeschritt, bei dem ein Bildträgerelement aufgeladen wird; einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements Bilddaten geschrieben werden, um darauf ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen; einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild mit einem Entwickler entwickelt wird, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen; und einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, enthalten; wobei der vorstehend erwähnte Entwicklungsschritt ein Schritt ist, bei dem das elektrostatische Latentbild entwickelt wird, um das Tonerbild zu erzeugen, und auch ein Schritt ist, bei dem der Entwickler, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist, zurückgewonnen wird.
Der Entwickler der vorliegenden Erfindung enthält Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver; und der Entwickler hat im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt.
Durch Verwendung des Entwicklers der vorliegenden Erfindung wird die gute Durchführung eines Bilderzeugungsverfahrens möglich, das einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt enthält, das erlaubt, dass dem Entwickler eine stabile Ladung erteilt wird, das selbst bei wiederholter, langzeitiger Anwendung des Entwicklers gute Bilder liefert, die frei von Versagen der Aufladung bzw. Aufladefehler sind, das eine beträchtliche Verminderung der Abfalltonermenge erlaubt und das für eine kostengünstige Herstellung eines Bilderzeugungsgeräts vorteilhaft ist.
Ferner wird es unter Verwendung des Entwicklers der vorliegenden Erfindung durch einen einfachen Aufbau möglich, eine Kontaktaufladung zu verwirklichen, die auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basiert, im Wesentlichen frei von Entladungsprodukten wie z.B. Ozon ist und bei einer niedrigen angelegten Spannung eine gleichmäßige Aufladung erlaubt. Dies hat zur Folge, dass es möglich wird, ein Bilderzeugungsverfahren zu verwirklichen, das selbst bei einer wiederholten, langzeitigen Anwendung des Entwicklers ohne Versagen der Aufladung bzw. Aufladefehler gute Bilder liefert. Ferner kann durch Verwendung des Entwicklers der vorliegenden Erfindung das Aufladeverhalten des Kontaktaufladeelements selbst in dem Fall verbessert werden, dass eine große Menge der Entwicklerkomponenten an dem Kontaktaufladeelement anhaftet oder diesem beigemischt wird, so dass es möglich wird, ein Bilderzeugungsverfahren zu verwirklichen, mit dem Bildfehler unterdrückt werden können, die auf ein Versagen der Aufladung des Bildträgerelements zurückzuführen sind.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren, das einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt enthält, kann der Entwickler der vorliegenden Erfindung stabil eine gute triboelektrische Aufladbarkeit zeigen und selbst bei einer wiederholten, langzeitigen Anwendung des Entwicklers mit einer deutlich unterdrückten Abfalltonermenge gute Tonerbilder liefern, die frei von Bildfehlern sind, die einem Versagen der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen und einer Behinderung der Aufladung oder der Latentbilderzeugung zuzuschreiben sind.
Der Entwickler der vorliegenden Erfindung enthält Tonerteilchen, die jeweils mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver. Das elektrisch leitende Feinpulver in dem Entwickler wird während der Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes, das auf dem Bildträgerelement erzeugt worden ist, in einer geeigneten Menge zusammen mit den Tonerteilchen von dem Entwicklerträgerelement auf das Bildträgerelement übertragen. Das erhaltene Tonerbild, das als Folge der Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes auf dem Bildträgerelement erzeugt worden ist, wird in dem Übertragungsschritt auf ein Übertragungs(bildempfangs)material wie z.B. Papier übertragen. Zu dieser Zeit haftet ein Anteil des elektrisch leitenden Feinpulvers, das sich auf dem Bildträgerelement befindet, an dem Übertragungs(bildempfangs)material an, jedoch wird sein Rest durch Anhaften zurückgehalten und bleibt auf dem Bildträgerelement zurück. Im Fall einer Übertragung, die durch Anlegen einer Übertragungsvorspannung, deren Polarität der Ladungspolarität der Tonerteilchen entgegengesetzt ist, bewirkt wird, werden die Tonerteilchen leicht auf die Seite des Übertragungs(bildempfangs)material übertragen, während das elektrisch leitende Feinpulver, das sich auf dem Bildträgerelement befindet, wegen seiner elektrischen Leitfähigkeit nicht leicht auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird. Dies hat zur Folge, dass zwar ein (kleinerer) Anteil des elektrisch leitenden Feinpulvers am Übertragungs(bildempfangs)material anhaftet, jedoch sein Rest an dem Bildträgerelement haften bleibt.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren, das keinen unabhängigen Reinigungsschritt für die Entfernung des elektrisch leitenden Feinpulvers, das durch Anhaften auf dem Bildträgerelement zurückbleibt, enthält, werden ein Anteil der Tonerteilchen, der nach dem Übertragungsschritt auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist, (nachstehend als "nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen" bezeichnet) und das elektrisch leitende Feinpulver, das auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist, zusammen mit der Bewegung der ein Bild tragenden Oberfläche des Bildträgerelements zu einem Aufladeabschnitt gebracht. Dies hat zur Folge, dass im Fall der Anwendung eines Kontaktaufladeelements in dem Aufladeschritt das elektrisch leitende Feinpulver zu einer Kontaktstelle bewegt wird, wo das Bildträgerelement und das Kontaktaufladeelement miteinander in Kontakt kommen, so dass das elektrisch leitende Feinpulver an dem Kontaktaufladeelement anhaftet oder diesem beigemischt wird. Dies hat zur Folge, dass die Kontaktaufladung des Bildträgerelements in dem Zustand bewirkt wird, in dem das elektrisch leitende Feinpulver im Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement gemeinsam vorhanden ist.
Da das elektrisch leitende Feinpulver im Rahmen der vorliegenden Erfindung tatsächlich zu dem Aufladeabschnitt gebracht wird, wird der Kontaktwiderstand des Kontaktaufladeelements bei einem niedrigen Wert gehalten, obwohl auch eine geringe Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden kann, so dass das Bildträgerelement durch das Kontaktaufladeelement wirksam aufgeladen werden kann.
In dem Fall, dass im Kontaktbereich des Kontaktaufladeelements keine ausreichende Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers vorhanden ist, besteht die Neigung, dass die Aufladbarkeit des Bildträgerelements leicht dadurch verschlechtert wird, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, was eine Bildverschmutzung zur Folge hat.
Ferner werden dadurch, dass das elektrisch leitende Feinpulver tatsächlich zu der Kontaktstelle zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement gebracht wird, ein inniger Kontakt und ein niedriger Kontaktwiderstand zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement aufrechterhalten, so dass durch das Kontaktaufladeelement eine Direktinjektionsaufladung des Bildträgerelements gut bewirkt wird.
Die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt sind, werden nach und nach von dem Kontaktaufladeelement auf das Bildträgerelement abgeladen und zusammen mit der Bewegung der Oberfläche des Bildträgerelements zu dem Entwicklungsabschnitt gebracht, wo die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen als Folge des Entwicklungs- und Reinigungsvorgangs in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zurückgewonnen werden. Das elektrisch leitende Feinpulver, das an dem Kontaktaufladeelement anhaftet oder diesem beigemischt ist, wird auch nach und nach von dem Kontaktaufladeelement auf das Bildträgerelement abgeladen und zusammen mit der Bewegung der Oberfläche des Bildträgerelements zu dem Entwicklungsabschnitt gebracht. Das elektrisch leitende Feinpulver ist somit zusammen mit den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen auf dem Bildträgerelement vorhanden und wird zu dem Entwicklungsabschnitt gebracht, wo die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bevorzugt zuückgewonnen werden. In dem Fall, dass der Entwicklungsschritt unter Anlegen eines elektrischen Entwicklungsvorspannungsfeldes durchgeführt wird, können die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen unter der Wirkung des elektrischen Feldes wirksam zurückgewonnen werden, während das elektrisch leitende Feinpulver wegen seiner elektrischen Leitfähigkeit nicht leicht zurückgewonnen wird. Dies hat zur Folge, dass zwar ein Anteil des elektrisch leitenden Feinpulvers zu der Entwicklungseinrichtung zurückgewonnen werden kann, jedoch sein Rest durch Anhaften an dem Bildträgerelement zurückbleibt. Als Ergebnis unserer Untersuchung ist gefunden worden, dass die Gegenwart des elektrisch leitenden Feinpulvers, das in dem Entwicklungsschritt nicht leicht zurückge wonnen wird, jedoch auf dem Bildträgerelement vorhanden ist, den Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt verbessert. In dieser Weise wirkt das elektrisch leitende Feinpulver, das auf dem Bildträgerelement vorhanden ist, als Promotor für die Rückgewinnung der nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen, so dass die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt besser gewährleistet wird und das Auftreten von Bildfehlern wie z.B. positivem Geisterbild und Schleier, die einem Versagen der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zuzuschreiben sind, wirksam verhindert wird.
Der äußere Zusatz von elektrisch leitendem Feinpulver zu Tonerteilchen ist bisher meistens durchgeführt worden, um durch Anhaftenlassen bzw. Befestigen des elektrisch leitenden Feinpulvers an Tonerteilchenoberflächen einen Toner mit einer gesteuerten triboelektrischen Aufladbarkeit bereitzustellen, so dass elektrisch leitendes Feinpulver, das von den Tonerteilchen abgesondert oder freigesetzt wird, als Schwierigkeit oder Verunreinigung, die eine Veränderung oder Verschlechterung des Entwicklerverhaltens verursacht, angesehen worden ist. Im Gegensatz dazu wird das elektrisch leitende Feinpulver bei dem Entwickler der vorliegenden Erfindung ausdrücklich von den Tonerteilchen abgesondert und unterscheidet sich deshalb von dem elektrisch leitenden Feinpulver, das als herkömmlicher äußerer Zusatzstoff zu Tonerteilchen dient. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird das elektrisch leitende Feinpulver in dem Entwickler der vorliegenden Erfindung nach dem Übertragungsschritt über das Bildträgerelement zu einem Aufladeabschnitt bei der Kontaktstelle zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement gebracht, um dort vorhanden zu sein, wodurch das Aufladeverhalten des Kontaktaufladeelements tatsächlich verbessert wird, so dass das Bildträgerelement stabil und gleichmäßig aufgeladen wird und das Auftreten von Bildfehlern, die auf eine Verminderung der Ladung des Bildträgerelements zurückzuführen sind, verhindert wird. Ferner wirkt das elektrisch leitende Feinpulver durch seine Gegenwart auf dem Bildträgerelement in dem Entwicklungsschritt als Promotor für die Rückgewinnung der nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen, so dass die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei der Entwicklung besser gewährleistet wird und das Auftreten von Bildfehlern wie z.B. positivem Geisterbild und Schleier, die auf ein Versagen der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen sind, wirksam verhindert wird.
Elektrisch leitendes Feinpulver, das an Oberflächen von Tonerteilchen anhaftet und sein Verhalten zusammen mit den Tonerteilchen zeigt, leistet kaum einen Beitrag zu einer Verbesserung des Aufladeverhaltens des Kontaktaufladeelements und zu der Wirkungsweise des Entwicklungs- und Reinigungsschrittes, kann jedoch zu einer Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens der Tonerteilchen und einer Behinderug der gleichmäßigen Aufladung wegen der Zunahme der Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die durch eine Verminderung des Grades der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt verursacht wird, und zu einer Verminderung der Übertragbarkeit führen.
Während einer Wiederholung von Bilderzeugungszyklen wird das elektrisch leitende Feinpulver, das in dem Entwickler der vorliegenden Erfindung enthalten ist, über den Aufladeschritt und den Entwicklungsschritt derart bewegt, dass es auf der Oberfläche des Bildträgerelements getragen wird, und wird zusammen mit einer weiteren Bewegung der Oberfläche des Bildträgerelements über den Übertragungsschritt wieder zu dem Aufladeabschnitt bewegt, so dass der Aufladeabschnitt kontinuierlich mit dem elektrisch leitenden Feinpulver versorgt wird. Infolgedessen wird selbst in dem Fall, dass die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers bei dem Aufladeabschnitt z.B. durch Herunterfallen vermindert wird oder dass sich seine die gleichmäßige Aufladung fördernde Funktion verschlechtert, die Verschlechterung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements bei einer wiederholten, langzeitigen Anwendung des Bilderzeugungsgeräts verhindert, so dass eine stabile und gleichmäßige Aufladbarkeit aufrechterhalten wird.
Gemäß unserer Untersuchung über die Wirkung der Teilchengröße des elektrisch leitenden Feinpulvers, das in dem Entwickler enthalten ist, auf das Verhalten in Bezug auf die Aufladbarkeit des Bildträgerelements und das Verhalten in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt besteht die Neigung, dass elektrisch leitendes Feinpulver, das eine sehr geringe Teilchengröße (von z.B. etwa 0,1 μm oder darunter) hat, fest an den Oberflächen von Tonerteilchen anhaftet, so dass es einem Nicht-Bildbereich des Bildträgerelements während des Entwicklungsschrittes nicht ausreichend zugeführt werden kann und in dem Übertragungsschritt nicht leicht von den Tonerteilchen abgetrennt werden kann. Dies hat zur Folge, dass es schwierig wird, das elektrisch leitende Feinpulver nach dem Übertragungsschritt auf dem Bildträgerelement zurückzulassen und das Pulver tatsächlich dem Aufladeabschnitt zuzuführen. Es wird infolgedessen schwierig, die Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu verbessern, so dass in dem Fall, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, die Neigung besteht, dass sich die Aufladbarkeit des Bildträgerelements verschlechtert, was zu Bildfehlern führt.
Da so ein sehr kleines elektrisch leitendes Feinpulver auch in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt weniger auf dem Bildträgerelement zurückgelassen wird und wegen seiner zu geringen Teilchengröße eine geringere Wirkung der Verbesserung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zeigt, wird es schwierig, die Bildfehler wie z.B. positives Geisterbild und Schleier, die auf eine ungenügende Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen sind, wirksam zu verhindern.
Andererseits kann elektrisch leitendes Feinpulver mit einer übermäßig großen Teilchengröße (von z.B. etwa 4 μm oder darü ber) die Aufladbarkeit des Bildträgerelements nicht wirksam verbessern, weil es wegen der zu großen Teilchengröße selbst in dem Fall, dass es dem Aufladeabschnitt zugeführt wird, leicht von dem Aufladeelement herunterfällt, so dass es schwierig wird, eine ausreichende Zahl von Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers bei dem Aufladeabschnitt zurückzuhalten. Da die Zahl der elektrisch leitenden Teilchen je Masseeinheit vermindert ist, wird es ferner notwendig, die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, die dem Entwickler zugesetzt wird, zu erhöhen, damit zur Erzielung der die Aufladbarkeit fördernden Wirkung eine ausreichende Zahl von Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers vorhanden ist. Eine übermäßig große Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers führt jedoch leicht zu einer Verschlechterung der triboelektrischen Aufladbarkeit und des Entwicklungsverhaltens des Entwicklers als Ganzem, so dass leicht eine Verminderung der Bilddichte oder ein Verstreuen von Toner verursacht wird. Ferner wird es wegen einer großen Teilchengröße schwierig, in dem Entwicklungsschritt mit dem elektrisch leitenden Feinpulver die Wirkung der Förderung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu erzielen. Wenn seine Menge auf dem Bildträgerelement erhöht wird, um die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu verbessern, kann das elektrisch leitende Feinpulver den Latentbilderzeugungsschritt beeinträchtigen, so dass z.B. Bildfehler auftreten, die durch eine Unterbrechung des zur bildmäßigen Belichtung dienenden Lichts verursacht werden.
Von der Wirkung der Teilchengröße des vorstehend erwähnten elektrisch leitenden Feinpulvers ausgehend haben wir die Untersuchung über die Teilchengrößenverteilung eines Entwicklers, der äußere Zusatzstoffe enthält, die das tatsächliche Verhalten des Entwicklers direkt beeinflussen, weiter fortgesetzt und haben schließlich die vorliegende Erfindung gemacht.
Es wird somit durch Verwendung des Entwicklers der vorliegenden Erfindung, der Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer anzahlgemittelten Primärteilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver enthält und im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, möglich, ein Versagen der durch Kontaktaufladung erfolgenden Aufladung des Bildträgerelements wirksam zu verhindern und für eine verbesserte gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements, die auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basiert, zu sorgen. Ferner wird es möglich, die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zu verbessern, wodurch Bildfehler wie z.B. positives Geisterbild und Schleier, die auf ein Versagen der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen sind, wirksam verhindert werden.
Im Einzelnen haftet das anorganische Feinpulver, das eine anzahlgemittelte Primärteilchengröße von 4 bis 80 nm hat, an den Oberflächen der Tonerteilchen an und verhält sich zusammen mit den Tonerteilchen derart, dass es die Fließfähigkeit des Entwicklers verbessert und die triboelektrische Aufladbarkeit der Tonerteilchen gleichmäßig macht. Dies hat zur Folge, dass die Übertragbarkeit der Tonerteilchen verbessert wird, so dass die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die zu dem Kontaktaufladeelement gebracht werden, vermindert wird, wodurch eine Verschlechterung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements verhindert wird und die Belastung durch die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt herabgesetzt wird.
Das anorganische Feinpulver in dem Entwickler beeinflusst die auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung des Entwicklers in dem Teilchengrößenbereich von 0,60 bis 159,21 μm im Wesentlichen nicht, da sich das anorganische Feinpulver zusammen mit den Tonerteilchen derart bewegt, dass es an den Oberflächen der Tonerteilchen anhaftet, und eine sehr kleine anzahlgemittelte Primärteilchengröße von 4 bis 80 nm hat, so dass es nur eine Teilchengröße von der Primärteilchengröße bis zu höchstens 0,1 μm wie in einer angehäuften Form, die an den Tonerteilchen anhaftet, zeigt.
Im Gegensatz dazu trägt das elektrisch leitende Feinpulver in dem Entwickler zu der Einhaltung der Bedingung bei, dass in der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung des Entwicklers im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm der Gehalt der Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm im Bereich von 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) liegt. Im Einzelnen können die vorstehend erwähnten Wirkungen der vorliegenden Erfindung dadurch erzielt werden, dass elektrisch leitendes Feinpulver, das mindestens Teilchen mit Teilchengrößen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm enthält, verwendet wird und das elektrisch leitende Feinpulver dem Entwickler derart zugesetzt wird, dass der vorstehend erwähnte Gehaltsbereich der Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm eingehalten wird. Gemäß unserer Untersuchung ist gefunden worden, dass die Gegenwart von elektrisch leitendem Feinpulver mit Teilchengrößen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm in dem Entwickler die bemerkenswerten Wirkungen zeigt, dass ein Versagen der Aufladung des Bildträgerelements, das darauf zurückzuführen ist, dass nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften und diesem beigemischt werden, verhindert wird, so dass die auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basierende gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements verbessert wird, und ein Versagen der Aufladung und der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in einem Bilderzeugungsverfahren, das einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt enthält, verhindert wird.
Die Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers im Teilchengrößenbereich von 1,00 bis 2,00 μm neigen kaum zu einem festen Anhaften an den Oberflächen der Tonerteilchen, sondern können im Entwicklungsschritt selbst Nicht-Bildbereichen auf dem Bildträgerelement in ausreichendem Maß zugeführt werden und können im Übertragungsschritt leicht von den Oberflächen der Tonerteilchen freigesetzt werden, so dass sie dem Aufladeabschnitt nach dem Übertragungsschritt wirksam über die Oberfläche des Bildträgerelements zugeführt werden. Ferner kann das elektrisch leitende Feinpulver in dem Aufladeabschnitt in einem gleichmäßig verteilten Zustand vorhanden sein und stabil zurückgehalten werden, wodurch eine gute Wirkung der Förderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements und der Aufrechterhaltung einer stabilen, gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements selbst bei langzeitiger wiederholter Anwendung des Bilderzeugungsgeräts gezeigt wird. Ferner ist es selbst bei einem Bilderzeugungsverfahren, das einen Aufladeschritt unter Anwendung eines Kontaktaufladeelements sowie einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt enthält, bei dem eine Verschmutzung des Kontaktaufladeelements durch nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen unvermeidlich ist, möglich, eine Verschlechterung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu verhindern und auch die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zu fördern.
Wie vorstehend erwähnt wurde, enthält der Entwickler der vorliegenden Erfindung 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Teilchengrößenbereich von 1,00 bis 2,00 μm (auf Basis der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm). Durch Erfüllung dieser Bedingung ist es möglich, die gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements in dem Aufladeschritt zu verbessern. Da eine geeignete Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers stabil in dem Aufladeabschnitt vorhanden sein kann, ist es ferner möglich, in dem anschließenden Belichtungsschritt ein Versagen der Belichtung, das auf die Gegenwart einer übermäßigen Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers auf dem Bildträgerelement zurückzuführen ist, zu verhindern. Wenn der Gehalt der Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm in dem Entwickler unter dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, wird es schwierig, die Wirkung der Verbesserung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements in dem Aufladeschritt und die Wirkung der Verhinderung des Versagens der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reini gungsschritt in ausreichendem Maße zu erzielen. Wenn der Gehalt der Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm den vorstehend beschriebenen Bereich überschreitet, wird dem Aufladeabschnitt eine übermäßige Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers zugeführt, und das elektrisch leitende Feinpulver, das nicht durch den Aufladeabschnitt zurückgehalten wird, kann auf dem Bildträgerelement in einer derartigen Menge abgeladen werden, dass das zur Belichtung dienende Licht unterbrochen wird, was zu Bildfehlern führt, die auf ein Versagen der Belichtung zurückzuführen sind, und es kann die Schwierigkeit verursacht werden, dass durch Verstreuen im Innenraum des Geräts eine Verschmutzung eintritt.
Es wird ferner bevorzugt, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung 20 bis 50 % (auf die Anzahl bezogen) und insbesondere 20 bis 45 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm enthält. Durch Einhaltung dieser bevorzugten Gehaltsbereiche wird es möglich, die Wirkung der Verbesserung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements im Aufladeschritt und die Wirkung der Verhinderung des Versagens der Aufladung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen im Entwicklungs- und Reinigungsschritt weiter zu erhöhen. Die Zuführung einer übermäßigen Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Aufladeabschnitt kann zuverlässiger verhindert werden, und es wird möglich, die Wirkung der Verhinderung des Auftretens von Bildfehlern, die auf ein Versagen der Belichtung zurückzuführen sind, das dadurch verursacht wird, dass eine übermäßige Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das bei dem Aufladeabschnitt nicht ausreichend zurückgehalten wird, auf das Bildträgerelement abgeladen wird, zuverlässiger zu gewährleisten.
Wie vorstehend erwähnt wurde, kann ein 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) betragender Gehalt der Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm in dem Entwickler dadurch erzielt werden, dass das elektrisch leitende Feinpulver, das eine zweckmäßige Teilchengröße hat, in einer Menge, die für die Einhaltung des vorstehend erwähnten Gehaltsbereichs geeignet ist, in den Ent wickler hineingegeben wird. Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm sind jedoch nicht unbedingt auf Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers beschränkt, vielmehr kann der Entwickler der vorliegenden Erfindung außer dem elektrisch leitenden Feinpulver Teilchen von äußeren Zusatzstoffen, deren Teilchengrößen in dem vorstehend beschriebenen Bereich liegen, in einem derartigen Ausmaß enthalten, dass der vorstehend erwähnte Gehaltsbereich eingehalten wird.
Die Tonerteilchen in dem Entwickler der vorliegenden Erfindung, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, können durch jedes bekannte Verfahren hergestellt werden. Die Menge der Tonerteilchen, die Teilchengrößen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm haben und in den gesamten Tonerteilchen und somit in dem Entwickler enthalten sind, kann in Abhängigkeit von dem Tonerherstellungsverfahren und den Herstellungsbedingungen (z.B. mittlere Teilchengröße des Toners und Pulverisierbedingungen im Fall der Herstellung durch das Pulverisierverfahren) variieren. Wenn der Gehalt der Tonerteilchen im Teilchengrößenbereich von 1,00 bis 2,00 μm in dem Entwickler der vorliegenden Erfindung 10 % (auf die Anzahl bezogen) der gesamten Teilchen im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm überschreitet, besteht die Neigung, dass der Entwickler eine breite Verteilung der triboelektrischen Ladung hat und eine Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens zeigt, da sich die triboelektrische Aufladbarkeit solcher ultrafeinen Tonerteilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm von der triboelektrischen Aufladbarkeit von Tonerteilchen, deren Teilchengrößen ihrer mittleren Teilchengröße näher kommen, deutlich unterscheidet.
Es wird bevorzugt, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung 5 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm enthält.
Der Entwickler der vorliegenden Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass er 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält.
In dem Entwickler der vorliegenden Erfindung müssen die Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 8,96 μm in einer vorgeschriebenen Menge enthalten sein, damit das elektrostatische Latentbild, das sich auf dem Bildträgerelement befindet, zur Erzeugung eines Tonerbildes entwickelt wird und das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, um auf dem Übertragungs(bildempfangs)material ein Tonerbild zu erzeugen. Die Teilchen im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 8,96 μm können mit einer triboelektrischen Aufladbarkeit versehen sein, die dazu geeignet ist, dass sie an dem elektrostatischen Latentbild, das auf dem Bildträgerelement erzeugt worden ist, anhaften und ein das Latentbild genau wiedergebendes Tonerbild entwickeln.
Teilchen, die kleiner als 3,00 μm sind, neigen zu einer übermäßigen Aufladbarkeit oder zu einer übermäßig starken Abschwächung der triboelektrischen Ladung, so dass es schwierig ist, solchen Teilchen eine stabile triboelektrische Aufladbarkeit zu erteilen. Dies hat zur Folge, dass solche Teilchen leicht an einem Bereich des Bildträgerelements, der kein elektrostatisches Latentbild hat, (entsprechend einem weißen Hintergrundsbereich in dem erhaltenen Bild) anhaften, so dass es schwierig ist, ein das elektrostatische Latentbild genau wiedergebendes Tonerbild zu entwickeln. Ferner ist es für die Teilchen, die kleiner als 3,00 μm sind, schwierig, eine gute Übertragbarkeit auf ein Übertragungs(bildempfangs)material, das eine faserige Oberfläche mit vielen Unebenheiten hat, wie z.B. Papier aufrechtzuerhalten, so dass eine Zunahme der Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen wahrscheinlich ist. Dies hat zur Folge, dass eine große Menge von Tonerteilchen, die nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben sind, zu dem Aufladeabschnitt gebracht wird und an dem Kontaktaufladeelement anhaftet oder diesem beigemischt wird, so dass die Aufladbarkeit des Bildträgerelements behindert wird, wodurch es schwierig wird, die Wirkung der Verbesserung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu erzielen, die durch innigen Kontakt zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement über das elektrisch leitende Feinpulver erreicht wird. Wenn die Teilchengröße der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen kleiner ist, werden ferner die zur Rückgewinnung in dem Entwicklungsschritt dienenden äußeren Kräfte wie z.B. eine mechanische Kraft, eine elektrostatische Kraft und ferner im Fall eines magnetischen Toners eine magnetische Kraft, die in dem Entwicklungsschritt auf die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen einwirken, schwächer, so dass die Haftkraft, die zwischen den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen und dem Bildträgerelement wirkt, verhältnismäßig größer wird, wodurch der Rückgewinnungsgrad der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt abnimmt, was wegen eines Versagens der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen leicht zu Bildfehlern wie z.B. einem positiven Geisterbild und Schleier führt.
Andererseits ist es für Teilchen mit einer Größe von 8,96 μm oder darüber schwierig, eine hohe triboelektrische Aufladbarkeit zu haben, die ausreicht, um ein entwickeltes Tonerbild zu erhalten, das das elektrostatische Latentbild genau wiedergibt. Ein Toner mit einer größeren Teilchengröße führt im Allgemeinen zu einem Tonerbild mit einer niedrigeren Auflösung. Im Einzelnen ist es bei dem Entwickler der vorliegenden Erfindung, bei dem bewirkt worden ist, dass er elektrisch leitendes Feinpulver in einer derartigen Menge enthält, dass ein vorgeschriebener Gehalt von Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm erzielt wird, wahrscheinlich, dass größere Tonerteilchen wegen der Gegenwart des elektrisch leitenden Feinpulvers eine niedrigere triboelektrische Aufladbarkeit haben, so dass es schwierig wird, den Teilchen mit einer Größe von 8,96 μm oder darüber eine ausreichend hohe triboelektrische Aufladbarkeit zu erteilen, die für eine genaue Wiedergabe des elektrostatischen Latentbildes zur Erzeugung eines Tonerbildes erforderlich ist.
Dadurch, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung die Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 8,96 μm in dem vorstehend beschriebenen Gehaltsbereich enthält, wird es ermöglicht, eine ausreichende Menge von Tonerteilchen sicherzustellen, die ge eignet sind, um ein Tonerbild zu erhalten, das ein elektrostatisches Latentbild genau wiedergibt. Dies hat zur Folge, dass es dem Entwickler der vorliegenden Erfindung, der auch das elektrisch leitende Feinpulver in einer Menge enthält, die ausreicht, um eine vorgeschriebene Menge von Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm bereitzustellen, ermöglicht wird, Bilder mit einer hohen Bilddichte und einer ausgezeichneten Auflösung zu liefern.
Wenn der Gehalt der Teilchen mit einer Größe von 3,00 μm bis 8,96 μm unter dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, wird es schwierig, Tonerteilchen sicherzustellen, die eine für die genaue Wiedergabe elektrostatischer Latentbilder geeignete triboelektrische Aufladbarkeit haben, was leicht zu Bildern mit viel Schleier, niedriger Bilddichte oder niedriger Auflösung führt.
Wenn der Gehalt der Teilchen mit einer Größe von 3,00 μm bis 8,96 μm über dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, wird es schwierig, die Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm in dem vorstehend erwähnten Gehaltsbereich sicherzustellen. Ferner wird selbst in dem Fall, dass der Gehalt der Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm in dem vorgeschriebenen Bereich sichergestellt ist, die Menge der Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm verhältnismäßig knapp, so dass es schwierig wird, die Wirkung der Verbesserung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements in dem Aufladeschritt und die Wirkung der Verhinderung eines Versagens der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt in ausreichendem Maße zu erzielen.
Es wird bevorzugt, dass der Entwickler 20 bis 65 % (auf die Anzahl bezogen) und insbesondere 25 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 8,96 μm enthält. Durch Einhaltung dieser bevorzugten Gehaltsbereiche wird es möglich, die Wirkung der Verbesserung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements in dem Aufladeschritt und die Wirkung der Verhinderung eines Versagens der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt weiter zu verbessern. Es ist ferner möglich, Bilder mit höherer Bilddichte, weniger Schleier und besserer Auflösung zu erhalten.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird zur Sicherstellung von Teilchen, die eine für die genaue Wiedergabe elektrostatischer Latentbilder geeignete triboelektrische Aufladbarkeit haben, und zur Erzielung von Bildern mit hoher Bilddichte und ausgezeichneter Auflösung bewirkt, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 8,96 μm enthält. Es wird infolgedessen bevorzugt, dass der Entwickler 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Tonerteilchen mit einer Größe von 3,00 bis 8,96 μm enthält, jedoch sind die Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 8,96 μm, die in dem Entwickler der vorliegenden Erfindung enthalten sind, nicht unbedingt auf Tonerteilchen beschränkt, sondern können elektrisch leitendes Feinpulver und andere äußere Zusatzstoffe für den Entwickler enthalten.
Es wird bevorzugt, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung 0 bis 20 % (auf die Anzahl bezogen) [d.h. höchstens 20 % (auf die Anzahl bezogen), wenn überhaupt] Teilchen mit einer Größe von 8,96 μm oder darüber enthält.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird es bei dem Entwickler, bei dem bewirkt wird, dass er eine vorgeschriebene Menge von Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm enthält, schwierig, solchen Teilchen mit einer Größe von 8,96 μm oder darüber eine ausreichende triboelektrische Aufladbarkeit zu erteilen, die für eine genaue Wiedergabe eines elektrostatischen Latentbildes geeignet ist, weil der Entwickler eine beträchtliche Menge von elektrisch leitendem Feinpulver enthält. Wenn der Gehalt der Teilchen mit einer Größe von 8,96 μm oder darüber den vorstehend erwähnten Bereich überschreitet, wird es schwierig, dem gesamten Entwickler eine ausreichend hohe triboelektrische Aufladbarkeit zu erteilen, die für eine genaue Wiedergabe eines elektrostatischen Latentbildes geeignet ist. Ferner ist es wahrscheinlich, dass die erhaltenen Bilder eine niedrige Auflösung haben.
Wenn grobe Tonerteilchen als nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen zu dem Aufladeabschnitt gebracht werden, wird ferner leicht ein Versagen der Aufladung des Bildträgerelements verursacht und kann der Kontakt zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement beeinträchtigt werden, so dass die Wirkung der vorliegenden Erfindung, die gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements auf der Grundlage des innigen Kontaktes zwischen dem Rontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement über das elektrisch leitende Feinpulver zu verbessern, nicht gewährleistet ist. Ferner besteht selbst in dem Fall, dass solche großen nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt zurückgewonnen werden, die Neigung, dass die Tonerteilchen das zur bildmäßigen Belichtung dienende Licht in dem vorangehenden Latentbilderzeugungsschritt unterbrechen, so dass Bildfehler zurückbleiben.
Aus dem vorstehend angegebenen Grund wird es bevorzugt, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung 0 bis 10 % (auf die Anzahl bezogen) und insbesondere 0 bis 7 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einer Größe von 8,96 μm oder darüber enthält. Durch Einhaltung dieser bevorzugten Bereiche wird es möglich, Bilder mit höherer Bilddichte, weniger Schleier und besserer Auflösung zu erhalten.
Es wird ferner bevorzugt, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung A % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm und B % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einer Größe von 2,00 bis 3,00 μm enthält, wobei die Beziehung "A > B" und insbesondere die Beziehung "A > 2B" erfüllt ist.
Es wird somit bevorzugt, dass der Gehalt [B % (auf die Anzahl bezogen)] der Teilchen mit einer Größe von 2,00 bis 3,00 μm kleiner ist als der Gehalt [A % (auf die Anzahl bezogen)] der Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm. Durch die Erfüllung dieser Beziehung wird es ermöglicht, dass das elektrisch leitende Feinpulver in dem Aufladeabschnitt gleichmäßig verteilt wird, um eine gute gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu erzielen. In dem Fall, dass die Beziehung "A > B" nicht erfüllt ist, wird die gleichmäßige Verteilbarkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers bei dem Aufladeabschnitt verschlechtert, so dass eine Abnahme der Wirkung der gleichmäßigen Aufladung des Bildträgerelements wahrscheinlich ist. Ferner besteht die Neigung, dass sich die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Aufladeabschnitt vermindert oder die Fähigkeit des Kontaktaufladeelements zum Festhalten des elektrisch leitenden Feinpulvers abnimmt, so dass sich die Wirkung der Förderung der Aufladung auf dem Bildträgerelement verschlechtert, was bei einer wiederholten, langzeitigen Anwendung zu einer instabilen Aufladbarkeit des Bildträgerelements führt. Wenn die Beziehung "A > B" nicht erfüllt ist, wird dem Aufladeabschnitt ferner ein größerer Anteil einer Fraktion feiner Tonerteilchen mit einer niedrigeren Übertragbarkeit in einer größeren Menge zugeführt und dort gehalten, so dass bei dem Aufladeabschnitt die Fähigkeit zum Festhalten des elektrisch leitenden Feinpulvers verhältnismäßig stark abnimmt und eine Behinderung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements wahrscheinlich ist. Ferner wird bewirkt, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen eine größere Menge einer Fraktion feiner Teilchen enthalten, so dass sich der Rückgewinnungsgrad der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen vermindert, so dass leicht positives Geisterbild und Schleier verursacht werden.
Aus dem vorstehend angegebenen Grund wird es bevorzugt, dass der Gehalt [A % (auf die Anzahl bezogen)] der Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm größer ist als der Gehalt [B % (auf die Anzahl bezogen)] der Teilchen mit einer Größe von 2,00 bis 3,00 μm und insbesondere mehr als das Doppelte des Gehalts [B % (auf die Anzahl bezogen)] der Teilchen mit einer Größe von 2,00 bis 3,00 μm beträgt.
Ferner wird es bevorzugt, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen nachstehend definierten Variationskoeffizienten Kn der auf die Anzahl bezogenen Verteilung hat, der 5 bis 40 beträgt: Kn = (Sn/D1) × 100,worin Sn die Standardabweichung der auf die Anzahl bezogenen Verteilung bezeichnet und D1 den anzahlgemittelten Durchmesser (μm) eines äquivalenten Kreises bezeichnet, und zwar jeweils im Bereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Dadurch, dass für einen vorstehend definierten Variationskoeffizienten Kn = 5 bis 40 gesorgt wird, wird es möglich, eine gleichmäßige Mischbarkeit zwischen den Tonerteilchen und dem elektrisch leitenden Feinpulver zu erzielen, so dass das elektrisch leitende Feinpulver dem Bildträgerelement mit einer besseren Gleichmäßigkeit zugeführt werden kann, wodurch die gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements verbessert wird. Ferner kann die Ladungsverteilung der Tonerteilchen enger gemacht werden, so dass die Menge schleiererzeugender Tonerteilchen und nach der Übertragung zurückgebliebener Tonerteilchen vermindert werden kann, wodurch die Behinderung der Aufladung auf dem Bildträgerelement besser unterdrückt wird. Ferner können die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt mit einer besseren Stabilität zurückgewonnen werden, so dass es möglich wird, die Bildfehler, die auf ein Versagen der Rückgewinnung zurückzuführen sind, sicherer zu unterdrücken. Ferner wird ein vorstehend definierter Variationskoeffizient Kn = 5 bis 30 bevorzugt, damit eine engere Ladungsverteilung des Toners erzielt wird.
Es wird auch bevorzugt, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung im Teilchengrößenbereich von 0,60 bis 159,21 μm auf Basis der auf das Volumen bezogenen (durch Umrechung der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung erhaltenen) Teilchengrößenverteilung eine massegemittelte Teilchengröße von 4 bis 10 μm hat und im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen nachstehend definierten Variationskoeffizienten Kv der auf das Volumen bezogenen Verteilung hat, der 10 bis 30 beträgt: Kv = (Sv/D4) × 100,worin Sv die Standardabweichung der auf das Volumen bezogenen Verteilung bezeichnet und D4 die massegemittelte Teilchengröße (μm) auf Basis der auf das Volumen bezogenen Verteilung bezeichnet, und zwar jeweils im Bereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Dadurch, dass für einen vorstehend definierten Variationskoeffizienten Kv = 10 bis 30 gesorgt wird, kann die Ladungsverteilung der Tonerteilchen im Bereich von 3,0 bis 15,04 μm enger gemacht werden, so dass die Menge schleiererzeugender Tonerteilchen und nach der Übertragung zurückgebliebener Tonerteilchen vermindert werden kann, wodurch die Behinderung der Aufladung auf dem Bildträgerelement besser unterdrückt wird. Ferner können die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt mit einer besseren Stabilität zurückgewonnen werden, so dass es möglich wird, die auf ein Versagen der Rückgewinnung zurückzuführenden Bildfehler sicherer zu unterdrücken. Aus ähnlichem Grund wird ferner ein vorstehend definierter Variationskoeffizient Kv = 10 bis 25 bevorzugt.
In dem Fall, dass der vorstehend beschriebene Variationskoeffizient Kn oder Kv unter dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, wird die Herstellung von Tonerteilchen schwierig. In dem Fall, dass Kn oder Kv den vorstehend beschriebenen Bereich überschreitet, wird es schwierig, eine gleichmäßige Mischbarkeit zwischen den Tonerteilchen, dem anorganischen Feinpulver und dem elektrisch leitenden Feinpulver zu erhalten, so dass es schwierig wird, eine stabile aufladungsfördernde Wirkung auf das Bildträgerelement zu erzielen. Ferner wird bewirkt, dass der Entwickler als Ganzes eine breitere Ladungsverteilung hat, so dass leicht eine Verminderung der Bildqualität verursacht wird, die z.B. auf eine Verminderung der Bilddichte und auf verstärkten Schleier zurückzuführen ist. Ferner besteht die Neigung, dass die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zunimmt, so dass die Aufladbarkeit behindert und der Rückgewinnungsgrad der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt vermindert wird.
Es wird bevorzugt, dass der Entwickler der vorliegenden Erfindung in dem Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm 90 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) und insbesondere 93 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine durch die folgende Formel ermittelte Zirkularität a von mindestens 0,90 haben: Zirkularität a = L0/L,worin L die Umfangslänge eines projizierten Teilchenbildes bezeichnet und L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der die gleiche Fläche hat wie das projizierte Teilchenbild.
Unsere Untersuchung hat gezeigt, dass die Zirkularität a der Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 15,04 μm in dem Entwickler die Zuführbarkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Aufladeabschnitt stark beeinflusst. In einem Entwickler, der im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen großen Anteil von Teilchen mit einer hohen Zirkularität enthält, kann das elektrisch leitende Feinpulver ferner leicht von den Tonerteilchen freigesetzt und dem Aufladeabschnitt mit einer besseren Zuführbarkeit zugeführt werden, so dass es selbst bei einer wiederholten, langzeitigen Anwendung des Bilderzeugungsgeräts möglich ist, stabil eine gute, gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements aufrechtzuerhalten.
Das elektrisch leitende Feinpulver, das Teilchengrößen in einem vorgeschriebenen Bereich hat, mit denen die Wirkung der vorliegenden Erfindung erzielt wird, kann von Tonerteilchen mit einer Größe von 3,00 bis 15,04 μm, die eine deformierte Gestalt haben, nicht leicht freigesetzt werden. Aus diesem Grund besteht die Neigung, dass ein Entwickler, der in dem Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen großen Anteil von deformierten Teilchen enthält, eine mangelhafte Zuführbarkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Aufladeabschnitt zeigt, so dass wahrscheinlich ist, dass sich die aufladbarkeitsfördernde Wirkung auf das Bildträgerelement verschlechtert, und dass es schwierig wird, während einer wiederholten, langzeitigen Anwendung des Bilderzeugungsgeräts stabil eine gute, gleichmäßige Aufladbarkeit zu zeigen. Ferner ist auch gefunden worden, dass deformierte Teilchen in dem Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm eine deutliche Neigung zeigen, das elektrisch leitende Feinpulver einzufangen bzw. anzulagern (und nicht freizusetzen). Ferner kann selbst in dem Fall, dass das elektrisch leitende Feinpulver, das an deformierten Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 15,04 μm anhaftet, dem Aufladeabschnitt zugeführt wird, das elektrisch leitende Feinpulver nicht stabil bei dem Aufladeabschnitt zurückgehalten werden, so dass es kaum eine die Aufladbarkeit fördernde Wirkung auf das Bildträgerelement zeigt. Somit ist gefunden worden, dass es möglich ist, eine gleichmäßige und stabile Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Aufladeabschnitt zu bewirken, indem der Anteil der Teilchen, die von den Teilchen im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm eine niedrigere Zirkularität haben, vermindert wird.
Was Tonerteilchen anbetrifft, die Teilchengrößen von weniger als etwa 3 μm haben, so ist die Wechselbeziehung zwischen der Gestalt der Tonerteilchen und der Freisetzbarkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem vorstehend erwähnten bestimmten Teilchengrößenbereich schwach, und das elektrisch leitende Feinpulver zeigt unabhängig von der Gestalt der Tonerteilchen eine stärkere Neigung, dass es sich zusammen mit solchen kleinen Tonerteilchen bewegt, ohne freigesetzt zu werden.
Ferner zeigen die Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 15,04 μm, die eine hohe Zirkularität haben, eine geringe Haftkraft an dem Bildträgerelement, so dass sie eine ausgezeichnete Übertragbarkeit und auch eine ausgezeichnete Rückgewinnbarkeit in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zeigen. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann das elektrisch leitende Feinpulver ferner leicht von solchen Tonerteilchen freigesetzt werden, so dass es eine bessere Wirkung der Förderung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zeigt. Somit wird es durch Erhöhung des Anteils der Teilchen in dem Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm, die eine hohe Zirkularität haben, möglich, das Auftreten von Bildfehlern, die auf ein Versagen der Rückge winnung von Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zurückzuführen sind, stabiler zu unterdrücken.
Als Ergebnis einer weiteren Untersuchung ist gefunden worden, dass bei einem Entwickler, der 90 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einer Zirkularität a von mindestens 0,90 enthält, das elektrisch leitende Feinpulver, dessen Teilchengrößenbereich derart ist, dass es durch gleichmäßige Verteilung und stabile Zurückhaltung, wenn es zu dem Aufladeabschnitt gebracht wird, die aufladungsfördernde Wirkung auf das Bildträgerelement zeigt und auch einen hohen Grad der Förderung der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zeigt, leicht von den Tonerteilchen freigesetzt werden kann und dem Aufladeabschnitt mit einer besseren Stabilität zugeführt werden kann, so dass es selbst bei einer wiederholten, langzeitigen Anwendung des Bilderzeugungsgeräts möglich wird, die gute, gleichmäßige Aufladbarkeit bei dem Bildträgerelement stabil aufrechtzuerhalten. Da das elektrisch leitende Feinpulver dem Bildträgerelement nach dem Übertragungsschritt stabiler zugeführt werden kann, kann das elektrisch leitende Feinpulver ferner in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt eine bessere Wirkung der Förderung der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zeigen.
Es wird ferner bevorzugt, dass der Entwickler in dem Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm 93 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine Zirkularität a von mindestens 0,90 haben. Dies hat zur Folge, dass die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Aufladeabschnitt mit einer besseren Stabilität durchgeführt werden kann, so dass es eine höhere aufladungsfördernde Wirkung auf das Bildträgerelement zeigt und ferner bei dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung die Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verbessert.
Die Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 15,04 μm in dem Entwickler der vorliegenden Erfindung bestehen hauptsächlich aus Tonerteilchen, müssen jedoch nicht auf Tonerteilchen beschränkt sein. Die Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 15,04 μm können somit teilweise elektrisch leitendes Feinpulver oder andere Zusatzstoffe enthalten und können trotzdem ihre Teilchengestaltwirkung der leichten Freisetzung des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem vorgeschriebenen Teilchengrößenbereich zeigen.
Der Entwickler kann in Bezug auf die Teilchen mit einer Größe von 3,00 bis 15,04 μm vorzugsweise eine gemäß der folgenden Formel ermittelte Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von höchstens 0,045 haben: SD = [Σ(ai – am)2/n]1/2,worin a_i die Zirkularität jedes Teilchens bezeichnet, a_m die mittlere Zirkularität bezeichnet und n die Anzahl der gesamten Teilchen bezeichnet, und zwar jeweils im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Durch die Einhaltung des vorstehend erwähnten Merkmals, dass die Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung höchstens 0,045 beträgt, wird das Freisetzungsverhalten oder die Abtrennbarkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers von den Tonerteilchen stabilisiert und die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement stabilisiert, wodurch ferner die Wirkung der Verbesserung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements in dem Aufladeschritt und die Wirkung der Förderung der Rückgewinnung von Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt stabilisiert werden.
Die hierin beschriebene Teilchengrößenverteilung und Zirkularitätsverteilung eines Entwicklers in dem Teilchengrößenbereich von 0,60 bis 159,21 μm basieren auf einer auf die Anzahl bezogenen Verteilung, die in der folgenden Weise unter Anwendung eines Durchfluss-Teilchenbildanalysators ("FPIA-1000", erhältlich von Toa Iyou Denshi K.K.) gemessen wird. Hier wird der Durchmesser eines äquivalenten Kreises (mit "D_CE" bezeichnet), der durch den Analysator gemessen wird, als "Teilchengröße" angesehen.
Aus deionisiertem Wasser wird feiner Staub entfernt, indem man es durch ein Filter hindurchgehen lässt, um die Zahl der Verun reinigungsteilchen, die Teilchengrößen im Messbereich [d.h. Durchmesser äquivalenter Kreise von 0,60 μm (einschließlich) bis 159,21 μm (ausschließlich)] haben, auf höchstens 20 Teilchen/μl zu vermindern. In etwa 10 ml einer Lösung (bei 20 °C), die durch Zusatz von 0,1 bis 0,5 Masse% eines Tensids (vorzugsweise eines Alkylbenzolsulfonsäuresalzes) zu dem filtrierten deionisierten Wasser gebildet worden ist, werden etwa 0,5 bis 20 mg einer Probe hineingegeben und 3 min lang mit einem Ultraschall-Dispergiergerät (Ausgangsleistung: 50 Watt, mit einer Stufenscheibe mit einem Durchmesser von 6 mm) gleichmäßig dispergiert, um eine Probendispersionsflüssigkeit, die je μl 7000 bis 10.000 Teilchen in dem vorgeschriebenen D_CE-Bereich enthält, zu bilden, die dann unter Anwendung des vorstehend erwähnten Durchfluss-Teilchenbildanalysators einer Messung der Teilchengrößenverteilung und der Zirkularitätsverteilung von Teilchen in einem Bereich von 0,60 bis 159,21 μm (Obergrenze, ausschließlich) der Durchmesser äquivalenter Kreise unterzogen wird.
Die Einzelheiten der Messung sind in einem technischen Prospekt und einer beigefügten Betriebsanleitung für "FPIA-1000", herausgegeben von Toa Iyou Denshi K.K. (25. Juni 1995) und in JP-A 8-136439 beschrieben. Die Messung wird wie folgt zusammengefasst.
Man lässt eine Probendispersionsflüssigkeit durch eine flache, dünne, lichtdurchlässige Durchflusszelle (Dicke = etwa 200 μm) mit einem divergierenden Durchflussweg hindurchfließen. Ein Stroboskop und eine CCD-Kamera (Kamera mit ladungsgekoppeltem Speicher) sind an Stellen, die einander in Bezug auf die Durchflusszelle gegenüberliegen, angebracht, so dass ein Lichtweg gebildet wird, der sich in Bezug auf die Dicke der Durchflusszelle in Querrichtung erstreckt. Während des Durchflusses der Probendispersionsflüssigkeit wird diese durch das Stroboskop in Abständen von jeweils 1/30 Sekunden mit Lichtblitzen bestrahlt, um Bilder von Teilchen, die durch die Durchflusszelle hindurchgehen, aufzunehmen, so dass jedes Teilchen ein zweidimensionales Bild liefert, das parallel zu der Durchflusszelle eine be stimmte Fläche hat. Aus der Fläche des zweidimensionalen Bildes jedes Teilchens wird der Durchmesser eines Kreises, der dieselbe Fläche hat, (eines äquivalenten Kreises) als "Durchmesser eines äquivalenten Kreises" berechnet.
Ferner wird für jedes Teilchen die Umfangslänge (Lo) des äquivalenten Kreises berechnet und durch die Umfangslänge (L), die bei dem zweidimensionalen Bild des Teilchens gemessen wird, dividiert, um die Zirkularität (a) des Teilchens zu ermitteln.
Die Ergebnisse [relative Häufigkeit (%) und Summenhäufigkeit (%)] können für 226 Kanäle im Bereich von 0,60 μm bis 400,00 μm [30 Kanäle (Abteilungen) für eine Oktave] angegeben werden, wie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt ist (wobei für jeden Kanal der untere Grenzwert eingeschlossen und der obere Grenzwert ausgeschlossen ist), während Teilchen, die in einem Bereich von 0,60 bis 159,21 μm (Obergrenze, ausschließlich) liegende Durchmesser äquivalenter Kreise haben, tatsächlich gemessen werden.
Tabelle 1
Bei jedem D_CE-Bereich ist die Obergrenze ausgeschlossen.
Zur tatsächlichen Berechnung der mittleren Zirkularität (a_m) wurden die gemessenen Zirkularitätswerte der einzelnen Teilchen in 61 Gruppen im Zirkularitätsbereich von 0,40 bis 1,00 aufgeteilt, und der mittlere Wert der Zirkularität jeder Gruppe wurde mit der Häufigkeit der Teilchen der Gruppe multipliziert, wobei Produkte erhalten wurden, die dann summiert wurden, um die mittlere Zirkularität zu erhalten. Es ist bestätigt worden, dass die auf diese Weise berechnete mittlere Zirkularität (a_m) mit einem Wert der mittleren Zirkularität, der als arithmetisches Mittel von Zirkularitätswerten erhalten wird, die ohne die vorstehend erwähnte Aufteilung in Gruppen, die zur Vereinfachung der Datenverarbeitung, z.B. zur Verkürzung der Rechenzeit, gewählt wird, direkt für einzelne Teilchen gemessen werden, im Wesentlichen identisch ist.
Die Teilchengrößenverteilung und die Zirkularitätsverteilung des Entwicklers der vorliegenden Erfindung können übrigens auch durch Messung unter Anwendung eines anderen Geräts, das auf ähnlichen Prinzipien wie den vorstehend erwähnten basiert, bestätigt werden.
Der Entwickler der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers, das eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm hat, enthalten. Solche Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers, die Teilchengrößen von 0,6 bis 3 μm haben, können leicht von den Tonerteilchen abgetrennt werden und können gleichmäßig an dem Aufladeelement anhaften und durch dieses stabil zurückgehalten werden. Infolgedessen wird in dem Fall, dass solche Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers in einem Anteil von 5 bis 300 Teilchen je 100 Tonerteilchen zurückgehalten werden, die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement in dem Entwicklungsschritt und dem Übertragungsschritt weiter gefördert, wodurch die gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements weiter stabilisiert wird. Dies ist auch für eine weitere Stabilisierung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt wirksam.
Wenn die Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers mit einer Größe von 0,6 bis 3 μm in einem Anteil von weniger als 5 Teilchen je 100 Tonerteilchen vorhanden sind, wird es schwierig, 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm, die in dem Entwickler dem elektrisch leitenden Feinpulver zuzuschreiben sind, bereitzustellen, so dass es wahrscheinlich ist, dass die Wirkung der Förderung der Aufladung auf dem Bildträgerelement und die Wirkung der Förderung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt abnehmen. Wenn die Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers mit einer Größe von 0,6 bis 3 μm andererseits in einem übermäßigen Anteil von mehr als 300 Teilchen je 100 Tonerteilchen vorhanden sind, kann wegen des übermäßigen Anteils des elektrisch leitenden Feinpulvers relativ zu den Tonerteilchen die triboelektrische Aufladung der Tonerteilchen behindert werden, so dass sich das Entwicklungsverhalten und die Übertragbarkeit des Entwicklers verschlechtern, was niedrigere Bilddichten und eine erhöhte Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die zu einer Verminderung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements und zu einem Versagen der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt führt, zur Folge hat. Aus dem vorstehend angegebenen Grund wird es bevorzugt, dass der Entwickler je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen und insbesondere 10 bis 100 Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers mit einer Größe von 0,6 bis 3 μm enthält.
Die Anzahl der Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers mit einer Größe von 0,6 bis 3 μm je 100 Tonerteilchen, auf die hierin Bezug genommen wird, basiert auf den Werten, die in der folgenden Weise gemessen werden. Eine Entwicklerprobe wird durch ein Rasterelektronenmikroskop (REM), das mit einem Elementaranalysator wie z.B. einem ESMA-Gerät (Elektronenmikrosonde bzw. Röntgenmikroanalysator) ausgerüstet ist, in einer vergrößerten Form aufgenommen, wobei ein gewöhnliches REM-Bild und auch ein ESMA-Bild, auf dem in dem elektrisch leitenden Feinpulver enthaltene Elemente abgebildet sind, erhalten werden. Dann werden durch Vergleich dieser Bilder Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers, die je 100 Tonerteilchen auf den Bildern vorhanden sind, gekennzeichnet, und Bilddaten davon (bei 3000- bis 5000-facher Vergrößerung aus "FE-REMS-800", erhältlich von Hitachi Seisakusho K.K., erhalten) werden über eine Schnittstelle einem Bildanalysator (z.B. "Luzex III", erhältlich von Nireco K.K.) zugeführt, um die Anzahl (je 100 Tonerteilchen) der Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers, die im Bereich von 0,06 bis 3 μm liegende Durchmesser äquivalenter Kreise haben, zu zählen.
Der Entwickler der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des elektrisch leitenden Feinpulvers enthalten. Dadurch, dass das elektrisch leitende Feinpulver in dem vorstehend beschriebenen Bereich enthalten ist, kann dem Entwicklungsabschnitt eine geeignete Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers für die Förderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements zugeführt werden, und dem Bildträgerelement wird eine ausreichende Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers für die Förderung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zugeführt. Wenn der Gehalt des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem Entwickler unter dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, ist es wahrscheinlich, dass die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das dem Aufladeabschnitt zugeführt wird, nicht ausreicht, um eine stabile Wirkung der Förderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu erzielen. In diesem Fall besteht die Neigung, dass die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das zusammen mit den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen auf dem Bildträgerelement vorhanden ist, für eine Förderung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt nicht ausreicht. Wenn die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers andererseits über dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, ist es wahrscheinlich, dass dem Aufladeabschnitt eine übermäßige Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers zugeführt wird, so dass die Neigung besteht, dass eine große Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das bei dem Aufladeabschnitt nicht zurückgehalten werden kann, auf das Bildträgerelement abgeladen wird, wodurch ein Versagen der Belichtung verursacht wird. Ferner ist es wahrscheinlich, dass die triboelektrische Aufladbarkeit der Tonerteilchen verschlechtert oder gestört wird, wodurch eine Verminderung der Bilddichte und verstärkter Schleier verursacht werden. Unter diesen Gesichtspunkten kann der Gehalt des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem Entwickler insbesondere 1,2 bis 5 Masse% betragen.
Das elektrisch leitende Feinpulver der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm haben, damit dem Entwickler die Wirkung der Förderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements und die Wirkung der Förderung der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen erteilt werden. Wenn das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand hat, der den vorstehend erwähnten Bereich überschreitet, wird die Wirkung der Förderung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements selbst in dem Fall gering, dass das elektrisch leitende Feinpulver an der Kontaktstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement oder in dem Aufladebereich in deren Nähe vorhanden ist, um über das elektrisch leitende Feinpulver einen innigen Kontakt zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement aufrechtzuerhalten. Ferner besteht in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt die Neigung, dass das elektrisch leitende Feinpulver auf eine Polarität aufgeladen wird, die mit der Polarität der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen identisch ist, wodurch die Wirkung der Förderung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen deutlich vermindert wird.
Um die Wirkung der Förderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements, die dem elektrisch leitenden Feinpulver zuzuschreiben ist, in ausreichendem Maße zu erzielen, wodurch stabil eine gute, gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements erreicht wird, wird es bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand hat, der niedriger ist als der spezifische Widerstand an der Oberfläche des Kontaktaufladeelements oder an dessen Kontaktstelle mit dem Bildträgerelement und insbesondere 1/100 oder weniger des spezifischen Widerstandes des Kontaktaufladeelements beträgt.
Es wird ferner bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁶ Ω·cm hat, damit die gleichmäßige Aufladung des Bildträgerelements durch Überwindung des Anhaftens der isolierenden, nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement oder ihrer Beimischung zu diesem besser bewirkt wird und die Wirkung der Förderung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen stabiler erzielt wird. Es wird ferner bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von 1 bis 10⁵ Ω·cm hat.
Der spezifische Widerstand des elektrisch leitenden Feinpulvers kann durch das Tablettenverfahren gemessen und normiert werden. Im Einzelnen werden etwa 0,5 g einer Pulverprobe in einen Zylinder mit einer Bodenfläche von 2,26 cm² eingebracht und unter einer Belastung von 15 kg zwischen einer oberen und einer unteren Elektrode angeordnet. In diesem Zustand wird zwischen den Elektroden eine Spannung von 100 Volt angelegt, um einen Widerstandswert zu messen, aus dem durch Normierung ein spezifischer Widerstandswert berechnet wird.
Es wird auch bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver lichtdurchlässig, weiß oder nur blass gefärbt ist, so dass es selbst in dem Fall, dass es auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, nicht als Schleier wahrnehmbar ist. Dies wird auch bevorzugt, um eine Behinderung des zur Belichtung dienenden Lichts in dem Latentbilderzeugungsschritt zu verhindern. Es wird bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver für das zur bildmäßigen Belichtung dienende Licht, das zur Latentbilderzeugung angewendet wird, einen Durchlassgrad von mindestens 30 % und insbesondere mindestens 35 % zeigt, der in der folgenden Weise gemessen wird.
Eine Probe von elektrisch leitendem Feinpulver wird an der Klebstoffschicht einer einseitig klebenden Kunststoff-Klebefolie angebracht, um eine dichtest gepackte Ein-Teilchen-Schicht zu bilden. Man lässt den Lichtfluss für die Messung senkrecht auf die Pulverschicht auftreffen, und Licht, das bis zur Rückseite durchgelassen wird, wird gesammelt, um die durchgelassene Lichtmenge zu messen. Das Verhältnis der durchgelassenen Lichtmenge zu der Lichtmenge, die durch eine Kunststoff-Klebefolie allein durchgelassen wird, wird als effektiver Durchlassgrad gemessen. Die Lichtmengenmessung kann unter Anwendung eines Durchlichtdensitometers (z.B. "310", erhältlich von X-Rite K.K.) durchgeführt werden.
Es wird auch bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist. Ein Grund dafür ist, dass ein magnetisches elektrisch leitendes Feinpulver die Neigung zeigt, farbig zu sein. Ferner wird ein magnetisches elektrisch leitendes Feinpulver bei einem Bilderzeugungsverfahren, bei dem zur Beförderung und zur Zurückhaltung eines Entwicklers auf einem Entwicklerträgerelement von einer magnetischen Kraft Gebrauch gemacht wird, nicht leicht auf das Bildträgerelement übertragen, so dass die Neigung besteht, dass die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement ungenügend ist oder dass sich das elektrisch leitende Feinpulver auf dem Entwicklerträgerelement ansammelt, wodurch die Entwicklung mit den Tonerteilchen behindert wird. Ferner besteht im Fall des Zusatzes eines magnetischen elektrisch leitenden Feinpulvers zu magnetischen Tonerteilchen die Neigung, dass die Freisetzung des elektrisch leitenden Feinpulvers von den Tonerteilchen wegen einer magnetischen Agglomerierkraft schwierig ist, so dass die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement behindert wird.
Das elektrisch leitende Feinpulver, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann beispielsweise Kohlenstoff-Feinpulver wie z.B. Ruß und Graphitpulver und Feinpulver von Metallen wie z.B. Kupfer, Gold, Silber, Aluminium und Nickel; Metalloxide wie z.B. Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Alu miniumoxid, Indiumoxid, Siliciumoxid, Magnesiumoxid, Bariumoxid, Molybdänoxid, Eisenoxid und Wolframoxid und Metallverbindungen wie z.B. Molybdänsulfid, Cadmiumsulfid und Kaliumtitanat und zusammengesetzte Oxide von diesen umfassen. Die elektrisch leitenden Feinpulver können gewünschtenfalls nach Einstellung von Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung verwendet werden.
Es wird bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver von den vorstehend erwähnten Materialien mindestens eine Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid besteht. Diese Oxide werden bevorzugt, weil sie ein elektrisch leitendes Feinpulver mit einem niedrigen spezifischen Widerstand liefern und weil sie nichtmagnetisch sowie weiß oder blass gefärbt sind, so dass sie selbst in dem Fall, dass sie auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen werden, weniger dazu neigen, einen wahrnehmbaren Schleier zu hinterlassen.
Es ist auch möglich, dass ein elektrisch leitendes Feinpulver, das ein mit einem Element wie z.B. Antimon oder Aluminium dotiertes Metalloxid umfasst, oder Feinteilchen, deren Oberfläche mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet ist, verwendet werden. Beispiele für diese sind Zinkoxidteilchen, die Aluminium enthalten, Titanoxid-Feinteilchen, deren Oberfläche mit Antimonzinnoxid beschichtet ist, antimonhaltige Zinn(IV)-oxid-Feinteilchen und Zinn(IV)-oxid-Feinteilchen.
Handelsübliche Beispiele für elektrisch leitendes Titanoxid-Feinpulver, das mit Antimonzinnoxid beschichtet ist, können "EC-300" (Titan Kogyo K.K.); "ET-300", "HJ-1" und "HI-2" (Ishihara Sangyo K.K.) und "W-P" (Mitsubishi Material K.K.) umfassen.
Handelsübliche Beispiele für antimondotiertes elektrisch leitendes Zinnoxid-Feinpulver können "T-1" (Mitsubishi Material K.K.) und "SN-100P" (Ishihara Sangyo K.K.) umfassen.
Handelsübliche Beispiele für Zinn(IV)-oxid-Feinpulver können "SM-S" (Nippon Kagaku Sankyo K.K.) umfassen.
Das elektrisch leitende Feinpulver kann vorzugsweise eine volumengemittelte Teilchengröße von 0,5 bis 10 μm haben. Wenn das elektrisch leitende Feinpulver eine volumengemittelte Teilchengröße hat, die unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, muss der Gehalt des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem Entwickler auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden, um eine Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens zu verhindern, und wenn der Gehalt zu niedrig ist, kann eine wirksame Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers nicht gewährleistet werden, so dass eine Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, die ausreicht, um die Aufladung des Bildträgerelements durch Überwindung der Behinderung der Aufladung, die durch Anhaften der isolierenden, nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement und ihre Beimischung zu diesem in dem Aufladeabschnitt an der Kontaktstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement oder in einem Bereich in deren Nähe verursacht wird, gut zu bewirken, nicht bereitgestellt wird, wodurch leicht ein Versagen der Aufladung bzw. ein Aufladefehler verursacht wird. Aus diesem Grund wird es ferner bevorzugt, dass die volumengemittelte Teilchengröße des elektrisch leitenden Feinpulver mindestens 0,6 μm und insbesondere mindestens 0,8 μm beträgt.
Wenn das elektrisch leitende Feinpulver andererseits eine volumengemittelte Teilchengröße hat, die den vorstehend erwähnten Bereich überschreitet, kann elektrisch leitendes Feinpulver, das von dem Aufladeelement heruntergefallen ist, das Licht, das zur Belichtung für die Latentbilderzeugung dient, unterbrechen oder streuen, was wegen eines fehlerhaften elektrostatischen Latentbildes eine niedrigere Bildqualität zur Folge hat. Wenn die volumengemittelte Teilchengröße über dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, wird die Anzahl der Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers je Masseeinheit vermindert, so dass es schwierig wird, die Wirkung der Förderung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in ausrei chendem Maße zu erzielen. Ferner wird es wegen der Verminderung der Anzahl der Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers im Hinblick auf die Verminderung und Verschlechterung des elektrisch leitenden Feinpulvers in der Nähe des Aufladeelements notwendig, den Gehalt des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem Entwickler zu erhöhen, damit das elektrisch leitende Feinpulver dem Aufladeabschnitt kontinuierlich zugeführt wird und die gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements, die durch innigen Kontakt zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement über das elektrisch leitende Feinpulver gewährleistet wird, stabilisiert wird. Wenn der Gehalt des elektrisch leitenden Feinpulvers übermäßig erhöht wird, besteht jedoch die Neigung, dass der Entwickler als Ganzes eine schlechtere Aufladbarkeit und ein schlechteres Entwicklungsverhalten hat, so dass vor allem in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit eine Verminderung der Bilddichte und ein Verstreuen von Toner verursacht werden. Aus einem ähnlichen Grund wird es ferner bevorzugt, dass die volumengemittelte Teilchengröße des Entwicklers höchstens 5 μm und optimal 0,8 bis 3 μm beträgt.
Die volumengemittelte Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung des elektrisch leitenden Feinpulvers, die hierin beschrieben werden, basieren auf Werten, die in der folgenden Weise gemessen werden. Ein Gerät zur Messung der Teilchengrößenverteilung ("Model LS230", erhältlich von Coulter Electronics Inc.) vom Laserbeugungstyp ist mit einem Flüssigkeitsmodul ausgestattet, und die Messung wird im Teilchengrößenbereich von 0,04 bis 2000 μm durchgeführt, wobei eine volumenbezogene Teilchengrößenverteilung erhalten wird. Für die Messung wird 10 cm³ reinem Wasser eine geringe Menge eines Tensids zugesetzt, und es werden 10 mg einer Probe des elektrisch leitenden Feinpulvers dazugegeben, worauf 10-minütiges Dispergieren mit einem Ultraschall-Dispergiergerät (Ultraschall-Homogenisator) folgt, wobei eine Probendispersionsflüssigkeit erhalten wird, die 90 s lang einer einmaligen Messung unterzogen wird.
Die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung des elektrisch leitenden Feinpulvers, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können beispielsweise eingestellt werden, indem das Herstellungsverfahren und die Herstellungsbedingungen derart festgelegt werden, dass Primärteilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers hergestellt werden, die eine gewünschte Teilchengröße und ihre gewünschte Verteilung haben. Außerdem ist es auch möglich, kleinere Primärteilchen zu agglomerieren oder größere Primärteilchen zu pulverisieren oder ein Klassieren zu bewirken. So ein elektrisch leitendes Feinpulver kann ferner erhalten werden, indem elektrisch leitende Feinteilchen an einem Anteil oder an der gesamten Menge von Grundteilchen, die eine gewünschte Teilchengröße und ihre gewünschte Verteilung haben, angelagert oder befestigt werden oder indem Teilchen mit einer gewünschten Teilchengröße und ihrer gewünschten Verteilung, die eine darin dispergierte elektrisch leitende Komponente enthalten, verwendet werden. Es ist auch möglich, elektrisch leitendes Feinpulver mit einer gewünschten Teilchengröße und ihrer gewünschten Verteilung bereitzustellen, indem diese Verfahren kombiniert werden.
In dem Fall, dass das elektrisch leitende Feinpulver aus Agglomeratteilchen besteht, wird die Teilchengröße des elektrisch leitenden Feinpulvers als Teilchengröße des Agglomerats festgelegt. Das elektrisch leitende Feinpulver in Form von agglomerierten Sekundärteilchen kann ebenso wie das in Form von Primärteilchen verwendet werden. Das elektrisch leitende Feinpulver kann durch seine Gegenwart in Form des Agglomerats in dem Aufladeabschnitt an der Kontaktstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement oder in einem Bereich in deren Nähe ungeachtet seiner agglomerierten Form seine gewünschte Wirkung der Förderung der Aufladung zeigen.
Der Entwickler der vorliegenden Erfindung enthält ferner anorganisches Feinpulver mit einer anzahlgemittelten Primärteilchengröße von 4 bis 80 nm. In dem Fall, dass das anorganische Feinpulver eine anzahlgemittelte Primärteilchengröße hat, die größer ist als der vorstehend angegebene Bereich, oder das anorganische Feinpulver nicht zugesetzt wird, besteht die Neigung, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner teilchen, wenn sie an dem Aufladeelement anhaften, an diesem ankleben, so dass es schwierig wird, stabil eine gute, gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu erzielen. Ferner wird es schwierig, zu bewirken, dass das elektrisch leitende Feinpulver mit den Tonerteilchen in dem Entwickler dispergiert wird, so dass die Neigung besteht, dass das elektrisch leitende Feinpulver dem Bildträgerelement unregelmäßig zugeführt wird, wobei der Bereich des Bildträgerelements mit einer ungenügenden Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers leicht ein Versagen der Aufladung bzw. einen Aufladefehler verursacht, was Bildfehler zur Folge hat. Ferner besteht in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt die Neigung, dass der Bereich des Bildträgerelements mit einer ungenügenden Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers ein zeitweiliges oder örtliches Versagen der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verursacht. Ferner wird dem Entwickler keine gute Fließfähigkeit erteilt und besteht die Neigung, dass die triboelektrische Ladung der Tonerteilchen ungleichmäßig ist, was zu den Schwierigkeiten von verstärktem Schleier, einer Verminderung der Bilddichte und des Verstreuens von Toner führt. In dem Fall, dass das anorganische Feinpulver eine anzahlgemittelte Teilchengröße unter 4 nm hat, wird bewirkt, dass das anorganische Feinpulver eine starke Agglomerierbarkeit zeigt, so dass das anorganische Feinpulver leicht eine breite Teilchengrößenverteilung hat, die statt Primärteilchen eher Agglomerate enthält, deren Auflockerung schwierig ist, was leicht zu Bildfehlern wie z.B. einem Bildausfall wegen einer Entwicklung mit den Agglomeraten des anorganischen Feinpulvers und Fehlern, die Beschädigungen des Bildträgerelements, des Entwicklerträgerelements oder des Kontaktaufladeelements durch die Agglomerate zuzuschreiben sind, führt. Aus ähnlichen Gründen wird es ferner bevorzugt, dass die anzahlgemittelte Primärteilchengröße des anorganischen Feinpulvers im Bereich von 6 bis 50 nm und insbesondere von 8 bis 35 nm liegt.
In den Entwickler der vorliegenden Erfindung wird das anorganische Feinpulver, das die vorstehend erwähnte anzahlgemittelte Primärteilchengröße hat, nicht nur hineingegeben, damit es an den Tonerteilchen anhaftet, um die Fließfähigkeit des Entwicklers zu verbessern und dadurch die triboelektrische Ladung der Tonerteilchen gleichmäßig zu machen, sondern auch um das elektrisch leitende Feinpulver in Bezug auf die Tonerteilchen in dem Entwickler gleichmäßig zu dispergieren, wodurch das elektrisch leitende Feinpulver dem Bildträgerelement gleichmäßig zugeführt wird.
Die hierin beschriebene anzahlgemittelte Primärteilchengröße des anorganischen Feinpulvers basiert auf den Werten, die in der folgenden Weise gemessen werden. Eine Entwicklerprobe wird durch ein Rasterelektronenmikroskop (REM), das mit einem Elementaranalysator wie z.B. einem ESMA-Gerät ausgerüstet ist, in einer vergrößerten Form aufgenommen, wobei ein gewöhnliches REM-Bild und auch ein ESMA-Bild, auf dem in dem anorganischen Feinpulver enthaltene Elemente abgebildet sind, erhalten werden. Dann werden durch Vergleich dieser Bilder die Größen von 100 oder mehr Primärteilchen des anorganischen Feinpulvers, die an den Tonerteilchen anhaften oder von diesen abgetrennt sind, gemessen, um die anzahlgemittelte Teilchengröße zu erhalten.
Das anorganische Feinpulver, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise Feinpulver mindestens einer Oxidart umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid, Titandioxid und Aluminiumoxid besteht. Siliciumdioxid-Feinpulver kann beispielsweise Trockenverfahren-Siliciumdioxid [manchmal als Kieselpuder (Fumed Silica) bezeichnet], das durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids gebildet wird, oder Nassverfahren-Siliciumdioxid, das aus Wasserglas gebildet wird, sein. Trockenverfahren-Siliciumdioxid wird jedoch bevorzugt, weil an seiner Oberfläche und in seinem Inneren weniger Silanolgruppen vorhanden sind und auch weniger Herstellungsrückstände wie z.B. Na₂O und SO₃ ^2- zurückbleiben. Das Trockenverfahren-Siliciumdioxid kann in Form eines zusammengesetzten Metalloxidpulvers mit anderen Metalloxiden erhalten werden, indem z.B. bei dem Herstellungsverfahren zusammen mit Siliciumhalogenid ein anderes Metallhalogenid wie z.B. Aluminiumchlorid oder Titanchlorid verwendet wird.
Das anorganische Feinpulver, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise hydrophobiert (hydrophob gemacht) worden sein. Durch Hydrophobierung des anorganischen Feinpulvers wird die Verminderung der Aufladbarkeit des anorganischen Feinpulvers in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit verhindert und wird die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen der triboelektrischen Aufladbarkeit der Tonerteilchen, an denen das anorganische Feinpulver anhaftet, verbessert, wodurch der Entwickler unabhängig von den Umgebungsbedingungen ein gutes Entwicklungsverhalten z.B. in Bezug auf Bilddichte und Freiheit von Schleier zeigen kann. Somit wird es durch Unterdrückung der Veränderung der Aufladbarkeit des anorganischen Feinpulvers und der Veränderung der triboelektrischen Aufladbarkeit der Tonerteilchen, an denen das anorganische Feinpulver anhaftet, in Abhängigkeit von Veränderungen der Umgebungsbedingungen möglich, eine Veränderung der Albtrennbarkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers von den Tonerteilchen zu verhindern, so dass die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement stabilisiert wird, wodurch unabhängig von Veränderungen der Umgebungsbedingungen die Wirkungen der Förderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements und der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verbessert werden.
Als Hydrophobierungsmittel können Siliconlack, verschiedene modifizierte Siliconlacke, Siliconöl, verschiedene modifizierte Siliconöle, Silanverbindungen, Silan-Haftmittel, andere organische Siliciumverbindungen und organische Titanatverbindungen einzeln oder in Kombination verwendet werden. Was diese Hydrophobierungsmittel anbetrifft, so wird es besonders bevorzugt, dass das anorganische Feinpulver mindestens mit Siliconöl behandelt worden ist.
Das Siliconöl kann bei 25 °C vorzugsweise eine Viskosität von 10 bis 200.000 mm²/s und insbesondere 3000 bis 80.000 mm²/s haben. Wenn die Viskosität unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, besteht die Neigung, dass eine stabile Behandlung des anorganischen Feinpulvers mit dem Siliconöl nicht möglich ist, so dass das Siliconöl, mit dem das anorganische Feinpulver für die Behandlung beschichtet worden ist, aufgrund von Wärme oder mechanischer Beanspruchung leicht abgetrennt, übertragen oder verschlechtert wird, was zu einer schlechten Bildqualität führt. Wenn die Viskosität andererseits über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, besteht die Neigung, dass die Behandlung des anorganischen Feinpulvers mit dem Siliconöl schwierig wird.
Besonders bevorzugte Arten des verwendeten Siliconöls können Dimethylsiliconöl, Methylphenylsiliconöl, α-methylstyrolmodifiziertes Siliconöl, Chlorphenylsiliconöl und fluorhaltiges Siliconöl umfassen.
Die Siliconölbehandlung kann z.B. durch direktes Vermischen des anorganischen Feinpulvers (das wahlweise einer Vorbehandlung mit z.B. einem Silan-Haftmittel unterzogen worden ist) mit Siliconöl mit einem Mischgerät wie z.B. einem Henschel-Mischer; durch Aufsprühen von Siliconöl auf das anorganische Feinpulver oder durch Auflösen oder Dispergieren von Siliconöl in einem geeigneten Lösungsmittel und Zusatz des anorganischen Feinpulvers zum Vermischen, worauf Entfernung des Lösungsmittels folgt, durchgeführt werden. Im Hinblick auf eine geringere Bildung von Agglomeraten als Nebenprodukt wird vor allem das Aufsprühen bevorzugt.
Es wird auch bevorzugt, dass das anorganische Feinpulver gleichzeitig mit der Behandlung mit Siliconöl oder davor mit einer Silanverbindung behandelt wird. Die Behandlung des anorganischen Feinpulvers mit einer Silanverbindung fördert das Anhaften von Siliconöl an dem anorganischen Feinpulver und macht ferner die Hydrophobie und die Aufladbarkeit des anorganischen Feinpulvers gleichmäßig.
In so einem bevorzugten Fall der Behandlung des anorganischen Feinpulvers wird in einem ersten Schritt eine Silylierung durchgeführt, um durch chemische Bindung hydrophile Stellen wie z.B. Silanolgruppen von Siliciumdioxid zu entfernen, und dann wird in einem zweiten Schritt ein hydrophober Film aus Siliconöl gebildet.
So ein anorganisches Feinpulver kann vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 3,0 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten sein. Wenn der Gehalt des anorganischen Feinpulvers unter dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, ist es schwierig, die Wirkung des anorganischen Feinpulvers in ausreichendem Maße zu erzielen. Wenn der Gehalt andererseits über den vorstehend angegebenen Bereich hinausgeht, wird das elektrisch leitende Feinpulver mit einer übermäßigen Menge des anorganischen Feinpulvers beschichtet, so dass sich der erhaltene Entwickler ähnlich wie in dem Fall verhält, dass das elektrisch leitende Feinpulver einen hohen spezifischen Widerstand hat. Dies hat zur Folge, dass die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement vermindert wird, was zu einer geringeren aufladbarkeitsfördernden Wirkung und zu einer Abnahme der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen führt. Es wird ferner bevorzugt, dass der Gehalt des anorganischen Feinpulvers 0,3 bis 2,0 Masse% und insbesondere 0,5 bis 1,5 Masse% beträgt.
Das anorganische Feinpulver, das eine anzahlgemittelte Primärteilchengröße von 4 bis 80 nm hat, kann vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von 20 bis 250 m²/g und insbesondere von 40 bis 200 m²/g haben, wobei die spezifische Oberfläche durch das Stickstoffadsorptions-BET-Verfahren, z.B. durch das BET-Mehrpunktverfahren unter Anwendung eines Geräts zur Messung der spezifischen Oberfläche ("Autosorb 1", hergestellt durch Yuasa Ionix K.K.), gemessen wird.
Die Tonerteilchen, die den Entwickler der vorliegenden Erfindung bilden, sind gefärbte Harzteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen. Die Tonerteilchen können vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von mindestens 10¹⁰ Ω·cm und insbesondere mindestens 10¹² Ω·cm haben, was ein im Wesentlichen isolierendes Verhalten bedeutet. Wenn die Tonerteilchen nicht im Wesentlichen isolierend sind, ist es schwierig, dem Entwicklungsverhalten und der Übertragbarkeit in Kombination zu genügen, und es ist wahrscheinlich, dass unter dem zur Entwicklung dienenden elektrischen Feld eine Ladungsinjektion zu den Tonerteilchen eintritt, so dass eine Störung der Aufladbarkeit des Entwicklers verursacht wird, die zu Schleier führt.
Beispiele für das Bindemittelharz, das die Tonerteilchen bildet, können Styrolharze, Styrolcopolymerharze, Polyesterharze, Polyvinylchloridharz, Phenolharz, naturharzmodifiziertes Phenolharz, naturharzmodifiziertes Maleinsäureharz, Acrylharz, Methacrylharz, Polyvinylacetat, Siliconharz, Polyurethanharz, Polyamidharz, Furanharz, Epoxyharz, Xylolharz, Polyvinylbutyral, Terpenharz, Cumaron-Inden-Harz und Erdölharz umfassen.
Beispiele für das Comonomer, das zusammen mit Styrolmonomer ein Styrolcopolymer bildet, können andere Vinylmonomere einschließlich Styrolderivaten wie z.B. Vinyltoluol; Acrylsäure; Acrylatestern wie z.B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und Phenylacrylat; Methacrylsäure; Methacrylatestern wie z.B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat und Octylmethacrylat; Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid; Dicarbonsäuren mit einer Doppelbindung und Derivaten davon wie z.B. Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat und Dimethylmaleat; Vinylestern wie z.B. Vinylchlorid, Vinylacetat und Vinylbenzoat; ethylenischer Olefine wie z.B. Ethylen, Propylen und Butylen; Vinylketonen wie z.B. Vinylmethylketone und Vinylhexylketon und Vinylethern wie z.B. Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutylether umfassen. Diese Vinylmonomere können allein oder in Form einer Mischung von zwei oder mehr Arten in Kombination mit dem Styrolmonomer verwendet werden
Es ist möglich, dass das Bindemittelharz, das Styrolpolymere oder -copolymere einschließt, vernetzt worden ist oder die Form einer Mischung von vernetzten und unvernetzten Polymeren annehmen kann.
Das Vernetzungsmittel kann grundsätzlich eine Verbindung sein, die zwei oder mehr polymerisierbare Doppelbindungen hat. Beispiele dafür können aromatische Divinylverbindungen wie z.B. Divinylbenzol und Divinylnaphthalin; Carbonsäureester mit zwei Doppelbindungen wie z.B. Ethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat; Divinylverbindungen wie z.B. Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid und Divinylsulfon und Verbindungen mit drei oder mehr Vinylgruppen umfassen. Diese können einzeln oder in Form einer Mischung verwendet werden.
Es wird bevorzugt, dass das Bindemittelharz eine Glasumwandlungstemperatur (Tg) im Bereich von 50 bis 70 °C hat. Wenn Tg unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es wahrscheinlich, dass der Entwickler eine niedrigere Haltbarkeit hat, und wenn Tg zu hoch ist, ist eine Verschlechterung der Fixierbarkeit des Entwicklers wahrscheinlich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in die Tonerteilchen ein Wachs eingemischt. Beispiele für das Wachs, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingemischt wird, können aliphatische Kohlenwasserstoffwachse wie z.B. Polyethylen mit niedriger Molmasse, Polypropylen mit niedriger Molmasse, Polyolefin, Polyolefincopolymere, mikrokristallines Wachs, Paraffinwachs und Fischer-Tropsch-Wachs; Oxide von Kohlenwasserstoffwachsen wie z.B. Polyethylenoxid; Blockcopolymerwachse von diesen; Wachse, die hauptsächlich aus Wachsen wie z.B. Carnaubawachs und Montanatwachs bestehen; und Wachse, die durch partielle oder vollständige Entsäuerung von Estern aliphatischer Säuren gebildet werden wie z.B. entsäuertes Carnaubawachs. Es ist auch möglich, dass ein wachsartiges Produkt verwendet wird. Beispiele dafür können gesättigte, lineare aliphatische Säuren wie z.B. Palmitinsäure, Stearinsäure, Montansäure und langkettige Alkylcarbonsäuren mit längeren Alkylketten; ungesättigte aliphatische Säuren wie z.B. Brassidinsäure, Elaeostearinsäure und Parinarsäure; gesättigte Alkohole wie z.B. Stearylalkohol, Arachinalkohol, Behenylalkohol, Carnaubylalkohol, Cetylalkohol, Melissylalkohol und langkettige Alkylal kohole mit längeren Alkylketten; mehrwertige Alkohole wie z.B. Sorbit; Amide aliphatischer Säuren wie z.B. Linoleylamid, Oleylamid und Laurylamid; Bisamide gesättigter aliphatischer Säuren wie z.B. Methylenbisstearamid, Ethylenbiscaprylamid, Ethylenbislauramid und Hexamethylenbisstearamid; Amide ungesättigter Säuren wie z.B. Ethylenbisoleinamid, Hexamethylenbisoleinamid, N,N'-Dioleyladipinamid und N,N'-Dioleylsebacinamid; aromatische Bisamide wie z.B. m-Xylylenbisstearamid und N,N'-Distearylisophthalamid; Metallsalze aliphatischer Säuren (im Allgemeinen als Metallseifen bezeichnet) wie z.B. Calciumstearat, Calciumlaurat, Zinkstearat und Magnesiumstearat; Wachse, die durch Aufpfropfen von Vinylmonomeren wie z.B. Styrol und Acrylsäure auf aliphatische Kohlenwasserstoffwachse gebildet werden; partielle Ester zwischen aliphatischen Säuren und mehrwertigen Alkoholen wie z.B. Behenylmonoglycerid und Methylesterverbindungen mit Hydroxylgruppen, die durch Hydrieren von pflanzlichen Ölen und Fetten erhalten werden, umfassen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Wachs vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 20 Masseteilen und insbesondere 0,5 bis 15 Masseteilen je 100 Masseteile des Bindemittelharzes verwendet werden.
Beispiele für das Farbmittel, das in den Tonerteilchen enthalten ist, können Ruß, Flamm- bzw. Lampenruß, Ultramarin, Nigrosinfarbstoffe, Anilinblau, Phthalocyaninblau, Hansagelb G, Rhodamin 6G, Calcooil Blue, Chromgelb, Chinacridon, Benzidingelb, Diiodeosin, Triarylmethanfarbstoff und Monoazo- und Bisazofarbstoffe und -pigmente umfassen. Diese Farbstoffe und Pigmente können einzeln oder in Form einer Mischung verwendet werden.
Der Entwickler gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise ein magnetischer Entwickler sein, der eine in einem Magnetfeld von 79,6 kA/m gemessene Magnetisierung((sstärke) von 10 bis 40 Am²/kg und insbesondere von 20 bis 35 Am²/kg hat.
Die Magnetisierung des Entwicklers ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung aus dem folgenden Grund in einem Magnetfeld von 79,6 kA/m definiert. Als Parameter für die Darstellung der magnetischen Eigenschaften eines magnetischen Materials wird gewöhnlich die Magnetisierung bei einem gesättigten Magnetismus (d.h. die Sättigungsmagnetisierung) angewendet, jedoch ist die Magnetisierung(sstärke) des Entwicklers in einem Magnetfeld, das in dem Bilderzeugungsgerät tatsächlich auf den Entwickler einwirkt, im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine wichtigere Einflussgröße. In dem Fall, dass in einem Bilderzeugungsgerät ein magnetischer Entwickler verwendet wird, liegt das Magnetfeld, das auf den Entwickler einwirkt, bei den meisten handelsüblichen Bilderzeugungsgeräten in der Größenordnung von einigen zehn bis zu hundert und einigen zehn kA/m, damit kein starkes Magnetfeld aus dem Gerät austritt oder damit die Kosten der Magnetfeldquelle gesenkt werden. Aus diesem Grund wird ein Magnetfeld von 79,6 kA/m (1000 Oersted) als typisch für ein Magnetfeld angesehen, das in einem Bilderzeugungsgerät tatsächlich auf einen magnetischen Entwickler einwirkt, weshalb die Magnetisierung bei einem Magnetfeld von 79,6 kA/m ermittelt wird.
Wenn die Magnetisierung des Entwicklers bei einem Magnetfeld von 79,6 kA/m unter dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, wird es schwierig, den Entwickler mittels einer magnetischen Kraft zu befördern und zu bewirken, dass das Entwicklerträgerelement den Entwickler gleichmäßig trägt. Ferner wird es in dem Fall, dass der Entwickler unter einer magnetischen Kraft befördert wird, schwierig, aus dem Entwickler gleichmäßige Büschel zu bilden, so dass die Zuführbarkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement vermindert wird, was zu einem niedrigeren Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen führt. Wenn die Magnetisierung bei einem Magnetfeld von 79,6 kA/m über dem vorstehend beschriebenen Bereich liegt, wird bewirkt, dass die Tonerteilchen eine erhöhte magnetische Agglomerierbarkeit haben, so dass das gleichmäßige Dispergieren des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem Entwickler und die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement schwierig werden, so dass eine Beeinträchtung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung, d.h. der Förderung der Aufladbarkeit des Bildträ gerelements und der Förderung der Tonerrückgewinnung, wahrscheinlich ist.
Um so einen magnetischen Entwickler zu erhalten, wird in die Tonerteilchen ein magnetisches Material eingemischt. Beispiele für das magnetische Material können magnetische Eisenoxide wie z.B. Magnetit, Maghemit und Ferrite; Metalle wie z.B. Eisen, Cobalt und Nickel und Legierungen dieser Metalle mit anderen Metallen wie z.B. Aluminium, Cobalt, Kupfer, Blei, Magnesium, Zinn, Zink, Antimon, Beryllium, Bismut, Cadmium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Vanadium umfassen.
Es wird bevorzugt, ein magnetisches Material zu verwenden, das (bei einem Magnetfeld von 795,8 kA/m) eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 200 Am²/kg und eine Remanenz von 1 bis 100 kA/m hat. Das magnetische Material kann in einer Menge von 20 bis 200 Masseteilen je 100 Masseteile des Bindemittelharzes verwendet werden. Von den magnetischen Materialien wird eines, das hauptsächlich aus Magnetit besteht, besonders bevorzugt.
Die Magnetisierung(sstärke) eines Entwicklers kann unter Anwendung eines Schwingproben-Magnetometers ("VSM P-1-10", hergestellt durch Toei Kogyo K.K.) unter einem äußeren Magnetfeld von 79,6 kA/m bei Raumtemperatur (25 °C) gemessen werden. Ferner können die magnetischen Eigenschaften eines magnetischen Materials durch Anlegen eines äußeren Magnetfelds von 796 kA/m bei Raumtemperatur (25 °C) gemessen werden.
Der Entwickler der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise in Bezug auf sphärische Eisenpulverteilchen, die durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 100 mesh hindurchgehen und auf einem Sieb mit einer Maschenzahl von 200 mesh zurückbleiben, eine durch den Absolutwert ausgedrückte triboelektrische Aufladbarkeit von 20 bis 100 mC/kg haben. Wenn der Absolutwert der triboelektrischen Aufladbarkeit des Entwicklers unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, wird die Übertragbarkeit der Tonerteilchen vermindert, so dass die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zunimmt, wodurch sich die Aufladbarkeit des Bildträgerelements verschlechtert und die Belastung durch die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zunimmt, so dass wahrscheinlich ist, dass ein Versagen der Rückgewinnung verursacht wird. Wenn der Absolutwert der triboelektrischen Aufladbarkeit des Entwicklers über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, wird bewirkt, dass der Entwickler eine übermäßige elektrostatische Agglomerierbarkeit hat, so dass es schwierig wird, das gleichmäßige Dispergieren des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem Entwickler und die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement zu gewährleisten, so dass die Wirkung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Förderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements und die Förderung der Tonerrückgewinnung beeinträchtigt wird. Es ist vor allem im Fall eines magnetischen Entwicklers, der auch eine magnetische Agglomerierbarkeit zeigt, notwendig, dass die elektrostatische Agglomerierbarkeit weiter unterdrückt wird, so dass ferner bevorzugt wird, dass der Entwickler in Bezug auf Eisenpulver, das durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 100 mesh hindurchgeht und auf einem Sieb mit einer Maschenzahl von 200 mesh zurückbleibt, einen Absolutwert der triboelektrischen Aufladbarkeit von 25 bis 50 mC/kg hat.
Nun wird unter Bezugnahme auf eine Zeichnung ein Verfahren zur Messung der triboelektrischen Aufladbarkeit eines Entwicklers beschrieben. 5 ist eine Zeichnung des Messgeräts. Eine 5:95-Mischung (auf die Masse bezogen) aus einer Entwicklerprobe und einem Tonerträger in Form von sphärischem Eisenpulver, das durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 100 mesh hindurchgeht und auf einem Sieb mit einer Maschenzahl von 200 mesh zurückbleibt (z.B. "DSP138" erhältlich von Dowa Teppun K.K.), (z.B. eine Mischung aus 0,5 g eines Entwicklers und 9,5 g Eisenpulver) wird in eine 50- bis 100-ml-Polyethylenflasche eingefüllt und 100-mal geschüttelt. Dann werden etwa 0,5 g der Mischung in einen metallischen Messbehälter 52, der am Boden mit einem Sieb 53, das eine Maschenzahl von 500 mesh hat, ausgestattet ist, eingebracht, und dann wird der Messbehälter 52 mit einem Metalldeckel 54 bedeckt. Die Masse des gesamten Messbehälters 52 zu dieser Zeit wird als W₁ (g) gewogen. Dann wird eine Saugvorrichtung 51 (die mindestens in Bezug auf einen Bereich, der mit dem Messbehälter 52 in Kontakt kommt, aus einem Isolatormaterial besteht) derart betrieben, dass der Toner durch eine Absaugöffnung 57 abgesaugt wird, während ein Gasstrom-Steuerventil 56 derart eingestellt wird, dass bei einem Vakuumanzeigegerät 55 ein Druck von 2450 Pa angezeigt wird. In diesem Zustand wird der Entwickler durch das Absaugen vorzugsweise etwa 1 min lang ausreichend entfernt.
Das Potenzial, das zu dieser Zeit bei einem Potenziometer 59 abgelesen wird, wird mit V (Volt) bezeichnet, während die Kapazität eines Kondensators 58 mit C (μF) bezeichnet wird, und die Masse des gesamten Messbehälters wird als W₂ (g) gewogen. Dann wird die triboelektrische Ladung Q (mC/kg) der Entwicklerprobe durch die folgende Gleichung berechnet: Q (mC/kg) = C × V/(W1 – W2).
Der Entwickler gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise ferner ein positives oder negatives Ladungssteuerungsmittel enthalten.
Beispiele für die positiven Ladungssteuerungsmittel können Nigrosin und Modifizierungsprodukte davon mit Metallsalzen aliphatischer Säuren usw., Oniumsalze einschließlich quaternärer Ammoniumsalze wie z.B. Tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphtholsulfonat und Tetrabutylammoniumtetrafluoroborat und ihre homologen Verbindungen einschließlich Phosphoniumsalzen und Lackpigmente davon; Triphenylmethanfarbstoffe und Lackpigmente davon [wobei die Lackbildner z.B. Wolframatophosphorsäure, Molybdatophosphorsäure, Wolframatomolybdatophosphorsäure, Tannin, Laurinsäure, Gallussäure, Hexacyanoferrate(III) und Hexacyanoferrate(II) umfassen]; Metallsalze höherer aliphatischer Säuren; Diorganozinnoxide wie z.B. Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid und Dicyclohexylzinnoxid; Diorganozinnborate wie z.B. Dibutylzinnborat, Dioctylzinnborat und Dicyclohexylzinnborat; Guanidinverbindungen und Imidazolverbindungen umfassen. Diese können einzeln oder in Form einer Mischung von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Es wird bevorzugt, dass von diesen eine Triphenylmethanverbindung oder ein quaternäres Ammoniumsalz mit einem Nichthalogen-Gegenion verwendet wird. Es ist auch möglich, dass als positives Ladungssteuerungsmittel ein Homopolymer eines Monomers, das durch die folgende Formel (1) wiedergegeben wird:
worin R₁ H oder CH₃ bezeichnet und R₂ und R₃ eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe (vorzugsweise eine C₁- bis C₄-Alkylgruppe) bezeichnen, oder ein Copolymer davon mit einem anderen polymerisierbaren Monomer wie z.B. Styrol, einem Acrylat oder einem Methacrylat, wie es vorstehend beschrieben wurde, verwendet wird. In diesem Fall kann das Homopolymer oder Copolymer die Funktion des gesamten Bindemittelharzes oder eines Anteils davon haben.
Es wird auch bevorzugt, dass als positives Ladungssteuerungsmittel eine Verbindung der folgenden Formel (2) verwendet wird:
worin R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ unabhängig ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe bezeichnen; R⁷, R⁸ und R⁹ unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe oder eine Alkoxygruppe bezeichnen und A^⊝ ein Anion bezeichnet, das aus dem Sulfat-, Nitrat-, Borat-, Phosphat-, Hydroxyl-, Organosulfat-, Organosulfonat-, Organophosphat-, Carboxylat-, Organoborat- und Tetrafluoroboration ausgewählt ist.
Beispiele für das negative Ladungssteuerungsmittel können organische Metallkomplexe, Chelatverbindungen, Monoazo-Metallkomplexe, Acetylaceton-Metallkomplexe, Organometallkomplexe aromatischer Hydroxycarbonsäuren und aromatischer Dicarbonsäuren, Metallsalze aromatischer Hydroxycarbonsäuren, Metallsalze aromatischer Polycarbonsäuren und Anhydride und Ester solcher Säuren und Phenolderivate umfassen.
Es wird auch bevorzugt, dass als negatives Ladungssteuerungsmittel ein Azo-Metallkomplex verwendet wird, der durch die folgende Formel (3) wiedergegeben wird:
worin M ein Koordinationszentralmetall wie z.B. Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Mn oder Fe bezeichnet; Ar eine Arylgruppe wie z.B. eine Phenyl- oder Naphthylgruppe, die einen Substituenten haben kann, wobei Beispiele für den Substituenten eine Nitrogruppe, ein Halogenatom, eine Carboxylgruppe, eine Anilidgruppe oder eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen umfassen können, bezeichnet; X, X', Y und Y' unabhängig -O-, -CO-, -NH-, oder -NR- bezeichnen (worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnet) und K^⊕ ein Kation wie z.B. Wasserstoff, Natrium, Kalium, Ammonium oder aliphatisches Ammonium bezeichnet. Das Kation K^⊕ kann weggelassen werden.
Es wird besonders bevorzugt, dass das Zentralmetall Fe oder Cr ist, der Substituent ein Halogenatom oder eine Alkyl- oder Anilidgruppe ist und das Kation Wasserstoff, Ammonium oder aliphatisches Ammonium ist. Auch die Verwendung einer Mischung von Komplexsalzen mit verschiedenen Gegenionen wird bevorzugt.
Es wird auch bevorzugt, dass als negative Ladungssteuerungsmittel ein basischer Metallkomplex einer organischen Säure verwendet wird, der durch die folgende Formel (4) wiedergegeben wird:
worin M ein Koordinationszentralmetall wie z.B. Cr, Co, Ni, Mn, Fe, Zn, Al, Si oder B bezeichnet; A
(das einen Substituenten wie z.B. eine Alkylgruppe haben kann),

(worin X ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Nitrogruppe oder eine Alkylgruppe bezeichnet),
oder
(worin R ein Wasserstoffatom, eine C_1-18-Alkyl- oder eine C_2-18-Alkenylgruppe bezeichnet) bezeichnet; Y^⊕ ein Ration wie z.B. Wasserstoff, Natrium, Kalium, Ammonium oder aliphatisches Ammonium bezeichnet und Z -O- oder -CO-O- bezeichnet. Das Kation kann weggelassen werden.
Es wird besonders bevorzugt, dass das Zentralmetall Al, Zn, Zr oder Cr ist, der Substituent ein Halogenatom, eine Alkyl- oder eine Anilidgruppe ist und das Kation Wasserstoff, Alkalimetall, Ammonium oder aliphatisches Ammonium ist. Es wird auch bevorzugt, dass eine Mischung von Komplexsalzen mit verschiedenen Kationen verwendet wird.
So ein Ladungssteuerungsmittel kann durch inneres Einmischen in die Tonerteilchen oder durch äußeren Zusatz zu den Tonerteilchen in einen Toner eingemischt werden. Das Ladungssteuerungsmittel kann in einem Anteil von 0,1 bis 10 und vorzugsweise 0,1 bis 5 Masseteilen je 100 Masseteile des Bindemittelharzes zugesetzt werden, wobei dieser Anteil von der Art des Bindemittelharzes und anderer Zusatzstoffe und von dem Tonerherstellungsverfahren einschließlich des Dispergierverfahrens abhängen kann.
Die Tonerteilchen, die den Entwickler bilden, können vorzugsweise z.B. durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem die vorstehend beschriebenen Bestandteile an einem Mischgerät wie z.B. einer Kugelmühle ausreichend vermischt werden und mit einer Heißkneteinrichtung wie z.B. Heißwalzen, einem Kneter oder einen Extruder gut geknetet werden, worauf wie gewünscht Abkühlen zur Verfestigung, Pulverisieren, Klassieren und wahlweise eine Oberflächenbehandlung zur Einstellung der Gestalt des Toners folgen, wobei Tonerteilchen erhalten werden. Zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten Verfahren können auch ein Verfahren zur Herstellung von sphärischen (kugeligen) Tonerteilchen durch Zerstäuben einer geschmolzenen Mischung in die Luft unter Anwendung einer Scheibe oder einer Mehrfachfluiddüse, wie es in JP-B 56-13945 usw. offenbart ist; ein Verfahren zum Dispergieren von Bestandteilen in einer Bindemittelharzlösung und Sprühtrocknen der Mischung, wobei Tonerteilchen erhalten werden; ein Verfahren zur direkten Herstellung von Tonerteilchen durch Suspensionspolymerization, wie es in JP-B 36-10231, JP-A 59-53856 und JP-A 59-61842 offenbart ist; ein Verfahren zur Herstellung von Tonerteilchen durch Emulsionspolymerisation, wofür seifenfreie Polymerisation typisch ist, bei der Tonerteilchen direkt durch Polymerisation in Gegenwart eines wasserlöslichen Polymerisationsinitiators gebildet werden; ein Assoziationsverfahren, bei dem bewirkt wird, dass sich Harz-Feinteilchen und Farbmittelteilchen in einer Lösung miteinander vereinigen, um Tonerteilchen zu bilden; ein Dispersionspolymerisationsverfahren zur direkten Herstellung von Tonerteilchen in einem wässrigen organischen Lösungsmittel, in dem das Monomer löslich ist, jedoch das resultierende Polymer unlöslich ist; und ein Verfahren zur Herstellung eines so genannten Mikrokapseltoners, bei dem vorgeschriebene Materialien in die Kernteilchen und/oder in das Hüllenmaterial eingemischt werden, gewählt werden.
Die Behandlung zur Einstellung der Gestalt der Tonerteilchen kann durch verschiedene Verfahren erfolgen, die ein Verfahren, bei dem Tonerteilchen, die durch das Pulverisierverfahren hergestellt worden sind, in Wasser oder einer organischen Lösung dispergiert werden, worauf Erhitzen oder Quellen folgt; ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem man Tonerteilchen durch einen heißen Gasstrom hindurchgehen lässt, und ein mechanisches Schlagverfahren, bei dem Tonerteilchen unter Einwirkung einer mechanischen Kraft behandelt werden, umfassen. Die Einwirkung einer mechanischen Schlagkraft kann durch Mittel wie z.B. das Mechanofusion System (von Hosokawa Micron K.K.) und das Hybridization System (von Nara Kikai Seisakusho K.K.) erfolgen, bei denen Tonerteilchen unter der Wirkung einer Zentrifugalkraft, die durch Flügel oder Schaufeln, die mit hohen Drehzahlen rühren, ausgeübt wird, an die Innenwand eines Gehäuses gepresst werden, wodurch auf die Tonerteilchen mechanische Schlagkräfte, die eine Kompressionskraft und eine Abriebkraft umfassen, ausgeübt werden.
Für die Behandlung zum Kugeligmachen von Tonerteilchen durch Ausübung mechanischer Schläge wird es im Hinblick auf die Verhinderung einer Agglomeration und auf die Produktivität bevorzugt, dass die Temperatur der Behandlungsatmosphäre im Temperaturbereich von "Tg ± 30 °C" um die Glasumwandlungstemperatur (Tg) der Tonerteilchen liegt. Ferner wird eine Behandlungstemperatur im Bereich von "Tg ± 20 °C" bevorzugt, damit das elektrisch leitende Feinpulver wirksam ist.
Ein Beispiel für das Verfahren zum Kugeligmachen von Tonerteilchen durch wiederholte Ausübung thermomechanischer Schlagkräfte wird unter Bezugnahme auf 7 und 8 ausführlicher beschrieben.
7 ist eine schematische Zeichnung eines Geräts zum Kugeligmachen (Sphärischmachen) von Tonerteilchen, das in nachstehend beschriebenen Herstellungsbeispielen 2 bis 4 für die Herstellung von Tonerteilchen angewendet wird, und 8 ist eine vergrößerte Schnittzeichnung eines Behandlungsabschnitts 1 des Geräts von 7.
Das Gerät zum Kugeligmachen von Tonerteilchen arbeitet nach dem Prinzip, dass Tonerteilchen unter der Wirkung einer Zentrifugalkraft, die durch Rührschaufeln mit hoher Drehzahl ausgeübt wird, an die Innenwand eines Gehäuses gepresst werden und auf die Tonerteilchen wiederholt thermomechanische Schlagkräfte, die mindestens eine Kompressionskraft und eine Abriebkraft umfassen, ausgeübt werden, wodurch die Tonerteilchen kugelig (kugelförmig bzw. sphärisch) gemacht werden. Wie in 8 gezeigt ist, ist der Behandlungsabschnitt I mit vier senkrecht angeordneten Laufrädern 72a bis 72d ausgestattet, die durch einen Elektromotor 84 (7) zusammen mit einer Antriebswelle 73 mit einer Drehzahl von z.B. 130 s^–1 derart gedreht werden, dass eine Geschwindigkeit des äußersten Umfangs von z.B. 100 m/s erzielt wird. Ferner wird ein Sauggebläse 85 (7) derart betrieben, dass eine Gasströmungsgeschwindigkeit verursacht wird, die mit einer Gasströmungsgeschwindigkeit, die durch die Drehung von Schaufeln 79a bis 79d, die in einem Stück mit den Laufrädern 72a bis 72d gebildet sind, verursacht wird, vergleichbar oder sogar höher ist. Tonerteilchen werden durch Ansaugen aus einem Förderer 86 zusammen mit Luft in einen Einfülltrichter 82 eingeführt, und die so eingeführten Tonerteilchen werden über ein Pulverzuführungsrohr 81 und eine Pulverzuführungsöffnung 80 in den mittleren Teil einer ersten zylindrischen Behandlungskammer 89a eingeführt. In der Kammer 89a werden die Tonerteilchen durch die Schaufel 79a und eine Seitenwand 77 einer Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen und dann über eine erste Pulveraustragöffnung 90a, die in der Mitte einer Leitplatte 78a gebildet ist, in den mittleren Teil einer zweiten zylindrischen Behandlungskammer 89b eingeführt, worin die Tonerteilchen durch die Schaufel 79b und die Seitenwand 77 einer weiteren Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen werden.
Die Tonerteilchen, die in der zweiten zylindrischen Behandlungskammer 89b einer Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen worden sind, werden ferner über eine zweite Pulveraustragöffnung 90b, die in der Mitte einer Leitplatte 78b gebildet ist, für eine weitere Behandlung zum Kugeligmachen zwischen der Schaufel 79c und der Seitenwand 77 in den mittleren Teil einer dritten zylindrischen Behandlungskammer 89c eingeführt und dann ferner über eine dritte Pulveraustragöffnung 90c, die in der Mitte einer Leitplatte 78c gebildet ist, für eine weitere Behandlung zum Kugeligmachen zwischen der Schaufel 79d und der Seitenwand 77 in eine vierte zylindrische Behandlungskammer 89d eingeführt. Die Luft, die die Tonerteilchen befördert, wird durch die erste bis vierte zylindrische Behandlungskammer 89a bis 89d über ein Austragrohr 93, einen Zyklon 91, ein Sackfilter 92 und ein Sauggebläse 85 geleitet, um aus dem Gerätesystem ausgetragen zu werden.
Die Tonerteilchen, die in die jeweiligen zylindrischen Behandlungskammern eingeführt werden, erfahren sofortige mechanische Einwirkungen durch die Schaufeln 79a bis 79d und sind durch Aufprall auf die Seitenwand 77 einer mechanischen Schlagkraft ausgesetzt. Durch die Drehung der Schaufeln 79a bis 79d, die eine vorgeschriebene Größe haben und an den Laufrädern 72a bis 72d angebracht sind, wird in einem Raum oberhalb jedes Laufrades eine Konvektion von der Mitte zum Umfang und vom Umfang zur Mitte verursacht. Zusammen mit der Konvektion sind die Tonerteilchen, die sich in den zylindrischen Behandlungskammern 89a bis 89d aufhalten, wiederholt den mechanischen Schläge zwischen den Schaufeln 79a bis 79d und der Seitenwand 77 ausgesetzt. Wegen der Wärme, die durch die mechanische Schlagkraft erzeugt wird, werden die Oberflächen der Tonerteilchen auf eine Temperatur in der Nähe der Glasumwandlungstemperatur (Tg) des Tonerbindemittelharzes erhitzt, und die Gestalt der Tonerteilchen wird auch unter der Einwirkung der mechanischen Schlagkraft kugelig gemacht. Die Ausübung der mechanischen Schlagkräfte zum Kugeligmachen wird wiederholt, während die Tonerteilchen durch die jeweiligen zylindrischen Behandlungskammern 89a bis 89d be fördert werden, wodurch die Tonerteilchen in kontinuierlicher Weise wirksam kugelig gemacht werden.
Der Grad, in dem die Tonerteilchen kugelig gemacht werden, kann durch Einflussgrößen wie z.B. Verweilzeit und Temperatur der zum Kugeligmachen dienenden Behandlungskammern gesteuert werden. Er wird im Einzelnen durch Bedingungen wie z.B. die Drehzahl und die Umlaufgeschwindigkeit der Laufräder, die Höhe, die Breite und die Anzahl der Schaufeln; den Abstand zwischen dem Schaufelumfang und der Seitenwand, die Luftansauggeschwindigkeit des Sauggebläses, die Temperatur der Tonerteilchen, die in den Behandlungsabschnitt zum Kugeligmachen eingeführt werden, und die Temperatur der Luft, die die Tonerteilchen befördert, gesteuert.
Die Anwendung eines chargenweise arbeitenden Geräts zum Kugeligmachen (als "Hybridization System" von Nara Seisakusho K.K. in den Handel gebracht) wird auch bevorzugt.
Die Steuerung der Gestalt der Tonerteilchen kann bis zu einem gewissen Grade durch die Auswahl der Tonerteilchenbestandteile wie z.B. eines Bindemittelharzes und der Pulverisierbedingungen bei dem Pulverisierverfahren bewirkt werden. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass der Versuch einer Erhöhung der Zirkularität (oder Sphärizität) der Tonerteilchen durch Anwendung einer Pulverisiermühle, bei der von einem Luftstrahl Gebrauch gemacht wird, zu einer niedrigeren Produktiviät führt. Infolgedessen wird die Auswahl einer Bedingung für die Erzielung einer höheren Zirkularität der Tonerteilchen durch Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle bevorzugt.
Zur Erzielung von Tonerteilchen mit einem niedrigen Variationskoeffizienten der Teilchengrößenverteilung wird es bevorzugt, dass bei dem Klassierschritt ein Mehrkammersichter angewendet wird. Ferner wird es zur Verminderung des Anteils der ultrafeinen Tonerteilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm bevorzugt, dass bei dem Pulverisierschritt eine mechanische Pulverisiermühle angewendet wird.
Durch Vermischen der auf diese Weise hergestellten Tonerteilchen mit äußeren Zusatzstoffen einschließlich des anorganischen Feinpulvers und des elektrisch leitenden Feinpulvers, worauf wahlweise Sieben folgt, kann der Entwickler der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
Für die Tonerherstellung durch das Pulverisierverfahren sind verschiedene Geräte im Handel erhältlich. Einige Beispiele dafür sind nachstehend zusammen mit ihren Herstellern aufgeführt. Die handelsüblichen Mischgeräte können beispielsweise Henschel Mixer (hergest. durch Mitsui Kozan K.K.), Super Mixer (Kawata K.K.), Conical Ribbon Mixer (Ohkawara Seisakusho K.K.); Nautamixer, Turbulizer und Cyclomix (Hosokawa Micron K.K.); Spiral Pin Mixer (Taiheiyo Kiko K.K.) und Lodige Mixer (Matsubo Co. Ltd.) umfassen. Die Kneter können Buss Cokneader (Buss Co.), TEM Extruder (Toshiba Kikai K.K.), TEX Twin-Screw Kneader (Nippon Seiko K.K.), PCM Kneader (Ikegai Tekko K.K.); Three Roll Mills, Mixing Roll Mill and Kneader (Inoue Seisakusho K.K.), Kneadex (Mitsui Kozan K.K.); MS-Pressure Kneader und Kneadersuder (Moriyama Seisakusho K.K.) und Bambury Mixer (Kobe Seisakusho K.K.) umfassen. Als Pulverisiermühlen können Cowter Jet Mill, Micron Jet und Inomizer (Hosokawa Micron K.K.); IDS Mill und PJM Jet Pulverizer (Nippon Pneumatic Kogyo K.K.); Cross Jet Mill (Kurimoto Tekko K.K.), Ulmax (Nisso Engineering K.K.), SK Jet O. Mill (Seishin Kigyo K.K.), Krypron (Kawasaki Jukogyo K.K.) und Turbo Mill (Turbo Kogyo K.K.) erwähnt werden. Als Klassiergeräte bzw. Sichter können Classiell, Micron Classifier und Spedic Classifier (Seishin Kigyo X.K.), Turbo Classifier (Nisshin Engineering K.K.); Micron Separator und Turboplex (ATP); Micron Separator und Turboplex (ATP); TSP Separator (Hosokawa Micron K.K.); Elbow Jet (Nittetsu Kogyo K.K.), Dispersion Separator (Nippon Pneumatic Kogyo K.K.) und YM Microcut (Yasukwa Shoji K.K.) erwähnt werden. Als Siebgeräte können Ultrasonic (Koei Sangyo K.K.), Rezona Sieve und Gyrosifter (Tokuju Kosaku K.K.), Ultrasonic System (Dolton K.K.), Sonicreen (Shinto Kogyo K.K.), Turboscreener (Turbo Kogyo K.K.), Microshifter (Makino Sangyo K.K.) und Kreisschwingsiebe erwähnt werden.
Einige Beispiele für andere Zusatzstoffe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind nachstehend aufgeführt.

(1) Schleifmittel: Metalloxide wie z.B. Strontiumtitanat, Ceroxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und Chromoxid; Nitride wie z.B. Siliciumnitrid; Carbide wie z.B. Siliciumcarbid und Metallsalze wie z.B. Calciumsulfat, Bariumsulfat und Calciumsulfat.
(2) Gleitmittel: Pulver aus fluorhaltigem Harz wie z.B. Polyvinylidenfluorid und Polytetrafluorethylen; Siliconharzpulver und Metallsalze aliphatischer Säuren wie z.B. Zinkstearat und Calciumstearat.

Diese Zusatzstoffe können in einer Menge von 0,05 bis 10 Masseteilen und vorzugsweise 0,1 bis 5 Masseteilen je 100 Masseteile der Tonerteilchen zugesetzt werden. Diese Zusatzstoffe können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
<Bilderzeugungsverfahren, Bilderzeugungsgerät und Betriebskassette>
Als Nächstes werden nun das Bilderzeugungsverfahren und das Bilderzeugungsgerät, bei denen der Entwickler der vorliegenden Erfindung zweckmäßig verwendet werden kann, beschrieben. Die Betriebskassette der vorliegenden Erfindung wird auch beschrieben.
Gemäß einer ersten Ausführungsform davon umfasst das Bilderzeugungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine Wiederholung von Bilderzeugungszyklen, die jeweils (I) einen Aufladeschritt, bei dem ein Bildträgerelement aufgeladen wird; (II) einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements Bilddaten geschrieben werden, um darauf ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen; (III) einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latent bild mit dem Entwickler der vorliegenden Erfindung entwickelt wird, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen; und (IV) einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, enthalten;
wobei bei dem vorstehend erwähnten Aufladeschritt bewirkt wird, dass ein Aufladeelement an einer Kontaktstelle in Gegenwart von mindestens dem elektrisch leitenden Feinpulver des Entwicklers mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt, und an das Aufladeelement in diesem Kontaktzustand eine Spannung angelegt wird, um das Bildträgerelement aufzuladen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform davon umfasst das Bilderzeugungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine Wiederholung von Bilderzeugungszyklen, die jeweils (i) einen Aufladeschritt, bei dem ein Bildträgerelement aufgeladen wird; (ii) einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements Bilddaten geschrieben werden, um darauf ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen; (iii) einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild mit dem Entwickler der vorliegenden Erfindung entwickelt wird, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen; und (iv) einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, enthalten,
wobei der vorstehend erwähnte Entwicklungsschritt ein Schritt ist, bei dem das elektrostatische Latentbild entwickelt wird, um das Tonerbild zu erzeugen, und auch ein Schritt ist, bei dem der Entwickler, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist, zurückgewonnen wird.
Bei der zweiten Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens wird ein Entwicklungs- und Reinigungssystem angewendet, bei dem der Entwicklungsschritt auch als Schritt für die Rückgewinnung eines Anteils des Entwicklers, der nach der Übertragung eines Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist, angewendet wird.
Eine erste Ausführungsform des Bilderzeugungsgeräts, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, umfasst mindestens (A) ein Bildträgerelement, das dazu dient, ein elektrostatisches Latentbild zu tragen, (B) eine Aufladeeinrichtung zum Aufladen des Bildträgerelements, (C) eine Latentbilderzeugungseinrichtung für die Belichtung des aufgeladenen Bildträgerelements, um auf dem Bildträgerelement ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen, (D) eine Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes mit dem Entwickler der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung eines Tonerbildes und (E) eine Übertragungseinrichtung für die Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs(bildempfangs)material, die wiederholt zur Erzeugung eines Tonerbildes auf dem Bildträgerelement betrieben werden; wobei die Aufladeeinrichtung ein Aufladeelement enthält, bei dem bewirkt wird, dass es mit dem Bildträgerelement an einer Kontaktstelle über das elektrisch leitende Feinpulver des Entwicklers in Kontakt kommt, und an das zum Aufladen des Bildträgerelement eine Spannung angelegt wird.
Eine zweite Ausführungsform des Bilderzeugungsgeräts, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, umfasst mindestens (a) ein Bildträgerelement, das dazu dient, ein elektrostatisches Latentbild zu tragen, (b) eine Aufladeeinrichtung zum Aufladen des Bildträgerelements, (c) eine Latentbilderzeugungseinrichtung für die Belichtung des aufgeladenen Bildträgerelements, um auf dem Bildträgerelement ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen, (d) eine Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes mit dem Entwickler der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung eines Tonerbildes und (e) eine Übertragungseinrichtung für die Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs(bildempfangs)material, die wiederholt zur Erzeugung eines Tonerbildes auf dem Bildträgerelement betrieben werden; wobei die Entwicklungseinrichtung nicht nur eine Einrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes, sondern auch eine Einrichtung für die Rückgewinnung eines Anteils des Entwicklers ist, der nach Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist.
Eine erste Ausführungsform der Betriebskassette der vorliegenden Erfindung ist eine Betriebskassette, die an der Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts für die Entwicklung eines auf einem Bildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes mit einem Entwickler zur Erzeugung eines Tonerbildes, für die Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs(bildempfangs)material und für das Fixieren des Tonerbildes an dem Übertragungs(bildempfangs)material abnehmbar angebracht werden kann, wobei die Betriebskassette
ein Bildträgerelement, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen,
eine Aufladeeinrichtung zum Aufladen des Bildträgerelements und
eine Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des auf dem Bildträgerelement befindlichen elektrostatischen Latentbildes mit dem Entwickler der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung eines Tonerbildes enthält;
wobei die Aufladeeinrichtung ein Aufladeelement enthält, das derart angeordnet ist, dass es mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt, und an das eine Spannung angelegt wird, um das Bildträgerelement an einer Kontaktstelle, wo mindestens das elektrisch leitende Feinpulver des Entwicklers als Teil des Entwicklers, der nach der Übertragung des Tonerbildes durch die Übertragungseinrichtung an dem Bildträgerelement anhaftet und dort zurückbleibt, gemeinsam vorhanden ist, aufzuladen.
Eine zweite Ausführungsform der Betriebskassette der vorliegenden Erfindung ist eine Betriebskassette, die an der Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts für die Entwicklung eines auf einem Bildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes mit einem Entwickler zur Erzeugung eines Tonerbildes und für die Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs(bildempfangs)material abnehmbar angebracht werden kann, wobei die Betriebskassette
ein Bildträgerelement, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen,
eine Aufladeeinrichtung zum Aufladen des Bildträgerelements und
eine Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des auf dem Bildträgerelement befindlichen elektrostatischen Latentbildes mit dem Entwickler der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung eines Tonerbildes enthält,
wobei die vorstehend erwähnte Entwicklungseinrichtung eine Einrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes zur Erzeugung des Tonerbildes und auch eine Einrichtung ist, die zur Rückgewinnung des Entwicklers dient, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist.
Die vorstehend erwähnte Entwicklungseinrichtung kann vorzugsweise ein Entwicklerträgerelement, das dem Bildträgerelement gegenüberliegend angeordnet ist, und ein Entwicklerschicht-Regulierelement zur Bildung einer dünnem Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement enthalten.
Das Bilderzeugungsverfahren, das Bilderzeugungsgerät und die Betriebskassette der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
Der Aufladeschritt des Bilderzeugungsverfahrens der vorliegenden Erfindung wird durchgeführt, indem eine kontaktfreie Aufladevorrichtung wie z.B. eine Koronaaufladevorrichtung angewendet wird oder indem eine Kontaktaufladevorrichtung angewendet wird, die ein Kontaktaufladeelement vom Walzentyp (Aufladewalze), Pelzbürstentyp, Magnetbürstentyp oder Rakeltyp umfasst und dazu veranlasst wird, mit einem Bildträgerelement als aufzuladendem Bauteil bzw. Element in Kontakt zu kommen, und eine vorgeschriebene Aufladevorspannung angelegt wird, um das Bildträgerelement auf ein vorgeschriebenes Potenzial mit einer vorgeschriebenen Polarität aufzuladen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Anwendung einer Kontaktaufladevorrichtung bevorzugt, weil sie im Vergleich zu einer kontaktfreien Aufladevorrichtung wie z.B. einer Koronaaufladevorrichtung Vorteile wie z.B. Erzeugung einer niedrigen Ozonmenge und eine niedrigere elektrische Leistung hat.
Die nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen umfassen diejenigen, die einem erzeugten Bildmuster entsprechen, und die eines so genannten Schleiers, die einem Nicht-Bildmuster entsprechen. Es ist schwierig, die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die einem erzeugten Bildmuster entsprechen, in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt vollständig zurückzugewinnen, was leicht zu einem Bildmuster-Geisterbild führt, das in einem anschließenden Bilderzeugungszyklus wegen nicht zurückgewonnener Tonerteilchen auftritt. Diese Art von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die einem Bildmuster entsprechen, kann in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt mit einem beträchtlich erhöhten Wirkungsgrad zurückgewonnen werden, wenn das Muster der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen eingeebnet oder eben gemacht wird. Wenn beispielsweise bei einem Kontaktentwicklungsverfahren das Entwicklerträgerelement, das den Entwickler trägt, und das Bildträgerelement, das mit dem Entwicklerträgerelement in Kontakt ist, mit einer relativen Geschwindigkeitsdifferenz bewegt werden, kann das Muster der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen eingeebnet werden, so dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen mit einem besseren Wirkungsgrad zurückgewonen werden. In dem Fall, dass die Menge der nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen groß ist, beispielsweise durch plötzlichen Stromausfall oder Papierstau, behindert das Muster des zurückgebliebenen Toners jedoch die Latenbilderzeugung, so dass ein Bildmuster-Geisterbild verursacht wird. Wenn im Gegensatz dazu eine Kontaktaufladevorrichtung angewendet wird, kann das Muster des zurückgebliebenen Toners durch das Kontaktaufladeelement eingeebnet werden, so dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen sogar in dem Fall wirksam zurückgewonnen werden können, dass der Entwicklungsschritt kontaktfrei ist, und das Bildmuster-Geisterbild, das auf Versagen der Rückgewinnung zurückzuführen ist, verhindert werden kann. Ferner wirkt das Kontaktaufladeelement sogar in dem Fall, dass die Menge der nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen groß ist, derart, dass es die Tonerteilchen einmal aufstaut, das Muster des zurückgebliebenen Toners einebnet und die Tonerteilchen nach und nach auf das Bildträgerelement ablädt, so dass das Bildmuster-Geisterbild, das auf eine Behinderung der Latentbilderzeugung zurückzuführen ist, verhindert wird. Außerdem kann eine Verschlechterung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements, die auf eine Verschmutzung des Kontaktaufladeelements als Folge des Aufstauens einer so großen Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen ist, durch Verwendung des Entwicklers der vorliegenden Erfindung auf ein Ausmaß herabgesetzt werden, das praktisch kein Problem verursacht. Die Anwendung einer Kontaktaufladevorrichtung wird auch unter diesem Gesichtspunkt bevorzugt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, für eine relative Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement zu sorgen. Dies kann zu einer beträchtlichen Zunahme des zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement wirkenden Drehmoments und zu einem beträchtlich erhöhten Abrieb des Kontaktaufladeelements und des Bildträgerelements führen. Wenn jedoch im Kontaktbereich zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement etwas pulverförmige Komponente des Entwicklers vorhanden ist, wird dadurch eine Schmierwirkung (d.h. reibungsvermindernde Wirkung) erzielt, so dass für so eine Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz gesorgt wird, ohne dass eine beträchtliche Zunahme des Drehmoments oder ein beträchtlicher Abrieb verursacht wird.
Es wird bevorzugt, dass die pulverförmige Komponente des Entwicklers, die im Kontaktbereich zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement vorhanden ist, mindestens das elektrisch leitende Feinpulver umfasst. Es wird ferner bevor zugt, dass die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem Entwickler im Kontaktbereich größer ist als in dem ursprünglichen Entwickler, der dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung zugeführt wird. Da von den Entwicklerkomponenten mindestens das elektrisch leitende Feinpulver im Kontaktbereich vorhanden ist, ist für einen Strompfad zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement gesorgt, wodurch die Verminderung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements, die auf ein Anhaften der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement oder deren Beimischung zu diesem zurückzuführen ist, unterdrückt wird. Ferner wird durch den höheren Gehalt des elektrisch leitenden Feinpulvers im Kontaktbereich die Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements stabiler unterdrückt.
Es ist möglich, dass die Aufladevorspannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, nur eine Gleichspannung oder eine Gleichspannung in Überlagerung mit einer Wechselspannung umfasst. Die Wechselspannung kann jede geeignete Wellenform wie z.B. Sinuswellen, Rechteckwellen, Dreieckwellen usw. haben. Die Wechselspannung kann auch Impulsspannungen umfassen, die durch periodisches Ein- und Ausschalten einer Gleichstromquelle erzeugt werden. In dieser Weise kann als solch eine Wechselspannung jede Wellenform einer Spannung mit sich periodisch verändernden Spannungswerten angewendet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass die Aufladevorspannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, unter einer Entladungsanfangsspannung zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement liegt. Es wird bevorzugt, dass bei dem Kontaktaufladeverfahren der Direktinjektionsauflademechanismus vorherrscht.
Bei dem Entwicklungs- und Reinigungsverfahren besteht die Neigung, dass die Aufladbarkeit des Bildträgerelements wegen des Anhaftens der nach der Übertragung zurückgebliebenen isolierenden Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement und deren Beimischung zu diesem vermindert wird, und die Verminderung der Auf ladbarkeit des Bildträgerelements beginnt bei einem Aufladever fahren, bei dem der Entladungsauflademechanismus vorherrscht, aufzutreten, wenn die resultierende Tonerschicht einen elektrischen Widerstand liefert, der die Entladespannung behindert. Im Gegensatz dazu wird die gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements bei einem Aufladeverfahren, bei dem der Direktinjektionsauflademechanismus vorherrscht, durch eine auf das Anhaften der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement oder deren Beimischung zu diesem zurückzuführende Abnahme der Wahrscheinlichkeit des Kontaktes zwischen dem Rontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement vermindert, wodurch der Kontrast und die Gleichmäßigkeit des Latentbildes vermindert werden, was zu einer niedrigeren Bilddichte oder zu verstärktem Schleier führt. Im Hinblick auf so einen Unterschied hinsichtlich der Verminderung der Aufladbarkeit zwischen dem Entladungsauflademechanismus und dem Injektionsauflademechanismus ist die Wirkung der Verhinderung der Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelement oder die Wirkung der Förderung der Aufladung, die durch die Gegenwart des elektrisch leitenden Feinpulvers im Kontaktbereich verursacht wird, bei dem Direktinjektionsauflademechanismus deutlicher, so dass die Verwendung des Entwicklers der vorliegenden Erfindung bei dem Direktinjektionsauflademechanismus bevorzugt wird. Um bei dem Entladungsauflademechanismus durch die Gegenwart des elektrisch leitenden Feinpulvers im Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement zu verhindern, dass die Tonerschicht, die durch Anhaften der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement oder deren Beimischung zu diesem gebildet wird, die Entladespannung behindert, ist es notwendig, dass der Gehalt des elektrisch leitenden Feinpulvers in dem Entwickler im Aufladeabschnitt (im Kontaktbereich und in dessen Nähe) weiter erhöht wird. Infolgedessen wird es in dem Fall, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in einer großen Menge an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt sind, notwendig, dass eine größere Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen auf das Bildträgerelement abgeladen wird, um die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt sind, zu vermindern, wodurch verhindert wird, dass die dadurch gebildete Tonerschicht als Widerstand wirkt, der die Entladespannung behindert. Dies führt zu einer Förderung der Behinderung der Latentbilderzeugung. Im Gegensatz dazu ist es bei dem Direktinjektionsauflademechanismus dadurch, dass die Gegenwart des elektrisch leitenden Feinpulvers an der Kontaktstelle zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement veranlasst wird, leicht möglich, über das elektrisch leitende Feinpulver Kontaktpunkte zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement sicherzustellen, wodurch die auf das Anhaften der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Rontaktaufladeelement oder deren Beimischung zu diesem zurückzuführende Verminderung der Kontaktwahrscheinlichkeit zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement verhindert und auf diese Weise die Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements unterdrückt wird.
Besonders in dem Fall, dass für eine relative Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement gesorgt wird, wirkt die Reibung zwischen dem Rontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement derart, dass die Menge des gesamten Entwicklers im Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement vermindert wird, wodurch die Behinderung der Aufladung auf dem Bildträgerelement sicherer vermieden wird und die Möglichkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers zum Kontakt mit dem Bildträgerelement im Kontaktbereich zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement beträchtlich erhöht wird, wodurch die Aufladung des Bildträgerelements durch direkte Injektion über das elektrisch leitende Feinpulver weiter gefördert wird. Im Gegensatz dazu wird die Entladungsaufladung nicht im Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement, sondern in einem kontaktfreien Bereich in dessen Nähe, bei dem das Bildträgerelement und das Kontaktaufladeelement mit einem sehr kleinen Zwischenraum dazwischen angeordnet sind, verursacht, so dass durch die Verminderung der Gesamtmenge des Entwicklers im Kontaktbereich keine Unterdrückung der Aufladungsbehinderung erwartet werden kann. Auch unter diesem Gesichtspunkt wird es bevorzugt, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Aufladeverfahren gewählt wird, bei dem die Direktinjektionsaufladung vorherrscht. Ferner wird es zum Verwirklichen eines Aufladeverfahrens, bei dem der Direktinjektionsauflademechanismus vorherrscht, ohne dass man auf den Entladungsauflademechanismus angewiesen ist, bevorzugt, dass die Aufladevorspannung, die an das Rontaktaufladeelement angelegt wird, unter der Entladungsanfangsspannung zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement liegt.
Um für eine relative Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement zu sorgen, wird es bevorzugt, das Kontaktaufladeelement derart anzutreiben, dass es sich dreht.
Es wird bevorzugt, dass die Oberflächenbewegungsrichtungen des Aufladeelements und des Bildträgerelements einander entgegensetzt sind. Es wird somit bevorzugt, dass das Aufladeelement und das Bildträgerelement im Kontaktbereich in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden. Dies wird bevorzugt, um die Wirkung des zeitweiligen Aufstauens und Einebnens der nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen, die zu dem Kontaktaufladeelement gebracht werden, zu verstärken. Dies wird beispielsweise erzielt, indem das Kontaktaufladeelement derart angetrieben wird, dass es sich in einer bestimmten Richtung dreht, und auch das Bildträgerelement im Verhältnis dazu derart angetrieben wird, dass sich die Oberflächen dieser Bauteile bzw. Elemente in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen. Dies hat zur Folge, dass die nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen einmal von dem Bildträgerelement abgetrennt werden, um in vorteilhafter Weise die Direktinjektionsaufladung zu bewirken und die Behinderung der Latentbilderzeugung zu unterdrücken. Ferner wird die Wirkung des Einebnens des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verstärkt, wodurch die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückge bliebenen Tonerteilchen gefördert und das auf ein Versagen der Rückgewinnung zurückzuführende Auftreten des Bildmuster-Geisterbildes sicherer verhindert wird.
Es ist möglich, dass für eine relative Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz gesorgt wird, indem das Aufladeelement und das Bildträgerelement in derselben Richtung bewegt werden. Da das Aufladeverhalten bei der Direktinjektionsaufladung von dem Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement abhängt, ist jedoch bei einer Bewegung in derselben Richtung zur Erzielung einer identischen relativen Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz eine höhere Bewegungsgeschwindigkeit erforderlich als bei einer Bewegung in entgegengesetzten Richtungen. Dies ist von Nachteil. Ferner ist die Bewegung in entgegengesetzten Richtungen auch vorteilhafter, um die Wirkung des Einebnens des Musters der nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen zu erzielen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass für ein relatives Verhältnis der (Bewegungs)geschwindigkeiten zwischen dem Bildträgerelement und dem Aufladeelement gesorgt wird, das 10 bis 500 % und insbesondere 20 bis 400 % beträgt. Wenn das relative Verhältnis der Geschwindigkeiten unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist eine ausreichende Erhöhung der Wahrscheinlichkeit des Kontaktes zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement unmöglich, so dass es schwierig ist, die auf dem Direktinjektionsauflademechanimus basierende Aufladbarkeit des Bildträgerelement aufrechtzuerhalten. Es ist ferner schwierig, die Wirkung der Unterdrückung der Behinderung der Aufladung auf dem Bildträgerelement durch Verminderung der Menge des Entwicklers, der im Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement vorhanden ist, mittels Reibung zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement und die Wirkung des Einebnens des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Tonerrückgewinnung bei dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zu erzielen. Wenn das relative Verhältnis der Geschwindigkeiten andererseits über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, wird das Aufladeelement mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, so dass die Entwicklerkomponenten, die zu dem Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement gebracht werden, leicht in dem Gerät verstreut werden und die Neigung besteht, dass das Bildträgerelement und das Kontaktaufladeelement schnell abgerieben oder beschädigt werden, was zu einer kurzen Lebensdauer führt.
Ferner kommt in dem Fall, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufladeelements gleich null ist (dass sich das Aufladeelement nicht bewegt), ein bestimmter Bereich des Aufladeelements mit dem sich bewegenden Bildträgerelement in Kontakt, so dass dieser Bereich des Aufladeelements leicht abgerieben oder verschlechtert wird, so dass die Wirkung der Unterdrückung der Behinderung der Aufladung auf dem Bildträgerelement und die Wirkung des Einebnens des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, wodurch die Tonerrückgewinnung im Entwicklungs- und Reinigungsschritt verbessert wird, vermindert werden.
Das hierin beschriebene relative Verhältnis der (Bewegungs)geschwindigkeiten wird gemäß der folgenden Formel berechnet: Relatives Verhältnis der Geschwindigkeiten (%) = [(Vc – Vp)/Vp] × 100,worin Vp die Bewegungsgeschwindigkeit des Bildträgerelements bezeichnet und Vc die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufladeelements bezeichnet, deren Vorzeichen als positiv angesehen wird, wenn sich die Oberfläche des Aufladeelements an der Kontaktstelle in derselben Richtung bewegt wie die Oberfläche des Bildträgerelements.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass das Kontaktaufladeelement Elastizität zeigt, damit die nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen durch das Aufladeelement zeitweilig zurückgewonnen werden, das elektrisch leitende Feinpulver mit dem Aufladeele ment getragen wird und für einen Kontaktabschnitt zwischen dem Bildträgerelement und dem Aufladeelement gesorgt wird, wodurch die Direktinjektionsaufladung vorteilhaft beeinflusst wird. Dies wird auch bevorzugt, um zu erlauben, dass das Kontaktaufladeelement das Muster der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen einebnet, wodurch die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verbessert wird.
Ferner wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass das Aufladeelement elektrisch leitend ist, damit das Bildträgerelement durch Anlegen einer Spannung an das Aufladeelement aufgeladen wird. Im Einzelnen kann das Aufladeelement vorzugsweise eine elastische leitfähige Walze, ein Magnetbürsten-Kontaktaufladeelement, das eine Magnetbürste umfasst, die aus magnetischen Teilchen, die unter einer magnetischen Kraft zusammengehalten werden, gebildet ist und in Kontakt mit dem Bildträgerelement angeordnet ist, oder eine Bürste, die aus leitfähigen Fasern besteht, sein. Wegen eines einfachen Aufbaus kann das Aufladeelement insbesondere eine elastische leitfähige Walze oder eine leitfähige Bürstenwalze sein, und es wird besonders bevorzugt, dass das Aufladeelement eine elastische leitfähige Walze ist, damit die Entwicklerkomponenten (wie z.B. nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen und elektrisch leitendes Feinpulver), die an dem Aufladeelement anhaften oder diesem beigemischt sind, stabil festgehalten werden.
Die elastische leitfähige Walze sollte einen geeigneten Härtegrad haben, weil eine zu niedrige Härte wegen einer instabilen Gestalt und wegen eines Abriebs oder einer Schädigung der Oberflächenschicht aufgrund des elektrisch leitenden Feinpulvers, das im Kontaktbereich zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement vorhanden ist, zu einem schwächeren Kontakt mit dem Bildträgerelement führt, so dass es schwierig ist, eine stabile Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu erzielen. Andererseits wird es durch eine zu hohe Härte schwierig gemacht, einen Kontaktbereich mit dem Bildträgerelement sicherzustellen, und eine zu hohe Härte führt zu einem schlechten mikroskopischen Kontakt mit der Oberfläche des Bildträgerelements, so dass die Erzielung einer stabilen Aufladbarkeit des Bildträgerelements schwierig gemacht wird. Dadurch wird auch die Wirkung des Einebnens des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen vermindert, so dass es schwierig gemacht wird, die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu verbessern. Wenn der Kontaktdruck der elastischen leitfähigen Walze gegen das Bildträgerelement erhöht wird, um in ausreichendem Maße für einen Kontaktaufladeabschnitt und für die Einebnungswirkung zu sorgen, ist es wahrscheinlich, dass ein Abrieb oder eine Schädigung des Kontaktaufladeelements oder des Bildträgerelements verursacht wird. Unter diesen Gesichtspunkten kann die elastische leitfähige Walze vorzugsweise eine Asker-C-Härte von 20 bis 50, insbesondere von 25 bis 50 und vor allem von 25 bis 40 haben. Die hierin beschriebenen Werte der Asker-C-Härte basieren auf Werten, die unter Anwendung eines Härtemessgeräts vom Federtyp ("Asker C", hergestellt durch Kobunshi Keiki K.K.) gemäß JIS K6301 unter einer Belastung von 9,8 N in Form einer Walze gemessen werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die elastische leitfähige Walze vorzugsweise eine Oberfläche haben, die mit sehr kleinen Hohlräumen oder Unebenheiten versehen ist, damit elektrisch leitendes Feinpulver stabil zurückgehalten wird.
Zusätzlich zu der Elastizität für die Erzielung eines ausreichenden Kontakts mit dem Bildträgerelement ist es wichtig, dass die elastische leitfähige Walze als Elektrode wirkt, die einen ausreichend niedrigen Widerstand zum Aufladen des sich bewegenden Bildträgerelements hat. Andererseits ist es in dem Fall, dass das Bildträgerelement einen Oberflächenfehler wie z.B. ein feines Loch bzw. Nadelloch hat, notwendig, die Ableitung von Spannung zu verhindern. Im Fall eines Bildträgerelements wie z.B. eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements kann die elastische leitfähige Walze zur Erzielung eines ausreichenden Aufladeverhaltens und von Beständigkeit gegen Ableitung vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 10³ bis 10⁸ Ω·cm und insbesondere 10⁴ bis 10⁷ Ω·cm haben. Die hierin beschriebenen Werte des spezifischen Widerstandes einer elastischen leitfähigen Walze basieren auf Werten, die gemessen werden, indem die Walze unter einem Anstoßdruck von 49 N/m an eine zylindrische Aluminiumtrommel mit einem Durchmesser von 30 mm angepresst wird und zwischen dem Metallkern der Walze und der Aluminiumtrommel eine Spannung von 100 Volt angelegt wird.
So eine elastische leitfähige Walze kann hergestellt werden, indem auf einem Metallkern eine Schicht aus einem Gummi- oder Schaumstoffmaterial mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand gebildet wird. Die Schicht mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand kann auf dem Metallkern aus einer geeigneten Mischung, die ein Harz (z.B. ein Polyurethanharz), leitfähige Teilchen (z.B. Rußteilchen), ein Vulkanisiermittel und ein Treib- bzw. Blähmittel umfasst, in Form einer Walze gebildet werden. Danach kann zur Einstellung der Gestalt eine Nachbehandlung wie z.B. Schneiden oder Polieren der Oberfläche durchgeführt werden, um eine elastische leitfähige Walze zu erhalten.
Die elastische leitfähige Walze kann auch aus anderen Materialien gebildet werden. Ein leitfähiges elastisches Material kann bereitgestellt werden, indem eine leitfähige Substanz wie z.B. Ruß oder ein Metalloxid zur Einstellung des spezifischen Widerstandes in ein Elastomer wie z.B. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyurethankautschuk, Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR), Silicongummi oder Isoprenkautschuk dispergiert wird. Es ist auch möglich, dass ein Schaumstoffprodukt aus so einem elastischen leitfähigen Material verwendet wird. Ferner kann eine Einstellung des spezifischen Widerstandes bewirkt werden, indem ein ionenleitfähiges Material allein oder zusammen mit einer leitfähigen Substanz, wie sie vorstehend beschrieben wurde, verwendet wird.
Die elastische leitfähige Walze wird unter einem vorgeschriebenen Druck gegen das Bildträgerelement angeordnet, während gegen ihre Elastizität ein Widerstand ausgeübt wird, so dass ein Aufladekontaktteil (oder -bereich) zwischen der elastischen leitfähigen Walze und dem Bildträgerelement bereitgestellt wird.
Die Breite des Kontaktteils unterliegt keiner besonderen Einschränkung, jedoch kann sie vorzugsweise mindestens 1 mm und insbesondere mindestens 2 mm betragen, damit stabil ein inniger Kontakt zwischen der elastischen leitfähigen Walze und dem Bildträgerelement erzielt wird.
Das Aufladeelement, das in dem Aufladeschritt der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann auch die Form einer Bürste haben, die leitfähige Fasern umfasst, um daran eine Spannung zum Aufladen des Bildträgerelements anzulegen. Die Aufladebürste kann gewöhnliches Fasermaterial umfassen, das zur Einstellung des spezifischen Widerstandes eine darin dispergierte leitfähige Substanz enthält. Es ist beispielsweise möglich, dass Fasern aus Polyamid, Acrylharz, Kunstseide, Polycarbonat oder Polyester verwendet werden. Beispiele für die leitfähige Substanz können Feinpulver aus elektrisch leitenden Metallen wie z.B. Nickel, Eisen, Aluminium, Gold und Silber; elektrisch leitenden Metalloxiden wie z.B. Eisenoxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Antimonoxid und Titanoxid und Ruß umfassen. Solche leitfähigen Substanzen können gewünschtenfalls einer Oberflächenbehandlung zur Hydrophobierung oder zur Einstellung des spezifischen Widerstandes unterzogen worden sein. Diese leitfähigen Substanzen können im Hinblick auf die Dispergierbarkeit in dem Fasermaterial und die Produktivität zweckmäßig gewählt werden.
Die als Kontaktaufladeelement dienende Aufladebürste kann eine stationäre Bürste und eine Bürste in Form einer drehbaren Walze umfassen. Eine Aufladebürste in Form einer Walze kann gebildet werden, indem ein Band, auf das ein Flor aus leitfähigen Fasern aufgesetzt ist, spiralförmig um einen Metallkern herumgewickelt wird. Die leitfähigen Fasern können eine Dicke von 1 bis 20 Denier (Faserdurchmesser etwa 10 bis 500 μm) und eine Bürstenfaserlänge von 1 bis 15 mm haben und in einer Dichte von 10⁴ bis 3 × 10⁵ Fasern je Inch² (1,5 × 10⁷ bis 4,5 × 10⁸ Fasern je m²) angeordnet sein.
Die Aufladebürste kann vorzugsweise eine möglichst hohe Dichte haben. Es wird auch bevorzugt, dass Garne oder Fäden angewendet werden, die aus mehreren bis mehreren hundert feinen Einzelfäden bestehen, z.B. Garne mit 300 Denier/50 Einzelfäden usw., wobei in dem erwähnten Beispiel jedes Garn aus einem Bündel von 50 Einzelfäden mit jeweils 6 Denier besteht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Aufladestellen bzw. -punkte bei der Direktinjektionsaufladung jedoch hauptsächlich durch die Dichte des elektrisch leitenden Feinpulvers, das im Kontaktbereich und in dessen Nähe zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement vorhanden ist, festgelegt, so dass der Spielraum für die Auswahl der Materialien für das Aufladeelement erweitert worden ist.
Die Aufladebürste kann ähnlich wie die elastische leitfähige Walze vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 10³ bis 10⁸ Ω·cm und insbesondere von 10⁴ bis 10⁷ Ω·cm haben, damit dem Bildträgerelement eine ausreichende Aufladbarkeit und Beständigkeit gegen Ableitung erteilt werden.
Im Handel erhältliche Beispiele für die Materialien der Aufladebürste können elektrisch leitende Kunstseidenfasern "REC-B", "REC-C", "REC-M1" und "REC-M10" (erhältlich von Unitika K.K.), "SA-7" (Toray K.K.), "THUNDERRON" (Nippon Sanmo K.K.), "BELTRON" (Kanebo K.K.), "KURACARBO" (Kunstseide mit darin dispergiertem Kohlenstoff, Kuraray K.K.) und "ROABAL" (Mitsubishi Rayon K.K.) umfassen, wobei "REC-B", "REC-C", "REC-M1" und "REC-M10" im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen besonders bevorzugt werden.
Das Kontaktaufladeelement kann vorzugsweise Flexibilität zeigen, um die Möglichkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers, im Kontaktbereich zwischen dem Rontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement mit dem Bildträgerelement in Kontakt zu kommen, zu verbessern, wodurch das Direktinjektionsaufladeverhalten besser wird. Dadurch, dass bewirkt wird, dass das Kontaktaufladeelement über das elektrisch leitende Feinpulver mit dem Bildträgerelement in innigen Kontakt kommt und das elektrisch leitende Feinpulver die Oberfläche des Bildträgerelements dicht reibt, ist es möglich, dass das Bildträgerelement nicht auf der Entladungserscheinung basierend, sondern hauptsächlich auf dem stabilen und sicheren Direktinjektionsauflademechanismus basierend über das elektrisch leitende Feinpulver aufgeladen wird. Dies hat zur Folge, dass es möglich wird, einen hohen Wirkungsgrad der Aufladung zu erzielen, der durch die herkömmliche Walzenaufladung, die auf dem Entladungsauflademechanismus basiert, nicht erzielt wurde, und das Bildträgerelement mit einem Potenzial zu versehen, das fast so hoch ist wie die Spannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird. Da das Kontaktaufladeelement flexibel ist, wird es ferner möglich, die Wirkung des zeitweiligen Aufstauens der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen und die Wirkung des Einebnens des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Fall, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen dem Kontaktaufladeelement in einer großen Menge zugeführt werden, zu verbessern, wodurch die Bildfehler, die auf die Behinderung der Latentbilderzeugung und auf das Versagen der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen sind, zuverlässiger verhindert werden.
Wenn die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das in dem Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement vorhanden ist, zu gering ist, kann die Schmierwirkung des elektrisch leitenden Feinpulvers nicht ausreichend erzielt werden, vielmehr hat dies eine starke Reibung zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement zur Folge, so dass es schwierig wird, das Kontaktaufladeelement derart anzutreiben, dass es sich mit einer Geschwindigkeitsdifferenz relativ zu dem Bildträgerelement dreht. Als Ergebnis nimmt das Antriebsmoment zu, und wenn das Kontaktaufladeelement zwangsläufig angetrieben wird, ist es wahrscheinlich, dass die Oberflächen des Kontaktaufladeelements und des Bildträgerelements abgerieben werden. Da die auf das elektrisch leitende Feinpulver zurückzuführende Wirkung einer Verbesserung der Kontaktmöglichkeit nicht erzielt wird, wird es ferner schwierig, eine ausreichende Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu erhalten. Wenn das elektrisch leitende Feinpulver andererseits in einer zu hohen Menge vorhanden ist, nimmt die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das von dem Kontaktaufladeelement herunterfällt, zu, so dass leicht nachteilige Wirkungen wie z.B. eine Behinderung der Latentbilderzeugung durch Unterbrechung von zur bildmäßigen Belichtung dienendem Licht verursacht werden.
Gemäß unserer Untersuchung kann das elektrisch leitende Feinpulver im Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement vorzugsweise in einer Dichte von mindestens 10³ Teilchen/mm² und insbesondere mindestens 10⁴ Teilchen/mm² vorhanden sein. Wenn das elektrisch leitende Feinpulver in einer Dichte von mindestens 10³ Teilchen/mm² vorhanden ist, wird eine ausreichende Schmierwirkung des elektrisch leitenden Feinpulvers erzielt, so dass ein zu hohes Antriebsmoment vermieden wird. Bei weniger als 10³ Teilchen/mm² wird es schwierig, eine ausreichende Schmierwirkung und die Wirkung der Verbesserung der Kontaktmöglichkeit zu erzielen, so dass leicht eine Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements verursacht wird.
Ferner wird in dem Fall, dass bei dem Bilderzeugungsverfahren, das auch den Entwicklungs- und Reinigungsschritt enthält, das Direktinjektionsaufladesystem gewählt wird, die Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements, die auf das Anhaften der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Aufladeelement und deren Beimischung zu diesem zurückzuführen ist, problematisch. Um die Direktinjektionsaufladung durch Überwindung der Behinderung der Aufladung, die durch das Anhaften und die Beimischung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verursacht wird, gut zu bewirken, wird es bevorzugt, dass das elektrisch leitende Feinpulver in dem Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement in einer Dichte von mindestens 10⁴ Teilchen/mm² vorhanden ist. Bei weniger als 10⁴ Teilchen/mm² wird im Fall einer großen Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen leicht eine Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements verursacht.
Der zweckmäßige Bereich der Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das in dem Aufladeschritt auf dem Bildträgerelement vorhanden ist, wird auch in Abhängigkeit von der Dichte des elektrisch leitenden Feinpulvers, die die gleichmäßige Aufladung auf dem Bildträgerelement beeinflusst, festgelegt.
Das Bildträgerelement muss natürlich gleichmäßiger aufgeladen werden als mindestens die Auflösung der Aufzeichnung. Im Hinblick auf die in 4 gezeigte Sichtkennlinie des menschlichen Auges nähert sich jedoch bei Ortsfrequenzen, die 10 mm^–1 überschreiten, die Anzahl der unterscheidbaren Gradationsstufen unendlich an 1 an, d.h., dass die Unterscheidung von Unregelmäßigkeiten der Bilddichte unmöglich wird. Als positive Ausnutzung dieser Kennlinie ist es in dem Fall, dass das elektrisch leitende Feinpulver an dem Bildträgerelement anhaftet, wirksam, das elektrisch leitende Feinpulver in einer Dichte von mindestens 10 mm^–1 anzuordnen und die Direktinjektionsaufladung zu bewirken. Selbst in dem Fall, dass an Stellen ohne elektrisch leitendes Feinpulver ein Versagen der Aufladung bzw. ein Aufladefehler verursacht wird, tritt eine dadurch verursachte Unregelmäßigkeit der Bilddichte mit einer Ortsfrequenz auf, die die Empfindlichkeit des menschlichen Auges überschreitet, so dass man bei den erhaltenen Bilder auf kein praktisches Problem stößt.
Was die Frage anbetrifft, ob ein Versagen der Aufladung bzw. ein Aufladefehler bei den erhaltenen Bildern als Unregelmäßigkeit der Bilddichte wahrgenommen wird, wenn die Dichte, in der das elektrisch leitende Feinpulver aufgebracht wird, verändert wird, so ist es möglich, dass eine nur geringe Menge (z. B. 10 Teilchen/mm²) des elektrisch leitenden Feinpulvers eine wahrnehmbare Wirkung der Unterdrückung der Unregelmäßigkeit der Bilddichte zeigt, jedoch ist dies unter dem Gesichtspunkt, ob die Unregelmäßigkeit der Bilddichte für das menschliche Auge erträglich ist, ungenügend. Das Aufbringen einer Menge von 10² Teilchen/mm² führt jedoch bei der objektiven Bewertung des Bildes zu einer deutlich vorzuziehenden Wirkung. Ferner hat das Aufbringen in einer Dichte von 10³ Teilchen/mm² oder darüber zur Folge, dass es überhaupt kein Bildproblem gibt, das einem Versagen der Aufladung bzw. einem Aufladefehler zuzuschreiben ist.
In dem Aufladeschritt, der auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basiert und der sich von demjenigen, der auf dem Entladungsauflademechanismus basiert, grundsätzlich unterscheidet, wird die Aufladung durch einen sicheren Kontakt zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement bewirkt, jedoch bleiben selbst in dem Fall, dass das elektrisch leitende Feinpulver in einer zu großen Menge aufgebracht wird, immer Stellen ohne Kontakt zurück. Dies führt jedoch wegen der positiven Ausnutzung des vorstehend erwähnten Sichtverhaltens des menschlichen Auges praktisch zu keinem Problem durch Aufbringen des elektrisch leitenden Feinpulvers.
Die Obergrenze der Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das auf dem Bildträgerelement vorhanden ist, wird durch die Bildung einer dichtesten Ein-Teilchen-Schicht (d.h. einer Schicht mit der Dicke von einem Teilchen) des elektrisch leitenden Feinpulvers festgelegt. Beim Überschreiten dieser Menge wird die Wirkung des elektrisch leitenden Feinpulvers nicht erhöht, vielmehr besteht die Neigung, dass nach dem Aufladeschritt eine übermäßige Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers auf das Bildträgerelement abgeladen wird, wodurch leicht Schwierigkeiten wie z.B. eine Unterbrechung oder Streuung des zur bildmäßigen Belichtung dienenden Lichts verursacht werden. Eine vorzuziehende Obergrenze der Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers kann somit als eine Menge festgelegt werden, die auf dem Bildträgerelement eine dichteste Ein-Teilchen-Schicht des elektrisch leitenden Feinpulvers ergibt, wobei diese Menge jedoch von der Teilchengröße des elektrisch leitenden Feinpulvers und von der Fähigkeit des Kontaktaufladeelements, das elektrisch leitende Feinpulver zurückzuhalten, abhängen kann.
Im Einzelnen nimmt in dem Fall, dass das elektrisch leitende Feinpulver auf dem Bildträgerelement in einer Dichte von mehr als 5 × 10⁵ Teilchen/mm² vorhanden ist, wobei dies jedoch von der Teilchengröße des elektrisch leitenden Feinpulvers abhängt, die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das von dem Bildträgerelement herunterfällt, zu, so dass der Innenraum des Bilderzeugungsgeräts verschmutzt wird und die Neigung besteht, dass die Menge des zur Belichtung dienenden Lichts unabhängig von der Lichtdurchlässigkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers ungenügend ist. Wenn die Menge auf 5 × 10⁵ Teilchen/mm² oder darunter herabgesetzt wird, wird die Menge der herunterfallenden Teilchen, die das Gerät verschmutzen, unterdrückt und kann die Behinderung des zur Belichtung dienenden Lichts gemäßigt werden.
Ferner zeigte als Ergebnis einer Untersuchung zur Bestätigung der Wirkung der Verbesserung der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt in Abhängigkeit von der Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers auf dem Bildträgerelement eine Menge von mehr als 10² Teilchen/mm² auf dem Bildträgerelement nach dem Aufladeschritt und vor dem Entwicklungsschritt einen deutlich verbesserten Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen im Vergleich zu dem Fall, dass auf dem Bildträgerelement kein elektrisch leitendes Feinpulver vorhanden war. Diese Wirkung wurde erkannt, während bis zu einer Menge, die eine dichteste Ein-Teilchen-Schicht des elektrisch leitenden Feinpulvers ergab, keine Bildfehler verursacht wurden, die auf ein Versagen der Rückgewinnung des Toners in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zurückzuführen waren. Wenn die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers auf dem Bildträgerelement nach dem Übertragungsschritt und vor dem Aufladeschritt andererseits über etwa 5 × 10⁵ Teilchen/mm² hinausging, wurde nach und nach ein Herunterfallen des elektrisch leitenden Feinpulvers von dem Bildträgerelement erkennbar und wurde die Latentbilderzeugung beeinträchtigt, so dass verstärkter Schleier verursacht wurde.
Es wird somit bevorzugt, dass die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers im Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement auf mindestens 10³ Teilchen/mm² eingestellt wird und die Menge des elektrisch leitenden Fein pulvers auf dem Bildträgerelement auf mindestens 10² Teilchen/mm² eingestellt wird und im Wesentlichen nicht 5 × 10⁵ Teilchen/mm² überschreitet, so dass eine gute Aufladbarkeit des Bildträgerelements beibehalten wird, die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen gut zurückgewonnen werden und Bilder, die frei von Bildfehlern sind, die auf eine Behinderung des zur Belichtung dienenden Lichts zurückzuführen sind, erzeugt werden können, ohne dass der Innenraum des Bilderzeugungsgeräts verschmutzt wird.
Die Beziehung zwischen der Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers im Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement und der Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers auf dem Bildträgerelement im Latentbilderzeugungsschritt wird nicht einfach wegen Einflussgrößen wie z.B. (1) der Menge, in der das elektrisch leitende Feinpulver dem Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement zugeführt wird, (2) der Fähigkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers, an dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement anzuhaften, (3) der Fähigkeit des Kontaktaufladeelements, das elektrisch leitende Feinpulver zurückzuhalten, und (4) der Fähigkeit des Bildträgerelements, das elektrisch leitende Feinpulver zurückzuhalten, festgelegt. Bei einem Versuch ergab sich, dass eine Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers im Bereich von 10³ bis 10⁶ Teilchen/mm² im Kontaktbereich zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazu führte, dass die Menge des auf das Bildträgerelement fallenden elektrisch leitenden Feinpulvers (d.h. die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers auf dem Bildträgerelement im Latentbilderzeugungsschritt) im Bereich von 10² bis 10⁵ Teilchen/mm² lag.
Die hierin beschriebenen Mengen des elektrisch leitenden Feinpulvers bei dem Aufladekontaktbereich und auf dem Bildträgerelement im Latentbilderzeugungsschritt basieren auf Werten, die in der folgenden Weise gemessen werden. In Anbetracht der Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers im Kontaktbereich ist es erwünscht, dass der Wert direkt bei den Kontaktoberflächen auf dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement gemessen wird. Im Fall entgegengesetzter Oberflächenbewegungsrichtungen des Kontaktaufladeelements und des Bildträgerelements werden jedoch die meisten Teilchen, die vor dem Kontakt mit dem Kontaktaufladeelement auf dem Bildträgerelement vorhanden sind, durch das Aufladeelement, das mit dem Bildträgerelement in Berührung kommt, während es sich in der umgekehrten Richtung bewegt, abgelöst, so dass die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, die unmittelbar vor dem Erreichen des Kontaktbereichs auf dem Kontaktaufladeelement vorhanden ist, hierin als die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers im Kontaktbereich angesehen wird. Im Einzelnen wird in dem Zustand, in dem keine Aufladevorspannung angelegt wird, die Drehung des Bildträgerelements und der elastischen leitfähigen Walze angehalten, und die Oberflächen des Bildträgerelements und der elastischen leitfähigen Walze werden durch ein Videomikroskop ("OVM 1000N", hergestellt durch Olympus K.K.) und einen digitalen Standbildrecorder ("SR-310", hergestellt durch Deltis K.K.) aufgenommen. Für die Aufnahme lässt man die elastische leitfähige Walze unter denselben Bedingungen wie beim Anstoßen an das Bildträgerelement an einen Objektträger anstoßen, und die Kontakt(ober)fläche wird durch den Objektträger und ein Objektiv (mit 1000facher Vergrößerung) des Videomikroskops hindurch an mindestens 10 Stellen aufgenommen. Die auf diese Weise erhaltenen digitalen Bilder werden mit einer bestimmten Schwelle für die regionale Trennung einzelner Teilchen zu binären Daten verarbeitet, und die Anzahl der Regionen, auf denen Teilchenfraktionen zurückgehalten werden, wird durch eine geeignete Bildverarbeitungssoftware gezählt. Auch das elektrisch leitende Feinpulver auf dem Bildträgerelement wird in derselben Weise durch das Videomikroskop aufgenommen, und seine Menge wird durch eine ähnliche Verarbeitung gezählt.
Die Mengen des elektrisch leitenden Feinpulvers auf dem Bildträgerelement an einer Stelle nach der Übertragung und vor der Aufladung und an einer Stelle nach der Aufladung und vor der Entwicklung werden in derselben Weise wie vorstehend beschrieben durch Aufnahme und Bildverarbeitung gezählt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Bildträgerelement vorzugsweise eine äußerste Oberflächenschicht haben, die einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁹ bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm und insbesondere 1 × 10¹⁰ bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm zeigt, damit eine gute Aufladbarkeit des Bildträgerelements erzielt wird. Bei dem Aufladesystem, das auf der direkten Ladungsinjektion basiert, kann eine bessere Ladungsübertragung bewirkt werden, indem der spezifische Widerstand des aufzuladenden Bauteils bzw. Elements vermindert wird. Zu diesem Zweck wird es bevorzugt, dass die äußerste Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von höchstens 1 × 10¹⁴ Ω·cm hat. Andererseits wird es bevorzugt, dass die äußerste Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von mindestens 1 × 10⁹ Ω·cm hat, damit das Bildträgerelement für eine bestimmte Zeit ein elektrostatisches Latentbild aufrechterhalten kann. Der spezifische Widerstand kann vorzugsweise 1 × 10¹⁰ Ω·cm betragen oder höher sein, damit ein elektrostatisches Latentbild, das sehr kleine Latentbilder enthält, selbst in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit aufrechterhalten wird.
Es wird ferner bevorzugt, dass das Bildträgerelement ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element ist und das lichtempfindliche Element eine äußerste Oberflächenschicht hat, die einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁹ bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm zeigt, damit dem Bildträgerelement sogar in einem Gerät, das mit einer hohen Betriebsgeschwindigkeit arbeitet, eine ausreichende Aufladbarkeit erteilt werden kann.
Es wird auch bevorzugt, dass das Bildträgerelement eine lichtempfindliche Trommel oder ein lichtempfindliches Band ist, das eine Schicht aus einem photoleitfähigen Isolatormaterial wie z.B. amorphem Selen, CdS, Zn₂O, amorphem Silicium oder einem organischen Photoleiter umfasst. Es wird besonders bevorzugt, dass ein lichtempfindliches Element angewendet wird, das eine lichtempfindliche Schicht aus amorphem Silicium oder eine organische lichtempfindliche Schicht hat.
Die organische lichtempfindliche Schicht kann eine einzige lichtempfindliche Schicht sein, die eine Ladungen erzeugende Substanz und eine Ladungen transportierende Substanz enthält, oder eine lichtempfindliche Laminatschicht mit getrennten Funktionen sein, die eine Ladungstransportschicht und eine Ladungserzeugungsschicht enthält. Ein bevorzugtes Beispiel ist eine lichtempfindliche Laminatschicht, die eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht umfasst, die in dieser Reihenfolge auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgeschichtet bzw. laminiert sind.
Durch eine Einstellung des spezifischen Oberflächenwiderstandes des Bildträgerelements ist es möglich, die gleichmäßige Aufladung des Bildträgerelements noch stabiler zu bewirken.
Um eine Einstellung des spezifischen Oberflächenwiderstandes des Bildträgerelements zu bewirken, damit die Ladungsinjektion mit einem besseren Wirkungsgrad gefördert wird, wird es auch bevorzugt, dass auf der Oberfläche eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements eine Ladungsinjektionsschicht angeordnet wird. Die Ladungsinjektionsschicht kann vorzugsweise ein Harz mit darin dispergierten elektrisch leitenden Feinteilchen umfassen.
So eine Ladungsinjektionsschicht kann beispielsweise in einer der folgenden Formen bereitgestellt werden.

(i) Eine Ladungsinjektionsschicht wird auf einer anorganischen lichtempfindlichen Schicht aus z.B. Selen oder amorphem Silicium oder auf einer einzigen organischen lichtempfindlichen Schicht angeordnet.
(ii) Es wird bewirkt, dass eine Ladungstransportschicht, die in dem organischen lichtempfindlichen Element mit getrennten Funktionen als Oberflächenschicht dient, indem sie eine Ladungen transportierende Substanz und ein Harz umfasst, auch die Funktion einer Ladungsinjektionsschicht hat. Beispielsweise wird eine Ladungstransportschicht aus einem Harz, einer Ladungen transportierenden Substanz und darin dispergierten elektrisch leitenden Teilchen gebildet, oder einer Ladungstransportschicht wird durch die Auswahl der Ladungen transportierenden Substanz oder des Zustandes, in dem die Ladungen transportierende Substanz vorhanden ist, auch die Funktion einer Ladungsinjektionsschicht erteilt.
(iii) Ein organisches lichtempfindliches Element mit getrennten Funktionen wird mit einer Ladungsinjektionsschicht als äußerster Oberflächenschicht versehen.

Bei jeder der vorstehend beschriebenen Formen ist es wichtig, dass die äußerste Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand in dem vorstehend erwähnten bevorzugten Bereich hat.
Die Ladungsinjektionsschicht kann beispielsweise als Schicht aus einem anorganischen Material wie z.B. als abgeschiedene Metallschicht oder als Harzschicht mit einem darin dispergierten elektrisch leitenden Pulver, die elektrisch leitende Feinteilchen umfasst, die in einem Bindemittelharz dispergiert sind, gebildet werden. Die abgeschiedene Schicht wird durch Aufdampfen gebildet. Die Harzschicht mit einem darin dispergierten elektrisch leitenden Pulver kann durch geeignete Auftragverfahren wie z.B. Tauchen, Sprühauftrag, Walzenauftrag oder Strahlauftrag gebildet werden. So eine Ladungsinjektionsschicht kann auch aus einer Mischung oder einem Copolymer aus einem isolierenden Bindemittelharz und einem lichtdurchlässigen Harz, das Ionenleitfähigkeit zeigt, oder aus einem photoleitfähigen Harz, das einen mittelhohen spezifischen Widerstand hat, wie es vorstehend erwähnt wurde, gebildet werden.
Es wird besonders bevorzugt, dass das Bildträgerelement mit einer Harzschicht als Ladungsinjektionsschicht, die die äußerste Oberflächenschicht bildet, versehen wird, wobei diese Harzschicht mindestens darin dispergierte elektrisch leitende Feinteilchen aus Metalloxid enthält. Dadurch, dass so eine Ladungsinjektionsschicht als äußerste Oberflächenschicht auf einem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element angeordnet wird, wird bewirkt, dass das lichtempfindliche Element einen niedrigeren spezifischen Oberflächenwiderstand hat, der eine Ladungsübertragung mit einem besseren Wirkungsgrad erlaubt, und ferner ist es als Folge eines niedrigeren spezifischen Oberflächenwiderstandes möglich, das Verschwimmen bzw. Unscharfwerden oder Fließen eines Latentbildes, das durch Diffusion der Latentbildladung verursacht wird, während auf dem Bildträgerelement ein Latentbild zurückgehalten wird, zu unterdrücken.
Bei der Harzschicht mit darin dispergierten leitfähigen Oxidteilchen ist es notwendig, dass die leitfähigen Oxidteilchen eine Teilchengröße haben, die kleiner ist als die Wellenlänge des darauf auftreffenden zur Belichtung diendenden Lichts, um eine Streuung des auftreffenden Lichts durch die dispergierten Teilchen zu vermeiden. Infolgedessen können die leitfähigen Oxidteilchen vorzugsweise eine Teilchengröße von höchstens 0,5 μm haben. Die leitfähigen Oxidteilchen können vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 90 Masse% und insbesondere 5 bis 70 Masse%, auf die Gesamtmasse der äußersten Oberflächenschicht bezogen, enthalten sein. Unter dem vorstehend angegebenen Bereich wird es schwierig, einen gewünschten spezifischen Widerstand zu erhalten. In dem Fall, dass der vorstehend angegebene Bereich überschritten wird, wird bewirkt, dass die Ladungsinjektionsschicht eine niedrigere Film- bzw. Schichtfestigkeit hat und deshalb leicht abgerieben wird, so dass die Lebensdauer verkürzt wird. Ferner besteht die Neigung, dass der spezifische Widerstand zu niedrig ist, so dass wegen eines Fließens des Latentbildpotenzials leicht Bildfehler auftreten.
Die Ladungsinjektionsschicht kann vorzugsweise eine Dicke von 0,1 bis 10 μm und insbesondere von höchstens 5 μm haben, damit die Schärfe der Latentbildkontur aufrechterhalten wird. Im Hinblick auf die Haltbarkeit wird eine Dicke von mindestens 1 μm bevorzugt.
Die Ladungsinjektionsschicht kann ein Bindemittelharz umfassen, das mit dem einer unteren Schicht (z.B. der Ladungstransport schicht) identisch ist. In diesem Fall kann die untere Schicht jedoch während der Bildung der Ladungsinjektionsschicht durch Auftragen gestört werden, so dass das Auftragverfahren derart gewählt werden sollte, dass diese Schwierigkeit nicht verursacht wird.
Die hierin beschriebenen Werte des spezifischen Volumenwiderstandes der äußersten Oberflächenschicht basieren auf Werten, die in der folgenden Weise gemessen werden. Eine Schicht, die dieselbe Zusammensetzung wie die äußerste Oberflächenschicht hat, wird auf einer Goldschicht gebildet, die auf eine Polyethylenterephthalatfolie (PET-Folie) aufgedampft worden ist, und der spezifische Volumenwiderstand der Schicht wird durch ein Gerät zur Messung des spezifischen Volumenwiderstandes ("4140B pA", erhältlich von Hewlett-Packard Co.) gemessen, indem über die Folie in einer Umgebung mit 23 °C und 65 % rel.F. eine Spannung von 100 Volt angelegt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Oberfläche des Bildträgerelements vorzugsweise eine Trennbarkeit zeigen, die durch einen Kontaktwinkel mit Wasser von mindestens 85 Grad und insbesondere mindestens 90 Grad wiedergegeben wird.
So eine Oberfläche des Bildträgerelements, die einen hohen Kontaktwinkel zeigt, zeigt gegenüber Tonerteilchen eine hohe Trennbarkeit. Dies hat zur Folge, dass der Grad der Tonerrückgewinnung in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt erhöht wird. Da die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen vermindert werden kann, wird es ferner möglich, eine Verschlechterung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements, die auf die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen ist, zu unterdrücken.
Der Oberfläche des Bildträgerelements kann z.B. in der folgenden Weise eine erhöhte Trennbarkeit erteilt werden:

(1) Die äußerste Oberflächenschicht wird aus einem Harz mit einer niedrigen Oberflächenenergie gebildet.
(2) Der äußersten Oberflächenschicht wird ein Zusatzstoff zugesetzt, der Wasserabweisungsvermögen oder Lipophilie zeigt.
(3) In der äußersten Oberflächenschicht wird ein pulverförmiges Material mit einer hohen Trennbarkeit dispergiert.

Für (1) kann ein fluorhaltiges Harz oder ein Harz mit einer Silicongruppe verwendet werden. Für (2) kann ein Tensid als Zusatzstoff verwendet werden. Für (3) ist es möglich, dass als pulverförmiges Material eine fluorhaltige Verbindung einschließlich Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid oder Fluorkohlenstoffharz, Siliconharz oder Polyolefinharz verwendet wird.
Durch diese Maßnahmen ist es möglich, eine Oberfläche des Bildträgerelements zu erhalten, die einen Kontaktwinkel mit Wasser von mindestens 85 Grad zeigt.
Es wird bevorzugt, dass von den vorstehend erwähnten eine äußerste Oberflächenschicht angewendet wird, die darin dispergierte feine Gleitmittel- oder Trennmittelteilchen enthält, die mindestens ein Material umfassen, das aus fluorhaltigen Harzen, Siliconharzen und Polyolefinharzen ausgewählt ist. Es wird besonders bevorzugt, dass vor allem als Material, das gemäß der vorstehend erwähnten Maßnahme (3) in der äußersten Oberflächenschicht dispergiert ist, ein fluorhaltiges Harz wie z.B. Polytetrafluorethylen oder Polyvinylidenfluorid verwendet wird.
So eine äußerste Oberflächenschicht, die Gleitmittel- oder Trennmittelpulver enthält, kann als zusätzliche Schicht an der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements oder durch Einmischen so eines Gleitmittelpulvers in eine Harzschicht, die die äußerste Oberflächenschicht eines organischen lichtempfindlichen Elements bildet, bereitgestellt werden.
Das vorstehend erwähnte Trennmittel- oder Gleitmittelpulver kann einer äußersten Oberflächenschicht des Bildträgerelements in einem Anteil von 1 bis 60 Masse% und insbesondere 2 bis 50 Masse% zugesetzt werden. Unter dem vorstehend angegebenen Be reich ist die Wirkung der Verminderung der Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen gering, so dass die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in der Entwicklungs- und Reinigungseinrichtung ungenügend sein kann. In dem Fall, dass der vorstehend angegebene Bereich überschritten wird, kann die äußerste Oberflächenschicht eine niedrigere Film- bzw. Schichtfestigkeit haben, kann die auf das lichtempfindliche Element auftreffende Lichtmenge abnehmen und kann die Aufladbarkeit des lichtempfindlichen Elements beeinträchtigt werden. Das Pulver kann im Hinblick auf die Bildqualität vorzugsweise eine Teilchengröße von höchstens 1 μm und insbesondere höchstens 0,5 μm haben. Wenn die Teilchengröße den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, kann die Auflösung von Bildern und insbesondere von Linienbildern wegen einer Streuung des auftreffenden Lichts abnehmen.
Die hierin beschriebenen Kontaktwinkelwerte basieren auf Werten, die unter Anwendung von reinem Wasser und eines Kontaktwinkelmessgeräts ("Model CA-DS", erhältlich von Kyowa Kaimen Kagaku K.K.) gemessen werden.
Ein bevorzugter Aufbau eines lichtempfindlichen Elements als Bildträgerelement wird nachstehend beschrieben. Der elektrisch leitende Schichtträger kann ein Metall wie z.B. Aluminium oder Edelstahl; ein Kunststoffmaterial, das mit einer Schicht aus Aluminiumlegierung oder Indiumzinnoxid beschichtet ist; Papier- oder Kunststoffmaterial, das mit elektrisch leitenden Teilchen imprägniert ist; oder ein Kunststoffmaterial, das ein elektrisch leitendes Polymer umfasst, in Form eines Zylinders, einer Folie oder einer Platte bzw. Bahn umfassen.
So ein elektrisch leitender Schichtträger kann mit einer Unter- bzw. Grundierschicht beschichtet werden, um z.B. die Haftung einer lichtempfindlichen Schicht an dem Schichtträger zu verbessern, die Beschichtungsfähigkeit zu verbessern, den Schichtträger zu schützen, Schäden des Schichtträgers zu bedecken, die Ladungsinjektion aus dem Schichtträger zu verbessern oder die lichtempfindliche Schicht vor einem elektrischen Durchschlag zu schützen.
Die Unter- bzw. Grundierschicht kann aus einem Material wie z.B. Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Methylcellulose, Nitrocellulose, Ethylen-Acrylsäure-Copolymer, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Casein, Polyamid, Copolyamid, Leim, Gelatine, Polyurethan oder Aluminiumoxid gebildet werden. Die Unter- bzw. Grundierschicht kann eine Dicke von gewöhnlich 0,1 bis 10 μm und insbesondere 0,1 bis 3 μm haben.
Eine Ladungserzeugungsschicht kann gebildet werden, indem eine Anstrichfarbe aufgetragen wird, die gebildet wird, indem eine Ladungen erzeugende Substanz wie z.B. Azopigment, Phthalocyaninpigment, Indigopigment, Perylenpigment, polycyclisches Chinon, Squaryliumfarbstoff (von Quadratsäure abgeleitet), Pyryliumsalz, Thiopyryliumsalz, Triphenylmethanfarbstoff oder eine anorganische Substanz wie z.B. Selen oder amorphes Silicium dispergiert wird, oder indem so eine Ladungen erzeugende Substanz aufgedampft wird. Von diesen wird ein Phthalocyaninpigment besonders bevorzugt, damit ein lichtempfindliches Element mit einer für die vorliegende Erfindung geeigneten Lichtempfindlichkeit erhalten wird. Beispiele für das Bindemittelharz können Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polyvinylbutyralharz, Polystyrolharz, Acrylharz, Methacrylharz, Phenolharz, Siliconharz, Epoxyharz oder Vinylacetatharz umfassen. Das Bindemittelharz kann höchstens 80 Masse% und vorzugsweise 0 bis 40 Masse% der Ladungserzeugungsschicht einnehmen. Die Ladungserzeugungsschicht kann vorzugsweise eine Dicke von höchstens 5 μm und insbesondere von 0,05 bis 2 μm haben.
Die Ladungstransportschicht hat die Funktion, Ladungsträger aus der Ladungserzeugungsschicht zu empfangen und die Ladungsträger unter einem elektrischen Feld zu transportieren. Die Ladungstransportschicht kann gebildet werden, indem eine Ladungen transportierende Substanz – wahlweise zusammen mit einem Bindemittelharz – in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert wird und die erhaltene Beschichtungsflüssigkeit aufgetragen wird. Die Dicke kann im Allgemeinen im Bereich von 5 bis 40 μm liegen. Beispiele für die Ladungen transportierende Substanz können polycyclische aromatische Verbindungen, die Strukturen von Biphenyl, Anthracen, Pyren und Phenanthren enthalten; stickstoffhaltige cyclische Verbindungen wie z.B. Indol, Carbazol, Oxadiazol und Pyrazolin; Hydrazonverbindungen; Styrylverbindungen; Polymere, die in ihren Hauptketten oder Seitenketten eine von den vorstehend angegebenen aromatischen Verbindungen abgeleitete Gruppe haben; Selen; Selen-Tellur und amorphes Silicium umfassen.
Beispiele für das Bindemittel, das zusammen mit solchen Ladungen transportierenden Substanzen dispergiert oder gelöst wird, können Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polymethacrylatharz, Polystyrolharz, Acrylharz, Polyamidharz und organische photoleitfähige Polymere wie z.B. Poly-N-vinylcarbazol und Polyvinylanthracen umfassen.
Es ist möglich, dass eine Oberflächenschicht zur Förderung der Ladungsinjektion angeordnet wird, die gebildet wird, indem elektrisch leitende Feinteilchen in einem Bindemittelharz dispergiert werden. Beispiele für das Bindemittelharz können Polyester, Polycarbonat, Acrylharz, Epoxyharz und Phenolharz umfassen. Diese Harze können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten – wahlweise zusammen mit einem Härtungsmittel für so ein Harz – verwendet werden. Die elektrisch leitenden Feinteilchen können ein Metall oder ein Metalloxid umfassen. Bevorzugte Beispiele dafür können Feinteilchen aus Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Bismutoxid, zinnoxidbeschichtetes Titanoxid, zinnbeschichtetes Indiumoxid und antimonbeschichtetes Zinnoxid oder Zirkoniumoxid umfassen. Diese Materialien können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
6 ist eine schematische Schnittzeichnung eines lichtempfindlichen Element, das mit einer Ladungsinjektionsschicht versehen ist. Im Einzelnen hat das lichtempfindliche Element den gewöhnlichen Aufbau einer lichtempfindlichen Trommel mit einem organischen Photoleiter und umfasst einen elektrisch leitenden Schichtträger (Aluminiumtrommel-Schichtträger) 11 sowie eine elektrisch leitende Schicht 12, eine zur Verhinderung der Injektion von positiver Ladung dienende Schicht 13, eine Ladungserzeugungsschicht 14 und eine Ladungstransportschicht 15, die auf dem elektrisch leitenden Schichtträger 11 nacheinander durch Beschichten angeordnet worden sind, und enthält ferner eine Ladungsinjektionsschicht 16, die darauf durch Beschichten gebildet worden ist, um die Aufladbarkeit durch Ladungsinjektion zu verbessern.
Es ist wichtig, dass die Ladungsinjektionsschicht 16 derart als äußerste Oberflächenschicht des Bildträgerelements gebildet wird, dass sie einen spezifischen Volumenwiderstand in dem Bereich von 1 × 10⁹ bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm hat. Eine ähnliche Wirkung kann ohne solch eine Ladungsinjektionsschicht 16 erzielt werden, wenn die Ladungstransportschicht 15, die die äußerste Oberflächenschicht bildet, einen spezifischen Volumenwiderstand in dem vorstehend beschriebenen Bereich hat. Beispielsweise zeigt ein lichtempfindliches Element auf Basis von amorphem Silicium, das eine Oberflächenschicht mit einem spezifischen Volumenwiderstand von etwa 10¹³ Ω·cm hat, eine gute Aufladbarkeit durch Ladungsinjektion.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass der Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf eine aufgeladene Oberfläche eines Bildträgerelements Bilddaten geschrieben werden, ein Schritt ist, bei dem die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements zum Schreiben der Bilddaten einer bildmäßigen Belichtung unterzogen wird, und die Latentbilderzeugungseinrichtung eine Einrichtung zur bildmäßigen Belichtung ist. Die Einrichtung zur bildmäßigen Belichtung für die Erzeugung eines elektrostatischen Latentbildes ist nicht auf eine Laserstrahlabtastbelichtungseinrichtung für digitale Latentbilderzeugung beschränkt, sondern kann auch eine gewöhnliche Belichtungseinrichtung für analoge bildmäßige Belichtung oder eine Belichtungseinrichtung sein, bei denen andere Arten von licht emittierenden Bauelementen wie z.B. eine LED (Leuchtdiode) oder eine Kombination eines lichtemittierenden Bauelements wie z.B. einer Fluoreszenzlampe und eines Flüssigkristallverschlusses usw. angewendet wird. Es kann somit jede Belichtungseinrichtung für bildmäßige Belichtung angewendet werden, mit der Bilddaten entsprechende elektrostatische Latentbilder erzeugt werden können.
Das Bildträgerelement kann auch ein dielektrisches Aufzeichnungselement für elektrostatische Aufzeichnung sein. In diesem Fall kann die als bildtragende Oberfläche dienende dielektrische Oberfläche einer gleichmäßigen Primäraufladung auf ein vorgeschriebenes Potenzial mit einer vorgeschriebenen Polarität unterzogen werden und dann zum Einschreiben eines gewünschten elektrostatischen Latentbildes einer selektiven Ladungsentfernung durch eine Ladungsentfernungseinrichtung wie z.B. einen Ladungsentfernungsstiftkopf oder einen Elektronenstrahler (Elektronenkanone) unterzogen werden.
Das Entwicklerträgerelement (Entwicklungszylinder), das im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Teil der Entwicklungseinrichtung angewendet wird, kann vorzugsweise einen elektrisch leitenden Zylinder (Entwicklungswalze) umfassen, der aus einem Metall oder einer Legierung wie z.B. Aluminium oder Edelstahl gebildet ist. So ein elektrisch leitender Zylinder kann auch aus einer Harzmischung mit ausreichender Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit gebildet werden. Es ist auch möglich, eine elektrisch leitende Gummiwalze anzuwenden. Anstelle eines zylindrischen Entwicklerträgerelements kann auch ein Entwicklerträgerelement in Form eines endlosen Bandes, das derart angetrieben wird, dass es sich dreht, angewendet werden.
Das Entwicklerträgerelement, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann vorzugsweise eine Oberflächenrauheit [durch den arithmetischen Mittenrauwert gemäß JIS (Ra) ausgedrückt] im Bereich von 0,2 bis 3,5 μm haben. Wenn Ra unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, wird die Menge des Entwicklers, der auf dem Entwicklerträgerelement getragen wird, vermindert oder wird die triboelektrische Ladung des Entwicklers auf dem Entwicklerträgerelement höher, so dass sich das Entwicklungsverhalten verschlechtert. Wenn Ra andererseits den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, ist die Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement von Unregelmäßigkeiten begleitet, was zu Bildern mit unregelmäßiger Bilddichte führt. Ra beträgt ferner vorzugsweise 0,5 bis 3,0 μm.
Es wird ferner bevorzugt, dass das Entwicklerträgerelement eine Oberflächendeckschicht hat, die aus einer Harzmischung gebildet ist, die darin dispergierte elektrisch leitende Feinteilchen und/oder Gleitmittelteilchen enthält, um die triboelektrische Ladung des Entwicklers auf dem Entwicklerträgerelement zu steuern.
Die elektrisch leitenden Feinteilchen können vorzugsweise Teilchen sein, die unter einem Druck von 1,2 × 10⁷ Pa einen spezifischen Widerstand von höchstens 0,5 Ω·cm zeigen.
Die elektrisch leitenden Feinteilchen können vorzugsweise Rohlenstoff-Feinteilchen, kristalline Graphitteilchen oder eine Mischung von diesen umfassen und können vorzugsweise eine Teilchengröße von 0,005 bis 10 μm haben.
Beispiele für das Harz, das die Oberflächenschicht des Entwicklerträgerelements bildet, können thermoplastische Harze wie z.B. Styrolharz, Vinylharz, Polyethersulfonharz, Polycarbonatharz, Polyphenylenoxidharz, Polyamidharz, fluorhaltiges Harz, Celluloseharz und Acrylharz und wärmehärtbare Harze wie z.B. Epoxyharz, Polyesterharz, Alkydharz, Phenolharz, Harnstoffharz, Siliconharz und Polyimidharz umfassen.
Es wird bevorzugt, dass von den vorstehend erwähnten ein Harz, das Trennbarkeit zeigt, wie z.B. Siliconharz oder fluorhaltiges Harz oder ein Harz mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften wie z.B. Polyethersulfon, Polycarbonat, Polyphenylenoxid, Polyamid, Phenolharz, Polyester, Polyurethanharz oder Styrolharz verwendet wird. Phenolharz wird besonders bevorzugt.
Die elektrisch leitenden Feinteilchen können vorzugsweise in einer Menge von 3 bis 20 Masseteilen je 10 Masseteile des Harzes verwendet werden. Im Fall der Verwendung einer Mischung von Kohlenstoffteilchen und Graphitteilchen können die Kohlenstoffteilchen vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 50 Masseteilen je 10 Masseteile der Graphitteilchen verwendet werden.
Die Deckschicht des Entwicklerträgerelements, die die elektrisch leitenden Feinteilchen enthält, kann vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 10^–6 bis 10⁶ Ω·cm haben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass eine Entwicklerschicht in einer Auftragsmenge von 3 bis 30 g/m² gebildet wird. Die Entwicklerschicht ist in dem Fall, dass der Entwickler ein Einkomponentenentwickler ist, eine Tonerschicht. Durch Bildung einer Entwicklerschicht in einer Auftragsmenge von 3 bis 30 g/m² auf dem Entwicklerträgerelement ist es möglich, eine gleichmäßige Entwicklerdeckschicht zu bilden, wodurch das elektrisch leitende Feinpulver dem Bildträgerelement gleichmäßig zugeführt weird, so dass leicht eine gleichmäßige Aufladung des Bildträgerelements erzielt werden kann. Wenn die Entwicklerauftragsmenge unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es schwierig, eine ausreichende Bilddichte zu erzielen, und eine kleine Unregelmäßigkeit in der Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement führt wegen einer unregelmäßigen Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers leicht zu einer Unregelmäßigkeit der Bilddichte und einer Unregelmäßigkeit der Ladung auf dem Bildträgerelement. Wenn die Entwicklerauftragsmenge den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, besteht die Neigung, dass die triboelektrische Ladung der Tonerteilchen ungenügend ist, was wegen einer Verminderung der Übertragbarkeit des Toners leicht zu einem Verstreuen von Toner, zu verstärktem Schleier und zu einer Behinderung der Aufladung auf dem Bildträgerelement führt.
Es wird ferner bevorzugt, dass auf dem Entwicklerträgerelement eine Entwicklerschicht in einer Auftragsmenge von 5 bis 25 g/m² gebildet wird. Dies hat zur Folge, dass dem Entwickler auf dem Entwicklerträgerelement eine gleichmäßigere triboelektrische Ladung erteilt wird, so dass der Einfluss der zurückgewonnenen nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen auf die triboelektrische Ladung der Tonerteilchen in der Nähe des Entwicklerträgerelements gemäßigt werden kann, wodurch bei dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt der Entwicklungsvorgang und der Reinigungsvorgang in stabiler Weise parallel bewirkt werden. Bei einer Auftragsmenge, die unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, besteht die Neigung, dass die zurückgewonnenen nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen die triboelektrische Ladung der Tonerteilchen in der Nähe des Entwicklerträgerelements beeinflussen, wodurch wegen einer übermäßigen triboelektrischen Ladung eines Teils der Tonerteilchen eine Unregelmäßigkeit der Entwicklerschicht verursacht wird und die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen ungleichmäßig sein kann. Wenn die Entwicklerauftragsmenge den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, werden die zurückgewonnenen nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen wieder dem Entwicklungsabschnitt zugeführt, um für die Entwicklung verwendet zu werden, ohne dass ihnen eine ausreichende triboelektrische Ladung erteilt wird, was leicht zu Schleierbildung führt.
Ferner wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, dass die Auftragsmenge der Entwicklerschicht durch ein Regulierelement eingestellt wird, das oberhalb des Entwicklerträgerelements angeordnet ist und über den Entwickler, der darauf getragen wird, an das Entwicklerträgerelement anstößt, so dass die Änderung des Entwicklungsverhaltens, die durch die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verursacht wird, unterdrückt wird und dem Entwickler eine gleichmäßige triboelektrische Ladung erteilt wird, die weniger leicht durch Änderungen der Umgebungsbedingungen beeinflusst wird und eine gute Übertragbarkeit liefert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann sich die Oberfläche des Entwicklerträgerelements in einer Richtung bewegen, die mit der Bewegungsrichtung der Oberfläche des Bildträgerelements bei dem Entwicklungsabschnitt identisch oder dieser entgegengesetzt ist. Im Fall der Bewegung in der identischen Richtung kann das Entwicklerträgerelement vorzugsweise mit einer Oberflächengeschwindigkeit bewegt werden, die mindestens 100 % der Oberflächengeschwindigkeit des Bildträgerelements beträgt. Unterhalb von 100 % kann sich die Bildqualität in einigen Fällen verschlechtern.
Wenn das Verhältnis 100 % oder mehr beträgt (d.h. wenn das Entwicklerträgerelement mit einer Oberflächengeschwindigkeit bewegt wird, die so hoch wie oder höher als die Oberflächengeschwindigkeit des Bildträgerelements ist), wird der Entwickler dem Bildträgerelement von dem Entwicklerträgerelement in einer ausreichenden Menge zugeführt, und auch das elektrisch leitende Feinpulver wird in ausreichender Menge zugeführt, so dass eine gute Aufladbarkeit des Bildträgerelements sichergestellt ist.
Es wird ferner bevorzugt, dass das Entwicklerträgerelement mit einer Oberflächengeschwindigkeit bewegt wird, die 1,05- bis 3-mal so hoch ist wie die des Bildträgerelements. Bei einem höheren Verhältnis (der Bewegungsgeschwindigkeiten) wird die Menge des Toners, der dem Entwicklungsabschnitt zugeführt wird, größer, so dass die Häufigkeit, mit der der Toner an dem Latentbild anhaftet und von diesem zurückkehrt, zunimmt, so dass eine häufige Wiederholung der Entfernung des Toner von nicht benötigten Bereichen und des Anhaftens des Toners an benötigten Bereichen verursacht wird, wodurch der Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zunimmt, so dass das Auftreten eines Bildmuster-Geisterbildes, das auf ein Versagen der Rückgewinnung zurückzuführen ist, zuverlässiger unterdrückt wird. Ferner ist es möglich, ein Tonerbild zu erhalten, das das Latentbild genau wiedergibt. Ferner wird bei einer Kontaktentwicklungsweise bei einem höheren Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnis die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen wegen der Reibung zwischen dem Bildträgerelement und dem Entwicklerträgerelement verbessert. Wenn das Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnis jedoch den vorstehend angegebenen Bereich wesentlich überschreitet, ist es wahrscheinlich, dass wegen eines Verstreuens des Entwicklers von dem Entwicklerträgerelement Schleier und Bildverschmutzung auftreten, und ist es wahrscheinlich, dass die Lebensdauer des Bildträgerelements oder des Entwicklerträgerelements wegen eines Verschleißes oder Abriebs durch Reibung bei der Kontaktentwicklungsweise verkürzt wird. Außerdem besteht in dem Fall, dass das zum Regulieren der Dicke der Entwicklerschicht dienende Regulierelement über die Entwicklerschicht an das Entwicklerträgerelement anstößt, die Neigung, dass die Lebensdauer des zum Regulieren der Dicke der Entwicklerschicht dienenden Regulierelements oder des Entwicklerträgerelements wegen Verschleißes und Abriebs durch Reibung verkürzt wird. Unter den vorstehend erwähnten Gesichtspunkten wird es ferner bevorzugt, dass das Oberflächenbewegungsgeschwindigkeitsverhältnis des Entwicklerträgerelements zu dem Bildträgerelement im Bereich von 1,1 bis 2,5 liegt.
Zur Anwendung einer kontaktfreien Entwicklungsweise im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, auf dem Entwicklerträgerelement eine dünne Entwicklerschicht zu bilden, deren Dicke geringer ist als ein vorgeschriebener Zwischenraum zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich geworden, durch Anwendung eines Entwicklungs- und Reinigungsschrittes gemäß einer kontaktfreien Entwicklungsweise eine Bilderzeugung mit einer hohen Bildqualität zu bewirken, was bisher schwierig gewesen ist. Bei dem Entwicklungsschritt kann durch Anwendung einer kontaktfreien Entwicklungsweise, bei der eine Entwicklerschicht ohne Kontakt mit dem Bildträgerelement angeordnet wird, um ein elektrostatisches Latentbild, das sich auf dem Bildträgerelement befindet, zur Erzeugung eines Tonerbildes zu entwickeln, ein Entwicklungsschleier, der durch Injektion eines elektrischen Entwicklungsvorspannungsfeldes zu dem Bildträgerelement verursacht wird, selbst in dem Fall verhindert werden, dass in dem Entwickler elektrisch leitendes Feinpulver mit einem niedrigen spezifischen elektrischen Widerstand in einer beträchtlichen Menge zugesetzt wird, wodurch gute Bilder erhalten werden können.
Es wird bevorzugt, dass das Entwicklerträgerelement in einem 100 bis 1000 μm betragenden Abstand von dem Bildträgerelement angeordnet wird. Wenn der Abstand unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, besteht die Neigung, dass das Entwicklungsverhalten mit dem Entwickler in Abhängigkeit von einer Schwankung des Abstandes schwankt, so dass die Massenfertigung eines Bilderzeugungsgeräts, das einer stabilen Bildqualität genügt, schwierig wird. Wenn der Abstand den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, nimmt die Fähigkeit der Tonerteilhen, dem Latentbild auf dem Bildträgerelement zu folgen, ab, so dass leicht eine Verschlechterung der Bildqualität wie z.B. niedrigere Auflösung und niedrigere Bilddichte verursacht wird. Ferner ist es wahrscheinlich, dass die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement ungenügend ist, so dass die Neigung besteht, dass sich die Aufladbarkeit des Bildträgerelements verschlechtert. Es wird ferner bevorzugt, dass das Entwicklerträgerelement in einem 100 bis 600 μm betragenden Abstand von dem Bildträgerelement angeordnet wird. Dies hat zur Folge, dass die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt vorteilhafter durchgeführt wird. Wenn der Abstand den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, besteht die Neigung, dass der Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu der Entwicklungseinrichtung abnimmt, was wegen eines Versagens der Rückgewinnung zu Schleierbildung führt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass der Entwicklungsschritt unter Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement durchgeführt wird, das gebildet wird, indem zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement eine Wechselspannung angelegt wird. Die Entwicklungs-Wechselvorspannung kann eine Überlagerung einer Gleichspannung mit einer Wechselspannung sein.
Die Wechselvorspannung kann eine zweckmäßig ausgewählte Wellenform haben, die eine Sinuswelle, eine Rechteckwelle, eine Dreieckwelle usw. sein kann. Es ist auch möglich, dass Impulsspannungen angewendet werden, die durch periodisches Ein- und Ausschalten einer Wechselstromquelle erzeugt werden. Es ist somit möglich, eine Wechselspannungswellenform anzuwenden.
Es wird bevorzugt, dass zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement durch Anlegen einer Entwicklungsvorspannung ein elektrisches Wechselfeld mit einer Spitze-Spitze-Feldstärke von 3 × 10⁶ bis 10 × 10⁶ V/m und einer Frequenz von 100 bis 5000 Hz erzeugt wird. Dies hat zur Folge, dass das elektrisch leitende Feinpulver, das dem Entwickler zugesetzt wird, leicht und gleichmäßig zu dem Bildträgerelement übertragen werden kann, wodurch über das elektrisch leitende Feinpulver ein gleichmäßiger und inniger Kontakt zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement erzielt wird, so dass die gleichmäßige Aufladung und insbesondere die Direktinjektionsaufladung des Bildträgerelements beträchtlich gefördert wird. Ferner wird wegen des elektrischen Wechselfeldes selbst in dem Fall bei dem Entwicklungsabschnitt keine Ladungsinjektion zu dem Bildträgerelement verursacht, dass zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement eine hohe Potenzialdifferenz vorhanden ist, so dass Entwicklungsschleier, der durch so eine Ladungsinjektion zu dem Bildträgerelement verursacht wird, selbst in dem Fall verhindert wird, dass dem Entwickler eine beträchtliche Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers zugesetzt wird, wodurch gute Bilder erhalten werden. Wenn die Feldstärke des elektrischen Wechselfeldes unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es wahrscheinlich, dass die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das dem Bildträgerelement zugeführt wird, ungenügend ist, dass sich die gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements verschlechtert und dass die erhaltenen Bilder wegen einer niedrigeren Entwickelbarkeit eine niedrigere Bilddichte zeigen. Wenn die Feldstärke des elektrischen Wechselfeldes andererseits den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, besteht die Neigung, dass eine zu hohe Entwickelbarkeit wegen des Zusammenbrechens dünner Linien zu einer niedrigeren Auflösung und wegen verstärkten Schleiers zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt, und werden wegen einer Ableitung der Entwicklungsvorspannung zu dem Bildträgerelement eine Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements und Bildfehler verursacht. Wenn die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, wird eine gleichmäßige Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement schwierig, so dass leicht eine Unregelmäßigkeit bei der gleichmäßigen Aufladung auf dem Bildträgerelement verursacht wird. Wenn die Frequenz den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, besteht die Neigung, dass die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das dem Bildträgerelement zugeführt wird, ungenügend ist, was zu einer Verminderung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements führt.
Das elektrische Wechselfeld, das zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement erzeugt wird, kann ferner vorzugsweise eine Spitze-Spitze-Feldstärke von 4 × 10⁶ bis 10 × 10⁶ V/m und eine Frequenz von 500 bis 4000 Hz haben. Dies hat zur Folge, dass das elektrisch leitende Feinpulver in dem Entwickler leicht gleichmäßig zu dem Bildträgerelement übertragen werden kann, so dass das elektrisch leitende Feinpulver nach dem Übertragungsschritt gleichmäßig auf das Bildträgerelement aufgebracht wird, wodurch selbst bei der kontaktfreien Entwicklungsweise ein höherer Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen erlaubt wird. Wenn die Feldstärke des elektrischen Wechselfeldes zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es wahrscheinlich, dass der Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu der Entwicklungseinrichtung abnimmt, was wegen eines Versagens der Rückgewinnung zu Schleier führt. Wenn die Frequenz unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, nimmt die Häufigkeit, mit der der Toner an dem Latentbild anhaftet und von diesem abgetrennt wird, ab und besteht die Neigung, dass der Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu der Entwicklungseinrichtung abnimmt, was leicht zu einer niedrigeren Bildqualität führt. Wenn die Frequenz des elektri schen Wechselfeldes den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, wird die Menge der Tonerteilchen, die fähig sind, der Änderung des elektrischen Feldes zu folgen, geringer, so dass sich der Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen vermindert, was wegen eines Versagens der Rückgewinnung leicht zu einem positiven Geisterbild führt.
Der Übertragungsschritt der vorliegenden Erfindung kann ein Schritt sein, bei dem das Tonerbild, das in dem Entwicklungsschritt erzeugt worden ist, einmal auf ein Zwischenübertragungselement übertragen wird und das Tonerbild dann wieder übertragen wird, und zwar auf ein Aufzeichnungsmaterial wie z.B. Papier. Das Übertragungs(bildempfangs)material, das das von dem Bildträgerelement übertragene Tonerbild empfängt, kann somit ein Zwischenübertragungselement wie z.B. eine Übertragungstrommel sein. In diesem Fall wird das Tonerbild, das sich auf dem Zwischenübertragungselement befindet, wieder übertragen, und zwar auf ein Aufzeichnungsmaterial wie z.B. Papier, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen. Durch die Anwendung so eines Zwischenübertragungselements kann die Menge der nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen selbst in dem Fall vermindert werden, dass verschiedene Arten von Aufzeichnungsmaterialien einschließlich dicken Papiers verwendet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass ein Übertragungs(förderungs)element angewendet wird, das in dem Übertragungsschritt über das Übertragungs(bildempfangs)material (Aufzeichnungsmaterial) an das Bildträgerelement (oder ein Zwischenübertragungselement) anstößt.
Bei so einem Kontaktübertragungsschritt, bei dem ein Tonerbild, das sich auf dem Bildträgerelement (oder auf einem Zwischenübertragungselement) befindet, auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, während ein Übertragungselement über das Übertragungs(bildempfangs)material an das Bildträgerelement (oder an das Zwischenübertragungselement) anstößt, kann der Anstoßdruck des Übertragungselements vorzugsweise ein linearer Druck von 2,94 bis 980 N/m und insbesondere 19,6 bis 490 N/m sein. Wenn der Anstoßdruck unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, treten leicht Schwierigkeiten wie z.B. eine Abweichung bei der Beförderung des Übertragungs(bildempfangs)materials und Übertragungsfehler bzw. ein Versagen der Übertragung auf. Wenn der Anstoßdruck den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, treten leicht eine Verschlechterung des Toners und ein Anhaften von Toner an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auf, so dass das Ankleben von geschmolzenem Toner an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gefördert wird.
Das Übertragungselement, das bei dem Kontaktübertragungsschritt angewendet wird, kann vorzugsweise eine Übertragungswalze oder ein Übertragungsband sein. Die Übertragungswalze kann einen Metallkern und eine leitfähige elastische Schicht, mit der der Metallkern beschichtet ist, umfassen. Die leitfähige elastische Walze kann ein elastisches Material wie z.B. Polyurethankautschuk oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und ein elektrische Leitfähigkeit erteilendes Mittel wie z.B. Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid oder Siliciumcarbid, das in dem elastischen Material dispergiert ist, damit ein mittelhoher spezifischer elektrischer Widerstand (spezifischer Volumenwiderstand) von 10⁶ bis 10¹⁰ Ω·cm erzielt wird, umfassen. Die leitfähige elastische Schicht kann als massive Schicht oder als Schaumstoffschicht gebildet werden.
Zu bevorzugten Übertragungsbedingungen im Fall der Anwendung so einer Übertragungswalze kann ferner ein Anstoßdruck von 2,4 bis 490 N/m und insbesondere 19,6 bis 294 N/m gehören. Wenn der Anstoßdruck unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist eine Zunahme der Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen wahrscheinlich, so dass die Aufladbarkeit des Bildträgerelements behindert wird. Wenn der Anstoßdruck den vorstehend angegebenen Bereich überschreitet, besteht die Neigung, dass das elektrisch leitende Feinpulver wegen einer erhöhten Presskraft auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, so dass die Neigung besteht, dass die Zuführung des elektrisch leitenden Feinpulvers zu dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement ungenügend ist, wodurch sich die Wirkung der Förderung der Aufladung auf dem Bildträgerelement und der Wirkungsgrad der Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt verschlechtern. Ferner ist eine Zunahme des Verstreuens von Toner auf dem erhaltenen Bild wahrscheinlich.
Es wird bevorzugt, dass bei dem Kontaktübertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, während das Übertragungselement an das Bildträgerelement anstößt, eine Gleichspannung von +0,2 bis +10 kV angelegt wird.
Die vorliegende Erfindung ist besonders vorteilhaft auf ein Bilderzeugungsgerät anwendbar, das als Latentbildträgerelement für elektrostatische Latentbilder ein lichtempfindliches Element mit einem geringen Durchmesser von höchstens 30 mm enthält. Da nach dem Übertragungsschritt und vor dem Aufladeschritt kein unabhängiger Reinigungsschritt enthalten ist, wird im Einzelnen der Spielraum für die Anordnung der Auflade-, der Belichtungs-, der Entwicklungs- und der Übertragungseinrichtung erweitert, wodurch in Kombination mit der Anwendung so eines lichtempfindlichen Elements mit einem geringen Durchmesser eine Verminderung der Gesamtgröße und des Raumes für den Einbau eines Bilderzeugungsgeräts verwirklicht wird. Dies ist auch für ein Bilderzeugungsgerät wirksam, das ein bandförmiges lichtempfindliches Element enthält, das an einer Anstoßstelle einen Krümmungsradius von höchstens 25 mm hat.
Das Bilderzeugungsgerät kann von einer Bauart sein, die eine Betriebskassette umfasst, die mindestens das vorstehend erwähnte Bildträgerelement und die Entwicklungseinrichtung enthält und an der Hauptbaugruppe des Geräts abnehmbar angebracht werden kann. Die Betriebskassette kann ferner die vorstehend erwähnte Aufladeeinrichtung umfassen.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen im Einzelnen beschrieben, was jedoch nicht derart aufgefasst werden sollte, dass sich die vorliegende Erfindung auf diese Beispiele beschränkt.
Als Erstes werden nachstehend einige Beispiele für die Herstellung von lichtempfindlichen Elementen als Bildträgerelementen, die in Beispielen angewendet werden, beschrieben.
<Herstellungsbeispiel 1 für ein lichtempfindliches Element>
Ein negativ aufladbares lichtempfindliches Element (Lichtempfindliches Element 1), bei dem ein organischer Photoleiter (OPC) angewendet wird, ("lichtempfindliches OPC-Element") mit einem in 6 gezeigten Schnittaufbau wurde in der folgenden Weise hergestellt.
Ein Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 24 mm wurde als Schichtträger 11 angewendet, auf dem die folgende erste bis fünfte funktionelle Schicht 12 bis 16 nacheinander in dieser Reihenfolge jeweils (mit Ausnahme der Ladungsinjektionsschicht 16) durch Tauchen gebildet wurden.
Die erste Schicht 12 war eine elektrisch leitende Schicht, eine etwa 20 μm dicke Harzschicht mit darin dispergierten leitfähigen Teilchen (aus Phenolharz mit darin dispergiertem Zinnoxid- und Titanoxidpulver gebildet), die dazu dient, auf der Aluminiumtrommel vorhandene Schäden usw. zu glätten und das Auftreten von Moiré, das auf Reflexion des zur Belichtung dienenden Laserstrahls zurückzuführen ist, zu verhindern.
Die zweite Schicht 13 war eine Schicht zur Verhinderung der Injektion von positiver Ladung, die dazu dient, zu verhindern, dass eine aus dem Al-Schichtträger 11 injizierte positive Ladung die negative Ladung vernichtet, die der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch Aufladung erteilt wird, und wurde als etwa 1 μm dicke Schicht mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand von etwa 10⁶ Ω·cm aus methoxymethyliertem Polyamid gebildet.
Die dritte Schicht 14 war eine Ladungserzeugungsschicht, eine etwa 0,3 μm dicke Harzschicht, die ein Bisazopigment enthält, das in Butyralharz dispergiert ist, und dazu dient, beim Empfang des zur Belichtung dienenden Laserlichts Paare von positiver und negativer Ladung zu erzeugen.
Die vierte Schicht 14 war eine etwa 25 μm dicke Ladungstransportschicht, die durch Dispergieren einer Hydrazonverbindung in einem Polycarbonatharz gebildet wird. Dies ist eine p-Halbleiterschicht, so dass die negative Ladung, die der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erteilt wird, nicht durch die Schicht bewegt werden kann, sondern nur die in der Ladungserzeugungsschicht erzeugte positive Ladung zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements transportiert wird.
Die fünfte Schicht 16 war eine Ladungsinjektionsschicht, die elektrisch leitendes, ultrafeines Zinnoxidpulver und Tetrafluorethylenharzteilchen mit einem Durchmesser von etwa 0,25 μm, die in einem photochemisch härtbaren Acrylharz dispergiert sind, enthält. Im Einzelnen wurde eine flüssige Mischung, die 100 Masse% antimondotierte Zinnoxidteilchen mit einem Durchmesser von etwa 0,3 μm und einem niedrigen spezifischen Widerstand, 20 Masse% Tetrafluorethylenharzteilchen und 1,2 Masse% eines Dispergiermittels, jeweils auf das Harz bezogen, die in dem Harz dispergiert waren, enthielt, durch Sprühauftrag aufgebracht, worauf Trocknen und photochemische Härtung folgten, um eine etwa 2,5 μm dicke Ladungsinjektionsschicht 16 zu bilden.
Die äußerste Oberflächenschicht des auf diese Weise hergestellten lichtempfindlichen Elements zeigte einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 10¹² Ω·cm und einen Kontaktwinkel mit Wasser von 102 Grad.
<Herstellungsbeispiel 2 für ein lichtempfindliches Element>
Ein Lichtempfindliches Element 2 wurde in derselben Weise wie in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt, außer dass für die Herstellung der fünften Schicht (Ladungsinjektionsschicht 16) die Tetrafluorethylenharzteilchen und das Dispergiermittel weggelassen wurden. Die äußerste Oberflächenschicht des auf diese Weise hergestellten lichtempfindlichen Elements zeigte einen spezifischen Volumenwiderstand von 2 × 10¹² Ω·cm und einen Kontaktwinkel mit Wasser von 78 Grad.
<Herstellungsbeispiel 3 für ein lichtempfindliches Element>
Ein Lichtempfindliches Element 3 wurde in derselben Weise wie in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt, außer dass die fünfte Schicht (Ladungsinjektionsschicht 16) aus einer Mischung hergestellt wurde, die 300 Masseteile der antimondotierten Zinnoxidteilchen mit einem niedrigen spezifischen Widerstand je 100 Masseteile des photochemisch härtbaren Acrylharzes enthielt. Die äußerste Oberflächenschicht des auf diese Weise hergestellten lichtempfindlichen Elements zeigte einen spezifischen Volumenwiderstand von 2 × 10⁷ Ω·cm und einen Kontaktwinkel mit Wasser von 88 Grad.
<Herstellungsbeispiel 4 für ein lichtempfindliches Element>
Ein Lichtempfindliches Element 4 mit einem Vierschichtenaufbau, das die Ladungstransportschicht 15 als äußerste Oberflächenschicht enthielt, wurde in derselben Weise wie in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt, außer dass die fünfte Schicht (Ladungsinjektionsschicht 16) weggelassen wurde. Die äußerste Oberflächenschicht des auf diese Weise hergestellten lichtempfindlichen Elements zeigte einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10¹⁵ Ω·cm und einen Kontaktwinkel mit Wasser von 73 Grad.
Als Nächstes werden nachstehend einige Beispiele für die Herstellung von Aufladeelementen, die in Beispielen angewendet werden, beschrieben.
(Herstellungsbeispiel 1 für ein Aufladeelement)
Ein Aufladeelement 1 (Aufladewalze) wurde in der folgenden Weise hergestellt.
Eine aus SUS (Edelstahl) hergestellte Walze mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von 264 mm wurde als Metallkern angewendet und mit einer walzenförmigen Polyurethanschaumstoffschicht mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand, die aus einer Mischung von Polyurethanharz, Ruß (als elektrisch leitenden Teilchen), einem Vulkanisiermittel und einem Treib- bzw. Blähmittel gebildet worden war, beschichtet, worauf zur Einstellung der Gestalt und der Oberfläche Schneiden und Polieren folgten, wobei eine Aufladewalze mit einer flexiblen Polyurethanschaumstoff-Deckschicht erhalten wurde, die einen Außendurchmesser von 12 mm und eine Länge von 234 mm hatte.
Die auf diese Weise erhaltene Aufladewalze zeigte in Bezug auf die Polyurethanschaumstoffschicht einen spezifischen Widerstand von 10⁵ Ω·cm und eine Asker-C-Härte von 30 Grad.
(Herstellungsbeispiel 2 für ein Aufladeelement)
Eine aus SUS (Edelstahl) hergestellte Walze mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von 264 mm wurde als Metallkern angewendet und mit einer walzenförmigen EPDM-Schaumstoffschicht mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand, die aus einer Mischung von EPDM-Kautschuk, Ruß (als elektrisch leitenden Teilchen), einem Vulkanisiermittel und einem Treib- bzw. Blähmittel gebildet worden war, beschichtet, worauf zur Einstellung der Gestalt und der Oberfläche Schneiden und Polieren folgten, wobei eine Aufladewalze mit einer flexiblen EPDM-Schaumstoff-Deckschicht erhalten wurde, die einen Außendurchmesser von 12 mm und eine Länge von 234 mm hatte.
Die auf diese Weise erhaltene Aufladewalze (Aufladeelement 2) zeigte in Bezug auf die EPDM-Schaumstoffschicht einen spezifischen Widerstand von 10⁶ Ω·cm und eine Asker-C-Härte von 45 Grad.
(Herstellungsbeispiel 3 für ein Aufladeelement)
Eine Aufladewalze (Aufladeelement 3) wurde in derselben Weise wie in Herstellungsbeispiel 2 hergestellt, außer dass die EPDM-Schaumstoffschicht durch eine Nicht-Schaumstoff-EPDM-Schicht ersetzt wurde, wobei ein Außendurchmesser von 12 mm und eine Länge von 234 mm erhalten wurden.
Die auf diese Weise erhaltene Aufladewalze zeigte einen spezifischen Widerstand von 10⁵ Ω·cm und eine Asker-C-Härte von 60 Grad.
(Herstellungsbeispiel 4 für eine Aufladewalze)
Um eine SUS-Walze mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von 264 mm als Metallkern wurde ein Band mit einem Flor aus elektrisch leitenden Polyamidfasern spiralförmig herumgewickelt, um eine Aufladebürstenwalze (Aufladeelement 4) herzustellen. Die elektrisch leitenden Polyamidfasern wurden aus Polyamid, in dem zur Einstellung des spezifischen Widerstandes Ruß dispergiert worden war, gebildet und bestanden aus Garnen mit 300 Denier (jeweils aus 50 Einzelfäden mit 6 Denier bestehend). Die Polyamidgarne mit einer Länge von 3 mm wurden in einer Dichte von 10⁵ Einzelfäden/Inch² angeordnet, um eine Bürstenwalze mit einem spezifischen Widerstand von 1 × 10⁷ Ω·cm herzustellen.
Nun werden einige Beispiele für die Herstellung oder Bereitstellung von Tonerteilchen, anorganischem Feinpulver und elektrisch leitendem Feinpulver für die Bildung von Entwicklern beschrieben, und ferner werden Beispiele für die Herstellung von Entwicklern aus diesen Komponenten beschrieben.
<Herstellungsbeispiel 1 für Tonerteilchen>
100 Masseteile eines Styrol-Butylacrylat-Monobutylmaleat-Copolymers [Peak-Molmasse (Mp) = 3,5 × 10⁴] (als Bindemittelharz), 80 Masseteile Magnetitpulver [σs (Sättigungsmagnetisierung bei einem Magnetfeld von 795,8 kA/m) = 85 Am²/kg, σr (Remanenz) = 6 Am²/kg, Hc (Koerzitivkraft) = 5 kA/m] (magnetisches Pulver), 2 Masseteile eines Monoazo-Eisenkomplexes (negatives Ladungssteuerungsmittel) und 4 Masseteile Polypropylen (Trennmittel) wurden mit einem Mischgerät vermischt, und die Mischung wurde mit einem auf 130 °C erhitzten Extruder schmelzgeknetet. Die geknetete Mischung wurde nach Abkühlung grob zerkleinert und mit einer Pulverisiermühle unter Anwendung eines Luftstrahls fein pulverisiert. Das erhaltene Pulverisierprodukt wurde mit einem Mehrkammersichter unter Ausnutzung des Coanda-Effekts genau klassiert, wobei Magnetische Tonerteilchen 1 erhalten wurden, die eine aus der auf das Volumen bezogenen Verteilung im Teilchengrößenbereich von 0,60 bis 159,21 μm ermittelte massegemittelte Teilchengröße (D4) von 7,9 μm hatten. Die Magnetischen Tonerteilchen 1 zeigten einen spezifischen Widerstand von 10¹⁴ Ω·cm oder darüber.
<Herstellungsbeispiele 2 bis 4 für Tonerteilchen>
100 Masseteile eines Styrol-Butylacrylat-Monobutylmaleat-Copolymers [Mp = 3,5 × 10⁴, Glasumwandlungstemperatur (Tg) = 65 °C] (Bindemittelharz), 90 Masseteile Magnetitpulver (σs = 85 Am²/kg, σr = 6 Am²/kg, Hc = 5 kA/m) (magnetisches Pulver), 2 Masseteile 3,5-Di-t-butylsalicylsäure-Eisenkomplex (negatives Ladungssteuerungsmittel) und 3 Masseteile maleinsäureanhydridmodifiziertes Polypropylen (Trennmittel) wurden mit einem Mischgerät vermischt, und die Mischung wurde mit einem auf 130 °C erhitzten Extruder schmelzgeknetet. Das geknetete Produkt wurde nach Abkühlung grob zerkleinert, fein pulverisiert und mit einem Mehrkammersichter klassiert. Ein Teil der auf diese Weise hergestellten magnetischen Tonerteilchen wurde als Magnetische Tonerteilchen 2 genommen, und ihr Rest wurde Behandlungen zum Kugeligmachen durch Anwendung eines in 7 und 8 gezeigten Gerätesystems unter verschiedenen Bedingungen, die in der nachstehend beschriebenen Tabelle 2 gezeigt sind, unterzogen, wobei Magnetische Tonerteilchen 3 und 4 erhalten wurden. Die so erhaltenen Magnetischen Tonerteilchen 2 bis 4 zeigten D4 = 6,5 bis 6,8 μm und einen spezifischen Widerstand von 10¹⁴ Ω·cm oder darüber.
<Herstellungsbeispiele 5 und 6 für Tonerteilchen>
Nichtmagnetische Tonerteilchen 5 mit D4 = 6,0 μm wurden in derselben Weise wie in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des magnetischen Pulvers 5 Masseteile Ruß verwendet wurden.
Ferner wurden in derselben Weise wie in Herstellungsbeispiel 5 Nichtmagnetische Tonerteilchen 6 mit D4 = 5,9 μm hergestellt, außer dass eine mechanische Pulverisiermühle unter Pulverisierbedingungen angewendet wurde, die derart eingestellt waren, dass eine erhöhte Zirkularität erhalten wurde.
Die Nichtmagnetischen Tonerteilchen 5 und 6 zeigten beide einen spezifischen Widerstand von 10¹⁴ Ω·cm oder darüber.
<Herstellungsbeispiel 7 für Tonerteilchen>
Nichtmagnetische Tonerteilchen 7 mit D4 = 10 μm wurden in derselben Weise wie in Herstellungsbeispiel 5 hergestellt, außer dass die Pulverisier- und Klassierbedingungen verändert wurden. Die nichtmagnetischen Tonerteilchen zeigten einen spezifischen Widerstand von 10¹⁴ Ω·cm.
<Herstellungsbeispiel 8 für Tonerteilchen>

Ein wässriges Dispersionsmedium wurde unter Verwendung von Materialien in den folgenden Verhältnissen hergestellt. Demnach wurden 451 Masseteile einer wässrigen 0,1 m Na₃PO₄-Lösung zu 709 Masseteilen deionisiertem Wasser hinzugegeben; das System wurde auf 60 °C erhitzt, und dem System wurden nach und nach unter Rühren 67,7 Masseteile einer wässrigen 1,0 m CaCl₂-Lösung zugesetzt, wobei ein Ca₃(PO₄)₂ enthaltendes wässriges Dispersionsmedium erhalten wurde.

Styrol	76 Masseteil(e)
n-Butylacrylat	24 ''
Divinylbenzol	0,2 ''
Ungesättigtes Polyesterharz (Kondensationsprodukt zwischen Bisphenol-A-EO- und -PO-Addukt und Fumarsäure)	3 ''
Ungesättigtes Polyesterharz (Kondensationsprodukt zwischen Bisphenol-A-EO- und -PO-Addukt und Terephthalsäure)	2 ''
Negatives Ladungssteuerungsmittel (Monoazofarbstoff-Fe-Verbindung)	1 ''
Oberflächenbehandeltes magnetisches Material 1 (σs = 82 Am²/kg, σr = 7 Am²/kg, Hc = 8 kA/m)	80 ''

Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden gleichmäßig vermischt und dispergiert, um eine Monomermischung zu bilden. Der Mischung wurden 6 Masseteile eines Esterwachses, das hauptsächlich aus Behenylbehenat bestand, [T_abs. (Wärmeaufnahme-Peakspitzentemperatur auf einer DSC-Kurve) = 72 °C] zugesetzt, um darin gelöst zu werden, und ferner wurden 5 Masseteile 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) [t_1/2 (60 °C) = 140 min] zugesetzt und darin gelöst.
Die so gebildete polymerisierbare Monomermischung wurde in das in der vorstehend angegebenen Weise hergestellte wässrige Dispersionsmedium eingebracht, und das System wurde 15 min lang bei 60 °C in einer Stickstoffatmosphäre mit einem Homogenisiermischer vom TK-Typ (hergestellt durch Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 10.000 U/min gerührt, um in dem System Tröpfchen der Monomermischung zu bilden. Dann wurde das System mit einem Schaufelrührer weiter gerührt, und während des Rührens wurde das System 6 Stunden lang bei 60 °C zur Reaktion gebracht. Dann wurde die Temperatur auf 80 °C erhöht, und das System wurde 4 Stunden lang weiter gerührt. Nach der Reaktion wurde das System ferner 2 Stunden lang bei 80 °C einer Destillation unterzogen, worauf Abkühlen, Zusatz von Salzsäure zum Auflösen des Ca₃(PO₄)₂, Filtrieren, Waschen mit Wasser und Trocknen folgten, wobei Magnetische Tonerteilchen 8 mit D4 = 6,5 μm, die einen spezifischen Widerstand von 10¹⁴ Ω·cm zeigten, erhalten wurden.
Das Oberflächenbehandelte magnetische Material 1, das in der vorstehend erwähnten polymerisierbaren Monomermischung enthalten war, wurde übrigens in der folgenden Weise hergestellt.
In eine wässrige Eisen(II)-sulfatlösung wurde eine Natriumhydroxidlösung in einer Menge von 1,0 bis 1,1 Äquivalenten der Eisenionen eingemischt, um eine wässrige Lösung zu bilden, die Eisen(II)-hydroxid enthielt. Während die wässrige Lösung bei einem pH-Wert um 9 gehalten wurde, wurde dann Luft hineingeblasen, um bei 80 bis 90 °C eine Oxidationsreaktion zu bewirken, wobei man eine Impfkristalle enthaltende Aufschlämmung erhielt.
Dann wurde in die Aufschlämmung eine wässrige Eisen(II)-sulfatlösung in einer Menge von 0,9 bis 1,2 Äquivalenten in Bezug auf das anfänglich zugesetzte Alkali (Natrium in dem Natriumhydroxid) hineingegeben, und es wurde Luft hineingeblasen, um mit der Oxidation fortzufahren, während die Aufschlämmung bei einem pH-Wert von 8 gehalten wurde. Magnetische Eisenoxidteilchen bzw. Eisen(II,III)-oxidteilchen, die so nach der Oxidation gebildet worden waren, wurden gewaschen und filtriert, um einmal gewonnen zu werden. Eine geringe Menge der so gewonnenen wasserhaltigen Probe wurde einer Messung des Feuchtigkeitsgehalts unterzogen. Dann wurde die wasserhaltige Probe ohne Trocknen wieder dispergiert, und zwar in einem anderen wässrigen Medium, und sein pH-Wert wurde auf etwa 6 eingestellt. Der Dispersion wurde unter ausreichendem Rühren ein Silan-Haftmittel [n-C₁₀H₂₁Si(OCH₃)₃] in einer Menge von 1,0 Masse%, auf die Menge des Eisen(II,III)-oxids (durch Subtrahieren des Feuchtigkeitsgehalts von der wasserhaltigen Probe erhalten) bezogen, zugesetzt, um eine Haftvermittlungsbehandlung zu bewirken. Die auf diese Weise hydrophobierten Eisen(II,III)-oxidteilchen wurden in üblichen Weisen gewaschen, filtriert und getrocknet, und die schwach agglomerierten Teilchen wurden zerkleinert, wobei das Oberflächenbehandelte magnetische Material 1 erhalten wurde.
Die repräsentativen Eigenschaften der in der vorstehend angegebenen Weise hergestellten Tonerteilchen 1 bis 8 sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2: Tonerteilchen

* N % bedeutet "% (auf die Anzahl bezogen)"
Vs: Umfangsgeschwindigkeit der Schaufel
Tmax: Maximale Temperatur in dem Gerät

(Beispiel 1 für ein anorganisches Feinpulver)
Trockenverfahren-Siliciumdioxid-Feinpulver, das zuerst mit Hexamethyldisilazan und dann mit Dimethylsiliconöl behandelt worden war, wurde als Anorganisches Pulver A-1 bezeichnet und zeigte eine anzahlgemittelte Primärteilchengröße (Dp1) = 12 nm und eine spezifische Oberfläche nach BET (S_BET) = 120 m²/g.
(Beispiel 2 für ein anorganisches Feinpulver)
Trockenverfahren-Siliciumdioxid-Feinpulver, das keiner Hydrophobierung unterzogen worden war, wurde als Anorganisches Pulver A-2 bezeichnet und zeigte Dp1 = 10 nm und S_BET = 300 m²/g.
(Beispiel 3 für ein anorganisches Feinpulver)
Trockenverfahren-Siliciumdioxid-Feinpulver, das mit Hexamethyldisilazan behandelt worden war, wurde als Anorganisches Pulver A-3 bezeichnet und zeigte Dp1 = 16 nm und S_BET = 170 m²/g.
(Beispiel 4 für ein anorganisches Feinpulver)
Titandioxid-Feinpulver, das mit Hexamethyldisilazan behandelt worden war, wurde als Anorganisches Pulver A-4 bezeichnet und zeigte Dpi = 30 nm und S_BET = 60 m²/g.
Repräsentative Eigenschaften der Anorganischen Pulver A-1 bis A-4 sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
Tabelle 3: Anorganische Feinpulver

*HDMS = Hexamethyldisilazan

<Beispiel 1 für ein elektrisch leitendes Feinpulver>
Bariumsulfatpulver mit einer Teilchengröße von etwa 0,1 μm, das mit 50 Masse% (auf das Bariumsulfatpulver bezogen) Zinnoxid beschichtet war, wurde als Leitfähiges Pulver B-1 bezeichnet, das weiß gefärbt war und einen gemäß dem Tablettenverfahren gemessenen spezifischen Widerstand von 2,7 × 10⁴ Ω·cm zeigte. Ferner zeigte das Pulver B-1 einen unter Anwendung einer 740-nm-Lichtquelle und eines Durchlichtdensitometers ("310T", hergestellt von X-Rite K.K.) gemessenen Durchlassgrad bei 740 nm (T₇₄₀) von etwa 35 %. Die Wellenlänge von 740 nm war identisch mit der Wellenlänge, die durch einen Laserstrahlabtaster für bildmäßige Belichtung in einem Bilderzeugungsgerät, das in nachstehend beschriebenen Beispielen angewendet wird, emittiert wird. Das Pulver B-1 zeigte eine mit einem Gerät zur Messung der Teilchengrößenverteilung vom Laserbeugungstyp ("LS-230", erhältlich von Coulter Electronics Inc.) auf Basis der auf das Volumen bezogenen Verteilung gemessene Teilchengrößenverteilung, die einen 10-%-Durchmesser (D10) = 0,18 μm, einen 50-%-Durchmesser (D50) = 0,50 μm und einen 90-%-Durchmesser (D90) = 1,66 μm enthielt.
<Beispiele 2 bis 4 für elektrisch leitende Feinpulver>
Bariumsulfatpulver mit verschiedenen Teilchengrößen von 0,3 μm, 0,5 μm bzw. 1,2 μm, die mit entsprechenden Mengen von Zinnoxid (dessen Menge derart verändert wurde, dass eine identische Auftragsmasse je Flächeneinheit der Bariumsulfatteilchen erhalten wurde) beschichtet waren, wurden als Leitfähiges Pulver B-2, B-3 bzw. B-4 bezeichnet. Der spezifische Widerstand sowie der D10-, der D50- und der D90-Wert der Pulver B-2 bis B-4 sind gemeinsam zusammen mit denen des Beispiels 1 und der folgenden Beispiele für elektrisch leitende Feinpulver in Tabelle 4 gezeigt.
<Beispiel 5 für ein elektrisch leitendes Feinpulver>
Bariumsulfatpulver mit einer Teilchengröße von etwa 0,1 μm, das mit 50 Masse% (auf das Bariumsulfatpulver bezogen) antimondotiertem Zinnoxid anstelle des Zinnoxids (von Beispiel 1) beschichtet war, wurde als Leitfähiges Pulver B-5 bezeichnet, das grau gefärbt war und einen Durchlassgrad (T₇₄₀) = 20 % oder darunter zeigte.
<Beispiel 6 für ein elektrisch leitendes Feinpulver>
Bariumsulfatpulver mit einer Teilchengröße von etwa 1,2 μm, das mit antimondotiertem Zinnoxid anstelle des Zinnoxids (von Beispiel 4) beschichtet war, wurde als Leitfähiges Pulver B-6 bezeichnet, das grau gefärbt war und einen Durchlassgrad (T₇₄₀) = 20 % oder darunter zeigte.
<Beispiele 7 und 8 für elektrisch leitende Feinpulver>
Aluminiumboratpulver mit einer Teilchengröße von etwa 2 μm, das mit Zinnoxid beschichtet war, wurde zur Entfernung von groben Teilchen mit einem Windsichter klassiert und in einem wässrigen Dispersionsmedium dispergiert, um eine wiederholte Filtration zur Entfernung von feinen Teilchen durchzuführen, wobei Leitfähiges Pulver B-7 erhalten wurde, das grauweiß gefärbt war und einen spezifischen Volumenwiderstand von 4,3 × 10⁴ Ω·cm zeigte.
Leitfähiges Pulver B-8 wurde in einer ähnlichen Weise wie B-7 erhalten, außer dass Aluminiumboratpulver verwendet wurde, das mit antimondotiertem Zinnoxid anstelle von Zinnoxid (B-7) beschichtet war. Das Pulver B-8 zeigte einen Durchlassgrad (T₇₄₀) von 20 % oder darunter.
Einige repräsentative Eigenschaften der in der vorstehend angegebenen Weise hergestellten Leitfähigen Pulver B-1 bis B-8 sind zusammen in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4: Elektrisch leitende Feinpulver
Beispiel 1 (Herstellungsbeispiel 1 für einen Entwickler)
100 Masseteile Magnetische Tonerteilchen 1 (in Herstellungsbeispiel 1 für Tonerteilchen erhalten) wurden durch einen Henschel-Mischer gleichmäßig mit 1,23 Masseteilen Anorganischem Pulver A-1 und 1,03 Masseteilen Leitfähigem Pulver B-4 vermischt, wobei Entwickler 1 erhalten wurde. Wie in der nachstehend beschriebenen Tabelle 5 gezeigt ist, war der so erhaltene Entwickler 1 ein magnetischer Entwickler (magnetischer Toner), der 1,2 Masse% anorganisches Feinpulver und 1,0 Masse% elektrisch leitendes Feinpulver enthielt.
Entwickler 1 (magnetischer Toner) wurde unter Anwendung eines Durchfluss-Teilchenbildanalysators ("FPIA-1000", hergestellt durch Toa Iyou Denshi K.K.) in der nachstehend beschriebenen Weise einer Messung der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung und der Zirkularitätsverteilung im Teilchengrößenbereich von 0,60 bis 159,21 μm unterzogen. Im Einzelnen wurden in eine aus Pyrex- bzw. Hartglas hergestellte Gewindehalsflasche mit einem Innendurchmesser von 30 mm und einer Höhe von 65 mm (z.B. in eine 30-ml-Gewindehalsflasche "SV-30", erhältlich von Nichiden Rika Garasu K.K.) 10 ml Wasser, aus dem durch Filtrieren sehr feiner Staub (vorzugsweise bis herab zu einem Grad von höchstens 20 Teilchen/μl in einem D_CE-Bereich von 0,60 bis 159,21 μm) entfernt worden war, und mehrere Tropfen einer verdünnten Tensidlösung (vorzugsweise einer durch Verdünnung von Alkylbenzolsulfonsäuresalz mit Wasser, aus dem sehr feiner Staub entfernt worden war, auf etwa die 10fache Menge erhaltenen Lösung) eingebracht. In die Flasche wurde eine geeignete Menge (z.B. 0,5 bis 20 mg) einer Probe, die in Bezug auf Teilchen in dem zu messenden D_CE-Bereich eine Konzentration von 7000 bis 10.000 Teilchen/10 μl lieferte, hineingegeben, und die Mischung wurde 3 min lang einer Dispergierbehandlung mit einem Ultraschallhomogenisator [z.B. "ULTRASONIC HOMOGENIZER UH-50", ausgerüstet mit einer stufenförmigen Scheibe, die einen Durchmesser von 6 mm hatte, (erhältlich von K.K. SMT) bei einem Leistungssteuerungspegel-Skalenwert von 7, der fast die Hälfte der durch die Scheibe erreichbaren maximalen Leistung liefert] unterzogen. Die erhaltene Dispersionsflüssigkeit wurde einer Messung der Teilchengrößenverteilung und der Zirkularitätsverteilung im D_CE-Bereich von 0,60 bis 159,21 μm unterzogen.
Aus der erhaltenen Teilchengrößenverteilung wurden die Gehalte [% (auf die Anzahl bezogen), als N % ausgedrückt] der Teilchen in den Bereichen von 1,00 bis 2,00 μm, 2,00 bis 3,00 μm, 3,00 bis 8,96 μm und 8,96 μm oder darüber und der Variationskoeffizient (Kn) der auf die Anzahl bezogenen Verteilung erhalten. Ferner wurden aus der erhaltenen Zirkularitätsverteilung (Verteilung der Zirkularität a) der Gehalt (N %) der Teilchen mit a ≥ 0,90 und die Standardabweichung (SDa) der Zirkularität erhalten.
Ferner wurde anhand von REM-Bildern in der vorstehend beschriebenen Weise die Anzahl (N_EP) der Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers mit einer Größe von 0,6 bis 3 μm je 100 Tonerteilchen in dem Entwickler 1 gemessen. Als Ergebnis wurde gefunden, dass der Entwickler 1 je 100 Tonerteilchen 15 solche Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers enthielt, die an den Tonerteilchen anhafteten oder von diesen abgetrennt waren (N_EP = 15).
Entwickler 1 zeigte ferner eine triboelektrische Aufladbarkeit (TC oder Ladung) von –39,6 mC/kg in Bezug auf sphärisches Eisenpulver, das durch ein Sieb mit einer Maschenzahl von 100 mesh hindurchging und auf einem Sieb mit einer Maschenzahl von 200 mesh zurückblieb.
Diese Eigenschaften von Entwickler 1 sind gemeinsam zusammen mit denen von Entwicklern, die in den folgenden Beispielen hergestellt werden, in der nachstehenden Tabelle 5 gezeigt.
Entwickler 1 zeigte ferner eine bei 25 °C und einem äußeren Magnetfeld von 79,6 kA/m gemessene Magnetisierung von 25 Am²/kg.
Beispiel 2 (Herstellungsbeispiel 2 für einen Entwickler)
Entwickler 2 (magnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt des Leitfähigen Pulvers B-4 zu 2,0 Masse% verändert wurde. Entwickler 2 zeigte im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung, wie sie in 9B gezeigt ist.
Beispiele 3 und 4 (Herstellungsbeispiele 3 und 4 für Entwickler)
Entwickler 3 und 4 (magnetische Toner) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Gehalte des Leitfähigen Pulvers B-4 zu 5,0 Masse% bzw. 9,0 Masse% verändert wurden.
Vergleichsbeispiel 1 (Herstellungsbeispiel 5 für einen Entwickler)
Entwickler 5 (magnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt des Leitfähigen Pulvers B-4 zu 15,0 Masse% verändert wurde.
Beispiel 5 (Herstellungsbeispiel 6 für einen Entwickler)
Entwickler 6 (magnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des Leitfähigen Pulvers B-4 2,0 Masse% des Leitfähigen Pulvers B-3 verwendet wurden. Entwickler 6 zeigte im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung, wie sie in 9C gezeigt ist.
Vergleichsbeispiel 2 (Herstellungsbeispiel 7 für einen Entwickler)
Entwickler 7 (magnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des Leitfähigen Pulvers B-4 1,0 Masse% des Leitfähigen Pulvers B-2 verwendet wurden.
Beispiele 6 und 7 (Herstellungsbeispiele 8 und 9 für Entwickler)
Entwickler 8 und 9 (magnetische Toner) wurden in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, außer dass die Gehalte des Leitfähigen Pulvers B-2 zu 2,0 Masse% bzw. 5,0 Masse% verändert wurden. Entwickler 8 zeigte im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung, wie sie in 9D gezeigt ist.
Vergleichsbeispiele 3 und 4 (Herstellungsbeispiele 10 und 11 für Entwickler)
Entwickler 10 und 11 (magnetische Toner) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des Leitfähigen Pulvers B-4 2,0 Masse% bzw. 5,0 Masse% des Leitfähigen Pulvers B-1 verwendet wurden. Entwickler 10 zeigte im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung, wie sie in 9E gezeigt ist.
Vergleichsbeispiel 5 (Herstellungsbeispiel 12 für einen Entwickler)
Entwickler 12 (magnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des Leitfähigen Pulvers B-4 2,0 Masse% des Leitfähigen Pulvers B-5 verwendet wurden.
Beispiel 8 (Herstellungsbeispiel 13 für einen Entwickler)
Entwickler 13 (magnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des Leitfähigen Pulvers B-4 5,0 Masse% des Leitfähigen Pulvers B-6 verwendet wurden.
Beispiele 9 bis 11 (Herstellungsbeispiele 14 bis 16 für Entwickler)
Entwickler 14 bis 16 (magnetische Toner) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des Leitfähigen Pulvers B-4 1,0 Masse%, 2,0 Masse% bzw. 5,0 Masse% des Leitfähigen Pulvers B-7 verwendet wurden. Entwickler 15 zeigte im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung, wie sie in 9A gezeigt ist.
Beispiel 12 (Herstellungsbeispiel 17 für einen Entwickler)
Entwickler 17 (magnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des Leitfähigen Pulvers B-4 2,0 Masse% des Leitfähigen Pulvers B-8 verwendet wurden.
Vergleichsbeispiel 6 (Herstellungsbeispiel 18 für einen Entwickler)
Entwickler 18 (magnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Leitfähige Pulver B-4 weggelassen wurde. Entwickler 18 zeigte im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung, wie sie in 9F gezeigt ist.
Beispiele 16 bis 18 (Herstellungsbeispiele 22 bis 24 für Entwickler)
Entwickler 22 bis 24 (magnetische Toner) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle der Tonerteilchen 1 die Tonerteilchen 2 bis 4 verwendet wurden. Die Entwickler 22 bis 24 zeigten bei einem Magnetfeld von 79,6 kA/m alle eine Magnetisierung im Bereich von 26 bis 28 Am²/kg.
Beispiele 19 und 20 (Herstellungsbeispiele 25 und 26 für Entwickler)
Entwickler 25 und 26 (nichtmagnetische Toner) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des Anorganischen Pulvers A-1 1,0 Masse% des Anorganischen Pulvers A-4 verwendet wurden, der Gehalt des Leitfähigen Pulvers B-4 zu 3,0 Masse% verändert wurde und anstelle der Tonerteilchen 1 (magnetisch) die Tonerteilchen 5 bzw. 6 (nichtmagnetisch) verwendet wurden.
Beispiel 21 (Herstellungsbeispiel 27 für einen Entwickler)
Entwickler 27 (nichtmagnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass anstelle des Anorganischen Pulvers A-1 1,0 Masse% des Anorganischen Pulvers A-4 verwendet wurden, der Gehalt des Leitfähigen Pulvers B-4 zu 3,0 Masse% verändert wurde und anstelle der Tonerteilchen 1 (magnetisch) die Tonerteilchen 7 (nichtmagnetisch) verwendet wurden.
Beispiel 22 (Herstellungsbeispiel 28 für einen Entwickler)
Entwickler 28 (magnetischer Toner) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Gehalt des Anorganischen Pulvers A-1 zu 0,9 Masse% verändert wurde, der Gehalt des Leitfähigen Pulvers B-4 zu 3,0 Masse% verändert wurde und anstelle der Tonerteilchen 1 die Tonerteilchen 8 (magnetisch) verwendet wurden.
Der repräsentative Aufbau und Eigenschaften der Entwickler 1 bis 18 und 22 bis 28 sind gemeinsam in der nachstehenden Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 23A (Bilderzeugung unter Anwendung von Entwickler 1 und Aufladeelement 1)
1 veranschaulicht den Aufbau eines Beispiels für ein Bilderzeugungsgerät, das für die Durchführung des Bilderzeugungsverfahrens der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Das Bilderzeugungsgerät ist ein Laserdrucker (Aufzeichnungsgerät) für ein elektrophotographisches Verfahren vom Übertragungstyp und enthält ein Entwicklungs- und Reinigungssystem (System ohne Reinigungseinrichtung). Das Gerät enthält eine Betriebskassette, aus der eine Reinigungseinrichtung mit einem Reinigungselement wie z.B. einer Reinigungsrakel entfernt worden ist. Bei dem Gerät werden ein magnetischer Einkomponentenentwickler (magnetischer Toner) und ein kontaktfreies Entwicklungssystem, bei dem ein Entwicklerträgerelement derart angeordnet ist, dass eine darauf getragene Entwicklerschicht für die Entwicklung keinen Kontakt mit einem Bildträgerelement hat, angewendet.
(1) Gesamtaufbau eines Bilderzeugungsgeräts
Unter Bezugnahme auf 1 enthält das Bilderzeugungsgerät ein lichtempfindliches OPC-Element 1 vom Drehtrommeltyp (in Herstellungsbeispiel 1 hergestelltes Lichtempfindliches Element 1) (als Bildträgerelement), das derart angetrieben wird, dass es sich in einer gezeigten Pfeilrichtung (im Uhrzeigersinn) mit einer Umfangsgeschwindigkeit (Betriebsgeschwindigkeit) von 94 mm/s dreht.
Eine Aufladewalze 2 (in Herstellungsbeispiel 1 hergestelltes Aufladeelement 1) (als Kontaktaufladeelement) stößt mit einer vorgeschriebenen Presskraft gegen ihre Elastizität an das lichtempfindliche Element 1 an. Zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Aufladewalze 2 ist als Aufladeabschnitt ein Kontaktspalt n gebildet. In diesem Beispiel wird die Aufladewalze 2 derart gedreht, dass sie eine Umfangsgeschwindigkeit von 141 mm/s (entsprechend einem 250 % betragenden relativen Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeiten) zeigt, wobei ihre Richtung bei dem Aufladeabschnitt n der Oberflächenbewegungs richtung des lichtempfindlichen Elements 1 entgegengesetzt ist. Vor dem tatsächlichen Betrieb wird Leitfähiges Pulver B-4 (in Herstellungsbeispiel 4 hergestellt) in einer derartigen Menge auf die Oberfläche der Aufladewalze 2 aufgetragen, dass fast eine dichteste Ein-Teilchen-Schicht gebildet wird.
Die Aufladewalze 2 hat einen Metallkern, an den von einer Aufladevorspannungsquelle S1 eine Gleichspannung von –700 Volt angelegt wird. Dies hat zur Folge, dass die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 gleichmäßig auf ein Potenzial (–680 Volt) aufgeladen wird, das fast gleich der Spannung ist, die in diesem Beispiel an die Aufladewalze 2 angelegt wird. Dies wird später wieder beschrieben.
Das Gerät enthält auch einen Laserstrahlabtaster 3 (Belichtungseinrichtung), der eine Laserdiode, einen Polygonspiegel usw. umfasst. Der Laserstrahlabtaster emittiert Laserlicht (Wellenlänge = 740 nm) mit einer Intensität, die entsprechend einem zeitseriellen elektrischen digitalen Bildsignal modifiziert ist, so dass die gleichmäßig aufgeladene Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 einer Abtastbelichtung unterzogen wird. Durch die Abtastbelichtung wird auf dem sich drehenden lichtempfindlichen Element 1 ein elektrostatisches Latentbild erzeugt, das den gewünschten Bilddaten entspricht.
Das Gerät enthält ferner eine Entwicklungseinrichtung 4, durch die das elektrostatische Latentbild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 entwickelt wird, so dass darauf ein Tonerbild erzeugt wird. Die Entwicklungseinrichtung 4 ist eine kontaktfreie Umkehrentwicklungseinrichtung, die einen negativ aufladbaren, isolierenden Einkomponentenentwickler (Entwickler 1 von Herstellungsbeispiel 1) enthält. Wie vorstehend erwähnt wurde, enthält Entwickler 1 Tonerteilchen 1 (magnetisch) und diesem äußerlich zugesetztes Leitfähiges Pulver B-4.
Die Entwicklungseinrichtung 4 enthält ferner einen nichtmagnetischen Entwicklungszylinder 4a mit einem Durchmesser von 16 mm (als Entwicklerträgerelement), der eine Magnetwalze 4b ein schließt. Der Entwicklungszylinder 4a ist dem lichtempfindlichen Element 1 gegenüberliegend in einem 300 μm betragenden Abstand von diesem angeordnet, so dass ein Entwicklungsabschnitt a gebildet wird, wo sich der Entwicklungszylinder derart dreht, dass er eine Umfangsgeschwindigkeit von 113 mm/s zeigt, die 120 % der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 1 beträgt, das sich in derselben Richtung bewegt.
Entwickler 1 wird durch eine elastische Rakel 4c als dünne Deckschicht auf den Entwicklungszylinder 4a aufgetragen, während er dadurch auch aufgeladen wird. Beim tatsächlichen Betrieb wurde der Entwickler 1 in einer Auftragsmenge von 18 g/m² auf den Entwicklungszylinder 4a aufgetragen.
Entwickler 1, der als Deckschicht auf den Entwicklungszylinder 4a aufgetragen worden ist, wird zusammen mit der Drehung des Entwicklungszylinders 4a zu dem Entwicklungsabschnitt a befördert, wo das lichtempfindliche Element 1 und der Entwicklungszylinder 4a einander gegenüberliegen. An den Entwicklungszylinder 4a wird ferner von einer Entwicklungsvorspannungsquelle S2 eine Entwicklungsvorspannung angelegt. Beim Betrieb war die Entwicklungsvorspannung eine Überlagerung einer Gleichspannung von –420 Volt und einer Rechteckwechselspannung mit einer Frequenz von 1600 Hz und einer Spitze-Spitze-Spannung von 1500 Volt (entsprechend einer elektrischen Feldstärke von 5 × 10⁶ Volt/m), wodurch eine Einkomponentenentwickler-Sprungentwicklung zwischen dem Entwicklungszylinder 4a und dem lichtempfindlichen Element 1 bewirkt wurde.
Das Gerät enthält ferner eine Übertragungswalze 5 mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand (als Kontaktübertragungseinrichtung), die unter einem linearen Druck von 98 N/m an das lichtempfindliche Element 1 anstößt, wodurch ein Übertragungsspalt b gebildet wird. Dem Übertragungsspalt b wird von einem Papierzuführungsabschnitt (nicht gezeigt) ein Übertragungs(bildempfangs)material P als Aufzeichnungsmaterial zugeführt, und an die Übertragungswalze 5 wird von einer Spannungsquelle S3 eine vorgeschriebene Übertragungsvorspannung angelegt, wo durch Tonerbilder, die sich auf dem lichtempfindlichen Element 1 befinden, nacheinander auf die Oberfläche des dem Übertragungsspalt b zugeführten Übertragungs(bildempfangs)materials P übertragen werden.
In diesem Beispiel wurde an die Übertragungswalze 5, die einen spezifischen Widerstand von 5 × 10⁸ Ω·cm hatte, eine Gleichspannung von +300 Volt angelegt, um die Übertragung durchzuführen. Auf diese Weise wird das dem Übertragungsspalt b zugeführte Übertragungs(bildempfangs)material P eingeklemmt und durch den Übertragungsspalt b befördert, und die Tonerbilder, die sich auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 befinden, werden nacheinander unter der Wirkung einer elektrostatischen Kraft und einer Presskraft auf die Oberfläche des Übertragungs(bildempfangs)materials P übertragen.
Es ist auch eine Fixiereinrichtung 6 enthalten, die z.B. dem Heißfixiertyp angehört. Das Übertragungs(bildempfangs)material P, das bei dem Übertragungsspalt b von dem lichtempfindlichen Element 1 ein Tonerbild empfangen hat, wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 abgetrennt und in die Fixiereinrichtung 6 eingeführt, wo das Tonerbild fixiert wird, so dass ein Bildprodukt (Druck oder Kopie) erhalten wird, das aus dem Gerät ausgetragen wird.
Da bei dem Bilderzeugungsgerät, das in diesem Beispiel angewendet wird, die Reinigungseinrichtung entfernt worden ist, werden Tonerteilchen, die nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material P auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 zurückgeblieben sind, nicht durch solch eine Reinigungseinrichtung entfernt, sondern zusammen mit der Drehung des lichtempfindlichen Elements 1 an dem Aufladeabschnitt (Kontaktspalt) n vorbei befördert, so dass sie den Entwicklungsabschnitt a erreichen, wo sie einem Entwicklungs- und Reinigungsvorgang unterzogen werden, um zurückgewonnen zu werden.
In dem Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels werden drei Betriebseinheiten, d.h. das lichtempfindliche Element 1, die Aufladewalze 2 und die Entwicklungseinrichtung 4, gemeinsam getragen, so dass eine Betriebskassette 7 gebildet wird, die an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgeräts über ein Führungs- und Trägerelement 8 abnehmbar angebracht werden kann. Eine Betriebskassette kann auch aus anderen Kombinationen von Bauteilen bzw. -elementen bestehen.
(2) Verhalten des elektrisch leitenden Feinpulvers
Elektrisch leitendes Feinpulver m (in diesem Beispiel Leitfähiges Pulver B-4), das in den Entwickler 4d (in diesem Beispiel Entwickler 1) eingemischt ist, wird während des Vorganges der Entwicklung mit der Entwicklungseinrichtung 4 zusammen mit Tonerteilchen t, die auch in dem Entwickler 4d enthalten sind, bewegt und in einer geeigneten Menge zu dem lichtempfindlichen Element 1 befördert.
Das (aus Tonerteilchen bestehende) Tonerbild, das sich auf dem lichtempfindlichen Element 1 befindet, wird unter dem Einfluss einer Übertragungsvorspannung bei dem Übertragungsspalt b tatsächlich auf das Übertragungs(bildempfangs)material P (Aufzeichnungsmaterial) übertragen. Das elektrisch leitende Feinpulver an, das sich auf dem lichtempfindlichen Element 1 befindet, wird jedoch wegen seiner elektrischen Leitfähigkeit tatsächlich nicht auf das Übertragungs(bildempfangs)material P übertragen, sondern bleibt im Wesentlichen an dem lichtempfindlichen Element 1 haften.
Da in dem Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels keine Reinigungseinrichtung vorhanden ist, werden die Tonerteilchen und das elektrisch leitende Feinpulver, die nach dem Übertragungsschritt auf dem lichtempfindlichen Element 1 zurückgeblieben sind, zusammen mit der Drehung des lichtempfindlichen Elements 1 zu dem Aufladeabschnitt n gebracht, der in dem Kontaktbereich zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Aufladewalze 2 (Kontaktaufladeelement) gebildet ist, so dass sie an der Aufla dewalze anhaften und dieser beigemischt werden. Dies hat zur Folge, dass das lichtempfindliche Element in Gegenwart des elektrisch leitenden Feinpulvers m in dem Kontaktbereich n zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Aufladewalze 2 durch direkte Ladungsinjektion aufgeladen wird.
Durch die Gegenwart des elektrisch leitenden Feinpulvers m können der innige Kontakt und der niedrige spezifische Kontaktwiderstand zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 selbst in dem Fall aufrechterhalten werden, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an der Aufladewalze 2 anhaften, wodurch eine Direktinjektionsaufladung des lichtempfindlichen Elements 1 durch die Aufladewalze 2 erlaubt wird.
Im Einzelnen kommt die Aufladewalze 2 über das elektrisch leitende Feinpulver m mit dem lichtempfindlichen Element 1 in innigen Kontakt, und das elektrisch leitende Feinpulver m reibt die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 ohne Unterbrechung bzw. ohne Ungleichmäßigkeit. Dies hat zur Folge, dass die Aufladung des lichtempfindlichen Elements 1 durch die Aufladewalze 2 ohne Ausnutzung des Entladungsauflademechanismus, sondern überwiegend auf dem stabilen und sicheren Direktinjektionsauflademechanismus basierend durchgeführt wird, so dass ein hoher Wirkungsgrad der Aufladung verwirklicht wird, der durch herkömmliche Walzenaufladung nicht verwirklicht worden ist. Dies hat zur Folge, dass dem lichtempfindlichen Element 1 ein Potenzial erteilt werden kann, das mit der an die Aufladewalze 2 angelegten Spannung fast identisch ist.
Der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner, der an der Aufladewalze 2 anhaftet, wird nach und nach von der Aufladewalze 2 auf das lichtempfindliche Element 1 abgeladen oder zu diesem freigegeben und erreicht zusammen mit der Bewegung des lichtempfindlichen Elements 1 den Entwicklungsabschnitt a, wo die Tonerteilchen bei dem Entwicklungs- und Reinigungsvorgang zu der Entwicklungseinrichtung 4 zurückgewonnen werden.
Der Entwicklungs- und Reinigungsschritt ist ein Schritt, bei dem die Tonerteilchen, die nach dem Übertragungsschritt auf dem lichtempfindlichen Element 1 zurückgeblieben sind, während des Entwicklungsvorganges bei einem anschließenden Bilderzeugungszyklus (d.h. während der Entwicklung eines Latentbildes, das nach einem vorangehenden Bilderzeugungszyklus, der zu den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen geführt hat, durch erneute Aufladung und Belichtung erzeugt worden ist) unter der Wirkung einer zur Entfernung von Schleier dienenden Vorspannung V_back der Entwicklungseinrichtung (V_back = Differenz zwischen der an die Entwicklungseinrichtung angelegten Gleichspannung und dem Oberflächenpotenzial auf dem lichtempfindlichen Element) zurückgewonnen werden. Bei einem in diesem Beispiel angewandten Bilderzeugungsgerät, bei dem ein Umkehrentwicklungssystem gewählt wird, wird der Entwicklungs- und Reinigungsvorgang unter der Wirkung eines elektrischen Feldes zur Rückgewinnung von Tonerteilchen von einem Dunkelpotenzialbereich auf dem lichtempfindlichen Element bzw. eines elektrischen Feldes zum Anbringen von Tonerteilchen von dem Entwicklungszylinder an einem Hellpotenzialbereich auf dem lichtempfindlichen Element bewirkt, wobei die elektrischen Felder durch die Entwicklungsvorspannung erzeugt werden.
Während das Bilderzeugungsgerät arbeitet, wird das elektrisch leitende Feinpulver m, das in dem Entwickler in der Entwicklungseinrichtung 4 enthalten ist, bei dem Entwicklungsabschnitt a auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 befördert und zusammen mit der Bewegung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 über den Übertragungsspalt zu dem Aufladeabschnitt a bewegt, wodurch dem Aufladeabschnitt n nacheinander frisches elektrisch leitendes Feinpulver zugeführt wird. Dies hat zur Folge, dass selbst im Fall einer Abnahme der Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers m durch Herunterfallen usw. oder einer Verschlechterung des elektrisch leitenden Feinpulvers m bei dem Aufladeabschnitt verhindert wird, dass die Aufladbarkeit des lichtempfindlichen Element 1 bei dem Aufladeabschnitt abnimmt, und in beständiger Weise eine gute Aufladbarkeit des lichtempfindlichen Elements 1 aufrechterhalten wird.
In dieser Weise kann das lichtempfindliche Element 1 (als Bildträgerelement) bei dem Bilderzeugungsgerät, das ein Kontaktaufladesystem, ein Übertragungssystem und ein Tonerrückführungssystem umfasst, durch Anwendung einer einfachen Aufladewalze 2 beim Anlegen einer niedrigen Spannung gleichmäßig aufgeladen werden. Ferner kann die Direktinjektionsaufladung ohne Ozonerzeugung stabil aufrechterhalten werden, so dass selbst in dem Fall ein gleichmäßiges Aufladeverhalten gezeigt wird, dass die Aufladewalze 2 durch nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen verschmutzt wird. Dies hat zur Folge, dass es möglich ist, ein kostengünstiges Bilderzeugungsgerät mit einfachem Aufbau bereitzustellen, das frei von Schwierigkeiten wie z.B. Erzeugung von Ozonprodukten und Versagen der Aufladung bzw. Aufladefehler ist.
Wie vorstehend erwähnt wurde, ist es notwendig, dass das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 1 × 10⁹ Ω·cm hat. Bei einem höheren spezifischen Widerstand kann die Ladungsinjektion selbst in dem Fall nicht ausreichend bewirkt werden, dass die Aufladewalze 2 über das elektrisch leitende Feinpulver mit dem lichtempfindlichen Element 1 in innigen Kontakt kommt und das elektrisch leitende Feinpulver die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 reibt, so dass es schwierig wird, das lichtempfindliche Element 1 auf ein gewünschtes Potenzial aufzuladen.
Bei einer Entwicklungseinrichtung, bei der ein Entwickler direkt mit einem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommt, werden Ladungen bei dem Entwicklungsabschnitt a unter Anlegen einer Entwicklungsvorspannung über das elektrisch leitende Feinpulver, das in dem Entwickler enthalten ist, in das lichtempfindliche Element injiziert. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch eine kontaktfreie Entwicklungseinrichtung angewendet, so dass gute Bilder erzeugt werden können, ohne dass durch die Entwicklungsvorspannung eine Ladungsinjektion in das lichtempfindliche Element verursacht wird. Da bei dem Entwicklungsabschnitt a keine Ladungsinjektion in das lichtempfindliche Element verursacht wird, ist es ferner möglich, dass z.B. durch Anlegen einer Wechselvorspannung für eine hohe Potenzialdifferenz zwischen dem Entwicklungszylinder 4a und dem lichtempfindlichen Element 1 gesorgt wird. Dies hat zur Folge, dass es möglich wird, das elektrisch leitende Feinpulver gleichmäßig auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 aufzutragen, so dass bei dem Aufladeabschnitt ein gleichmäßiger Kontakt zum Bewirken einer gleichmäßigen Aufladung erzielt wird, wodurch ein gutes Bild erhalten wird.
Wegen der Schmierwirkung (reibungsvermindernden Wirkung) des elektrisch leitenden Feinpulvers, das in dem Kontaktbereich zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 vorhanden ist, wird es möglich, auf einfache und wirksame Weise für eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 zu sorgen. Wegen der Schmierwirkung wird die Reibung zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 vermindert, wird das Antriebsmoment vermindert und können Oberflächenabrieb oder Beschädigungen der Aufladewalze 2 und des lichtempfindlichen Elements 1 vermindert werden. Als Folge der Geschwindigkeitsdifferenz wird es möglich, die Möglichkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers, im Kontaktbereich (Aufladeabschnitt) n zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 mit dem lichtempfindlichen Element 1 in Kontakt zu kommen, beträchtlich zu erhöhen, was eine gute Direktinjektionsaufladung erlaubt.
Bei dieser Ausführungsform wird die Aufladewalze 2 derart angetrieben, dass sie sich in einer Oberflächenbewegungsrichtung dreht, die der Bewegungsrichtung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 bei dem Aufladeabschnitt n entgegengesetzt ist, wodurch die nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element 1 zurückgebliebenen Tonerteilchen, die zu dem Aufladeabschnitt n gebracht werden, einmal durch die Aufladewalze 2 zurückgewonnen werden, um die Dicke der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die bei dem Aufladeabschnitt n vorhanden sind, einzuebnen. Dies hat zur Folge, dass es möglich wird, ein Versagen der Aufladung bzw. Aufladefehler, die auf eine örtliche Beschränkung der nach der Über tragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Aufladeabschnitt n zurückzuführen sind, zu verhindern, wodurch ein stabileres Aufladeverhalten erzielt wird.
Ferner wird die Aufladung dadurch, dass die Aufladewalze 2 in einer entgegengesetzten Richtung gedreht wird, in einem Zustand durchgeführt, in dem sich die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen einmal von dem lichtempfindlichen Element 1 abgelöst haben, wodurch eine Direktinjektionsaufladung in einer vorteilhaften Weise erlaubt wird. Ferner wird eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens verhindert, die auf ein übermäßiges Herunterfallen des elektrisch leitenden Feinpulvers von der Aufladewalze 2 zurückzuführen ist.
(3) Bewertung
In diesem Beispiel wurde Entwickler 1 verwendet, der im Teilchengrößenbereich von 0,60 bis 159,21 μm auf Basis der auf die Anzahl bezogenen Verteilung 19,6 % Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm enthält. Im Einzelnen wurden 120 g des Entwicklers 1 in eine Tonerkassette eingebracht und zum kontinuierlichen Drucken von Bildern mit einem Flächenbedeckungsgrad von 5 % auf 3500 Blättern A4-Kopierpapier (90 g/m²) verwendet, bis der Entwickler auf eine geringe Menge abgenommen hatte. Dies hatte zur Folge, dass es möglich war, sowohl im Anfangsstadium als auch nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern Bilder mit einer hohen Bilddichte, die frei von Schleier waren, zu erzielen. Während des kontinuierlichen Druckens wurde keine Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens beobachtet.
Nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern wurde der Bereich der Aufladewalze 2, der dem Kontaktbereich n mit dem lichtempfindlichen Element 1 entsprach, untersucht, wobei festgestellt wurde, dass die Aufladewalze fast gleichmäßig mit weißem Leitfähigem Pulver B-4 beschichtet war, während eine geringe Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen erkannt wurde.
Ferner wurden vom Anfangsstadium bis nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern keine Bildfehler beobachtet, die einem Versagen der Aufladung bzw. einem Aufladefehler zuzuschreiben waren, so dass ein gutes Verhalten bei der Direktinjektionsaufladung gezeigt wurde, was vermutlich daran lag, dass Leitfähiges Pulver B-4, das einen ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand hat, kontinuierlich in dem Kontaktbereich n zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Aufladewalze 2 vorhanden war.
Ferner wurden unter Anwendung des Lichtempfindlichen Elements 1 (in Herstellungsbeispiel 1 hergestellt), dessen äußerste Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 10¹² Ω·cm zeigte, Buchstaben- bzw. (Schrift)zeichenbilder mit scharfen Konturen erzeugt, wobei selbst nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern die Beibehaltung eines elektrostatischen Latentbildes und eine ausreichende Aufladbarkeit gezeigt wurden. Das lichtempfindliche Element zeigte nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern als Reaktion auf eine Direktaufladung bei einer angelegten Spannung von –700 Volt ein Potenzial von –690 Volt, so dass keine Verminderung der Aufladbarkeit und keine auf verminderte Aufladbarkeit zurückzuführende Verschlechterung der Bildqualität gezeigt wurden.
Ferner war der Wirkungsgrad der Übertragung sowohl im Anfangsstadium als auch nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern vermutlich zum Teil wegen der Anwendung des Lichtempfindlichen Elements 1 (von Herstellungsbeispiel 1), dessen Oberfläche einen Kontaktwinkel mit Wasser von 102 Grad zeigt, ganz ausgezeichnet. Es ist jedoch selbst nach einer Berücksichtigung der Tatsache, dass somit nach dem Übertragungsschritt eine geringere Menge von Tonerteilchen auf dem lichtempfindlichen Element zurückgeblieben ist, klar, dass die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt gut bewirkt wurde, wenn man danach urteilt, dass nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern auf der Aufladewalze 2 nur eine geringe Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen erkannt wurde und die er haltenen Bilder bei dem Nicht-Bildbereich von wenig Schleier begleitet waren.
Beispiel 23
Die Bewertung des vorstehenden Beispiels 23A wurde wiederholt, indem Entwickler 1 in die Tonerkassette des Geräts von Beispiel 23A nachgefüllt wurde, außer dass die Oberflächengeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 1 (Betriebsgeschwindigkeit) von 94 mm/s auf 120 mm/s erhöht wurde und die Umfangsgeschwindigkeit der Aufladewalze 2 auf 120 mm/s in einer dem lichtempfindlichen Element 1 entgegengesetzten Richtung verändert wurde, so dass das relative Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnis von 250 % auf 200 % verändert wurde.
(Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 6 mit denen von nachstehend beschriebenen Beispielen zusammengefasst.)
Als Ergebnis wurden Musteränderungsfehler und Bildverschmutzung (deren Einzelheiten später beschrieben werden), die in Beispiel 23A (unter Anwendung einer Betriebsgeschwindigkeit von 94 mm/s und eines relativen Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnisses von 250 %) nicht beobachtet wurden, in geringem Maße festgestellt, und das Ladungspotenzial hatte von –680 Volt im Anfangsstadium auf –650 Volt nach der kontinuierlichen Bilderzeugung abgenommen (d.h. die Verminderung der Aufladbarkeit hatte nach der kontinuierlichen Bilderzeugung auf 3500 Blättern auf –30 Volt zugenommen). Die Aufladbarkeit des lichtempfindlichen Elements 1 und der Wirkungsgrad der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen hatten sich somit als Folge der Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit auf 120 mm/s und der Verminderung des relativen Geschwindigkeitsverhältnisses auf 200 % etwas verschlechtert.
Es besteht übrigens eine steigende Nachfrage nach einem Bilderzeugungsgerät, das mit einer höheren Betriebsgeschwindigkeit und mit niedrigeren Kosten arbeitet. Beispielsweise war bei einem Elektrophotographie-Laserdrucker für private Nutzer eine Geschwindigkeit von 6 bis 8 Blättern/min zufriedenstellend, während nun eine Geschwindigkeit von 10 bis 15 Blättern/min mit niedrigeren Kosten verwirklicht wird. Dies entspricht einer Zunahme der Betriebsgeschwindigkeit (Oberflächengeschwindigkeit des Bildträgerelements) von 50 mm/s auf fast 100 mm/s, und es wird eine noch höhere Geschwindigkeit erwartet.
Eine höhere Betriebsgeschwindigkeit führt im Allgemeinen leicht zu einem niedrigeren Wirkungsgrad der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt. Was die Einflussgrößen anbetrifft, die diese Schwierigkeit verursachen, so wird angenommen, dass es bei einer höheren Betriebsgeschwindigkeit schwierig wird, bei dem Aufladeabschnitt eine ausreichende Steuerung bzw. Einstellung der Ladung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu bewirken, so dass wahrscheinlich ist, dass nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen, die aus dem Aufladeabschnitt entlassen und zu dem Entwicklungsabschnitt bewegt werden, ungleichmäßige Ladungen bilden, und dass es auch schwierig wird, den Einfluss der erhöhten Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die im Entwicklungsabschnitt zurückgewonnen werden, auf die triboelektrische Aufladbarkeit des Entwicklers zu unterdrücken. Diese Tendenz ist bei dem kontaktfreien Entwicklungssystem besonders auffällig. Dies liegt vermutlich daran, dass für die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Kontaktentwicklungssystem eine elektrostatische Kraft wirksamer verursacht wird und wegen des Kontaktes zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement eine physikalische Reibkraft wirkt, so dass die Verminderung des Wirkungsgrades der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die eine Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit begleitet, leichter kompensiert werden kann.
Bei einer höheren Betriebsgeschwindigkeit besteht auch die Neigung, dass sich das Aufladeverhalten bei der Direktinjektionsaufladung verschlechtert. Dies liegt vermutlich an einer Verminderung der Wahrscheinlichkeit des Kontaktes zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement über das elektrisch leitende Feinpulver oder an einer Verminderung der Aufladezeit für die Aufladung des Bildträgerelements durch Ladungsinjektion. Wenn die relative Bewegungsgeschwindigkeit des Aufladeelements beibehalten oder als Reaktion auf eine erhöhte Betriebsgeschwindigkeit erhöht wird, um die Wahrscheinlichkeit des Kontaktes aufrechtzuerhalten, führt ferner eine dadurch verursachte beträchtliche Zunahme des Drehmoments zu einer Steigerung der Betriebskosten und zu anderen Schwierigkeiten wie z.B. Beschädigungen des Bildträgerelements und des Aufladeelements und einer Verschmutzung des Geräteinneren wegen eines Verstreuens von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die an dem Aufladeelement anhaften oder diesem beigemischt sind. Es ist infolgedessen erwünscht, einen Entwickler und ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, die keine Musteränderungsfehler (oder Mustererholungsfehler) oder keine Bildverschmutzung verursachen, sondern selbst bei einer höheren Betriebsgeschwindigkeit und einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit des Aufladeelements eine Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements nach einer wiederholten Anwendung unterdrücken können.
Die Verfahren zur Bewertung von Eigenschaften und Bewertungsmaßstäbe werden nachstehend unter Bezugnahme auf die in Tabelle 6 aufgeführten Punkte beschrieben.
(a) Bilddichte
Gemessen im Anfangsstadium und nach kontinuierlichem Drucken auf 3500 Blättern. Man ließ das Gerät jedesmal zwei Tage lang stehen, worauf es eingeschaltet wurde, um bei einem Bild, das auf einem ersten gedruckten Blatt erzeugt worden war, die Bilddichte zu messen. Die Bilddichte wurde unter Anwendung eines Macbeth-Aufsichtdensitometers (hergestellt von Macbeth Co.) als relative Bilddichte im Vergleich zu einem weißen Hintergrundsbereich, der einer Bilddichte von 0,00 auf dem Original entspricht, gemessen. Die Ergebnisse werden gemäß dem folgenden Maßstab registriert.

A: ≥ 1,40 (Sehr gut. Ausreichend, um ein Bild bis zu einem graphischen Bild mit einer hohen Qualität auszudrücken.)
B: 1,35 bis unter 1,40 (Gut. Ausreichend zum Ausdrücken eines nichtgraphischen Bildes mit einer hohen Qualität.)
C: 1,20 bis unter 1,35 (Ziemlich gut. Bilddichte ist ausreichend akzeptierbar für die Erkennung von Buchstaben- bzw. (Schrift)zeichenbildern.)
D: Unter 1,20 (Bilddichte im Allgemeinen nicht als niedrige Bilddichte akzeptierbar.)

(b) Schleier
Gemessen im Anfangsstadium und nach kontinuierlichem Drucken auf 3500 Blättern. Der Weißgrad eines weißen Hintergrundsbereiches eines gedruckten Bildes auf einem Übertragungs(bildempfangs)papier und der Weißgrad des Übertragungs(bildempfangs)papiers vor dem Drucken wurden durch ein Rückstrahlungsmessgerät (hergestellt durch Tokyo Denshoku K.K.) gemessen, und die Differenz zwischen den zwei Weißgradwerten wurde als Schleier (%) angesehen und gemäß dem folgenden Maßstab registriert.

A: Unter 1,5 % (Sehr gut. Schleier, falls überhaupt, in einem mit bloßem Auge im Allgemeinen nicht wahrnehmbaren Grade vorhanden.)
B: 1,5 % bis unter 2,5 % (Gut. Schleier in einem außer bei genauer Betrachtung nicht wahrnehmbaren Grade vorhanden.)
C: 2,5 % bis unter 4,0 % (Ziemlich gut. Schleier leicht wahrnehmbar, jedoch im Allgemeinen akzeptierbar.)
D: ≥ 4 % (Schlecht. Schleier im Allgemeinen als Bildverschmutzung wahrgenommen und nicht akzeptierbar.)

(c) Übertragbarkeit
Gemessen im Anfangsstadium und nach kontinuierlichem Drucken auf 3500 Blättern. Nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element zurückgebliebene Tonerteilchen wurden durch ein Polyester-Klebeband von dem lichtempfindlichen Element abgelöst, und das Klebeband wurde auf ein weißes Papier aufgebracht. Ein noch nicht angewendetes Polyester-Klebeband wurde als Vergleichsprobe parallel auf das weiße Papier aufgebracht. Die Übertragbarkeit wurde anhand der Differenz der Macbeth- Reflexionsdichten der zwei Klebebänder gemäß dem folgenden Maßstab bewertet.

A: Unter 0,05 (Sehr gut)
B: 0,05 bis unter 0,1 (Gut)
C: 0,1 bis unter 0,2 (Ziemlich gut)
D: ≧ 0,2 (Schlecht)

(d) Aufladbarkeit des lichtempfindlichen Elements
Ladungspotenziale auf dem lichtempfindlichen Element wurden im Anfangsstadium [V_I (Volt)] und nach kontinuierlichem Drucken auf 3500 Blättern [V_F (Volt)] gemessen. An der Entwicklungsstelle wurde ein Messfühler angeordnet, um das Oberflächenpotenzial auf dem lichtempfindlichen Element nach gleichmäßiger Aufladung zu messen. Die Differenz (ΔV) der Oberflächenpotenziale wurde durch ΔV = |V_F| – |V_I| (Volt) berechnet. Die Werte von VI und ΔV sind in Tabelle 6 aufgeführt. Ein höherer negativer Wert bedeutet eine stärkere Verschlechterung der Aufladbarkeit während des kontinuierlichen Druckens auf 3500 Blättern.
(e) Fähigkeit, einer Musteränderung zu folgen (Mustererholungsfehler)
Ein Gittermuster (durch Wiederholungen von Längslinien mit einer Breite von zwei Punkten und einem Zwischenraum von 98 Punkten zwischen den Linien und Wiederholungen von Querlinien mit einer Breite von zwei Punkten und einem Zwischenraum von 98 Punkten zwischen den Linien gebildet) wurde kontinuierlich auf 3500 Blättern gedruckt, und dann wurde ein Halbtonbild (durch Wiederholungen von Querlinien mit einer Breite von zwei Punkten und einem Zwischenraum von 3 Punkten zwischen den Linien gebildet) auf ein Blatt gedruckt. Danach wurde geprüft, ob das Halbtonbild von einer Bilddichtespur der vorangehenden Längslinien (des Gittermusters) begleitet war, und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gemäß dem folgenden Maßstab gezeigt.

A: Überhaupt keine Bilddichtespur festgestellt (Sehr gut).
B: Geringe Bilddichtespur festgestellt, jedoch im Wesentlichen ohne Beeinträchtigung des Halbtonbildes (Gut).
C: Bilddichtespur festgestellt, jedoch in einem praktisch akzeptierbaren Grade (Ziemlich gut).
D: Auffällige Bilddichtespur in einem nicht akzeptierbaren Grade (Schlecht).

(f) Bildverschmutzung
Fixierte Bilder wurden mit bloßem Auge betrachtet und gemäß dem folgenden Maßstab bewertet.

A: Bildverschmutzung nicht wahrnehmbar.
B: Geringe Bildverschmutzung wahrnehmbar, jedoch mit einem sehr geringen Einfluss auf das Bild.
C: Bildverschmutzung bis zu einem gewissen, jedoch praktisch akzeptierbaren Grade wahrnehmbar.
D: Auffällige Bildverschmutzung, nicht akzeptierbar.

Die Ergebnisse der Bewertung der vorstehend beschriebenen Punkte sind zusammen mit denen der folgenden Beispiele in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiele 24 bis 26 (Bewertung von lichtempfindlichen Elementen)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Lichtempfindlichen Elements 1 die Lichtempfindlichen Elemente 2 bis 4 (in Herstellungsbeispielen 2 bis 4 hergestellt) angewendet wurden. Somit betrug die Betriebsgeschwindigkeit 120 mm/s und betrug das relative Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 200 %. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
Im Vergleich zu Beispiel 23 zeigte Beispiel 24, bei dem das Lichtempfindliche Element 2 angewendet wurde, hinsichtlich der Übertragbarkeit und der Mustererholung etwas schlechtere Ergebnisse. Zusammen damit traten in einem Teil des Bildes punktförmige Bildverschmutzungen auf, jedoch wurde erkannt, dass diese Fehler in einem akzeptierbaren Bereich lagen.
Im Vergleich zu Beispiel 23 führte Beispiel 25, bei dem das Lichtempfindliche Element 3 angewendet wurde, zu Bildern mit etwas schlechterer Konturschärfe und geringem Schleier. Die anderen Eigenschaften waren gut.
Im Vergleich zu Beispiel 23 zeigte Beispiel 26, bei dem das Lichtempfindliche Element 4 angewendet wurde, vom Anfangsstadium an eine schlechtere Aufladbarkeit, was durch ein Oberflächenpotenzial auf dem lichtempfindlichen Element von –650 Volt im Anfangsstadium als Reaktion auf eine –700 Volt betragende Aufladevorspannung wiedergegeben wird. Das Entwicklungs- und Reinigungsverhalten war verhältnismäßig schlecht, und es wurden Mustererholungsfehler und Schleier erkannt, wobei jedoch bei all diesen festgestellt wurde, dass sie in einem praktisch akzeptierbaren Grade aufgetreten waren.
Beispiele 27 und 28 (Bewertung von Aufladeelementen)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass das Aufladeelement 1 durch das Aufladeelement 2 (Beispiel 27) bzw. 3 (Beispiel 28) ersetzt wurde.
Im Vergleich zu Beispiel 23 zeigte Beispiel 27, bei dem die Aufladewalze 2 (von Herstellungsbeispiel 2) angewendet wurde, einen etwas schlechteren Kontakt zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement, und die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers auf dem Rontaktaufladeelement war etwas geringer, so dass vom Anfangsstadium an eine etwas schlechtere Aufladbarkeit des Bildträgerelements und etwas Schleier gezeigt wurden. Es wurde jedoch erkannt, dass diese in einem praktisch akzeptierbaren Bereich lagen. Das Reinigungsverhalten in dem Entwicklungsschritt war gut.
Beispiel 28, bei dem die Aufladewalze 3 (in Herstellungsbeispiel 3 hergestellt) angewendet wurde, zeigte vom Anfangsstadium an vermutlich wegen einer geringeren Reibkraft, die von dem Kontaktaufladeelement auf die nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element zurückgebliebenen Tonerteilchen ausgeübt wurde, Mustererholungsfehler. Die Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers im Kontaktbereich zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement war offensichtlich gering, und nach dem kontinuierlichen Drucken wurde wegen einer Verschlechterung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements Schleier beobachtet. Ferner bestand in dem Fall, dass die Aufladevorspannung von der Gleichspannung von –700 Volt zu einer Überlagerung einer Gleichspannung von –700 Volt und einer Sinuswellen-Wechselspannung mit einer Spitze-Spitze-Spannung von 1600 Volt und einer Frequenz von 700 Hz verändert wurde, um eine Entladungsaufladung zu bewirken, die Neigung, dass der wegen einer schlechteren Aufladbarkeit verursachte Schleier schwächer wurde, jedoch trat in Bezug auf die Mustererholungsfehler keine Verbesserung ein. Ferner wurde im letzten Stadium des kontinuierlichen Drucktestes wegen Schäden auf dem lichtempfindlichen Element eine Bildverschmutzung merkbar.
Beispiele 29 bis 31 (Bewertung der Entwickler 2 bis 4)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 die in Tabelle 5 gezeigten Entwickler 2 bis 4 verwendet wurden.
Im Vergleich zu Beispiel 23 zeigten Beispiele 29 und 30, bei denen die Entwickler 2 und 3 verwendet wurden, ferner eine ausgezeichnete, gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements und ein ausgezeichnetes Entwicklungs- und Reinigungsverhalten und führten weder zu einer Verminderung der Bilddichte noch zu Schleier oder Mustererholungsfehlern.
Im Vergleich zu Beispiel 29 zeigte Beispiel 31, bei dem der Entwickler 4 verwendet wurde, im Anfangsstadium eine niedrigere Bilddichte und verstärkten Schleier, jedoch war die Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements nach dem kontinuierlichen Drucken gering, war das Entwicklungs- und Reinigungsverhalten gut und wurden keine Mustererholungsfehler beobachtet.
Vergleichsbeispiel 7 (Bewertung des Entwicklers 5)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 der Entwickler 5 verwendet wurde.
Als Ergebnis zeigten die erhaltenen Bilder im Vergleich zu Beispiel 23 im Anfangsstadium außergewöhnlich niedrige Bilddichten und auch nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern niedrigere Bilddichten. Ferner war die Übertragbarkeit niedrig, und die erhaltenen Bilder waren von verstärktem Schleier und merkbaren Bildverschmutzungen begleitet, deren Grad nicht akzeptierbar war.
Beispiel 32 (Bewertung des Entwicklers 6)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 der Entwickler 6 verwendet wurde. Die Aufladbarkeit des Bildträgerelements war gut, und das Entwicklungs- und Reinigungsverhalten war ausgezeichnet.
Vergleichsbeispiel 8 (Bewertung des Entwicklers 7)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 der Entwickler 7 verwendet wurde.
Als Ergebnis zeigte das Bildträgerelement im Anfangsstadium eine gute Aufladbarkeit, jedoch wurden Mustererholungsfehler erkannt. Nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern hatte sich eine große Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen gebildet, die an der Oberfläche des Aufladeelements anhafteten, was zur Folge hatte, dass sich die Aufladbarkeit des Bildträgerelements deutlich verschlechterte. Ferner wurden andere Schwierigkeiten wie z.B. merkbarer Schleier, Bildverschmutzung aufgrund eines Versagens der Aufladung bzw. von Aufladefehlern, Verminderung der Übertragbarkeit und Mus tererholungsfehler beobachtet, die zu nicht akzeptierbaren Bildern führten.
Beispiele 33 und 34 (Bewertung der Entwickler 8 und 9)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 der Entwickler 8 bzw. 9 verwendet wurde.
Im Vergleich zu Beispiel 23 zeigten die erhaltenen Bilder in Beispiel 33, bei dem der Entwickler 8 verwendet wurde, vom Anfangsstadium an etwas niedrigere Bilddichten und Mustererholungsfehler, wobei jedoch erkannt wurde, dass diese in einem praktisch akzeptierbaren Bereich lagen.
Im Vergleich zu Beispiel 23 lieferte Beispiel 34, bei dem der Entwickler 9 verwendet wurde, Bilder, die vom Anfangsstadium an niedrigere Bilddichten und Mustererholungsfehler zeigten, deren Grad jedoch praktisch akzeptierbar war.
Vergleichsbeispiele 9 bis 11 (Bewertung der Entwickler 10 bis 12)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 die Entwickler 10 bis 12 verwendet wurden.
Im Vergleich zu Beispiel 23 führten alle Beispiele zu Bildern, die eine niedrige Bilddichte hatten und von starkem Schleier begleitet waren. Nach der kontinuierlichen Bilderzeugung auf 3500 Blättern haftete an der Oberfläche des Aufladeelements eine große Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an, und es wurden auffällige Mustererholungsfehler und Bildverschmutzung beobachtet. Ferner führte Vergleichsbeispiel 10 wegen Verstreuens von Entwickler zu einer Verschmutzung innerhalb des Geräts.
Beispiele 35 bis 39 (Bewertung der Entwickler 13 bis 17)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 die Entwickler 13 bis 17 verwendet wurden.
Beispiel 35, bei dem der Entwickler 13 verwendet wurde, führte im Vergleich zu Beispiel 23 zu Bildern, die vom Anfangsstadium an von Schleier begleitet waren, zeigte jedoch eine gute Aufladbarkeit des Bildträgerelements und ein gutes Entwicklungs- und Reinigungsverhalten.
Beispiele 36 und 37, bei denen der Entwickler 14 bzw. 15 verwendet wurde, führten im Vergleich zu Beispiel 23 vom Anfangsstadium an zu einem etwas schlechteren Mustererholungsverhalten und zu einer etwas stärkeren Verschlechterung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern, jedoch wurde erkannt, dass diese in einem akzeptierbaren Bereich lagen.
Beispiel 38, bei dem der Entwickler 16 verwendet wurde, führte zu Bildern, die etwas niedrigere Bilddichten zeigten und von Schleier begleitet waren. Nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern wurde ein geringer Grad der Bildverschmutzung festgestellt, der vermutlich aufgrund einer Unterbrechung des zur Belichtung dienenden Lichts durch elektrisch leitendes Feinpulver, das durch das Aufladeelement nicht vollständig zurückgehalten werden konnte, verursacht worden war und in einem praktisch akzeptierbaren Bereich lag.
Beispiel 39, bei dem der Entwickler 17 verwendet wurde, führte vom Anfangsstadium an zu ziemlich starkem Schleier und zu einer etwas schlechteren Mustererholung. Die Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements nach der kontinuierlichen Bilderzeugung auf 3500 Blättern war merklich, lag jedoch in einem praktisch akzeptierbaren Bereich.
Vergleichsbeispiel 12 (Bewertung des Entwicklers 18)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 der Entwickler 18 verwendet wurde.
Als Ergebnis führte Vergleichsbeispiel 12 zu Bildern, die wegen eines Versagens der Aufladung bzw. Aufladefehlern von Bildverschmutzung begleitet waren, und zu merklichen Mustererholungsfehlern während des kontinuierlichen Druckens auf 300 Blättern. Zu dieser Zeit betrug die Verminderung des Ladungspotenzials 140 Volt, und an dem Aufladeelement haftete eine auffällige Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an, so dass die Bilderzeugung abgebrochen wurde.
Beispiele 40 bis 42 (Bewertung der Entwickler 19 bis 21)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 die Entwickler 19 bis 21 verwendet wurden.
Beispiel 40, bei dem der Entwickler 19 verwendet wurde, zeigte eine schlechtere Übertragbarkeit und nach kontinuierlichem Drucken auf 3500 Blättern einen ziemlich hohen Grad der Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements und Mustererholungsfehler, die jedoch in einem akzeptierbaren Bereich lagen.
Beispiel 41, bei dem der Entwickler 20 verwendet wurde, zeigte eine etwas schlechtere Übertragbarkeit, jedoch im Allgemeinen eine gute Aufladbarkeit des Bildträgerelements und ein gutes Entwicklungs- und Reinigungsverhalten.
Beispiel 42, bei dem der Entwickler 21 verwendet wurde, führte im Vergleich zu Beispiel 23 zu etwas niedrigeren Bilddichten und zu einer etwas schlechteren Übertragbarkeit, zeigte jedoch im Allgemeinen eine gute Aufladbarkeit und ein gutes Entwicklungs- und Reinigungsverhalten.
Beispiele 43 bis 45 (Bewertung der Entwickler 22 bis 24)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 die Entwickler 22 bis 24 verwendet wurden.
Beispiel 43, bei dem der Entwickler 22 verwendet wurde, führte vom Anfangsstadium an zu guten Bildern und nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern zu einem ausreichend geringen Grad der Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements und zu einem guten Entwicklungs- und Reinigungsverhalten.
Beispiele 44 und 45, bei denen der Entwickler 23 bzw. 24 verwendet wurde, zeigten im Vergleich zu Beispiel 23 vom Anfangsstadium an eine bessere Übertragbarkeit und nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern einen noch geringeren Grad der Verminderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements. Die Bilder waren frei von Mustererholungsfehlern und Bildverschmutzung, und die Aufladbarkeit des Bildträgerelements und der Wirkungsgrad der Tonerrückgewinnung waren ausgezeichnet.
Beispiel 46 [Bilderzeugung und Bewertung unter Anwendung des Entwicklers 25 und des in Herstellungsbeispiel 4 hergestellten Aufladeelements 4 (Aufladebürste)]
2 veranschaulicht den Aufbau anderer Beispiele für ein Bilderzeugungsgerät, das für die Durchführung des Bilderzeugungsverfahrens der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Das Bilderzeugungsgerät ist ein Laserdrucker (Aufzeichnungsgerät) für ein elektrophotographisches Verfahren vom Übertragungstyp und enthält ein Entwicklungs- und Reinigungssystem (System ohne Reinigungseinrichtung). Das Gerät enthält eine Betriebskassette, die an der Hauptbaugruppe des Geräts abnehmbar angebracht werden kann. Die Größe der Betriebskassette ist durch Weglassen einer Reinigungseinrichtung und Wahl eines lichtempfindlichen Trommelelements mit einem kleinen Durchmesser vermindert worden. Bei dem Gerät werden ein magnetischer Einkomponentenentwickler (Entwickler 25) und ein kontaktfreies Entwicklungssystem, bei dem ein Entwicklerträgerelement derart angeordnet ist, dass eine darauf getragene Entwicklerschicht für die Entwicklung keinen Kontakt mit einem Bildträgerelement hat, angewendet.
(1) Gesamtaufbau eines Bilderzeugungsgeräts
Unter Bezugnahme auf 2 enthält das Bilderzeugungsgerät ein lichtempfindliches OPC-Element 21 vom Drehtrommeltyp (in Herstellungsbeispiel 1 hergestelltes Lichtempfindliches Element 1 mit einem Durchmesser von 24 mm) (als Bildträgerelement), das derart angetrieben wird, dass es sich in einer gezeigten Pfeilrichtung (im Uhrzeigersinn) mit einer Umfangsgeschwindigkeit (Betriebsgeschwindigkeit) von 90 mm/s dreht.
Eine Aufladebürstenwalze 22 (in Herstellungsbeispiel 4 hergestelltes Aufladeelement 4) (als Kontaktaufladeelement) wird in einer in Bezug auf das lichtempfindliche Element 21 entgegengesetzten Richtung derart gedreht, dass bei dem Aufladeabschnitt n ein relatives Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnis von 200 % erhalten wird. In einem Zustand, in dem zwischen der Aufladebürste 22 und dem lichtempfindlichen Element 21 elektrisch leitendes Feinpulver (in Entwickler 25 enthaltenes Leitfähiges Pulver B-4) vorhanden ist, wird an den Metallkern 22a der Aufladebürste 22 von einer Aufladevorspannungsquelle S1 eine Gleichspannung von –700 Volt angelegt. Dies hat zur Folge, dass die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 in diesem Beispiel gleichmäßig auf ein Potenzial von –680 Volt aufgeladen wird.
Das Gerät enthält auch einen Laserstrahlabtaster 23. Der Laserstrahlabtaster emittiert Laserlicht (Wellenlänge = 740 nm) mit einer Intensität, die entsprechend einem zeitseriellen elektrischen digitalen Bildsignal modifiziert ist, so dass die gleichmäßig aufgeladene Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 einer Abtastbelichtung unterzogen wird. Durch die Abtastbelichtung wird auf dem sich drehenden lichtempfindlichen Element 21 ein elektrostatisches Latentbild erzeugt, das den gewünschten Bilddaten entspricht.
Das Gerät enthält ferner eine Entwicklungseinrichtung 24, durch die das elektrostatische Latentbild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 entwickelt wird, so dass darauf ein Tonerbild erzeugt wird. Die Entwicklungseinrichtung 24 ist eine kontaktfreie Umkehrentwicklungseinrichtung, die einen negativ aufladbaren, isolierenden Einkomponentenentwickler (Entwickler 25 von Herstellungsbeispiel 25, durch äußeren Zusatz von Anorganischem Pulver A-4 und Leitfähigem Pulver B-4 zu Tonerteilchen 5 von Herstellungsbeispiel 5 gebildet) enthält.
Die Entwicklungseinrichtung 24 enthält ferner eine Entwicklungswalze 24a (Durchmesser = 16 mm) mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand (als Entwicklerträgerelement), die aus Silicongummi mit darin zur Einstellung des spezifischen Widerstandes dispergiertem Ruß gebildet ist. Die Entwicklungswalze 24a ist dem lichtempfindlichen Element 21 gegenüberliegend in einem 280 μm betragenden Abstand von diesem angeordnet, so dass ein Entwicklungsabschnitt a gebildet wird, wo sich die Entwicklungswalze 24a derart dreht, dass sie eine Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/s zeigt, die 134 % der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 21 beträgt, das sich in derselben Richtung bewegt, so dass in Bezug auf das lichtempfindliche Element 21 eine relative Geschwindigkeit von 30 mm/s erhalten wird.
Als Einrichtung zum Auftragen eines Entwicklers auf das Entwicklerträgerelement 24a ist in der Entwicklungseinrichtung zusammen mit einem Entwicklerbehälter eine Auftragwalze 24b derart angeordnet, dass sie an das Entwicklerträgerelement 24a anstößt. Die Auftragwalze 24b wird in einem dem Entwicklerträgerelement 24a entgegengesetzten Drehsinn gedreht, so dass sie an der Kontaktstelle zwischen dem Entwicklerträgerelement 24a und der Auftragwalze 24b dieselbe Oberflächenbewegungsrichtung wie das Entwicklerträgerelement 24a zeigt, wodurch der Entwickler dem Entwicklerträgerelement zugeführt und auf dieses aufgetragen wird. Die Auftragwalze kann aus einem Metallkern, an den eine Vorspannung angelegt wird, und einer elastischen Schicht mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand von 10³ bis 10⁸ Ω·cm bestehen. (Der spezifische Widerstand kann in derselben Weise wie bei der als Aufladeelement dienenden Aufladewalze gemessen werden.) Durch die Wahl der Auftragwalze 24b, die derart aufgebaut ist, dass daran eine Vorspannung angelegt wird, wird das Oberflächenpotenzial der Auftragwalze auf –500 Volt eingestellt, wodurch die Zuführung und die Ablösung des Entwicklers gesteuert bzw. beherrscht werden. Die Auftragwalze 24b kann auch aus einem Metall oder einem Harz sowie als Schicht mit einem hohen spezifischen Widerstand oder als Schicht mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand auf einem Metallkern, an den eine Vorspannung angelegt wird, gebildet werden. Die Auftragwalze 24b, die derart aufgebaut ist, dass daran eine Vorspannung angelegt wird, um das Oberflächenpotenzial der Auftragwalze 24b einzustellen, wird bevorzugt, um die Zuführung und die Ablösung des Entwicklers zu steuern bzw. zu beherrschen. Es ist auch möglich, dass auf einem Metallkern eine elastische Schicht gebildet wird.
Bei dem Bilderzeugungsgerät stößt eine L-förmige nichtmagnetische Rakel aus SUS316 als Entwicklerregulierelement 24c an das Entwicklerträgerelement 24a an, um die Dicke der Entwicklerdeckschicht auf dem Entwicklerträgerelement zu regulieren.
Der Entwickler, der in der Entwicklungseinrichtung 24 aufbewahrt wird, wird durch die Entwicklerauftragwalze 24b und das Entwicklerregulierelement 24c in aufgeladener Form auf die Entwicklungswalze 24a (Entwicklerträgerelement) aufgetragen. In diesem bestimmten Beispiel wurde der Entwickler in einer Auftragsmenge von 10 g/m² auf die Entwicklungswalze 24a aufgetragen.
Der Entwickler, der in Form einer Schicht auf die Entwicklungswalze 24a aufgetragen worden ist, wird zusammen mit der Drehung der Walze 24a zu dem Entwicklungsabschnitt a befördert, wo das lichtempfindliche Element 21 und die Walze 24a einander gegenüberliegen. An die Entwicklungswalze 24a wird ferner von einer Entwicklungsvorspannungsquelle S2 eine Entwicklungsvorspannung angelegt. Beim Betrieb war die Entwicklungsvorspannung eine Überlagerung einer Gleichspannung von –400 Volt und einer Recht eckwechselspannung mit einer Frequenz von 1800 Hz und einer Spitze-Spitze-Spannung von 1800 Volt (entsprechend einer elektrischen Feldstärke von 6,4 × 10⁶ Volt/m), wodurch eine Einkomponentenentwickler-Sprungentwicklung zwischen der Entwicklungswalze 24a und dem lichtempfindlichen Element 21 bewirkt wurde.
Das Gerät enthält ferner eine Übertragungswalze 25 mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand (als Kontaktübertragungseinrichtung), die unter einem linearen Druck von 98 N/m an das lichtempfindliche Element 21 anstößt, wodurch ein Übertragungsspalt b gebildet wird. Dem Übertragungsspalt b wird von einem Papierzuführungsabschnitt (nicht gezeigt) ein Übertragungs(bildempfangs)material P als Aufzeichnungsmaterial zugeführt, und an die Übertragungswalze 25 wird von einer Spannungsquelle S3 eine Übertragungsvorspannung von +2800 Volt angelegt, wodurch Tonerbilder, die sich auf dem lichtempfindlichen Element 21 befinden, nacheinander auf die Oberfläche des dem Übertragungsspalt b zugeführten Übertragungs(bildempfangs)materials P übertragen werden.
Das Gerät enthält ferner eine Fixiereinrichtung 26, die z.B. dem Heißfixiertyp angehört und bei der ein Tonerbild, das sich auf dem Übertragungs(bildempfangs)material P befindet, über ein hitzebeständiges endloses Band 26b durch ein planares Wärmeerzeugungselement 26a erhitzt und auch durch eine Presswalze 26c gepresst wird, so dass es unter Wärme und Druck fixiert wird. Das Übertragungs(bildempfangs)material P, das bei dem Übertragungsspalt b von dem lichtempfindlichen Element 21 ein Tonerbild empfangen hat, wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 abgetrennt und in die Fixiereinrichtung 26 eingeführt, wo das Tonerbild fixiert wird, so dass ein Bildprodukt (Druck oder Kopie) erhalten wird, das aus dem Gerät ausgetragen wird.
Bei dem Bilderzeugungsgerät, das in diesem Beispiel angewendet wird, werden Tonerteilchen, die nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material P auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 zurückgeblieben sind, nicht durch eine Reinigungseinrichtung entfernt, sondern zusammen mit der Drehung des lichtempfindlichen Elements 21 an dem Aufladeabschnitt n vorbei befördert, so dass sie den Entwicklungsabschnitt a erreichen, wo sie einem Entwicklungs- und Reinigungsvorgang unterzogen werden, um zurückgewonnen zu werden.
In dem Bilderzeugungsgerät dieses Beispiels werden drei Betriebseinheiten, d.h. das lichtempfindliche Element 21, die Aufladebürste 22 und die Entwicklungseinrichtung 24, gemeinsam getragen, so dass eine Betriebskassette 27 gebildet wird, die an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgeräts über ein Führungs- und Trägerelement 28 abnehmbar angebracht werden kann. Eine Betriebskassette kann auch aus anderen Kombinationen von Bauteilen bzw. -elementen bestehen.
(2) Bewertung
In diesem Beispiel wurde Entwickler 25 verwendet, der im Teilchengrößenbereich von 0,60 bis 159,21 μm auf Basis der auf die Anzahl bezogenen Verteilung 20,4 % Teilchen mit einer Größe von 1,00 bis 2,00 μm enthält. Ähnlich wie in Beispiel 23A wurden im Einzelnen 80 g des Entwicklers 25 in eine Tonerkassette eingebracht und zum kontinuierlichen Drucken von Bildern mit einem Flächenbedeckungsgrad von 5 % auf 3500 Blättern A4-Kopierpapier (90 g/m²) verwendet, bis der Entwickler aufgebraucht war. Dies hatte zur Folge, dass es möglich war, während des gesamten kontinuierlichen Druckens auf 3500 Blättern Bilder ohne eine Verminderung der Bilddichte zu erzielen. Dasselbe Verhalten wurde bei einem Druckbetrieb beobachtet, der nach zweitägigem Stehenlassen wieder aufgenommen worden war.
Nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern war der Bereich der Aufladebürste 22, der dem Kontaktbereich n mit dem lichtempfindlichen Element 21 entsprach, fast gleichmäßig mit weißem Leitfähigem Pulver B-4 beschichtet, während eine geringe Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen erkannt wurde.
Ferner wurden vom Anfangsstadium bis nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern keine Bildfehler beobachtet, die einem Versagen der Aufladung bzw. einem Aufladefehler zuzuschreiben waren, so dass ein gutes Verhalten bei der Direktinjektionsaufladung gezeigt wurde, was vermutlich daran lag, dass Leitfähiges Pulver B-4, das einen ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand von 4,8 × 10⁴ Ω·cm hat, kontinuierlich in dem Kontaktbereich n zwischen dem lichtempfindlichen Element 21 und der Aufladebürste 22 vorhanden war.
Ferner war der Wirkungsgrad der Übertragung sowohl im Anfangsstadium als auch nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern vermutlich zum Teil wegen der Anwendung des Lichtempfindlichen Elements 1 (von Herstellungsbeispiel 1), dessen Oberfläche einen großen Kontaktwinkel mit Wasser zeigt, ganz ausgezeichnet. Es ist jedoch selbst nach einer Berücksichtigung der Tatsache, dass somit nach dem Übertragungsschritt eine geringere Menge von Tonerteilchen auf dem lichtempfindlichen Element zurückgeblieben ist, klar, dass die Rückgewinnung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in dem Entwicklungsschritt gut bewirkt wurde, wenn man danach urteilt, dass nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern auf der Aufladebürste 22 nur eine geringe Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen erkannt wurde und die erhaltenen Bilder bei dem Nicht-Bildbereich von wenig Schleier begleitet waren.
Beispiel 47 (Bewertung des Entwicklers 26)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 46 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 25 der in Tabelle 5 gezeigte Entwickler 26 verwendet wurde.
Als Ergebnis wurden gute Bilder, die frei von Bildfehlern waren, mit ausgezeichneter Aufladbarkeit des Bildträgerelements und einem ausgezeichneten Wirkungsgrad der Tonerrückgewinnung erhalten. Die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen war geringer als in Beispiel 46, und die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen auf der Aufladebürste 22 war nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern auch geringer.
Beispiel 48 (Bewertung des Entwicklers 27)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 46 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 25 der in Tabelle 5 gezeigte Entwickler 27 verwendet wurde.
Als Ergebnis zeigten die erhaltenen Bilder im Vergleich zu Beispiel 46 vom Anfangsstadium an etwas niedrigere Bilddichten, etwas mehr Schleier und eine etwas niedrigere Auflösung. Nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern wurden weder eine Bildverschmutzung aufgrund eines Versagens der Aufladung bzw. von Aufladefehlern auf dem Bildträgerelement noch merkliche Bildfehler, die auf ein Versagen der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen waren, beobachtet. Im Vergleich zu Beispiel 46 waren jedoch die Aufladbarkeit des Bildträgerelements und der Wirkungsgrad der Tonerrückgewinnung im Allgemeinen schlechter.
Beispiel 49 (Bewertung des Entwicklers 28)
Bilderzeugung und Bewertung wurden in derselben Weise wie in Beispiel 23 durchgeführt, außer dass anstelle des Entwicklers 1 der in Tabelle 5 gezeigte Entwickler 28 verwendet wurde. Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 6 gezeigt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich geworden, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt mit einer ausgezeichneten Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen enthält. Es wird insbesondere ein Entwickler bereitgestellt, der ein ausgezeichnetes Entwicklungs- und Reinigungsverhalten erlaubt, und zwar selbst in dem Fall, dass er auf ein kontaktfreies Entwicklungsverfahren angewendet wird, was bisher schwierig gewesen ist.
Ferner ist es bei einem Bilderzeugungsgerät, das auf einem Kontaktaufladesystem, einem Übertragungssystem und einem Tonerrückführungsvorgang basiert, möglich geworden, einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt zu erzielen, der eine Behinderung der Latentbilderzeugung vermeidet und einen ausgezeichneten Wirkungsgrad der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zeigt, so dass das Auftreten eines Bildmuster-Geisterbildes in ausreichendem Maße unterdrückt wird.
Ferner ist solch ein Entwickler erhalten worden, bei dem die Zuführung von elektrisch leitendem Feinpulver zu einem Kontaktaufladeelement gesteuert bzw. beherrscht wird, wodurch eine Behinderung der Aufladung, die auf ein Anhaften und eine Beimischung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen ist, überwunden wird, so dass eine gute Aufladbarkeit des Bildträgerelements erlaubt wird. Ferner ist es möglich geworden, eine Betriebskassette bereitzustellen, die ein gutes Entwicklungs- und Reinigungsverhalten zeigt, wodurch die Abfalltonermenge beträchtlich vermindert wird, und somit für die Bereitstellung eines kostengünstigen Bilderzeugungsgeräts mit geringer Größe vorteilhaft ist.
Ferner erlaubt der Entwickler der vorliegenden Erfindung ein Kontaktaufladeelement mit einem einfachen Aufbau, erlaubt in stabiler Weise eine Kontaktaufladung, die auf dem Direktinjektionsauflademechanismus, der als ozonfreies Aufladesystem mit niedriger Spannung vorteilhaft ist, basiert, und sorgt auch noch für eine gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements.
Es ist infolgedessen möglich, eine Betriebskassette bereitzustellen, die frei von Schwierigkeiten wie z.B. Ozonerzeugung und Versagen der Aufladung bzw. Aufladefehler ist, einen einfachen Aufbau hat und auch kostengünstig ist.
Ferner erlaubt der Entwickler der vorliegenden Erfindung, dass elektrisch leitendes Feinpulver in stabiler Weise im Kontaktbereich zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement vorhanden ist, wodurch Beschädigungen des Bildträgerelements, die zu Fehlern in den erhaltenen Bildern führen, deutlich vermindert werden.
Ein Entwickler für die Entwicklung eines elektrostatischen Latentbildes ist aus Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganischem Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendem Feinpulver gebildet. Der Entwickler ist dadurch gekennzeichnet, dass er im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt. Als Folge der Einbeziehung einer geeigneten Menge des elektrisch leitenden Feinpulvers, das durch die Teilchengrößenfraktion von 1,00 bis 2,00 μm verkörpert wird, wird der Entwickler zweckmäßig bei einem Bilderzeugungsverfahren verwendet, das einen Kontaktaufladeschritt enthält, bei dem das Bildträgerelement auf dem Direktinjektionsauflademechanismus basierend aufgeladen wird, und auch bei einem Bilderzeugungsverfahren verwendet, das einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt enthält, beidem das elektrostatische Latentbild entwickelt wird und der Entwickler, der nach dem Übertragungsschritt auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist, zurückgewonnen wird.

Claims

Entwickler für die Entwicklung eines elektrostatischen Latentbildes, der Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver enthält; wobei der Entwickler im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler 20 bis 50 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm enthält.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler 0 bis 20 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von mindestens 8,96 μm enthält.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler A % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und B % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 2,00 bis 3,00 μm enthält und die Beziehung "A > 28" erfüllt ist.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen nachstehend definierten Variationskoeffizienten Kn der auf die Anzahl bezogenen Verteilung hat, der 5 bis 40 beträgt: Kn = (Sn/D1) × 100,worin Sn die Standardabweichung der auf die Anzahl bezogenen Verteilung bezeichnet und D1 den anzahlgemittelten Durchmesser (μm) eines äquivalenten Kreises bezeichnet, und zwar jeweils im Bereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm 90 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine durch die folgende Formel ermittelte Zirkularität a von mindestens 0,90 haben: Zirkularität a = L0/L,worin L die Umfangslänge eines projizierten Teilchenbildes bezeichnet und L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der die gleiche Fläche hat wie das projizierte Teilchenbild.
Entwickler nach Anspruch 6, wobei der Entwickler 93 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine Zirkularität a von mindestens 0,90 haben.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler eine gemäß der folgenden Formel ermittelte Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von höchstens 0,045 hat: SD = [Σ(ai – am)2/n]1/2,worin a_i die Zirkularität jedes Teilchens bezeichnet, a_m die mittlere Zirkularität bezeichnet und n die Anzahl der gesamten Teilchen bezeichnet, und zwar jeweils im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁶ Ω·cm hat.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver mindestens eine Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid besteht.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler 0,1 bis 3,0 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des anorganischen Feinpulvers enthält.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver mindestens mit Siliconöl behandelt worden ist.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver gleichzeitig mit einer Behandlung mit Siliconöl oder davor mit einer Silanverbindung behandelt worden ist.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver mindestens eine anorganische Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid, Titandioxid und Aluminiumoxid besteht.
Entwickler nach Anspruch 1, wobei der Entwickler ein magnetischer Entwickler ist, der bei einer magnetischen Feldstärke von 79,6 kA/m eine Magnetisierung von 10 bis 40 Am²/kg hat.
Entwickler nach Anspruch 1, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist und einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat, das elektrisch leitende Feinpulver in einer Menge von 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist, das elektrisch leitende Feinpulver je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben; das anorganische Feinpulver hydrophobes anorganisches Feinpulver ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus mit Siliconöl behandeltem Siliciumdioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Siliciumdioxid, mit Siliconöl behandeltem Titandioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Titandioxid, mit Siliconöl behandeltem Aluminiumoxid und mit einer Silanverbindung behandeltem Aluminiumoxid besteht, und das anorganische Feinpulver in einer Menge von 0,1 bis 30 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist.
Entwickler nach Anspruch 20, wobei der Entwickler eine volumengemittelte Teilchengröße von 4 bis 10 μm hat und das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von 10¹ bis 10⁶ Ω·cm hat.
Bilderzeugungsverfahren, das eine Wiederholung von Bilderzeugungszyklen umfasst, die jeweils einen Aufladeschritt, bei dem ein Bildträgerelement aufgeladen wird, einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements Bilddaten geschrieben werden, um darauf ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen, einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild mit einem Entwickler entwickelt wird, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen, und einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, enthalten; wobei der erwähnte Entwickler Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver enthält; wobei der erwähnte Entwickler im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt; und bei dem vorstehend erwähnten Aufladeschritt bewirkt wird, dass ein Aufladeelement an einer Kontaktstelle in Gegenwart von mindestens dem elektrisch leitenden Feinpulver des Entwicklers mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt, und an das Aufladeelement in diesem Kontaktzustand eine Spannung angelegt wird, um das Bildträgerelement aufzuladen.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler 20 bis 50 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm enthält.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler 0 bis 20 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von mindestens 8,96 μm enthält.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler A % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und B % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 2,00 bis 3,00 μm enthält und die Beziehung "A > 2B" erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen nachstehend definierten Variationskoeffizienten Kn der auf die Anzahl bezogenen Verteilung hat, der 5 bis 40 beträgt: Kn = (Sn/D1) × 100,worin Sn die Standardabweichung der auf die Anzahl bezogenen Verteilung bezeichnet und D1 den anzahlgemittelten Durchmesser (μm) eines äquivalenten Kreises bezeichnet, und zwar jeweils im Bereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm 90 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine durch die folgende Formel ermittelte Zirkularität a von mindestens 0,90 haben: Zirkularität a = L0/L,worin L die Umfangslänge eines projizierten Teilchenbildes bezeichnet und L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der die gleiche Fläche hat wie das projizierte Teilchenbild.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem der Entwickler 93 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine Zirkularität a von mindestens 0,90 haben.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler eine gemäß der folgenden Formel ermittelte Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von höchstens 0,045 hat: SD = [Σ(ai – am)2/n)1/2,worin a_i die Zirkularität jedes Teilchens bezeichnet, a_m die mittlere Zirkularität bezeichnet und n die Anzahl der gesamten Teilchen bezeichnet, und zwar jeweils im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁶ Ω·cm hat.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver mindestens eine Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid besteht.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler 0,1 bis 3,0 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des anorganischen Feinpulvers enthält.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das anorganische Feinpulver mindestens mit Siliconöl behandelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das anorganische Feinpulver gleichzeitig mit einer Behandlung mit Siliconöl oder davor mit einer Silanverbindung behandelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das anorganische Feinpulver mindestens eine anorganische Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid, Titandioxid und Aluminiumoxid besteht.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler ein magnetischer Entwickler ist, der bei einer magnetischen Feldstärke von 79,6 kA/m eine Magnetisierung von 10 bis 40 Am²/kg hat.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist und einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat, das elektrisch leitende Feinpulver in einer Menge von 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist, das elektrisch leitende Feinpulver je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben; das anorganische Feinpulver hydrophobes anorganisches Feinpulver ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus mit Siliconöl behandeltem Siliciumdioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Siliciumdioxid, mit Siliconöl behandeltem Titandioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Titandioxid, mit Siliconöl behandeltem Aluminiumoxid und mit einer Silanverbindung behandeltem Aluminiumoxid besteht, und das anorganische Feinpulver in einer Menge von 0,1 bis 30 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 41, bei dem der Entwickler eine volumengemittelte Teilchengröße von 4 bis 10 μm hat und das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von 10⁰ bis 10⁵ Ω·cm hat.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver an der Kontaktstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement in einem Anteil vorhanden ist, der höher ist als sein Gehalt in dem Entwickler, der dem Entwicklungsschritt anfänglich zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild entwickelt oder sichtbar gemacht wird, auch als Schritt zur Rückgewinnung des Entwicklers, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf der Oberfläche des Bildträgerelements zurückgeblieben ist, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem an der Kontaktstelle für eine relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Aufladeelements und der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Bildträgerelements gesorgt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Aufladeelement in einer der Oberflächenbewegungsrichtung des Bildträgerelements entgegengesetzten Oberflächenbewegungsrichtung bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Bildträgerelement im Aufladeschritt durch ein Walzenaufladeelement aufgeladen wird, das mindestens eine Oberflächenschicht aus einem Schaumstoff hat.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Bildträgerelement im Aufladeschritt durch ein Walzenaufladeelement aufgeladen wird, das eine Asker-C-Härte von 25 bis 50 hat und an das eine Spannung angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Bildträgerelement durch ein Walzenaufladeelement aufgeladen wird, das einen spezifischen Volumenwiderstand von 10³ bis 10⁸ Ω·cm hat.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Bildträgerelement durch ein Bürstenelement aufgeladen wird, das elektrische Leitfähigkeit zeigt und an das eine Spannung angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Bildträgerelement an seiner äußersten Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁹ bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm hat.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Bildträgerelement eine äußerste Oberflächenschicht hat, die ein Harz mit darin dispergierten leitfähigen Metalloxidteilchen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Bildträgerelement eine Oberfläche hat, die mit Wasser einen Kontaktwinkel von mindestens 85 Grad zeigt.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Bildträgerelement eine äußerste Oberflächenschicht hat, die feine Teilchen eines Gleitmittels enthält, das aus fluorhaltigem Harz, Siliconharz und Polyolefinharz ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem im Entwicklungsschritt ein Entwicklerträgerelement, das den Entwickler trägt, dem Bildträgerelement gegenüberliegend und in einem 100 bis 1000 μm betragenden Abstand davon angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Entwickler im Entwicklungsschritt in einer Dichte von 5 bis 30 g/m² auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, um eine Entwicklerschicht zu bilden, von der der Entwickler auf das Bildträgerelement übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem im Entwicklungsschritt das Entwicklerträgerelement in einem vorgeschriebenen Abstand von dem Bildträgerelement angeordnet ist, die Entwicklerschicht in einer Dicke gebildet wird, die kleiner als der Abstand ist, und der Entwickler elektrisch von der Entwicklerschicht auf das Bildträgerelement übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem im Entwicklungsschritt eine Entwicklungsvorspannung angelegt wird, damit zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement ein elektrisches Wechselfeld mit einer Spitze-Spitze-Feldstärke von 3 × 10⁶ bis 10 × 10⁶ Volt/m und einer Frequenz von 100 bis 5000 Hz erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Tonerbild, das im Entwicklungsschritt erzeugt worden ist, im Übertragungsschritt zuerst auf ein Zwischenübertragungselement übertragen wird und dann auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Übertragung des Tonerbildes im Übertragungsschritt bewirkt wird, während man ein Übertragungselement über das Übertragungs(bildempfangs)material an das Bildträgerelement oder das Zwischenübertragungselement anstoßen lässt.
Bilderzeugungsverfahren, das eine Wiederholung von Bilderzeugungszyklen umfasst, die jeweils einen Aufladeschritt, bei dem ein Bildträgerelement aufgeladen wird, einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements Bilddaten geschrieben werden, um darauf ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen, einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild mit einem Entwickler entwickelt wird, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen, und einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, enthalten, wobei der Entwicklungsschritt ein Schritt ist, bei dem das elektrostatische Latentbild entwickelt wird, um das Tonerbild zu erzeugen, und auch ein Schritt ist, bei dem der Entwickler, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist, zurückgewonnen wird; und der erwähnte Entwickler Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver enthält; wobei der Entwickler im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler 20 bis 50 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm enthält.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler 0 bis 20 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von mindestens 8,96 μm enthält.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler A % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und B % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 2,00 bis 3,00 μm enthält und die Beziehung "A > 2B" erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen nachstehend definierten Variationskoeffizienten Kn der auf die Anzahl bezogenen Verteilung hat, der 5 bis 40 beträgt: Kn = (Sn/D1) × 100,worin Sn die Standardabweichung der auf die Anzahl bezogenen Verteilung bezeichnet und D1 den anzahlgemittelten Durchmesser (μm) eines äquivalenten Kreises bezeichnet, und zwar jeweils im Bereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm 90 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine durch die folgende Formel ermittelte Zirkularität a von mindestens 0,90 haben: Zirkularität a = L0/L,worin L die Umfangslänge eines projizierten Teilchenbildes bezeichnet und L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der die gleiche Fläche hat wie das projizierte Teilchenbild.
Verfahren nach Anspruch 66, bei dem der Entwickler 93 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine Zirkularität a von mindestens 0,90 haben.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler eine gemäß der folgenden Formel ermittelte Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von höchstens 0,045 hat: SD = [Σ(ai – am)2/n]1/2,worin a_i die Zirkularität jedes Teilchens bezeichnet, a_m die mittlere Zirkularität bezeichnet und n die Anzahl der gesamten Teilchen bezeichnet, und zwar jeweils im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁶ Ω·cm hat.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver mindestens eine Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid besteht.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler 0,1 bis 3,0 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des anorganischen Feinpulvers enthält.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das anorganische Feinpulver mindestens mit Siliconöl behandelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das anorganische Feinpulver gleichzeitig mit einer Behandlung mit Siliconöl oder davor mit einer Silanverbindung behandelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das anorganische Feinpulver mindestens eine anorganische Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid, Titandioxid und Aluminiumoxid besteht.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem der Entwickler ein magnetischer Entwickler ist, der bei einer magnetischen Feldstärke von 79,6 kA/m eine Magnetisierung von 10 bis 40 Am²/kg hat.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist und einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat, das elektrisch leitende Feinpulver in einer Menge von 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist, das elektrisch leitende Feinpulver je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben; das anorganische Feinpulver hydrophobes anorganisches Feinpulver ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus mit Siliconöl behandeltem Siliciumdioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Siliciumdioxid, mit Siliconöl behandeltem Titandioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Titandioxid, mit Siliconöl behandeltem Aluminiumoxid und mit einer Silanverbindung behandeltem Aluminiumoxid besteht, und das anorganische Feinpulver in einer Menge von 0,1 bis 30 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 80, bei dem der Entwickler eine volumengemittelte Teilchengröße von 4 bis 10 μm hat und das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von 10⁰ bis 10⁵ Ω·cm hat.
Verfahren nach Anspruch 61, bei dem das Bildträgerelement im Aufladeschritt durch ein Aufladeelement aufgeladen wird, das mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt.
Betriebskassette, die an der Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts für die Entwicklung eines auf einem Bildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes mit einem Entwickler zur Erzeugung eines Tonerbildes, für die Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs(bildempfangs)material und für das Fixieren des Tonerbildes an dem Übertragungs(bildempfangs)material abnehmbar angebracht werden kann, wobei die Betriebskassette ein Bildträgerelement, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen, eine Aufladeeinrichtung zum Aufladen des Bildträgerelements und eine Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des auf dem Bildträgerelement befindlichen elektrostatischen Latentbildes zur Erzeugung eines Tonerbildes enthält; wobei die Aufladeeinrichtung ein Aufladeelement enthält, das derart angeordnet ist, dass es mit dem Bildträgerelement in Kontakt kommt, und an das eine Spannung angelegt wird, um das Bildträgerelement an einer Kontaktstelle, wo mindestens das elektrisch leitende Feinpulver des Entwicklers als Teil des Entwicklers, der nach der Übertragung des Tonerbildes durch die Übertragungseinrichtung an dem Bildträgerelement anhaftet und dort zurückbleibt, gemeinsam vorhanden ist, aufzuladen; und der Entwickler Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver enthält; wobei der Entwickler im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der die Entwicklungseinrichtung mindestens ein Entwicklerträgerelement, das dem Bildträgerelement gegenüberliegend angeordnet ist, und ein Entwicklerschicht-Regulierelement zur Bildung einer dünnen Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement enthält, so dass der Entwickler von der Entwicklerschicht, die sich auf dem Entwicklerträgerelement befindet, auf das Bildträgerelement übertragen wird, um das Tonerbild zu erzeugen.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler 20 bis 50 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm enthält.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler 0 bis 20 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von mindestens 8,96 μm enthält.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler A % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und B % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 2,00 bis 3,00 μm enthält und die Beziehung "A > 2B" erfüllt ist.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen nachstehend definierten Variationskoeffizienten Kn der auf die Anzahl bezogenen Verteilung hat, der 5 bis 40 beträgt: Kn = (Sn/D1) × 100,worin Sn die Standardabweichung der auf die Anzahl bezogenen Verteilung bezeichnet und D1 den anzahlgemittelten Durchmesser (μm) eines äquivalenten Kreises bezeichnet, und zwar jeweils im Bereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm 90 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine durch die folgende Formel ermittelte Zirkularität a von mindestens 0,90 haben: Zirkularität a = L0/L,worin L die Umfangslänge eines projizierten Teilchenbildes bezeichnet und L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der die gleiche Fläche hat wie das projizierte Teilchenbild.
Betriebskassette nach Anspruch 89, bei der der Entwickler 93 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine Zirkularität a von mindestens 0,90 haben.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler eine gemäß der folgenden Formel ermittelte Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von höchstens 0,045 hat: SD = [Σ(ai – am)2/n]1/2,worin a_i die Zirkularität jedes Teilchens bezeichnet, a_m die mittlere Zirkularität bezeichnet und n die Anzahl der gesamten Teilchen bezeichnet, und zwar jeweils im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁶ Ω·cm hat.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das elektrisch leitende Feinpulver mindestens eine Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid besteht.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler 0,1 bis 3,0 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des anorganischen Feinpulvers enthält.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das anorganische Feinpulver mindestens mit Siliconöl behandelt worden ist.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das anorganische Feinpulver gleichzeitig mit einer Behandlung mit Siliconöl oder davor mit einer Silanverbindung behandelt worden ist.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das anorganische Feinpulver mindestens eine anorganische Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid, Titandioxid und Aluminiumoxid besteht.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler ein magnetischer Entwickler ist, der bei einer magnetischen Feldstärke von 79,6 kA/m eine Magnetisierung von 10 bis 40 Am²/kg hat.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist und einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat, das elektrisch leitende Feinpulver in einer Menge von 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist, das elektrisch leitende Feinpulver je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben; das anorganische Feinpulver hydrophobes anorganisches Feinpulver ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus mit Siliconöl behandeltem Siliciumdioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Siliciumdioxid, mit Siliconöl behandeltem Titandioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Titandioxid, mit Siliconöl behandeltem Aluminiumoxid und mit einer Silanverbindung behandeltem Aluminiumoxid besteht, und das anorganische Feinpulver in einer Menge von 0,1 bis 30 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler eine volumengemittelte Teilchengröße von 4 bis 10 μm hat und das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von 10⁰ bis 10⁵ Ω·cm hat.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das elektrisch leitende Feinpulver an der Kontaktstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement in einem Anteil vorhanden ist, der höher ist als sein Gehalt in dem Entwickler, der dem Entwicklungsschritt anfänglich zugeführt wird.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild entwickelt oder sichtbar gemacht wird, auch als Schritt zur Rückgewinnung des Entwicklers, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf der Oberfläche des Bildträgerelements zurückgeblieben ist, durchgeführt wird.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der an der Kontaktstelle für eine relative Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Aufladeelements und der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des Bildträgerelements gesorgt wird.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das Aufladeelement in einer der Oberflächenbewegungsrichtung des Bildträger elements entgegengesetzten Oberflächenbewegungsrichtung bewegt wird.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das Bildträgerelement im Aufladeschritt durch ein Walzenaufladeelement aufgeladen wird, das mindestens eine Oberflächenschicht aus einem Schaumstoff hat.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das Bildträgerelement im Aufladeschritt durch ein Walzenaufladeelement aufgeladen wird, das eine Asker-C-Härte von 25 bis 50 hat und an das eine Spannung angelegt wird.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das Bildträgerelement durch ein Walzenaufladeelement aufgeladen wird, das einen spezifischen Volumenwiderstand von 10³ bis 10⁸ Ω·cm hat.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das Bildträgerelement durch ein Bürstenelement aufgeladen wird, das elektrische Leitfähigkeit zeigt und an das eine Spannung angelegt wird.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das Bildträgerelement an seiner äußersten Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁹ bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm hat.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das Bildträgerelement eine äußerste Oberflächenschicht hat, die ein Harz mit darin dispergierten leitfähigen Metalloxidteilchen umfasst.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das Bildträgerelement eine Oberfläche hat, die mit Wasser einen Kontaktwinkel von mindestens 85 Grad zeigt.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der das Bildträgerelement eine äußerste Oberflächenschicht hat, die feine Teilchen eines Gleitmittels enthält, das aus fluorhaltigem Harz, Siliconharz und Polyolefinharz ausgewählt ist.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der im Entwicklungsschritt ein Entwicklerträgerelement, das den Entwickler trägt, dem Bildträgerelement gegenüberliegend und in einem 100 bis 1000 μm betragenden Abstand davon angeordnet ist.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der der Entwickler im Entwicklungsschritt in einer Dichte von 5 bis 30 g/m² auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, um eine Entwicklerschicht zu bilden, von der der Entwickler auf das Bildträgerelement übertragen wird.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der im Entwicklungsschritt das Entwicklerträgerelement in einem vorgeschriebenen Abstand von dem Bildträgerelement angeordnet ist, die Entwicklerschicht in einer Dicke gebildet wird, die kleiner als der Abstand ist, und der Entwickler elektrisch von der Entwicklerschicht auf das Bildträgerelement übertragen wird.
Betriebskassette nach Anspruch 83, bei der im Entwicklungsschritt eine Entwicklungsvorspannung angelegt wird, damit zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Bildträgerelement ein elektrisches Wechselfeld mit einer Spitze-Spitze-Feldstärke von 3 × 10⁶ bis 10 × 10⁶ Volt/m und einer Frequenz von 100 bis 5000 Hz erzeugt wird.
Betriebskassette, die an der Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts für die Entwicklung eines auf einem Bildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes mit einem Entwickler zur Erzeugung eines Tonerbildes und für die Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs(bildempfangs)material abnehmbar angebracht werden kann, wobei die Betriebskassette ein Bildträgerelement, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen, eine Aufladeeinrichtung zum Aufladen des Bildträgerelements und eine Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des auf dem Bildträgerelement befindlichen elektrostatischen Latentbildes zur Erzeugung eines Tonerbildes enthält; wobei die erwähnte Entwicklungseinrichtung eine Einrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes zur Erzeugung des Tonerbildes und auch eine Einrichtung ist, die zur Rückgewinnung des Entwicklers dient, der nach der Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist; und der erwähnte Entwickler Tonerteilchen, die jeweils ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, anorganisches Feinpulver mit einer auf Primärteilchen bezogenen anzahlgemittelten Teilchengröße von 4 bis 80 nm und elektrisch leitendes Feinpulver enthält; wobei der Entwickler im Bereich von 0,60 bis 159,21 μm eine auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung hat, die 15 bis 60 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und 15 bis 70 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 3,00 bis 8,96 μm enthält, wobei jeder Teilchengrößenbereich seine Untergrenze einschließt und seine Obergrenze ausschließt.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der die Entwicklungseinrichtung mindestens ein Entwicklerträgerelement, das dem Bildträgerelement gegenüberliegend angeordnet ist, und ein Entwicklerschicht-Regulierelement zur Bildung einer dünnen Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement enthält, so dass der Entwickler von der Entwicklerschicht, die sich auf dem Entwicklerträgerelement befindet, auf das Bildträgerelement übertragen wird, um das Tonerbild zu erzeugen.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler 20 bis 50 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm enthält.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler 0 bis 20 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von mindestens 8,96 μm enthält.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler A % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 1,00 bis 2,00 μm und B % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen im Bereich von 2,00 bis 3,00 μm enthält und die Beziehung "A > 2B" erfüllt ist.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm einen nachstehend definierten Variationskoeffizienten Kn der auf die Anzahl bezogenen Verteilung hat, der 5 bis 40 beträgt: Kn = (Sn/D1) × 100,worin Sn die Standardabweichung der auf die Anzahl bezogenen Verteilung bezeichnet und D1 den anzahlgemittelten Durchmesser (μm) eines äquivalenten Kreises bezeichnet, und zwar jeweils im Bereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm 90 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine durch die folgende Formel ermittelte Zirkularität a von mindestens 0,90 haben: Zirkularität a = L0/L,worin L die Umfangslänge eines projizierten Teilchenbildes bezeichnet und L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der die gleiche Fläche hat wie das projizierte Teilchenbild.
Betriebskassette nach Anspruch 127, bei der der Entwickler 93 bis 100 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen enthält, die eine Zirkularität a von mindestens 0,90 haben.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler eine gemäß der folgenden Formel ermittelte Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von höchstens 0,045 hat: SD = [Σ(ai – am)2/n]1/2, worin a_i die Zirkularität jedes Teilchens bezeichnet, a_m die mittlere Zirkularität bezeichnet und n die Anzahl der gesamten Teilchen bezeichnet, und zwar jeweils im Teilchengrößenbereich von 3,00 bis 15,04 μm.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des elektrisch leitenden Feinpulvers enthält.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁶ Ω·cm hat.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der das elektrisch leitende Feinpulver mindestens eine Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid besteht.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler 0,1 bis 3,0 Masse%, auf den Entwickler bezogen, des anorganischen Feinpulvers enthält.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der das anorganische Feinpulver mindestens mit Siliconöl behandelt worden ist.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der das anorganische Feinpulver gleichzeitig mit einer Behandlung mit Siliconöl oder davor mit einer Silanverbindung behandelt worden ist.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der das anorganische Feinpulver mindestens eine anorganische Oxidart umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid, Titandioxid und Aluminiumoxid besteht.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der der Entwickler ein magnetischer Entwickler ist, der bei einer magnetischen Feldstärke von 79,6 kA/m eine Magnetisierung von 10 bis 40 Am²/kg hat.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der das elektrisch leitende Feinpulver nichtmagnetisch ist und einen spezifischen Widerstand von höchstens 10⁹ Ω·cm hat, das elektrisch leitende Feinpulver in einer Menge von 1 bis 10 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist, das elektrisch leitende Feinpulver je 100 Tonerteilchen 5 bis 300 Teilchen enthält, die eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 3 μm haben; das anorganische Feinpulver hydrophobes anorganisches Feinpulver ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus mit Siliconöl behandeltem Siliciumdioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Siliciumdioxid, mit Siliconöl behandeltem Titandioxid, mit einer Silanverbindung behandeltem Titandioxid, mit Siliconöl behandeltem Aluminiumoxid und mit einer Silanverbindung behandeltem Aluminiumoxid besteht, und das anorganische Feinpulver in einer Menge von 0,1 bis 30 Masse%, auf den Entwickler bezogen, enthalten ist.
Betriebskassette nach Anspruch 141, bei der der Entwickler eine volumengemittelte Teilchengröße von 4 bis 10 μm hat und das elektrisch leitende Feinpulver einen spezifischen Widerstand von 10⁰ bis 10⁵ Ω·cm hat.
Betriebskassette nach Anspruch 121, bei der die erwähnte Aufladeeinrichtung eine Kontaktaufladeeinrichtung ist, die ein Aufladeelement enthält, das mit dem erwähnten Bildträgerelement in Kontakt kommt.