DE60204932T2 - Toner und Bildaufzeichnungsmethode - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner, der bei Bilderzeugungsverfahren wie z.B. Elektrophotographie, elektrostatischer Aufzeichnung, magnetischer Aufzeichnung und Toner-Jet-Aufzeichnung verwendet wird.
  • 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.
  • Bei herkömmlichen Bilderzeugungsverfahren wird der restliche Anteil des Toners, der nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist, im Allgemeinen in einem Reinigungsschritt durch verschiedene Verfahren in einen Abfallbehälter zurückgewonnen, und die vorstehend erwähnten Schritte werden für einen anschließenden Bilderzeugungszyklus wiederholt.
  • 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 Reinigungseinrichtung vorgeschlagen worden. So ein System ist hauptsächlich zur Vermeidung von Bildfehlern wie z.B. positiven Geisterbildern und negativen Geisterbildern, die auf zurückgebliebenen Toner zurückzuführen sind, entwickelt worden. Dieses System ist für verschiedene Aufzeichnungsmateri alien, 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 Reinigungseinrichtung 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 in Bezug auf erwünschte Bilderzeugungsverfahren oder Tonermischungen beschrieben worden.
  • Es ist angenommen worden, dass es unter verschiedenen bekannten Entwicklungsverfahren für ein Entwicklungsverfahren, das auf ein System, das im wesentlichen frei von einer Reinigungseinrichtung ist, auf ein System ohne Reinigungseinrichtung oder auf 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 Tonerträgerelement zu reiben, so dass hauptsächlich 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 Reinigungseinrichtung 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.
  • Andererseits sind für Bilderzeugungsverfahren, die auf ein elektrophotographisches Gerät und ein elektrostatisches Auf zeichnungsgerät angewendet werden, auch verschiedene Verfahren als Verfahren zur Erzeugung von Latentbildern auf Bildträgerelementen wie z.B. einem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element und einem elektrostatischen dielektrischen Aufzeichnungselement bekannt.
  • In den letzten Jahren ist als Aufladeeinrichtung 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 Koronaaufladeeinrichtung eine Kontaktaufladeeinrichtung vorgeschlagen und in den Handel gebracht worden.
  • 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
  • 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 Koronaaufladeeinrichtung, und es treten aktive Ionen wie z.B. Ozon auf, wobei ihre Menge jedoch gering ist.
  • (2) Direktinjektionsauflademechanismus
  • 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 Kontaktaufladeeinrichtung wird ein Walzenaufladesystem, bei dem als Kontaktaufladeelement eine elektrisch leitende Walze angewendet wird, wegen der Stabilität des Aufladeverhaltens bevorzugt und weithin angewendet.
  • Während der Kontaktaufladung gemäß dem herkömmlichen Walzenaufladesystem herrscht der vorstehend erwähnte Entladungsauflademechanismus (1) vor. Im Einzelnen ist eine Aufladewalze 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 verursacht 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.
  • 7 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. 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 Potenzial des aufgeladenen lichtempfindlichen Elements gegen ein vorgeschriebenes Ladungspotenzial konvergiert.
  • Anhand eines bestimmten Beispiels beschrieben beginnt in dem Fall, dass eine Aufladewalze an ein lichtempfindliches OPC-Element (OPC = organischer Photoleiter) mit einer 25 μm dicken lichtempfindlichen Schicht anstößt, das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements als Reaktion auf eine angelegte Spannung von etwa 640 Volt oder darüber zuzunehmen und steigt danach mit einer Steigung von 1 linear an. Die Schwellenspannung kann als Entladungsanfangsspannung Vth definiert werden.
  • 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 Oberflächenpo tenzial des lichtempfindlichen Elements überschreitet, und eine bestimmte 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, so dass ein neues Problem herbeigeführt wird.
  • Die Pelzbürstenaufladung ist ein Aufladesystem, bei dem als Kontaktaufladeelement ein Aufladeelement (Pelzbürstenaufladeeinrichtung), 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 (1) vorherrschen. Ein Beispiel für das Aufladeverhalten im Fall des Pelzbürstenaufladesystems unter Anlegen einer Gleichspannung wird in 7 durch eine Linie B dargestellt. Demzufolge wird im Fall der Pelzbürstenaufladung sowohl unter Anwendung einer stationären Aufladeeinrichtung als auch unter Anwendung einer Aufladeeinrichtung 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 (Magnetbürstenaufladeeinrichtung) 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 7 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 Aufladeeinrichtung wahrscheinlich ist und die magnetischen Teilchen, die die Magnetbürste bilden, leicht aus der Magnetbürste freigesetzt werden, so dass sie an dem lichtempfindlichen Element anhaften.
  • Nun wird die Anwendung so eines Kontaktaufladesystems auf ein Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder ein Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung, wie es beschrieben wurde, in Betracht gezogen.
  • Bei dem Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung 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 Toner schicht, 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 Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement 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 Reinigungseinrichtung 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 Reinigungseinrichtung verwirklicht werden.
  • Wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen jedoch in einer Menge, die die Fähigkeit des Kontaktaufladeele ments 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.
  • Das Verhalten während der kontinuierlichen Bilderzeugung und die erhaltene Bildqualität bei dem Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder bei dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung stehen somit in einer engen Verbindung mit der Ladungssteuerungsfähigkeit und dem Anhaftungs-Beimischungs-Verhalten der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen während des Vorbeigehens an dem Aufladeelement.
  • Ferner ist in JP-A 3-103878 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 Koronaaufladeeinrichtung 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 Ozonad dukte 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 Reinigungseinrichtung 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 Reinigungseinrichtung 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.
  • 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 Auf ladeverhalten 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.
  • 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 Aufladungsförderungsteilchen, 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 Ver besserung 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 10-307456 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 Entwick lungsschrittes 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.
  • Gemäß diesen Vorschlägen ist es tatsächlich möglich geworden, ein Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung zu erzielen, so dass ein Bilderzeugungssystem ohne Reinigungseinrichtung erlaubt wird.
  • Es ist jedoch anzumerken, dass bei den vorstehend vorgeschlagenen Systemen als Aufladungsförderungsteilchen Feinteilchen mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit verwendet werden und so ein System ohne Reinigungseinrichtung unter der Voraussetzung verwirklicht wird, dass die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements einen gleichmäßigen spezifischen Widerstand hat, der in einem bestimmten Bereich liegt. Die Oberflächen gewöhnlicher lichtempfindlicher Elemente haben jedoch im Allgemeinen bis zu einem gewissen Grade ungleichmäßige spezifische Widerstände, und es ist nicht zu vermeiden, dass sie sehr kleine Stellen mit niedrigem spezifischem Widerstand, so genannte Nadellöcher, beibehalten. Wenn so ein lichtempfindliches Element, das an der Oberfläche Nadellöcher hat, und elektrisch leitende Feinteilchen zur Erzielung eines Kontaktaufladesystems kombiniert werden, fließt bei den Nadellöchern ein übermäßiger Strom, was zu Bildfehlern führt, die beispielsweise bei einem verhältnismäßig geringen Ausmaß in Form von schwarzen Flecken auftreten können, oder in einem schwerwiegenden Fall dazu führt, dass wegen eines Versagens der Aufladung bzw. eines Aufladefehlers auf dem lichtempfindlichen Element, der darauf zurückzuführen ist, dass der Strom, der zur gleichmäßigen Aufladung des lichtempfindlichen Elements dienen soll, bei den Nadellöchern verstärkt wird, sogar bei Nicht-Bildbereichen, die mit dem Aufladeelement in Kontakt kommen, entwickelte Tonerbilder erhalten werden.
  • Im Gegensatz dazu ist sogar bei dem Bilderzeugungssystem, das nach einem Übertragungsschritt einen Reinigungsschritt enthält, nicht zu vermeiden, dass ein gewisser Anteil von Feinteilchen an dem Reinigungselement vorbeigleitet, so dass dieser Anteil auf dem lichtempfindlichen Element zurückbleibt und zu einer Anstoßstelle zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement gebracht wird, was zwangsläufig zu dem vorstehend erwähnten Problem führt. Es ist wahrscheinlich, dass das Problem vor allem in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit in einem deutlichen Ausmaß angetroffen wird, jedoch ist so ein praktisches Problem bei den bekannten Systemen nicht berücksichtigt worden.
  • Es ist auch ein Verfahren bekannt gewesen, bei dem einem Toner Metalloxid-Feinteilchen zugesetzt werden, um eine Veränderung der triboelektrischen Aufladbarkeit im Fall einer Veränderung der Umgebung oder im Fall einer lange dauernden kontinuierlichen Bilderzeugung zu unterdrücken.
  • Beispielsweise ist in JP-A 6-175392 der Zusatz eines bekannten Metalloxids (wie z.B. Aluminiumoxid, Zinkoxid, Zinnoxid usw.), das einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 105 bis 1 × 108 Ω·cm hat, zu einem Tonerteilchen bildenden Bindemittelharz offenbart worden. Es ist auch offenbart worden, dass Tonerteilchen äußerlich Teilchen mit niedrigem spezifischem Widerstand eines Reduktionsprodukts von Metalloxid (JP-B 7-113781), antimonhaltiges Zinnoxid (JP-A 6-118693) oder Rußpulver oder Metallteilchen zugesetzt werden.
  • In EP 1 128 224A ist ein zur Ladungssteuerung dienender, anorganischer äußerer Zusatzstoff in Form von mit antimonhaltigem Zinnoxid beschichteten Grundteilchen offenbart worden.
  • Bekannte Metalloxide wie z.B. Aluminiumoxid, Zinkoxid oder Zinnoxid zeigen in einer Umgebung mit normaler Temperatur/normaler Feuchtigkeit wegen an der Oberfläche befindlicher Hydroxylgruppen oft einen spezifischen Widerstand in der Größenordnung von 1 × 106 bis 1 × 107 Ω·cm. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass sich ihr spezifische Widerstand immer in Abhängigkeit von der Umgebungsfeuchtigkeit verändert, so dass der re sultierende Toner in einigen Fällen dazu neigt, instabile Eigenschaften zu haben.
  • Durch Calcinieren in der atmosphärischen Umgebung wird bewirkt, dass antimonhaltiges Zinnoxid leicht elektrische Leitfähigkeit entwickelt und von einer feuchtigkeitsabhängigen Veränderung des spezifischen Widerstandes frei ist, jedoch zeigt das calcinierte Produkt eine blaue oder dunkelblaue Farbe. Dies hat zur Folge, dass das Zinnoxid in dem Fall, dass es in einem Toner als äußerer Zusatzstoff enthalten ist, wegen seiner Farbe leicht eine niedrigere Bildqualität verursacht, wenn es während des Bilderzeugungsschrittes von den Tonerteilchen abgetrennt und auf ein Übertragungs(bildempfangs)papier übertragen wird. Ferner wird durch seinen Zusatz zu einem Farbtoner leicht eine Verschlechterung der Fähigkeit zur Wiedergabe von Farben verursacht.
  • Bei dem Reduktionsprodukt eines Metalloxids wie z.B. Zinnoxid oder Titanoxid, das gebildet wird, indem das Metalloxid in einer reduzierenden Atmosphäre, die z.B. Wasserstoffgas enthält, calciniert wird, um eine partielle Reduktion zu dem Metall zu erzielen und elektrische Leitfähigkeit zu entwickeln, wird als Folge der reduzierenden Calcinierbehandlung bewirkt, dass es einen schwärzlichen Farbton zeigt. So ein reduziertes Metalloxid sowie Ruß führen ähnlich wie das vorstehend erwähnte antimonhaltige Zinnoxid zu einem Toner, der eine Verschlechterung der Fähigkeit zur Wiedergabe von Farben oder der Bildqualität verursacht.
  • Ferner verursacht eine Substanz mit niedrigem spezifischem Widerstand wie z.B. Metallteilchen in einem Entwicklungsschritt, der eine hohe elektrische Feldstärke erfordert, leicht eine Ladungsableitung, so dass es beim langzeitigen Betrieb an Stabilität mangelt.
  • Des weiteren haben die vorstehend erwähnten Feinteilchen eine einfache oder homogene Teilchenstrukture und neigen zu einer starken Agglomerierbarkeit und zu einer breiten Teilchengrößen verteilung. Dies hat zur Folge, dass zur Erzielung der gewünschten Teilchengröße und Teilchengrößenverteilung nicht nur ein hochentwickeltes Teilchenbildungs- und -steuerungsverfahren, sondern auch zeitraubende Nachbehandlungsschritte wie z.B. Schritte des mechanischen Pulverisierens, der Zerkleinerung und des Klassierens notwendig werden. In Abhängigkeit von der gewünschten Teilchengröße wird es schwierig, so eine Teilchengröße zu erzielen, indem ein Teilchenbildungs- und -steuerungsverfahren durchgeführt wird, und es ist wahrscheinlich, dass bei der Herstellung von Teilchen mit geringer Größe in einigen Fällen wegen der Agglomerierbarkeit der Teilchen der Wirkungsgrad des Pulverisierens und des Klassierens vermindert wird, so dass eine Einschränkung der Verbesserung der Agglomerierbarkeit durch bekannte Herstellungsverfahren bemerkt worden ist. Es ist wahrscheinlich, dass ein Toner, der solche Teilchen enthält, eine ungleichmäßige Fließfähigkeit hat, so dass während der Bilderzeugung das Problem herbeigeführt wird, dass eine Bilddichteänderung und Bildschleier verursacht werden.
  • Ferner sind in JP-A 8-109341, JP-A 6-192592 und JP-A 5-17622 elektrisch leitende Pigmente oder Füllstoffe aus Kernmaterialien, auf denen sich eine Deckschicht aus mit Phosphor, Fluor bzw. Antimon dotiertem Zinnoxid befindet, offenbart worden, jedoch beziehen sich diese Schrifttumsstellen überhaupt nicht auf den Zusatz dieser Pigmente oder Füllstoffe zu einem Entwickler.
  • Was Wolfram als Zusatzelement anbetrifft, so ist in JP-A 9-278445 mit Wolfram dotiertes Zinnoxid offenbart worden, und es wird beschrieben, dass durch Dispergieren des mit Wolfram dotierten Zinnoxids in einem Bindemittel eine Anstrichfarbe erhalten wird, die eine elektrisch leitende Deckschicht liefert, die eine ausgezeichnete Stabilität des spezifischen Widerstandes mit der Zeit zeigt. Auf die Wirkung des Vorhandenseins von Feinteilahen, die so ein wolframdotiertes Zinnoxid umfassen, auf Tonerteilchenoberflächen wird jedoch nicht Bezug genommen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner bereitzustellen, mit dem unabhängig von Umgebungsveränderungen Bilder von hoher Qualität erhalten werden können.
  • Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner bereitzustellen, mit dem bei der kontinuierlichen Bilderzeugung stabil Bilder von hoher Qualität erzeugt werden können.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Toner bereitgestellt, der Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und Feinteilchen umfasst; wobei die Feinteilchen Grundteilchen und eine wolframhaltige Zinnverbindung, die die Grundteilchen beschichtet, umfassen, wobei die Feinteilchen Zinn (Sn) in einem Masseverhältnis (Sn/B) von 0,01 bis 2,0 zu den Grundteilchen (B) enthalten und Wolfram (W) in einem Molverhältnis (W/Sn) von 0,001 bis 0,3 zu dem Zinn (Sn) enthalten ist.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird ferner ein Toner bereitgestellt, der Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und Feinteilchen umfasst; wobei die Feinteilchen ein wolframhaltiges Zinnoxid umfassen und Wolfram (W) in einem Molverhältnis (W/Sn) von 0,001 bis 0,3 zu dem Zinn (Sn) enthalten ist.
  • 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, 5 und 6 veranschaulichen jeweils ein Bilderzeugungsgerät für die Durchführung einer Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens gemäß der Erfindung.
  • 2 veranschaulicht den Aufbau einer Einkomponenten-Entwicklungseinrichtung für die Durchführung eines Bilderzeugungsverfahrens der Erfindung.
  • 3 und 8 veranschaulichen jeweils den Schichtaufbau eines Bildträgerelements, das bei einem Bilderzeugungsverfahren der Erfindung angewendet wird.
  • 4 veranschaulicht den Aufbau eines Kontaktübertragungselements, das bei einem Bilderzeugungsverfahren der Erfindung angewendet wird.
  • 7 ist eine graphische Darstellung, die das Aufladeverhalten mehrerer Kontaktaufladeelemente zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Feinteilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, umfassen einen ersten Typ und einen zweiten Typ.
  • <1> Feinteilchen des ersten Typs
  • Die Feinteilchen des ersten Typs, die in dem Toner der vorliegenden Erfindung enthalten sind, umfassen Grundteilchen und eine wolframhaltige Zinnverbindung, die die Grundteilchen beschichtet, wobei die Feinteilchen Zinn (Sn) in einem Masseverhältnis (Sn/B) von 0,01 bis 2,0 zu den Grundteilchen (B) enthalten und Wolfram (W) in einem Molverhältnis (W/Sn) von 0,001 bis 0,3 zu dem Zinn (Sn) enthalten ist. Die Feinteilchen sind weiß gefärbt oder haben einen annähernd weißen Farbton. Der Toner der vorliegenden Erfindung, der die Feinteilchen enthält, ist für eine lange Zeit mit einer gleichmäßigen triboelektrischen Aufladbarkeit ausgestattet, so dass er gute Bilder liefert. Es ist insbesondere möglich, eine übermäßige Ladung, die auf eine anomale triboelektrische Aufladung in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit zurückzuführen ist, zu verhindern und eine Verschlechterung der triboelektrischen Aufladbarkeit in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit zu verhindern, so dass eine sta bile triboelektrische Aufladbarkeit erzielt wird. In einem Ausmaß, das die Stabilität der triboelektrischen Aufladbarkeit nicht beeinträchtigt, kann auch ein anderes Element eingemischt werden.
  • Die Feinteilchen des ersten Typs haben einen zweischichtigen Aufbau aus Grundteilchen, die mit einer wolframhaltigen Zinnverbindung, vorzugsweise mit Zinnoxid, beschichtet sind, und der Toner der vorliegenden Erfindung, der die Feinteilchen enthält, kann gleichmäßig derart hergestellt werden, dass er eine ausgezeichnete Fließfähigkeit hat, so dass der Toner als Reaktion auf eine plötzliche Umgebungsveränderung oder nach langzeitigem Stehenlassen schnell eine stabile Ladung erwerben kann, wodurch kontinuierlich eine hohe Bildqualität erzielt wird.
  • Die Feinteilchen des ersten Typs umfassen eine Zinnverbindung, vorzugsweise Zinnoxid, die gut auf den Mutter- oder Grundteilchen getragen wird, so dass kaum eine Veränderung der Teilcheneigenschaften gezeigt wird, weil sich die Deckschicht sogar bei einer langzeitigen Verwendung weniger leicht abschält bzw. ablöst.
  • Die Feinteilchen des ersten Typs sind wegen der Zinnverbindung, die in einem Anteil enthalten ist, der ein 0,01 bis 2,0 betragendes Masseverhältnis (Sn/H) von Zinn (Sn, als Element) zu den Grundteilchen (B) liefert, mit einer mäßigen elektrischen Leitfähigkeit ausgestattet. Durch das Vorhandensein der Feinteilchen zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement fließt über die Zinnverbindung ein Strom, während im Aufladeschritt eine Spannung angelegt wird. Da die Menge der Zinnverbindung relativ zu den Grundteilchen vorgegeben ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass ein starker Strom fließt, und ein übermäßiger Stromfluss kann sogar bei Nadellöchern an der Oberfläche des Bildträgerelements unterdrückt werden, so dass das Auftreten von Bildfehlern unterdrückt werden kann. Ferner haben die Feinteilchen wegen der darin enthaltenen Zinnverbindung einen verhältnismäßig niedrigen spezifischen Widerstand, und die Gleichmäßigkeit der Tonerladung kann im Fall eines Aufladeschrittes, bei dem ein Strom in einem gewöhnlichen Bereich angewendet wird, beträchtlich verbessert werden.
  • In dem Fall, dass das Verhältnis Sn/B unter 0,01 liegt, ist es wahrscheinlich, dass sich die triboelektrische Aufladbarkeit des Toners als Reaktion auf Umgebungsveränderungen verändert. Zur Erleichterung der Herstellung wird ein Sn/B-Verhältnis von höchstens 2,0 bevorzugt, und bei einem Sn/B-Verhältnis, das höher als 2,0 ist, besteht die Neigung, dass die Wirkung der Verbesserung der Fließfähigkeit abnimmt.
  • Ferner ist es dadurch, dass das Molverhältnis W/Sn von Wolfram (W, als Element) zu Zinn (Sn, als Element) auf einen Wert im Bereich von 0,001 bis 0,3 eingestellt wird, weniger wahrscheinlich, dass ein starker Strom fließt, so dass eine bessere Wirkung der Unterdrückung von übermäßigem Strom erzielt wird. Wenn das W/Sn-Molverhältnis unter 0,001 liegt, kann die triboelektrische Aufladbarkeit als Reaktion auf Umgebungsveränderungen schwanken, und bei einem Wert von mehr als 0,3 nimmt die mechanische Festigkeit der Zinnverbindung ab, so dass in einigen Fällen keine ausreichende Haltbarkeit erzielt wird.
  • Der Gehalt an Zinn und Wolfram in den Feinteilchen kann durch ICP-Emissionsspektroskopie (ICP = induktiv gekoppeltes Plasma) oder ESCA (Elektronenspektroskopie für chemische Analyse) analysiert und gemessen werden.
  • Die Feinteilchen, die mit einer wolframhaltigen Zinnverbindung beschichtete Grundteilchen umfassen, können im Einzelnen in der folgenden Weise analysiert werden.
    • a) In dem Fall, dass die Grundteilchen sowohl in Säure als auch in Alkali unlöslich sind: Die Feinteilchen werden zuerst einer ESCA-Analyse unterzogen, um das Verhältnis von Wolfram (W) zu Zinn (Sn) in der Deckschicht zu ermitteln. Als Nächstes werden einige Feinteilchen gewogen und dann einer aufeinanderfolgenden Behandlung mit einer Säure und dann mit einem Alkali unterzogen, um die Deckschicht zu entfernen und die Grundteilchen allein zu wiegen. Die Masse der Deckschicht wird somit als Differenz zwischen den Massen der Feinteilchen vor und nach der Säure- und Alkalibehandlung ermittelt. Aus der Masse der Deckschicht und dem vorstehend erwähnten (W/Sn)-Molverhältnis gemäß der ESCA-Analyse werden die Masse von Sn und das Masseverhältnis (Sn/B) von Zinn (Sn) zu den Grundteilchen (B) berechnet.
    • b) In dem Fall, dass die Grundteilchen in Säure oder Alkali löslich sind: Die Feinteilchen werden zuerst einer ESCA-Analyse unterzogen, um das Verhältnis (W/Sn) von Wolfram (W) zu Zinn (Sn) in der Deckschicht zu ermitteln. Die Grundteilchen werden dann unter Verwendung eines Lösungsmittels mit einem eingestellten pH-Wert zusammen mit Sn oder W gelöst, und die erhaltene Lösung wird einer ICP-AES (analytischen ICP-Etnissionsspektroskopie) unterzogen, um die molaren Gehalte an Sn oder W und anderen Elementen in den Grundteilchen zu messen und dadurch die Molverhältnisse dieser Elemente zueinander zu ermitteln. Aus diesen Molverhältnissen wird das Masseverhältnis (Sn/B) des Zinns (Sn) zu den Grundteilchen (B) ermittelt.
  • Ferner können durch ESCA-Analyse der Feinteilchen die Gehalte an Zinn, Wolfram und anderen Elementen, die in den Grundteilchen enthalten sind, zu verschiedenen Ätzzeiten gemessen werden, wodurch es möglich ist, das gemeinsame Vorhandensein von W und Sn und das selektive Vorhandensein von W und Sn an der Oberfläche der Grundteilchen zu bestätigen.
  • Andererseits wird im Fall der Feinteilchen, die die wolframhaltigen Zinnoxidteilchen umfassen, (der nachstehend beschriebenen Feinteilchen des zweiten Typs) eine Lösung der Feinteilchen der ICP-AES-Analyse unterzogen, um die Mengen der jeweiligen Bestandteile zu messen, aus denen das Verhältnis (W/Sn) ermittelt werden kann.
  • Die Zinnverbindung kann vorzugsweise Zinnoxid sein, damit den Feinteilchen ein niedriger spezifischer Widerstand erteilt wird. Das Wolfram (Element) kann vorzugsweise in der Zinnverbindung enthalten sein, um den Stromfluss durch die Zinnverbindung mit niedrigem spezifischem Widerstand einzustellen.
  • Durch Beschichten der Oberfläche der Grundteilchen mit der Zinnverbindung wird es möglich, mit einer verhältnismäßig geringen Menge der Zinnverbindung eine elektrische Leitfähigkeit und eine gleichmäßige Aufladbarkeit zu entwickeln. Ferner erlaubt der nur durch die Oberfläche der Teilchen erfolgende Stromfluss eine einfache Unterdrückung von übermäßigem Stromfluss und des Auftretens von Bildfehlern, die auf die Nadellöcher zurückzuführen sind.
  • Die Feinteilchen, die mit der wolframhaltigen Zinnverbindung beschichtet sind, können durch ein Nassverfahren z.B. in der folgenden Weise hergestellt werden.
  • Beispielsweise werden einer flüssigen Dispersion von Grundteilchen eine Lösung einer Zinn(salz)verbindung und eine Wolfram(salz)verbindung zugesetzt und hydrolysiert, worauf Calcinieren des Produkts folgt. Alternativ kann in der vorstehend beschriebenen Weise bewirkt werden, dass auf den Grundteilchen nur eine Zinnverbindung getragen wird, worauf Calcinieren folgt, und das calcinierte Produkt wird wieder durch ein Nassverfahren durchtränkt, und zwar durch eine Wolframkomponente, worauf Calcinieren folgt. Das calcinierte Produkt kann dann zerkleinert bzw. gemahlen und klassiert werden, um die Feinteilchen zu erhalten.
  • Beispiele für die zinnhaltige oder als Zinnquelle dienende Verbindung zur Herstellung der Feinteilchen können Zinn(II,IV)-chlorid, Zinnoxidchlorid, Zinnsäure, Kaliumstannat und organische Zinnverbindungen wie z.B. Zinnalkoxide umfassen.
  • Beispiele für die wolframhaltige oder als Wolframquelle dienende Verbindung zur Herstellung der Feinteilchen können Wolframchlorid, Wolframoxidchlorid, Wolframsäure, Natriumwolframat, Kalium wolframat, Calciumwolframat und organische Wolframverbindungen umfassen.
  • Das Calcinieren kann unter Anwendung z.B. eines Tunnelofens, eines Dreh(rohr)ofens, eines Elektroofens, eines Muffelofens und eines mit vermindertem Druck betriebenen Trockners bewirkt werden. Die Calcinieratmosphäre kann die gewöhnliche Atmosphäre und auch eine oxidierende Atmosphäre, deren Sauerstoffpartialdruck auf einen gewünschten Wert eingestellt ist, eine reduzierende Atmosphäre, die z.B. Wasserstoff enthält, und eine inerte Atmosphäre, die ein Inertgas enthält, umfassen.
  • Die Grundteilchen, die die Zinnverbindung tragen, können bekannte Teilchen einschließlich organischer Teilchen, die aus Harzen gebildet sind, und anorganischer Teilchen, die aus Metallen oder Metalloxiden gebildet sind, umfassen. Von diesen werden anorganische Teilchen bevorzugt, und im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber einer mechanischen Beanspruchung bei einer Anstoßstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement und auf das Haftvermögen der Zinnverbindung an den Oberflächen der Grundteilchen werden vor allem sauerstoffhaltige Metallverbindungen wie z.B. Metalloxide bevorzugt. Besondere Beispiele dafür können Siliciumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Aluminiumsilicat, Magnesiumoxid, Bariumsulfat und Titanatverbindungen umfassen.
  • <2> Feinteilchen des zweiten Typs
  • Die Feinteilchen des zweiten Typs, die in dem Toner der vorliegenden Erfindung enthalten sind, umfassen wolframhaltige Zinnoxid-Feinteilchen. Die Zinnoxid-Feinteilchen sind weiß gefärbt oder haben einen annähernd weißen Farbton, so dass sie kaum dazu neigen, den Tonerfarbton zu beeinträchtigen oder die Bildqualität zu vermindern. Ferner haben die Feinteilchen eine hohe Feuchtigkeitsaufnahmebeständigkeit und können eine Veränderung des spezifischen Widerstandes als Reaktion auf Veränderungen der Umgebungsfeuchtigkeit unterdrücken. Dies hat zur Folge, dass die Feinteilchen sogar bei Umgebungsveränderungen einen stabilen spezifischen Widerstand und die Fähigkeit zur Erteilung von triboelektrischer Ladung zeigen können. Wegen dieser Funktionen der wolframhaltigen Zinnoxid-Feinteilchen kann dem Toner der vorliegenden Erfindung für eine lange Zeit eine scharfe und gleichmäßige Verteilung der triboelektrischen Ladung erteilt werden. Es ist im Einzelnen möglich, eine übermäßige Ladung, die auf eine anomale triboelektrische Aufladung in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit zurückzuführen ist, zu verhindern und eine Verschlechterung der triboelektrischen Aufladbarkeit in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit zu verhindern, so dass eine stabile triboelektrische Aufladbarkeit erzielt wird. In einem Ausmaß, das die Stabilität der triboelektrischen Aufladbarkeit nicht beeinträchtigt, kann auch ein anderes Element eingemischt werden.
  • Die Zinnoxid-Feinteilchen enthalten Wolfram (W, als Element) in einem Molverhältnis (W/Sn) von 0,001 bis 0,3 zu Zinn (Sn, als Element). Wenn das Molverhältnis (W/Sn) unter 0,001 liegt, ist es wahrscheinlich, dass die Fähigkeit zur Erteilung von triboelektrischer Ladung während einer plötzlichen Umgebungsveränderung abnimmt. Bei einem Wert von mehr als 0,3 nimmt die mechanische Festigkeit der Zinnoxidteilchen ab, so dass in einigen Fällen keine ausreichende Haltbarkeit erzielt wird.
  • Die Gehalte an Zinn und Wolfram in den Feinteilchen können in derselben Weise wie bei den Feinteilchen des ersten Typs gemessen werden.
  • Die wolframhaltigen Zinnoxid-Feinteilchen können durch z.B. ein Verfahren, bei dem eine Lösung einer Zinn(salz)verbindung und eine Lösung einer Wolfram(salz)verbindung vermischt und hydrolysiert werden, worauf Calcinieren folgt; oder ein Verfahren, bei dem eine Lösung einer Wolfram(salz)verbindung einer wässrigen Aufschlämmung von Zinnoxid zugesetzt wird und die Mischung einer Alterung unterzogen wird, während die Wolfram(salz)verbindung hydrolysiert wird, worauf Calcinieren des Produkts folgt, hergestellt werden. Das calcinierte Produkt kann dann zerkleinert bzw. gemahlen und klassiert werden, um die wolframhaltigen Zinnoxid-Feinteilchen zu erhalten.
  • Beispiele für die zinnhaltige oder als Zinnquelle dienende Verbindung zur Herstellung der wolframhaltigen Zinnoxid-Feinteilchen können Zinn(II,IV)-chlorid, Zinnoxidchlorid, Zinnsäure, Kaliumstannat und organische Zinnverbindungen wie z.B. Zinnalkoxide umfassen.
  • Beispiele für die wolframhaltige oder als Wolframquelle dienende Verbindung zur Herstellung der wolframhaltigen Zinnoxid-Feinteilchen können Wolframchlorid, Wolframoxidchlorid, Wolframsäure, Natriumwolframat, Kaliumwolframat, Calciumwolframat und organische Wolframverbindungen umfassen.
  • Das Calcinieren kann unter Anwendung z.B. eines Tunnelofens, eines Dreh(rohr)ofens, eines Elektroofens, eines Muffelofens und eines mit vermindertem Druck betriebenen Trockners bewirkt werden. Die Calcinieratmosphäre kann die gewöhnliche Atmosphäre und auch eine oxidierende Atmosphäre, deren Sauerstoffpartialdruck auf einen gewünschten Wert eingestellt ist, eine reduzierende Atmosphäre, die z.B. Wasserstoff enthält, und eine inerte Atmosphäre, die ein Inertgas enthält, umfassen.
  • Einige gemeinsame Merkmale der Feinteilchen des ersten Typs und der Feinteilchen des zweiten Typs werden nachstehend ergänzt.
  • Die Feinteilchen können vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von höchstens 1 × 109 Ω·cm haben. Wenn die Feinteilchen einen spezifischen Widerstand haben, der 1 × 109 Ω·cm überschreitet, wird im Fall ihrer Verwendung bei einem Bilderzeugungsverfahren, das einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt enthält, die Wirkung der Förderung der gleichmäßigen Aufladbarkeit des Bildträgerelements sogar in dem Fall gering, dass die Feinteilchen an der Kontaktstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement oder in dem Aufladebereich in ihrer Nähe vorhanden sind, so dass über die Feinteilchen ein inniger Kontakt zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträger element aufrechterhalten wird. Um die auf die Feinteilchen zurückzuführende Wirkung der Förderung der Aufladbarkeit des Bildträgerelements in ausreichendem Maße zu erzielen, wodurch beständig eine gute gleichmäßige Aufladbarkeit des Bildträgerelements erzielt wird, wird es bevorzugt, dass die Feinteilchen einen spezifischen Widerstand haben, der niedriger ist als der spezifische Widerstand an der Oberfläche des Kontaktaufladeelements oder an dessen Kontaktbereich mit dem Bildträgerelement. Bei einem spezifischen Widerstand von mehr als 1 × 109 Ω·cm besteht die Neigung, dass die Veränderung des spezifischen Widerstandes als Reaktion auf eine Veränderung der Feuchtigkeit zunimmt. Es wird ferner bevorzugt, dass die Feinteilchen einen spezifischen Widerstand von 1 × 102 bis 1 × 109 Ω·cm und insbesondere von 1 × 102 bis 1 × 107 Ω·cm haben. Bei Feinteilchen, die einen spezifischen Widerstand von weniger als 1 × 102 Ω·cm haben, besteht die Neigung, dass sie durch die Herstellung eine Farbe mit einem ungenügenden Weißgrad haben.
  • Um den spezifischen Widerstand in dem vorstehend angegebenen Bereich einzustellen, wird Wolfram im Rahmen der vorliegenden Erfindung als fünfwertiges Element, d.h. als ein Element mit einer Wertigkeit (Valenz) von 5 im Unterschied zu der 4 betragenden Wertigkeit von Zinn in Zinnoxid, das ein Oxid eines vierwertigen Metalls ist, gewählt und in einer geeigneten Menge verwendet.
  • Der spezifische Widerstand der Feinteilchen kann in der folgenden Weise gemessen werden. Das heißt, etwa 0,5 g einer Feinteilchenprobe werden in einen Zylinder eingebracht und unter einer Belastung von 7 kp/cm2 in Form einer Schicht mit einer Dicke von M (cm) zwischen einer oberen und einer unteren Elektrode, die jeweils eine Fläche S von z.B. 2,26 cm2 haben, angeordnet. In diesem Zustand wird zwischen den Elektroden eine Spannung V von 50 Volt angelegt, um die Stromstärke I (A) des zu dieser Zeit fließenden elektrischen Stromes zu messen. Der spezifische Widerstand Rv (Ω·cm) der Feinteilchenprobe kann gemäß der folgenden Formel berechnet werden: Rv (Ω·cm) = V × S/I/M.
  • Die Feinteilchen können vorzugsweise eine volumengemittelte Teilchengröße von mindestens 0,05 μm haben. Bei weniger als 0,05 μm muss der Gehalt der Feinteilchen in dem gesamten Toner vermindert werden, damit eine Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens verhindert wird. Dadurch wird es schwierig gemacht, eine ausreichende Menge der Feinteilchen in einem Aufladeabschnitt, der bei einer Kontaktstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement und in deren Nähe gebildet wird, zu gewährleisten, um eine Behinderung der Aufladung durch den nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner, der an dem Kontaktaufladeelement anhaftet oder diesem beigemischt wird, zu überwinden und dadurch die Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu verbessern, so dass leicht ein Aufladefehler bzw. Versagen der Aufladung verursacht wird.
  • Wenn die Feinteilchen andererseits eine zu große volumengemittelte Teilchengröße haben, fallen die Feinteilchen leicht von dem Aufladeelement herunter und wird die Zahl ihrer Teilchen je Masseeinheit vermindert und ferner durch das Herunterfallen von dem Aufladeelement vermindert, so dass in dem Toner eine größere Menge von Feinteilchen enthalten sein muss, damit die Feinteilchen dem Aufladeabschnitt zur Aufrechterhaltung eines innigen Kontakts zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement über die Feinteilchen kontinuierlich zugeführt werden. Wenn der Gehalt der Feinteilchen erhöht wird, besteht jedoch die Neigung, dass sich die Aufladbarkeit des gesamten Toners vor allem in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit verschlechtert, so dass wegen eines schlechteren Entwicklungsverhaltens leicht eine Verminderung der Bilddichte und ein Verstreuen von Toner verursacht werden. Unter diesen Gesichtspunkten wird es bevorzugt, dass die Feinteilchen eine volumengemittelte Teilchengröße von höchstens 5 μm, insbesondere von 0,1 bis 5 μm und vor allem von 0,5 bis 3 μm und eine derartige Teilchengrößenevertilung haben, dass Teilchen mit einer Größe von 5 μm oder darüber höchstens 3 % (auf die Anzahl bezogen) ausmachen.
  • Es wird bevorzugt, dass die Feinteilchen eine volumengemittelte Teilchengröße S (μm) haben, die ein Verhältnis (S/T) von höchs tens 0,5 und insbesondere von 0,01 bis 0,3 zu der massegemittelten Teilchengröße T (μm) der Tonerteilchen liefert. Wenn das Verhältnis (S/T) mehr als 0,5 beträgt, besteht die Neigung, dass die Feinteilchen in der Mischung mit den Tonerteilchen in einem von Tonerteilchen isolierten bzw. abgesonderten Zustand vorhanden sind, so dass in dem Entwicklungsschritt eine ungenügende Zuführung der Tonerteilchen von dem Entwickler- bzw. Tonerbehälter zu dem Bildträgerelement wahrscheinlich ist und kein ausreichendes Auf ladeverhalten erzielt wird. Ferner besteht die Neigung, dass ein Anteil der Feinteilchen, der von dem Aufladeelement heruntergefallen ist, das Licht, das zur Belichtung für das Einschreiben eines elektrostatischen Latentbildes dient, behindert oder streut, was zu Latentbildfehlern und zu einer schlechteren Bildqualität führt.
  • Obwohl übrigens in Vorstehendem im Unterschied zu der massegemittelten Teilchengröße (T) der Tonerteilchen für die Feinteilchen wegen einer kleineren Teilchengröße der Feinteilchen die Einheit der volumengemittelten Teilchengröße (S) angewendet wird, kann das Verhältnis (S/T) trotzdem einen Maßstab für die relativen Teilchengrößen der Feinteilchen und der Tonerteilchen liefern.
  • Die hierin beschriebene Teilchengröße der Feinteilchen basiert 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 der Feinteilchen 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.
  • Es wird bevorzugt, dass die Feinteilchen von den Tonerteilchen teilweise isoliert bzw. abgesondert sind, so dass sie einen prozentualen Anteil abgesonderter Feinteilchen von 10,0 bis 95,0 % und insbesondere 20,0 bis 95,0 % zeigen. Ein prozentualer Anteil abgesonderter Feinteilchen, der weniger als 10,0 % beträgt, führt zu einer mangelhaften Zuführung der Feinteilchen zu dem Bildträgerelement, so dass kein ausreichendes Aufladeverhalten erzielt wird. Im Fall von mehr als 95,0 % nimmt die Menge der Feinteilchen, die in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zurückgewonnen werden, zu, was zu einer Ansammlung der Feinteilchen in der Entwicklungseinrichtung führt, wodurch die triboelektrische Aufladbarkeit und das Entwicklungsverhalten des Toners verschlechtert werden.
  • Der hierin beschriebene prozentuale Anteil von den Tonerteilchen abgesonderter Feinteilchen basiert auf Werten, die unter Anwendung eines Teilchenbildanalysators ("PT1000", hergestellt durch Yokogawa Denki X.K.) gemäß einem in "Japan Hardcopy '97 Paper Collection", S. 65 bis 68, beschriebenen Prinzip gemessen werden. Im Einzelnen werden bei diesem Messgerät Feinteilchen wie z.B. Tonerteilchen in ein Plasma eingeführt, und zwar Teilchen für Teilchen, um Lumineszenz zu verursachen, wodurch das Element, die Anzahl und der Durchmesser der lumineszierenden Teilchen aus ihrem Lumineszenzspektrum ermittelt werden.
  • Der prozentuale Anteil abgesonderter Feinteilchen wird gemäß der folgenden Formel auf Basis der Gleichzeitigkeit der Lumineszenz von Kohlenstoffatomen (C), die das Tonerbindemittelharz bilden, und der Lumineszenz von Zinnatomen (Sn) ermittelt: Prozentualer Anteil abgesonderter Feinteilchen (%) = 100 × (Zahl der Lumineszenzvorgänge von Sn allein)/(Zahl der Lumineszenzvorgänge von Sn, die gleichzeitig mit Lumineszenzvorgängen von C auftreten + Zahl der Lumineszenzvorgänge von Sn allein)
  • In diesem Fall wird eine Lumineszenz von Sn, die innerhalb von 2,6 ms nach einer Lumineszenz von C auftritt, als mit der von C gleichzeitige Lumineszenz und eine später auftretende Lumineszenz von Sn als Lumineszenz von Sn allein angesehen.
  • Im Einzelnen wird für die Messung eine Tonerprobe, die über Nacht in einer Umgebung mit 23 °C und 60 % rel.F. belassen worden ist, in der vorstehend erwähnten Umgebung zusammen mit 0,1 % O2 enthaltendem Heliumgas der Messung unterzogen. Zur Trennung der Spektren wird für Kohlenstoffatome der Detektor von Kanal 1 und für Zinnatome der Detektor von Kanal 2 angewendet (mit empfohlenen Werten für Wellenlängen und K-Faktoren). Die Probenaufgabe wird mit einer Rate von einer Abtastung zur Erfassung von 1000 bis 1400 Lumineszenzvorgängen von Rohlenstoffatomen durchgeführt, und die Probenaufgabe wird wiederholt, bis die Lumineszenz von Kohlenstoffatomen mindestens 10.000 Lumineszenzvorgänge erreicht hat. Durch Integrieren der Lumineszenzvorgänge wird eine Teilchengrößenverteilungskurve gezeichnet, wobei die Zahl der Lumineszenzvorgänge auf der Ordinate und die Kubikwurzel der Spannung, die die Teilchengröße wiedergibt, auf der Abszisse aufgetragen wird. Um die Genauigkeit der Messung sicherzustellen, ist es wichtig, dass die Probenaufgabe und die Messung derart durchgeführt werden, dass die Teilchengrößenverteilungskurve einen einzigen Peak und kein Tal zeigt. Als Störunterdrückungspegel während der Messung werden 1,50 Volt festgelegt, und der prozentuale Anteil abgesonderter Feinteilchen (%) wird gemäß der vorstehend angegebenen Formel berechnet.
  • Es wird auch bevorzugt, dass die Feinteilchen lichtdurchlässig, weiß oder nur schwach gefärbt sind, damit sie selbst in dem Fall, dass sie auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen werden, nicht als Schleier wahrgenommen werden. Dies wird auch bevorzugt, um in dem Latentbilderzeugungsschritt eine Behinderung des zur Belichtung dienenden Lichts zu vermeiden. Es wird bevorzugt, dass die Feinteilchen in Bezug auf das zur bildmäßigen Belichtung dienende Licht, das zur Latentbilderzeugung angewendet wird, einen in der folgenden Weise gemessenen Durchlassgrad von mindestens 30 % zeigen.
  • Eine Probe von Feinteilchen 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 Teilchenschicht 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.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Feinteilchen durch inneren Zusatz oder durch äußeren Zusatz in den Toner eingemischt werden. Zur schnellen und wirksamen Erzielung der gewünschten Funktion der vorliegenden Erfindung können die Feinteilchen vorzugsweise an den Tonerteilchenoberflächen vorhanden sein (anhaften). Zur Erzielung dieses Oberflächenanhaftungszustandes wird der äußere Zusatz, der eine einfache Steuerung erlaubt, bevorzugt, jedoch ist es auch möglich, den inneren Zusatz durchzuführen, worauf Pulverisieren oder Abrieb folgt, um die Feinteilchen an den resultierenden Tonerteilchenoberflächen mechanisch freizulegen.
  • Die Feinteilchen können an den Tonerteilchenoberflächen vorzugsweise in einem Anteil von mindestens 0,3 Teilchen, insbesondere von 1,0 bis 50 Teilchen und vor allem von 1,0 bis 10 Teilchen je Tonerteilchen vorhanden sein. Bei einem Anteil von weniger als 0,3 Teilchen je Tonerteilchen ist eine Abnahme der Wirkung der Verbesserung der Fließfähigkeit wahrscheinlich.
  • Das Vorhandensein oder Fehlen und der Grad des Vorhandenseins von Feinteilchen an den Tonerteilchenoberflächen kann durch direkte Betrachtung von Tonerteilchenoberflächen bestätigt werden. Im Einzelnen wird eine Tonerprobe, die Feinteilchen enthält, durch ein Rasterelektronenmikroskop (REM) betrachtet, um 10 Gruppen, die jeweils 10 Tonerteilchen enthalten, zu erfassen, und bei jeder Gruppe wird die Zahl der Feinteilchen, die an den Tonerteilchenoberflächen vorhanden sind, ermittelt, während das Element Zinn durch Abbildung mit einem Elementaranalysator, der an das REM angeschlossen ist, identifiziert wird.
  • Die Zählung erfolgt bei den 10 Tonerteilchengruppen (die insgesamt 100 Tonerteilchen enthalten), um den Anteil der an der Oberfläche eines Tonerteilchens vorhandenen Feinteilchen zu berechnen.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, ist übrigens in JP-A 9-278445 ein elektrisch leitendes Zinnoxid, das als Dotierungssubstanz Wolfram enthält, zusammen mit dem Verfahren zu seiner Herstellung und seiner Verwendung in einer elektrisch leitenden Anstrichfarbe oder als Antistatikmittel offenbart worden, wobei auf seine elektrische Leitfähigkeit hingewiesen wird. Durch diese Schrifttumsstelle wird jedoch seine Verwendung zusammen mit anderen Tonerbestandteilen als Rontaktaufladesubstanz, die wirksam ist, während ein übermäßiger Stromfluss unterdrückt wird wie im Rahmen der vorliegenden Erfindung, weder gelehrt noch nahegelegt.
  • Ferner ist in JP-A 6-183733 ein antimonhaltiges elektrisch leitendes Zinnoxidpulver, das auch Wolfram (W) enthält, offenbart worden, jedoch unterscheidet sich der Zinnggehalt darin von dem Zinngehalt in den Feinteilchen der vorliegenden Erfindung. Es ist außerdem schwierig, durch die Verwendung solcher Zinnoxidteilchen, die als wesentlichen Bestandteil Antimon (Sb) enthalten, die Unterdrückung eines übermäßigen Stromflusses, die durch die vorliegende Erfindung angestrebt wird, zu erreichen.
  • <3> Toner(teilchen)
  • Die Tonerteilchen, mit denen der Toner der vorliegenden Erfindung gebildet wird, können vorzugsweise eine massegemittelte Teilchengröße von 3 bis 10 μm haben, damit feinere Latentbildpunkte zur Erzielung einer höheren Bildqualität genau entwickelt werden. Ein Toner, der eine massegemittelte Teilchengröße von weniger als 3 μm hat, zeigt eine schlechtere Übertragbarkeit und führt deshalb leicht zu einer erhöhten Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner, so dass wahrscheinlich ist, dass er das Aufladeelement beschmutzt, wenn er in dem Kontaktaufladeschritt verwendet wird. Solche sehr feinen Toner teilchen neigen auch dazu, dass sie die Aufladungsförderungswirkung der Feinteilchen an der Kontaktstelle zwischen dem Aufladeelement und dem Bildträgerelement behindern. Da die Oberfläche des gesamten Toners zunimmt, wird ferner bewirkt, dass der Toner eine niedrigere Fließfähigkeit hat und eine schlechtere Pulvermischbarkeit zeigt, so dass eine gleichmäßige triboelektrische Aufladung der einzelnen Tonerteilchen schwierig wird, was zu verstärktem Schleier und zu einer schlechteren Übertragbarkeit führt. Wenn die Tonerteilchen andererseits eine massegemittelte Teilchengröße von mehr als 10 μm haben, ist es wahrscheinlich, dass die resultierenden Buchstaben- bzw. (Schrift)zeichen- oder Linienbilder von einem Verstreuen begleitet sind, so dass die Erzielung einer hohen Auflösung schwierig ist. Bei einem Bilderzeugungsgerät für höhere Auflösung kann so ein Toner zu einer mangelhaften Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten führen und neigt dazu, in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit zu agglomerieren.
  • Die massegemittelte und die anzahlgemittelte Teilchengröße von Tonerteilchen können z.B. unter Anwendung der Zählgeräte Coulter Counter Model TA-II oder Coulter Multisizer (jeweils von Coulter Electronics, Inc., erhältlich) gemessen werden. Diese Werte werden hierin anhand von Werten ermittelt, die in der folgenden Weise unter Anwendung des Zählgeräts Coulter Multisizer, das an eine Schnittstelle (hergestellt durch Nikkaki K.K.) und an einen Arbeitsplatzcomputer ("PC9801", hergestellt durch NEC K.K.) angeschlossen ist, gemessen werden, um eine auf die Anzahl bezogene Verteilung und eine auf das Volumen bezogene Verteilung zu erhalten. Als Elektrolytlösung wird unter Verwendung von analysenreinem Natriumchlorid eine 1%ige wässrige NaCl-Lösung hergestellt [wobei es auch möglich ist, ISOTON R-II (von Coulter Scientific Japan K.K. erhältlich) zu verwenden]. Für die Messung werden 0,1 bis 5 ml eines Tensids, vorzugsweise eine Lösung eines Salzes von Alkylbenzolsulfonsäure, als Dispergiermittel in 100 bis 150 ml der Elektrolytlösung hineingegeben, und es werden 2 bis 20 mg einer Tonerprobe dazugegeben. Die erhaltene Dispersion der Probe in der Elektrolytlösung wird etwa 1 bis 3 Minuten lang einer Dispergierbehandlung mit einem Ul traschall-Dispergiergerät unterzogen und dann unter Anwendung des vorstehend erwähnten Coulter-Zählgeräts mit einer Öffnung von 100 μm als Messöffnung einer Messung der Teilchengrößenverteilung in dem Bereich von 2,00 bis 40,30 μm, der in 13 Kanäle aufgeteilt ist, unterzogen, um eine auf das Volumen bezogene Verteilung und eine auf die Anzahl bezogene Verteilung zu erhalten. Aus der auf das Volumen bezogenen Verteilung wird unter Anwendung eines Mittelwertes als repräsentativer Wert für einen Kanal eine massegemittelte Teilchengröße (D4) berechnet. Aus der auf die Anzahl bezogenen Verteilung wird eine anzahlgemittelte Teilchengröße (D1) berechnet.
  • Der Teilchengrößenbereich von 2,00 bis 40,30 μm ist in 13 Kanäle aufgeteilt, und zwar 2,00 bis 2,52 μm; 2,52 bis 3,17 μm; 3,17 bis 4,00 μm; 4,00 bis 5,04 μm; 5,04 bis 6,35 μm; 6,35 bis 8,00 μm; 8,00 bis 10,08 μm; 10,08 bis 12,70 μm; 12,70 bis 16,00 μm; 16,00 bis 20,20 μm; 20,20 bis 25,40 μm; 25,40 bis 32,00 μm und 32,00 bis 40,30 μm (wobei jeder Kanal die Obergrenze nicht einschließt).
  • Der Toner der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Tonerteilchen vorzugsweise anorganisches Feinpulver enthalten, wie es nachstehend beschrieben wird.
  • Im Einzelnen kann der Toner der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als Mittel zur Verbesserung der Fließfähigkeit und auch als Übertragungshilfsmittel anorganisches Feinpulver enthalten, das eine mittlere Primärteilchengröße von 4 bis 80 nm hat. Das anorganische Feinpulver wird zugesetzt, um die Fließfähigkeit, die gleichmäßige triboelektrische Aufladbarkeit und die Übertragbarkeit des Toners zu verbessern. Es wird auch bevorzugt, die triboelektrische Aufladbarkeit einzustellen und die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen zu verbessern, indem z.B. eine Hydrophobierbehandlung des anorganischen Feinpulvers durchgeführt wird.
  • In dem Fall, dass das anorganische Feinpulver eine mittlere Primärteilchengröße hat, die 80 nm überschreitet, oder dass so ein anorganisches Feinpulver mit einer mittleren Primärteilchengröße von 80 nm oder darunter nicht zugesetzt wird, nimmt die Menge des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners zu, so dass die stabile Erzielung eines guten Aufladeverhaltens schwierig wird. Ferner kann keine gute Fließfähigkeit des Toners erzielt werden, was zu ungleichmäßig aufgeladenen Tonerteilchen führt, so dass es schwierig wird, die Probleme eines verstärkten Schleiers, einer Verminderung der Bilddichte und eines Verstreuens von Toner zu vermeiden. Anorganisches Feinpulver, das eine mittlere Primärteilchengröße von weniger als 4 nm hat, zeigt eine erhöhte Agglomerierbarkeit, so dass wahrscheinlich ist, dass es sich nicht als Primärteilchen, sondern als Agglomerate verhält, die nicht leicht zerkleinert werden können, eine breite Teilchengrößenverteilung zeigt und wegen einer Entwicklung mit den Agglomeraten zu Bildfehlern und zu einer Beschädigung des Bildträgerelements und des Tonerträgerelements führt. Um eine gleichmäßigere Verteilung der triboelektrischen Ladung der Tonerteilchen zu erzielen, wird es ferner bevorzugt, dass das anorganische Feinpulver eine mittlere Primärteilchengröße von 6 bis 70 nm hat.
  • Die mittlere Primärteilchengröße so eines anorganischen Feinpulvers kann anhand von vergrößerten Bildern von Tonerteilchen, die durch ein Rasterelektronenmikroskop (REM) aufgenommen werden, parallel zu Bildern der Tonerteilchen, auf denen mittels eines Elementaranalysators wie z.B. einer Elektronenmikrosonde bzw. eines Röntgenmikroanalysators (XMA) in dem anorganischen Feinpulver enthaltene Elemente abgebildet sind, ermittelt werden. Durch Messung der Teilchengrößen von mindestens 10 Primärteilchen des anorganischen Feinpulvers, die an den Tonerteilchenoberflächen anhaften oder von diesen abgesondert sind, ist es möglich, die anzahlgemittelte Primärteilchengröße des anorganischen Feinpulvers zu erhalten.
  • Das anorganische Feinpulver kann beispielsweise Siliciumdioxid, Titanoxid, Aluminiumoxid oder ein zusammengesetztes Oxid von diesen umfassen. Es wird beispielsweise bevorzugt, dass der Toner Siliciumdioxid-Feinpulver enthält.
  • Als Siliciumdioxid- oder Kieselsäure-Feinpulver kann sowohl Trockenverfahren-Siliciumdioxid [oder Kieselpuder (Fumed Silica)], das durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids gebildet wird, als auch Nassverfahren-Siliciumdioxid, das aus Wasserglas gebildet wird, verwendet werden. Die Verwendung von Trockenverfahren-Siliciumdioxid wird jedoch im Hinblick darauf bevorzugt, dass es an der Oberfläche oder im Inneren weniger Silanolgruppen enthält und weniger Herstellungsrückstände vorhanden sind. Was ein zusammengesetztes Metalloxid anbetrifft, so kann bei der Herstellung von Trockenverfahren-Siliciumclioxid in Kombination mit einem Siliciumhalogenid ein anderes Metallhalogenid wie z.B. Aluminiumchlorid oder Titanchlorid verwendet werden, um ein zusammengesetztes Pulver aus Siliciumdioxid und einem anderen Metalloxid zu erhalten.
  • So ein anorganisches Feinpulver, das eine mittlere Primärteilchengröße von 4 bis 80 nm hat, kann vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 8 Masseteilen und insbesondere 0,1 bis 3,0 Masseteilen je 100 Masseteile der Tonerteilchen zugesetzt werden. Bei weniger als 0,01 Masseteilen ist die Wirkung des Zusatzes nicht ausreichend, und bei mehr als 8,0 Masseteilen zeigt der erhaltene Toner leicht eine schlechtere Fixierbarkeit.
  • Im Hinblick auf das Verhalten bzw. die Eigenschaften in einer Umgebung mit hoher Temperatur/hoher Feuchtigkeit wird es bevorzugt, dass das anorganische Feinpulver derart hydrophobiert worden ist, dass es einen durch den Methanoltitrationstest gemessenen Hydrophobiegrad im Bereich von 30 bis 80 zeigt. Wenn das mit Tonerteilchen vermischte anorganische Feinpulver Feuchtigkeit aufnimmt, wird die triboelektrische Aufladbarkeit des Toners deutlich verschlechtert, so dass leicht ein Verstreuen von Toner verursacht wird.
  • Beispiele für solche Hydrophobierbehandlungsmittel können Siliconlack, verschiedene modifizierte Siliconlacke, Siliconöl, verschiedene modifizierte Siliconöle, Silanverbindungen, Silan-Haftmittel und ferner andere organische Siliciumverbindungen und organische Titanverbindungen umfassen.
  • Bestimmte Beispiele für das Behandlungsmittel können Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, α-Chlorethyltrichlorsilan, β-Chlorethyltrichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilylmercaptane wie z.B. Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylate, Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3-Diphenyltetramethyldisiloxan und Dimethylpolysiloxane mit 2 bis 12 Siloxaneinheiten je Molekül, die an den endständigen Einheiten jeweils eine an Si gebundene Hydroxylgruppe enthalten; Dimethylsiliconöl, Methylphenylsiliconöl, α-methylstyrolmodifiziertes Siliconöl, Chlorphenylsiliconöl und fluorhaltiges Siliconöl umfassen. Diese Behandlungsmittel können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
  • Von den vorstehend erwähnten wird die Behandlung mit Siliconöl bevorzugt. Es wird besonders bevorzugt, dass anorganisches Feinpulver gleichzeitig mit einer Behandlung mit einer Silanverbindung usw. oder danach mit Siliconöl hydrophobiert wird, damit sogar in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit eine hohe Aufladbarkeit des Toners aufrechterhalten und ein Verstreuen von Toner verhindert wird.
  • Im Einzelnen wird das anorganische Feinpulver bei so einer kombinierten Behandlung zuerst mit einer Silanverbindung usw. silyliert, um die Silanolgruppen zu entfernen, und dann mit einer dünnen, hydrophoben Siliconölschicht beschichtet.
  • Siliconöl, das zu dem vorstehend erwähnten Zweck verwendet wird, kann vorzugsweise bei 25 °C eine Viskosität von 10 bis 200.000 mm2/s und insbesondere von 3000 bis 80.000 mm2/s haben. Bei weniger als 10 mm2/s besteht die Neigung, dass das behandelte anorganische Feinpulver mangelnde Stabilität hat und zu einem Toner führt, der eine schlechtere Bildqualität liefert, wenn er thermisch oder mechanisch beansprucht wird. Bei mehr als 200.000 mm2/s ist wahrscheinlich, dass eine gleichmäßige Behandlung mit dem Siliconöl schwierig ist.
  • Die Behandlung mit Siliconöl kann z.B. durch direktes Vermischen von anorganischem Feinpulver, das schon mit einer Silanverbindung behandelt worden ist, mit Siliconöl durch einen Mischer wie z.B. einen Henschel-Mischer; durch Aufsprühen von Siliconöl auf anorganisches Feinpulver oder durch Vermischen von anorganischem Feinpulver mit Siliconöl, das in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert worden ist, worauf Entfernung des Lösungsmittels folgt, durchgeführt werden. Im Hinblick auf die Bildung von verhältnismäßig weniger Agglomeraten des anorganischen Feinpulvers wird die Anwendung einer Sprühvorrichtung bevorzugt.
  • Das anorganische Feinpulver kann vorzugsweise mit 1 bis 23 Masseteilen und insbesondere 5 bis 20 Masseteilen Siliconöl je 100 Masseteile des Feinpulvers behandelt werden. Im Fall einer zu geringen Siliconölmenge ist es wahrscheinlich, dass kein ausreichender Hydrophobiegrad erzielt wird, und übermäßiges Siliconöl führt leicht zu einem Toner, der Schleier verursacht.
  • Das anorganische Feinpulver, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise eine durch Stickstoffadsorption gemäß dem BET-Mehrpunktverfahren mit einem Gerät zur Messung der spezifischen Oberfläche (z.B. "AUTOSORB 1", hergestellt durch Yuasa Ionics K.K.) gemessene spezifische Oberfläche (SET) von mindestens 30 m2/g, insbesondere von mindestens 50 m2/g und vor allem von 50 bis 250 m2/g haben.
  • Die Tonerteilchen, mit denen der Toner der vorliegenden Erfindung gebildet wird, können entweder magnetisch oder nichtmagnetisch sein. Im Fall eines magnetischen Toners wird es bevorzugt, dass die Tonerteilchen eine mittlere Zirkularität (Cav) von mindestens 0,970 haben und der Toner eine bei einer magnetischen Feldstärke von 79,6 kA/m (1000 Oersted) gemessene Magnetisierung von 10 bis 50 Am2/kg (emE/g) hat, damit die Menge des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners und die Schleier bildung vermindert und eine gute Aufladbarkeit aufrechterhalten wird.
  • Im Fall der Verwendung magnetischer Tonerteilchen bei einem als Beispiel dienenden Bilderzeugungsverfahren können die Feinteilchen vorzugsweise nichtmagnetisch sein, weil erwartet wird, dass die Feinteilchen zusammen mit den Tonerteilchen auf das Bildträgerelement fliegen bzw. überspringen. Wenn die Feinteilchen magnetisch sind, können sie nicht leicht durch Fliegen von dem Tonerträgerelement, das bei dem Verfahren der Entwicklung mit einem magnetischen Einkomponentenentwickler angewendet wird, übertragen werden.
  • Die mittlere Zirkularität (Cav) wird als quantitatives Maß zur Beurteilung von Teilchengestalten angewendet und basiert auf Werten, die unter Anwendung eines Durchfluss-Teilchenbildanalysators ("FPIA-1000", hergest. durch Toa Iyou Denshi K.K.) gemessen werden. Die Zirkularität (Ci) jedes einzelnen Teilchens [das einen Durchmesser eines äquivalenten Kreises (DCE) von mindestens 3,0 μm hat] wird gemäß der nachstehenden Gleichung (1) ermittelt, und die Zirkularitätswerte (Ci) werden addiert und durch die Gesamtzahl der Teilchen (m) dividiert, um die mittlere Zirkularität (Cav) zu ermitteln, wie es in der nachstehenden Gleichung (2) gezeigt ist: Zirkularität Ci = L0/L, ...(1)worin L die Umfangslänge eines projizierten Teilchenbildes bezeichnet und L0 die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der dieselbe Fläche hat wie das projizierte Teilchenbild.
  • Figure 00420001
  • Zur tatsächlichen Berechnung der mittleren Zirkularität (Cav) wurden übrigens die gemessenen Zirkularitätswerte (Ci) der einzelnen Teilchen in 61 Gruppen im Zirkularitätsbereich von 0,40 bis 1,00, d.h. von 0,400 bis 0,410, 0,410 bis 0,420, ..., 0,990 bis 1,000 (wobei für jeden Bereich die Obergrenze nicht eingeschlossen ist) und 1,000, 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 (Cav) mit einem Wert der mittleren Zirkularität, der [gemäß der vorstehenden Gleichung (2)] als arithmetisches Mittel von Zirkularitätswerten (Ci) 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 vorstehend erwähnte FPIA-Messung wird im Einzelnen in der folgenden Weise durchgeführt. In 10 ml Wasser, die etwa 0,1 mg eines Tensids enthalten, werden etwa 5 mg einer Probe des magnetischen Toners dispergiert und 5 min lang einer Dispergierbehandlung unter Anwendung von Ultraschallwellen (20 kHz, 50 W) unterzogen, um eine Probendispersionsflüssigkeit zu bilden, die 5000 bis 20.000 Teilchen/μl enthält. Die Probendispersionsflüssigkeit wird der FPIA-Analyse unterzogen, um die mittlere Zirkularität (Cav) in Bezug auf Teilchen mit DCE ≥ 3,0 μm zu messen.
  • Die hierin angewandte mittlere Zirkularität (Cav) ist ein Maß für die Rundheit, wobei eine Zirkularität von 1,00 bedeutet, dass die magnetischen Tonerteilchen die Gestalt einer vollkommenen Kugel haben, und eine niedrigere Zirkularität eine komplizierte Teilchengestalt des Toners bedeutet.
  • Bei der vorstehend erwähnten FPIA-Messung werden nur die Teilchen, die einen Durchmesser des äquivalenten Kreises (DCE) von mindestens 3,0 μm haben, der Zirkularitätsmessung unterzogen. Dies liegt daran, dass die Teilchen mit DCE < 3 μm zusätzlich zu den Tonerteilchen einen wesentlichen Anteil von äußeren Zusatzteilchen wie z.B. den wolframhaltigen Zinnoxid-Feinteilchen und dem anorganischen Feinpulver enthalten können, die die Messung der Zirkularität der Tonerteilchen stören können. Die Magnetisierungswerte, die hierin beschrieben werden, basieren auf Werten, die unter Anwendung eines Schwingproben-Magnetometers ("VSMP-1-10", hergestellt durch Toei Kogyo K.K.) unter einem äußeren Feld von 79,6 kA/m bei Raumtemperatur (25 °C) gemessen werden.
  • Der Toner der vorliegenden Erfindung kann durch das Pulverisierverfahren oder das Polymerisationsverfahren hergestellt werden.
  • Zuerst wird die Herstellung durch das Pulverisierverfahren beschrieben.
  • Tonerbestandteile einschließlich eines Bindemittelharzes, eines Farbmittels (das ein magnetisches Material sein kann) und wahlweise eines Trennmittels, eines Ladungssteuerungsmittels und anderer Zusatzstoffe (die möglicherweise die vorstehend erwähnten Feinteilchen umfassen) werden mit einem Mischgerät wie z.B. einem Henschel-Mischer oder einer Kugelmühle ausreichend vermischt und mit einer Heißknetmaschine wie z.B. Heißwalzen, einem Kneter oder einem Extruder schmelzgeknetet. Das schmelzgeknetete Produkt wird nach Abkühlung pulverisiert, klassiert und wahlweise einer Oberflächenbehandlung unterzogen, um Tonerteilchen zu erhalten. Die erhaltenen Tonerteilchen können mit den vorstehend erwähnten Feinteilchen, dem anorganischen Feinpulver usw. vermischt werden, um einen Toner zu erhalten. Das Klassieren und die Oberflächenbehandlung können in der erwähnten Reihenfolge oder in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Bei dem Klassierschritt wird im Hinblick auf den Herstellungswirkungsgrad die Anwendung eines Mehrkammersichters bevorzugt. Das Pulverisieren kann unter Anwendung einer bekannten Pulverisiermühle wie z.B. einer mechanischen Prall- bzw. Schlägermühle, einer Strahl(prall)mühle usw. durchgeführt werden.
  • Beispiele für das Bindemittelharz, das zur Herstellung von Tonerteilchen durch das Pulverisierverfahren verwendet wird, können Homopolymere von Styrol und seinen Substitutionsderivaten wie z.B. Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol und Polyvinyltoluol; Styrolcopolymere wie z.B. Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymer, Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymer, Sty rol-Acrylat-Copolymer, Styrol-Methacrylat-Copolymer, Styrol-α-Chlormethacrylat-Copolymer, Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Styrol-Vinylmethylether-Copolymer, Styrol-Vinylethylether-Copolymer, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Isopren-Copolymer und Styrol-Acrylnitril-Indem-Copolymer; Polyvinylchlorid, Phenolharz, naturharzmodifiziertes Phenolharz, Acrylharz, Methacrylatharz, Polyvinylacetat, Siliconharz, Polyesterharz, Polyurethan, Polyamidharz, Furanharz, Epoxyharz, Xylolharz, Polyvinylbutyral, Terpenharz, Cumaron-Indenharz und Petrolharz umfassen.
  • Im Fall der Verwendung eines Styrolcopolymers als Bindemittelharz kann das Styrolcopolymer eine Vernetzungsstruktur enthalten, die durch Verwendung eines vernetzenden Monomers erhalten wird. Beispiele für das vernetzende Monomer, die nachstehend aufgeführt werden, sind aromatische Divinylverbindungen wie z.B. Divinylbenzol und Divinylnaphthalin; Diacrylatverbindungen, die mit einer Alkylkette verbunden sind, wie z.B. Ethylenglykolcliacrylat, 1,3-Butylenglykoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,5-Pentandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat und Neopentylglykoldiacrylat und Verbindungen, die erhalten werden, indem die Acrylatgruppen in den vorstehenden Verbindungen durch Methacrylatgruppen ersetzt werden; Diacrylatverbindungen, die mit einer Alkylkette, die eine Etherbindung einschließt, verbunden sind, wie z.B. Diethylenglykoldiacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Tetraethylenglykoldiacrylat, Polyethylenglykol-#400-diacrylat, Polyethylenglykol-#600-diacrylat, Dipropylenglykoldiacrylat und Verbindungen, die erhalten werden, indem die Acrylatgruppen in den vorstehenden Verbindungen durch Methacrylatgruppen ersetzt werden; Diacrylatverbindungen, die mit einer Kette, die eine aromatische Gruppe und eine Etherbindung einschließt, verbunden sind, wie z.B. Polyoxyethylen(2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propandiacrylat, Polyoxyethylen(4)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propandiacrylat und Verbindungen, die erhalten werden, indem die Acrylatgruppen in den vorstehenden Verbindungen durch Methacrylatgruppen ersetzt werden; und Diacrylatverbindungen vom Polyestertyp wie z.B. eine, die unter dem Handelsnamen MANDA (erhältlich von Nihon Kayaku K.K.) bekannt ist; polyfunktionelle Vernetzungsmittel wie z.B. Pentaerythrittriacrylat, Trimethylolethantriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetramethylolmethantetraacrylat, Oligoesteracrylat und Verbindungen, die erhalten werden, indem die Acrylatgruppen in den vorstehenden Verbindungen durch Methacrylatgruppen ersetzt werden; Triallylcyanurat und Triallyltrimellitat.
  • Für die Bildung des Vinylharzes oder der Vinylpolymereinheit kann so ein Vernetzungsmittel in einer Menge von 0,01 bis 10 Masseteilen und vorzugsweise 0,03 bis 5 Masseteilen (je 100 Masseteile) der anderen Monomere verwendet werden.
  • Von den vernetzenden Monomeren werden insbesondere aromatische Divinylverbindungen, vor allem Divinylbenzol, und Diacrylatverbindungen, die mit einer Rette, die eine aromatische Gruppe und eine Etherbindung einschließt, verbunden sind, bevorzugt, damit dem resultierenden Polymer eine gute Fixierbarkeit und Beständigkeit gegen Abschmutzen erteilt werden.
  • Styrolcopolymere können z.B. durch Massepolymerisation, Lösungspolymerisation, Suspensionspolymerisation oder Emulsionspolymerisation synthetisiert werden.
  • Bei der Verwendung eines Polyesterharzes als Bindemittelharz kann das Polyesterharz vorzugsweise 45 bis 55 Mol% einer Alkoholkomponente und 55 bis 45 Mol% einer Säurekomponente enthalten.
  • Beispiele für die Alkoholkomponente können Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, 2-Ethyl-1,3-hexandiol, hydriertes Bisphenol A, Bisphenolderivate und mehrwertige Alkohole wie z.B. Glycerin, Sorbit und Sorbitan umfassen.
  • Beispiele für die zweibasige Carbonsäure, die mindestens 50 Mol% der gesamten Säurekomponente ausmacht, können Benzoldicarbonsäuren und Anhydride davon wie z.B. Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und Phthalsäureanhydrid; Alkyldicarbon säuren wie z.B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure und ihre Anhydride, C6- bis C18-alkyl- oder alkenylsubstituierte Bernsteinsäuren und ihre Anhydride und ungesättigte Dicarbonsäuren wie z.B. Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itaconsäure und ihre Anhydride umfassen. Ferner können Carbonsäuren mit 3 oder mehr Carboxylgruppen Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Benzophenontetracarbonsäure und ihre Anhydride umfassen.
  • Eine besonders bevorzugte Gruppe von Alkoholkomponenten für die Bildung des Polyesterharzes sind Bisphenolderivate, und bevorzugte Beispiele für Säurekomponenten können Dicarbonsäuren einschließlich Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und ihrer Anhydride; Bernsteinsäure, n-Dodecenylbernsteinsäure und ihrer Anhydride, Fumarsäure, Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid und Tricarbonsäuren wie z.B. Trimellithsäure und ihr Anhydrid umfassen.
  • Als Nächstes wird die Herstellung der Tonerteilchen durch das Polymerisationsverfahren z.B. unter Bezugnahme auf das Suspensionspolymerisationsverfahren beschrieben.
  • Ein polymerisierbares Monomer für die Bildung eines Bindemittelharzes, ein Farbmittel (oder ein magnetisches Material) und wahlweise ein Polymerisationsinitiator, ein Vernetzungsmittel, ein Ladungssteuerungsmittel, ein Trennmittel, ein Weichmacher und gegebenenfalls andere Zusatzstoffe werden mit einem Dispergiergerät wie z.B. einem Homogenisator, einer Kugelmühle, einer Kolloidmühle oder einem Ultraschall-Dispergiergerät gleichmäßig gelöst und/oder dispergiert, um eine Monomermischung zu bilden, die dann in einem wässrigen Medium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, suspendiert oder einer Tröpfchenbildung unterzogen wird. Der Polymerisationsinitiator kann dem polymerisierbaren Monomer gleichzeitig mit den anderen Zusatzstoffen zugesetzt oder unmittelbar vor dem Suspendieren in das wässrige Medium hineingegeben werden. Es ist ferner möglich, dass dem Polymerisationssystem nach der Tröpfchenbildung und vor der Einleitung der Polymerisation eine Lösung so eines Polymerisations initiators in einem polymerisierbaren Monomer oder einem Lösungsmittel zugesetzt wird.
  • In dem Polymerisationsschritt kann die Polymerisationstemperatur auf mindestens 40 °C und im Allgemeinen im Bereich von 50 bis 90 °C eingestellt werden. Durch Polymerisation in diesem Temperaturbereich kann das Trennmittel oder das Wachs, das in das Innere der Tonerteilchen eingeschlossen werden soll, durch Phasentrennung ausgefällt werden, wodurch ein vollständigeres Einschließen erlaubt wird. Um einen restlichen Anteil des polymerisierbaren Monomers zu verbrauchen, ist es möglich, dass die Reaktionstemperatur im Endstadium der Polymerisation auf 90 bis 150 °C erhöht wird. Nach der Polymerisationsreaktion wird die Suspensionsflüssigkeit abgekühlt, und das Polymerisationsprodukt wird daraus durch Filtrieren gewonnen, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei Tonerteilchen gewonnen werden, die dann mit äußeren Zusatzstoffen wie z.B. den vorstehend erwähnten Feinteilchen und anorganischem Feinpulver vermischt werden, um einen Toner gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
  • Beispiele für das polymerisierbare Monomer umfassen Styrolmonomere wie z.B. Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxystyrol und p-Ethylstyrol; Acrylatester wie z.B. Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, n-Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat und Phenylacrylat; Methacrylatester wie z.B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat; Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid. Diese Monomere können einzeln oder in Form einer Mischung verwendet werden. Von diesen kann vorzugsweise Styrol oder ein Styrolderivat einzeln oder in Form einer Mischung mit einem anderen Monomer verwendet werden, damit ein Toner mit einem guten Entwicklungsverhalten und einem guten Verhalten bei der kontinuierlichen Bilderzeugung erzielt wird.
  • Es ist möglich, dass in die Monomermischung ein Harz eingemischt wird. Beispielsweise kann zur Einführung eines Polymers mit einer hydrophilen funktionellen Gruppe wie z.B. einer Amino-, Carboxyl-, Hydroxyl-, Sulfon-, Glycidyl- oder Nitrilgruppe, dessen Monomer wegen seiner Wasserlöslichkeit, die zu einer Emulsionspolymerisation führt, für die Verwendung in einem wässrigen Suspensionssystem nicht geeignet ist, so eine Polymereinheit in Form eines Copolymers (eines statistischen Copolymers, eines Block- oder eines Pfropfcopolymers) des Monomers mit einem anderen Vinylmonomer wie z.B. Styrol oder Ethylen oder eines Polykondensats wie z.B. eines Polyesters oder Polyamids oder eines Polyadditionspolymers wie z.B. eines Polyethers oder Polyimins in die Monomermischung eingemischt werden. Wenn ein Polymer, das so eine polare funktionelle Gruppe hat, in die Monomermischung aufgenommen wird, um in das Tonerteilchenprodukt eingemischt bzw. eingebaut zu werden, wird die Phasentrennung des Wachses gefördert, wodurch die Einkapselung des Wachses verbessert wird, so dass ein Toner erhalten wird, der in Bezug auf Beständigkeit gegen Abschmutzen, Beständigkeit gegen Zusammenbacken und Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur verbessert ist. So ein polares Polymer kann vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 20 Masseteilen je 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers verwendet werden. Bei weniger als 1 Masseteil ist die Wirkung des Zusatzes gering, und bei mehr als 20 Masseteilen wird die Entwicklung der physikalischen Eigenschaften des resultierenden Polymerisationstoners schwierig. Das Polymer, das so eine polare funktionelle Gruppe hat, kann vorzugsweise eine mittlere Molmasse von mindestens 5000 haben. Wenn die mittlere Molmasse unter 5000 und insbesondere unter 4000 liegt, ist das Polymer an der Oberfläche des Tonerteilchenprodukts übermäßig angereichert, wodurch das Entwicklungsverhalten und die Beständigkeit gegen Zusammenbacken des Toners beeinträchtigt werden. Als polares Harz wird vor allem ein Polyesterharz bevorzugt.
  • Ferner ist es zum Dispergieren der Bestandteile, zur Verbesserung des Bilderzeugungsverhaltens usw. auch möglich, dass ein anderes Harz als das vorstehend erwähnte eingemischt wird. Beispiele für so ein Harz können Homopolymere von Styrol und sei nen Substitutionsderivaten wie z.B. Polystyrol und Polyvinyltoluol; Styrolcopolymere wie z.B. Styrol-Propylen-Copolymer, Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymer, Styrol-Methylacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylacrylat-Copolymer, Styrol-Butylacrylat-Copolymer, Styrol-Octylacrylat-Copolymer, Styrol-Dimethylaminoethylacrylat-Copolymer, Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer, Styrol-Vinylmethylether-Copolymer, Styrol-Vinylethylether-Copolymer, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Isopren-Copolymer, Styrol-Maleinsäure-Copolymer und Styrol-Maleinsäureester-Copolymer; Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylbutyral, Siliconharze, Polyesterharz, Polyamidharz, Epoxyharz, Polyacrylsäureharz, Terpentinharz, modifiziertes Terpentinharz, Terpenharz, Phenolharz, aliphatisches und alicyclisches Kohlenwasserstoffharz und Petrolharz umfassen. Diese Harze können einzeln oder in Form einer Mischung verwendet werden. Das Harz kann vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 20 Masseteilen je 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers zugesetzt werden. Bei weniger als 1 Masseteil ist die Wirkung des Zusatzes gering, und bei mehr als 20 Masseteilen ist es wahrscheinlich, dass die Entwicklung verschiedener physikalischer Eigenschaften des resultierenden Polymerisationstoners schwierig ist.
  • Beispiele für den Polymerisationsinitiator können Polymerisationsinitiatoren vom Azo- oder Bisazotyp wie z.B. 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutyronitril, 1,1'-Azobis(cyclohexan-2-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril, Azobisisobutyronitril und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxidtyp wie z.B. Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid und Lauroylperoxid umfassen.
  • Die polymerisierbare Monomermischung kann ferner ein Vernetzungsmittel in einem Anteil von vorzugsweise 0,001 bis 15 Masse% des polymerisierbaren Monomers enthalten. Das Vernetzungs mittel kann vorzugsweise eine Verbindung umfassen, die mindestens zwei polymerisierbare Doppelbindungen hat, und 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 3 oder mehr Vinylgruppen umfassen. Diese können einzeln oder in Form einer Mischung verwendet werden.
  • Bei dem Suspensionspolymerisationsverfahren kann als Dispersionsstabilisator ein bekanntes Tensid oder ein organisches oder anorganisches Dispergiermittel verwendet werden. Von diesem kann im Hinblick auf die Stabilität der Dispersion vorzugsweise ein anorganisches Dispergiermittel verwendet werden. Beispiele für das anorganische Dispergiermittel können Phosphate mehrwertiger Metalle wie z.B. Calciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat und Zinkphosphat; Carbonate wie z.B. Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat; anorganische Salze wie z.B. Calciummetasilicat, Calciumsulfat und Bariumsulfat und anorganische (Hydr)oxide wie z.B. Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Siliciumdioxid, Bentonit und Aluminiumoxid umfassen. Diese anorganischen Dispergiermittel können einzeln oder in Form einer Kombination von zwei oder mehr Arten in einer Menge von 0,2 bis 20 Masseteilen je 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers verwendet werden. Um Tonerteilchen mit einer noch kleineren mittleren Größe zu erhalten, ist es auch möglich, dass in Kombination 0,001 bis 0,1 Masseteile eines Tensids verwendet werden. Beispiele für das Tensid können Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Natriumstearat und Kaliumstearat umfassen.
  • Der Toner der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise ein Ladungssteuerungsmittel im Inneren der Tonerteilchen (innerer Zusatz) enthalten. Durch Verwendung eines Ladungssteuerungsmittels wird es möglich, in Abhängigkeit von dem Entwicklungssystem eine optimale Ladungssteuerung zu verwirkichen. Im Einzelnen wird es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, für ein noch stabileres Gleichgewicht zwischen der Teilchengrößenverteilung und der Aufladbarkeit zu sorgen.
  • Beispiele für positive Ladungssteuerungsmittel können Nigrosin und mit Metallsalzen aliphatischer Säuren modifizierte Produkte davon, quaternäre Ammoniumsalze wie z.B. Tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphtholsulfonat, Tetrabutylammoniumtetrafluoroborat und Imidazolverbindungen umfassen, die einzeln oder in Form einer Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden können. Von den vorstehend erwähnten Ladungssteuerungsmitteln werden vor allem Nigrosinverbindungen und quaternäre Ammoniumsalze bevorzugt. Es ist auch möglich, dass ein Homopolymer eines Dialkylaminoethyl(meth)acrylats oder ein Copolymer davon mit einem anderen polymerisierbaren Monomer wie z.B. Styrol oder (Meth)acrylat verwendet wird, wobei diese auch verwendet werden können, um das gesamte Bindemittelharz oder einen Teil davon zu bilden.
  • Ein wirksames negatives Ladungssteuerungsmittel kann ein metallorganischer Komplex oder eine metallorganische Chelatverbindung sein, und Beispiele dafür können Monoazo-Metallkomplexe, Acetylaceton-Metallkomplexe und Metallkomplexe aromatischer Hydroxycarbonsäuren und aromatischer Dicarbonsäuren umfassen. Andere Beispiele können Metallsalze, Anhydride und Ester von aromatischen Hydroxycarbonsäuren und aromatischen Mono- oder Polycarbonsäuren und Phenolderivate wie z.B. Bisphenol umfassen.
  • Die vorstehend erwähnten Ladungssteuerungsmittel (diejenigen, die nicht als Bindemittelharz wirken) können vorzugsweise in Form von Feinteilchen verwendet werden, die eine anzahlgemittelte Teilchengröße von höchstens 4 μm und insbesondere höchstens 3 μm haben. Im Fall des inneren Zusatzes kann so ein Ladungssteuerungsmittel vorzugsweise in einem Anteil von 0,1 bis 20 Masseteilen, insbesondere 0,1 bis 10 Masseteilen und vor allem 0,1 bis 5 Masseteilen je 100 Masseteile des Bindemittelharzes verwendet werden.
  • Wenn der Toner als magnetischer Toner gebildet wird, kann dafür gesorgt werden, dass er ein magnetisches Material enthält. Beispiele für ein magnetisches Material können Eisenoxide wie z.B. Magnetit [Eisen(II,III)-oxid] und Maghemit; Eisenoxide, die ein anderes Metalloxid enthalten; Metalle wie z.B. Fe, Co und Ni und Legierungen dieser Metalle mit anderen Metallen wie z.B. Al., Co, Cu, Pb, Mg, Ni, Sn, Zn, Sb, Se, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W und V und Mischungen der vorstehend erwähnten magnetischen Materialien umfassen.
  • Bestimmte Beispiele für das magnetische Material können Trieisentetroxid (Fe3O4), Dieisentrioxid (γ-Fe2O3), Eisenzinkoxid (ZnFe2O4), Eisenyttriumoxid (Y3Fe5O12), Eisencadmiumoxid (CdFe2O4), Eisengadoliniumoxid (Gd3Fe5O12), Eisenkupferoxid (CuFe2O4), Eisenbleioxid (PbFe12O19), Eisennickeloxid (NiFe2O4), Eisenneodymiumoxid (NdFe2O4), Eisenbariumoxid (BaFe12O19), Eisenmagnesiumoxid (MgFe2O4), Eisenmanganoxid (MnFe2O4), Lanthaneisenoxid (LaFeO3), Eisenpulver (Fe), Cobaltpulver (Co) und Nickelpulver (Ni) umfassen. Diese magnetischen Materialien können einzeln oder in Form einer Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Besonders geeignete magnetische Materialien können pulverförmiges Trieisentetroxid und γ-Dieisentrioxid umfassen. Das magnetische Material kann in einer Menge von 16 bis 200 Masseteilen und vorzugsweise 20 bis 150 Masseteilen je 100 Masseteile des Bindemittelharzes enthalten sein.
  • Der Toner der vorliegenden Erfindung enthält ein Farbmittel, das auch ein bisher bekannter Farbstoff und/oder ein bisher bekanntes Pigment sein kann. Beispiele für so ein bekanntes Farbmittel können Ruß, Phthalocyaninblau, Peacock Blue, Permanentrot, Lackrot, Rhodamin-Farblack, Hansagelb, Permanentgelb und Benzidingelb umfassen. So ein nichtmagnetisches Farbmittel kann in einer Menge von 0,1 bis 20 Masseteilen und vorzugsweise 0,5 bis 20 Masseteilen je 100 Masseteile des Bindemittelharzes verwendet werden. Ferner wird es zur Erzielung einer Overheadfolie (OHP-Folie), die ein fixiertes Tonerbild trägt und eine gute Lichtdurchlässigkeit zeigt, bevorzugt, dass höchstens 12 Masse teile und insbesondere 0,5 bis 9 Masseteile so eines Farbmittels je 100 Masseteile des Bindemittelharzes verwendet werden.
  • Es wird auch bevorzugt, dass in die Tonerteilchen gewünschtenfalls ein Trennmittel eingemischt wird.
  • Als Beispiel für so ein Trennmittel kann
    Figure 00540001
    worin X eine Alkylengruppe oder Alkenylengruppe mit 5 bis 30 Kohlenstoffatomen, die mindestens eine Seitenkette mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen hat, bezeichnet, erwähnt werden.
  • Das Polyesterharz kann vorzugsweise 40 bis 60 Mol% und insbesondere 45 bis 55 Mol% Alkohol sowie 60 bis 40 Mol% und insbesondere 55 bis 45 Mol% Säure umfassen. Es wird bevorzugt, dass es einen mehrwertigen Alkohol und/oder eine mehrbasige Carbonsäure mit mindestens 3 funktionellen Gruppen in einem Anteil von 5 bis 60 Mol% der gesamten Alkoholkomponente und Säurekomponente enthält.
  • Das Polyesterharz kann durch gewöhnliche Polykondensation hergestellt werden.
  • Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Wachs enthalten. Beispiele für das Wachs können aliphatische Kohlenwasserstoffwachse wie z.B. Fischer-Tropsch-Wachs, niedermolekulares Polyethylen, niedermolekulares Polypropylen, Polyolefincopolymere, Polyolefinwachs, mikrokristallines Wachs und Paraffinwachs; Oxide aliphatischer Kohlenwasserstoffwachse wie z.B. oxidiertes Polyethylenwachs und Blockcopolymere von diesen; Wachse, die hauptsächlich aus Estern aliphatischer Säuren bestehen, wie z.B. Carnaubawachs, Sasolwachs und Montanatwachs; und partiell oder vollständig entsäuerte Ester aliphatischer Säuren wie z.B. entsäuertes Carnaubawachs umfassen. Weitere Beispiele können gesättigte, lineare aliphatische Säuren wie z.B. Palmitinsäure, Stearinsäure und Montansäure; ungesättigte aliphatische Säuren wie z.B. Brassidinsäure, Elaeostearinsäure und Parinarsäure; gesättigte Alkohole wie z.B. Stearylalkohol, Eicosylalkohol, Behenylalkohol, Carnaubylalkohol, Cerylalkohol und Melissylalkohol; langkettige Alkylalkohole; 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 aliphatischer 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, Zinkstearat und Magnesiumstearat; Wachse, die durch Aufpfropfen von Vinylmonomeren wie z.B. Styrol und Acrylsäure auf aliphatische Kohlenwasserstoffwachse erhalten werden; Produkte der partiellen Veresterung 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. So ein Trennmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 20 Masseteilen und insbesondere 0,5 bis 10 Masseteilen je 100 Masseteile des Bindemittelharzes verwendet werden.
  • Das Wachs, das in dem Toner der vorliegenden Erfindung enthalten ist, kann vorzugsweise ein derartiges thermisches Verhalten zeigen, dass es auf einer durch Differenzialabtastkalorimetrie bzw. dynamische Differenz-Kalorimetrie (DSC) gemessenen DSC-Kurve bei Temperaturerhöhung eine im Bereich von 60 bis 140 °C und insbesondere 60 bis 120 °C liegende Temperatur beim Hauptpeak der Wärmeabsorption bzw. Wärmeaufnahme und ferner auf einer DSC-Kurve bei Temperaturabnahme eine im Bereich von 60 bis 150 °C und insbesondere 60 bis 130 °C liegende Temperatur beim Hauptpeak der Wärmeentwicklung liefert.
  • Der Toner der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine Glasumwandlungstemperatur von 45 bis 80 °C und insbesondere von 50 bis 70 °C zeigen. Ähnlich wie das vorstehend erwähnte Wachs kann der Toner vorzugsweise auf einer durch dynamische Differenz-Kalorimetrie (DSC) gemessenen DSC-Kurve bei Temperaturerhöhung eine im Bereich von 60 bis 140 °C und insbesondere 60 bis 120 °C liegende Temperatur beim Hauptpeak der Wärmeabsorption bzw. Wärmeaufnahme und ferner auf einer DSC-Kurve bei Temperaturabnahme eine im Bereich von 60 bis 150 °C und insbesondere 60 bis 130 °C liegende Temperatur beim Hauptpeak der Wärmeentwicklung zeigen. Der Toner kann vorzugsweise eine derartige durch GPC (Gel-Permeationschromatographie) gemessene Molmassenverteilung zeigen, dass er eine anzahlgemittelte Molmasse (Mn) von 1000 bis 50.000 und eine massegemittelte Molmasse (Mw) von 6 × 103 bis 1 × 106 liefert. Der Toner kann auch vorzugsweise eine Säurezahl von höchstens 90 mg KOH/g und insbesondere von höchstens 50 mg KOH/g zeigen.
  • Die hierin beschriebenen DSC-Werte basieren auf Werten, die unter Anwendung eines Kalorimeters für Differenzialabtastkalorimetrie bzw. dynamische Differenz-Kalorimetrie ("DSC-7", hergestellt durch Perkin-Elmer Corp.) unter den folgenden Bedingungen gemessen werden:
    Probe: 5 bis 20 mg, vorzugsweise 10 mg
  • Temperaturzyklus:
    Erhitzen I (20 °C → 180 °C, Geschwindigkeit: 10 °C/min)
    Abkühlen I (180 °C → 10 °C, Geschwindigkeit: –10 °C/min)
    Erhitzen II (10 °C → 180 °C, Geschwindigkeit: 10 °C/min)
  • Für die Messung wird eine Probe auf eine Aluminiumschale aufgelegt und zusammen mit einer als Vergleichsprobe dienenden leeren Aluminiumschale dem vorstehend erwähnten Temperaturzyklus unterzogen. Für die Tg-Messung wird eine bei dem vorstehend angegebenen Erhitzen II erhaltene DSC-Kurve angewendet. In gleichen Abständen von den zwei Basislinien vor und nach einem Wärmeabsorptions- bzw. Wärmeaufnahmepeak wird eine Zwischenlinie gezeichnet, und die Temperatur am Schnittpunkt der Zwischenlinie und der DSC-Kurve wird als Glasumwandlungstemperatur (Tg) angesehen.
  • <4> Als Beispiel dienendes Bilderzeugungsverfahren
  • Das als Beispiel dienende Bilderzeugungsverfahren, das hierin beschrieben wird, ist durch die Anwendung einer Kontaktaufladeeinrichtung in Kombination mit dem vorstehend erwähnten Toner gekennzeichnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung einen Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung (oder Entwicklungs- und Reinigungsschritt), bei dem ein nach der Übertragung zurückgebliebener Toner (d.h. ein Toneranteil, der nach dem Übertragungsschritt auf dem Bildträgerelement zurückgeblieben ist) durch ein Tonerträgerelement zurückgewonnen wird.
  • Durch die Wahl des Kontaktaufladeschrittes, bei dem an ein Aufladeelement, das mit dem Bildträgerelement in Kontakt ist, während es einen Kontaktspalt oder einen Anstoßbereich mit dem Bildträgerelement bildet, eine Spannung angelegt wird, um das Bildträgerelement aufzuladen, können verschiedene Vorteile einschließlich der Erzeugung einer geringen Ozonmenge und eines niedrigen Stromverbrauches erzielt werden.
  • Durch Verwendung des Toners der vorliegenden Erfindung, der die vorstehend erwähnten Feinteilchen aus wolframhaltigem Zinnoxid oder einer wolframhaltigen Zinnverbindung enthält, werden die Feinteilchen, die in dem Toner enthalten sind, in dem Entwicklungsschritt von dem Tonerträgerelement auf das Bildträgerelement übertragen, und es wird bewirkt, dass sie sogar nach dem Übertragungsschritt auf dem Bildträgerelement zurückbleiben, so dass sie den Kontaktspalt erreichen und bei diesem vorhanden sind, um eine gleichmäßige Aufladung des Bildträgerelements mit dem Aufladeelement zu fördern, wodurch gute Bilder erzielt werden. Dieser Vorteil kann unabhängig von dem Vorhandensein oder Fehlen eines Reinigungsschrittes erzielt werden.
  • Eine bevorzugte Betriebsweise des als Beispiel dienenden Bilderzeugungsverfahrens, d.h. ein Bilderzeugungsverfahren mit einem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung (oder Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung) enthält ei nen Aufladeschritt, bei dem ein Bildträgerelement für elektrostatische Latentbilder aufgeladen wird, einen Schritt zur Erzeugung eines elektrostatischen Latentbildes, bei dem auf die aufgeladene Oberfläche des Bildträgerelements Bilddaten eingeschrieben werden, damit ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird, einen Entwicklungsschritt zum Sichtbarmachen des elektrostatischen Latentbildes mit einem Toner, der auf einem Tonerträgerelement getragen wird, damit auf dem Bildträgerelement ein Tonerbild erzeugt wird, und einen Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, wobei der vorstehend erwähnte Entwicklungsschritt auch als Reinigungsschritt zur Rückgewinnung eines nach dem Übertragungsschritt auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Toners wirkt. Die vorstehend erwähnten Schritte werden zur Erzeugung eines Tonerbildes auf dem übertragungs(bildempfangs)material wiederholt. In dem Aufladeschritt wird an das Aufladeelement, das mit dem Bildträgerelement in Kontakt ist, während es einen Kontaktspalt bildet, eine Spannung angelegt, um das Bildträgerelement aufzuladen, und die vorstehend erwähnten Feinteilchen, die in dem Toner enthalten sind, sind dadurch, dass sie in dem Entwicklungsschritt an dem Bildträgerelement anhaften und nach dem Übertragungsschritt auf dem Bildträgerelement zurückbleiben, mindestens bei dem Kontaktspalt oder in dessen Nähe vorhanden. Der Entwicklungsschritt ist ein Schritt, bei dem das elektrostatische Latentbild, das sich auf dem Bildträgerelement befindet, mit dem Toner entwickelt wird.
  • Zuerst wird das Verhalten des Toners und der elektrisch leitenden Feinteilchen bei so einem Verfahren mit einem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung beschrieben.
  • In dem Entwicklungsschritt wird während der Entwicklung eines elektrostatischen Latentbildes, das sich auf dem Bildträgerelement befindet, eine geeignete Menge der in dem Toner enthaltenen Feinteilchen zusammen mit dem Toner zu der Seite des Bildträgerelements übertragen. Das Tonerbild, das auf dem Bildträgerelement erzeugt worden ist, wird in dem Übertragungsschritt zu der Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials übertra gen. Ein Anteil der Feinteilchen haftet auch an der Seite des Übertragungs(bildempfangs)material an, jedoch haftet der Rest an dem Bildträgerelement an und wird dort gehalten. In dem Fall, dass die Übertragung bewirkt wird, während eine Übertragungsvorspannung angelegt wird, deren Polarität der Polarität des Toners entgegengesetzt ist, wird der Toner durch elektrostatische Anziehung bestimmt zu der Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials übertragen, während die Feinteilchen, die sich auf dem Bildträgerelement befinden, wegen ihrer Leitfähigkeit nicht unbedingt zur Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials übertragen werden, so dass ein Anteil davon am Übertragungs(bildempfangs)material anhaften kann, während der Rest davon am Bildträgerelement anhaftet und dort gehalten wird.
  • Bei dem Bilderzeugungssystem, bei dem keine Reinigungseinrichtung angewendet wird, werden der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner und die vorstehend erwähnten restlichen Feinteilchen, die sich nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement befinden, als solche zusammen mit der Drehung des Bildträgerelements befördert, so dass sie bei der Kontaktstelle zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement an dem Kontaktaufladeelement anhaften und diesem beigemischt werden. Dies hat zur Folge, dass die Kontaktaufladung des Bildträgerelements in Gegenwart der Feinteilchen bei der Kontaktstelle oder dem Kontaktspalt zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement bewirkt wird.
  • Wegen des Vorhandenseins der Feinteilchen werden zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement ein inniger Kontakt und ein niedriger Grad des Kontaktwiderstandes aufrechterhalten, so dass das Bildträgerelement durch das Kontaktaufladeelement gut aufgeladen wird.
  • Die Ladung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners, der an dem Kontaktaufladeelement anhaftet und diesem beigemischt wird, wird gleichmäßig gemacht, wobei sie eine Polarität erhält, die mit der Polarität der Aufladevorspannung identisch ist, und dieser Toner wird nach und nach von dem Kontakt aufladeelement auf das Bildträgerelement abgeladen, so dass er zusammen mit der Bewegung des Bildträgerelements die Entwicklungsstelle erreicht und in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zurückgewonnen wird.
  • Bei einer weiteren Wiederholung der Bilderzeugungszyklen werden die Feinteilchen, die in dem Toner enthalten sind und in dem Entwicklungsschritt auf das Bildträgerelement übertragen werden, als kontinuierliche Zufuhr über die Übertragungsstelle zu dem Aufladeabschnitt gebracht. Infolgedessen wird sogar in dem Fall, dass die Feinteilchen z.B. durch Herunterfallen weniger werden oder sich verschlechtern, eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens verhindert, so dass ein gutes Auf ladeverhalten stabil aufrechterhalten wird.
  • In dem Fall, dass so ein Toner, der Feinteilchen enthält, auf das Bilderzeugungsverfahren mit einem Entwicklungs- und Reinigungsschritt angewendet wird, besteht jedoch die Neigung, dass eine örtliche Anreicherung der Feinteilchen auftritt, die die Bildqualität deutlich beeinflusst. Wie vorstehend erwähnt wurde, haftet nach der Übertragung einer geeigneten Menge der in dem Toner enthaltenen Feinteilchen zu der Seite des Bildträgerelements in dem Entwicklungsschritt ein Anteil der Feinteilchen an der Seite des übertragungs(bildempfangs)materials an, während der Rest davon weiter auf dem Bildträgerelement gehalten wird und dort anhaftet. Im Fall der Übertragung unter Anlegen einer Übertragungsvorspannung werden die Tonerteilchen bestimmt zu der Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials angezogen und darauf übertragen, während die elektrisch leitenden Feinteilchen nicht unbedingt zu der Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials übertragen werden, sondern auf dem Bildträgerelement zurückbleiben, während ein Anteil davon an der Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials anhaftet.
  • Bei dem Bilderzeugungssystem, bei dem kein Reinigungsmechanismus angewendet wird, haften der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner und der vorstehend erwähnte Rest der Feinteilchen an dem Kontaktaufladeelement an und werden diesem beige mischt. In diesem Fall nimmt das Verhältnis der Menge der Feinteilchen zu der Menge des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners, der an dem Kontaktaufladeelement anhaftet und diesem beigemischt wird, wegen des Unterschiedes in der Übertragbarkeit zwischen den Feinteilchen und den Tonerteilchen im Vergleich zu dem Verhältnis in dem ursprünglichen Toner wesentlich zu. Die Feinteilchen, die in diesem Zustand an dem Kontaktaufladeelement anhaften und diesem beigemischt werden, werden zusammen mit dem nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner nach und nach auf das Bildträgerelement abgeladen und zusammen mit der Bewegung der Oberfläche des Bildträgerelements bewegt, so dass sie die Entwicklungsstelle erreichen und dort (zur Entwicklung und Reinigung) zurückgewonnen werden. Somit wird der Toner, der einen beträchtlich erhöhten Anteil der Feinteilchen enthält, in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zurückgewonnen, wodurch die örtliche Anreicherung der Feinteilchen gefördert wird, was in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit leicht zu einer beträchtlichen Verschlechterung der triboelektrischen Aufladbarkeit führt, die eine schlechtere Bildqualität wie z.B. eine beträchtliche Verminderung der Bilddichte zur Folge hat.
  • Wenn der Versuch gemacht wird, das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, indem zur Verminderung der örtlichen Anreicherung ähnlich wie bei einem herkömmlichen Bilderzeugungsgerät, das mit einem Reinigungsmechanismus ausgestattet ist, dafür gesorgt wird, dass die Feinteilchen fest an den Tonerteilchen anhaften, wird bewirkt, dass sich die Feinteilchen zusammen mit den Tonerteilchen zu der Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials bewegen und darauf übertragen werden, so dass die Feinteilchen in dem Aufladeschritt nicht zusammen mit dem Kontaktaufladeelement in einer ausreichenden Menge vorhanden sein können, so dass kein inniger Kontakt mit dem Bildträgerelement und kein ausreichendes Auf ladeverhalten des Kontaktaufladeelements aufrechterhalten wird, was zu Schleier und zu einer Verschmutzung des Bildes führt. Diese Schwierigkeiten sind eine Besonderheit der Verwendung eines Feinteilchen enthaltenden Toners bei dem Bilderzeugungsverfahren mit einem Entwicklungs- und Reinigungsschritt, bei dem ein Kontaktaufladeelement angewendet wird.
  • Im Gegensatz dazu haben wir gefunden, dass es bei so einem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung durch den Toner der vorliegenden Erfindung, der Wolfram und Zinn enthaltende Feinteilchen enthält, unter Anwendung eines Kontaktaufladeelements, mit dem die Erzeugung von Ozon vermindert werden kann und bei dem kein Abfalltoner vorkommt, möglich ist, die örtliche Anreicherung von Feinteilchen beträchtlich zu vermindern, ein gutes Aufladeverhalten aufrechtzuerhalten und eine Verschlechterung der Bildqualität wie z.B. eine Verminderung der Bilddichte auf ein Ausmaß, das praktisch kein Problem verursacht, zu unterdrücken. Dies liegt vermutlich daran, dass wegen des spezifischen Widerstandes und/oder der triboelektrischen Aufladbarkeit der Feinteilchen eine geeignete Menge der Feinteilchen zusammen mit dem Toner zu der Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials übertragen wird, was zu einem geeigneten Anteil der Feinteilchen in dem nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner führt, wodurch sogar in dem Fall, dass die Feinteilchen in dem Entwicklungs- und Reinigungsschritt zurückgewonnen werden, eine beträchtliche Verbesserung in Bezug auf die örtliche Anreicherung der Feinteilchen in der Entwicklungseinrichtung erzielt wird.
  • Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf Zeichnungen einige Ausführungsformen des als Beispiel dienenden Bilderzeugungsverfahrens ausführlicher beschrieben. 1 ist eine schematische Zeichnung eines Bilderzeugungsgeräts, mit dem ein als Beispiel dienendes Bilderzeugungsverfahren durchgeführt werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 1 sind um ein als Bildträgerelement dienendes lichtempfindliches Element (Trommel) 100 herum eine Aufladewalze 117 (Kontaktaufladeelement), eine Entwicklungseinrichtung 140 (Entwicklungsvorrichtung), eine Übertragungswalze 114 (Übertragungseinrichtung), eine Reinigungseinrichtung 116, Papierzuführungswalzen 124 usw. angeordnet. Das lichtempfindliche Element 100 wird durch die Aufladewalze 117, an die eine Wechselspannung mit einem Spitze-Spitze-Wert von 2,0 kV, die mit einer Gleichspannung von –700 Volt überlagert ist, angelegt wird, z.B. auf –700 Volt aufgeladen und wird mit Laserlicht 123 aus einem Laserstrahlabtaster 121 bildmäßig belichtet, um darauf ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen, das dann zur Erzeugung eines Tonerbildes mit einem Toner, der durch eine Tonerzuführungswalze 141 zugeführt und auf einem Tonerträgerelement 102, mit dem die Entwicklungseinrichtung 140 ausgestattet ist, getragen wird, entwickelt wird. Das Tonerbild, das sich auf dem lichtempfindlichen Element 100 befindet, wird dann durch die Übertragungswalze 114, die über ein Übertragungs(bildempfangs)material P an das lichtempfindliche Element 100 anstößt, auf das Übertragungs(bildempfangs)material P übertragen. Das Übertragungs(bildempfangs)material P, auf dem das Tonerbild getragen wird, wird dann durch ein Förderband 125 usw. zu einer Fixiereinrichtung 126 befördert, wo das Tonerbild an dem Übertragungs(bildempfangs)material P fixiert wird.
  • Ein Anteil des Toners P, der auf dem lichtempfindlichen Element 100 zurückgeblieben ist, wird durch die Reinigungseinrichtung 116 entfernt. Übrigens ist so eine Reinigungseinrichtung 116 in einem Fall, wie er vorstehend erwähnt wurde, in dem der Entwicklungsschritt auch als Reinigungsschritt zur Rückgewinnung eines nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Toners wirkt, nicht erforderlich. In diesem Fall wird wegen der Leichtigkeit der Rückgewinnung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners durch eine magnetische Kraft, die durch eine in dem Tonerträgerelement 102 enthaltene Magnetwalze ausgeübt wird, auch vorzugsweise ein magnetischer Toner verwendet.
  • 2 ist eine schematische Zeichnung einer Entwicklungseinrichtung, bei der so ein magnetischer Toner verwendet wird.
  • Unter Bezugnahme auf 2 umfasst die Entwicklungseinrichtung 140 ein zylindrisches Tonerträgerelement (nachstehend als "Entwicklungszylinder" bezeichnet) 102, das aus einem nichtmagnetischen Metall wie z.B. Aluminium oder Edelstahl gebildet und in der Nähe des lichtempfindlichen Elements 100 angeordnet ist, und einen Tonerbehälter, der den Toner enthält. Der Abstand zwischen dem lichtempfindlichen Element 100 und dem Entwicklungszylinder 102 wird durch ein zur Einhaltung eines Abstandes zwischen dem Entwicklungszylinder und dem lichtempfindlichen Element dienendes Element (nicht gezeigt) usw. auf etwa 300 μm eingestellt. Der Abstand kann wie gewünscht verändert werden. Innerhalb des Entwicklungszylinders 102 ist eine Magnetwalze 104 stationär und konzentrisch mit dem Entwicklungszylinder 102 angeordnet, während eine Drehung des Entwicklungszylinders 102 erlaubt wird. Wie gezeigt ist, ist die Magnetwalze 104 mit mehreren Magnetpolen ausgestattet, die einen der Entwicklung zugeordneten Pol S1, einen der Regulierung der Tonerauftragsmenge zugeordneten Pol N1, einen der Aufnahme und Beförderung des Toners zugeordneten Pol S2 und einen der Verhinderung des Herausdrückens des Toners zugeordneten Pol N2 umfassen. Innerhalb des Tonerbehälters ist ein Rührelement 141 zum Rühren des darin befindlichen Toners angeordnet.
  • Die Entwicklungseinrichtung 140 ist ferner mit einer elastischen Rakel 103 ausgestattet, die als Tonerschichtdickenregulierelement dient, um durch Einstellung des Anstoßdruckes, mit dem die elastische Rakel 103 an das lichtempfindliche Element 100 anstößt, die Menge des Toners zu regulieren, der befördert wird, während er auf dem Entwicklungszylinder 102 getragen wird. In dem Entwicklungsbereich wird zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Entwicklungszylinder 102 eine Entwicklungsvorspannung, die eine Gleichspannung und/oder eine Wechselspannung umfasst, angelegt, so dass bewirkt wird, dass der Toner auf dem Entwicklungszylinder 102 auf das lichtempfindliche Element 100 überspringt, um ein Tonerbild zu erzeugen, das einem darauf erzeugten elektrostatischen Latentbild entspricht.
  • Nachstehend wird der Aufladeschritt in dem als Beispiel dienenden Bilderzeugungsverfahren ausführlicher beschrieben.
  • In dem Aufladeschritt wird ein Bildträgerelement aufgeladen, indem an ein Aufladeelement, das mit dem Bildträgerelement der art in Kontakt ist, dass ein Kontaktspalt gebildet wird, eine Spannung angelegt wird.
  • In dem als Beispiel dienenden Bilderzeugungsverfahren wird bewirkt, dass die Feinteilchen bei so einem Kontaktspalt oder einer Kontaktstelle zwischen dem Bildträgerelement und dem Aufladeelement vorhanden sind. Infolgedessen kann das Aufladeelement vorzugsweise ein Federungsvermögen haben und auch elektrisch leitend sein, damit das Bildträgerelement aufgeladen wird, während an das Aufladeelement eine Spannung angelegt wird. Aus diesem Grund kann das Aufladeelement vorzugsweise ein elastisches elektrisch leitendes Walzenelement, ein Magnetbürsten-Kontaktaufladeelement mit einer Magnetbürste, die aus magnetisch zusammengehaltenen magnetischen Teilchen gebildet ist, oder ein elektrisch leitendes Bürstenelement mit elektrisch leitenden Fasern umfassen.
  • Zur zeitweiligen Rückgewinnung des nach der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückgebliebenen Toners und zum Tragen der Feinteilchen, damit die Direktinjektionsaufladung vorteilhaft durchgeführt wird, wird es ferner bevorzugt, dass als Kontaktaufladeelement ein elastisches elektrisch leitendes Walzenelement oder eine drehbare Aufladebürstenwalze, die ein elastisches Element ist, angewendet wird.
  • Das Kontaktaufladeelement kann vorzugsweise eine Flexibilität haben, damit die Möglichkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers, bei dem Kontaktbereich zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement mit dem Bildträgerelement in Kontakt zu kommen, erhöht wird, wodurch das Direktinjektionsaufladeverhalten verbessert wird. Dadurch, dass dafür gesorgt 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 Fein pulver 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 erreicht wurde, und dem Bildträgerelement ein Potenzial zu erteilen, das fast gleich der an das Kontaktaufladeelement angelegten Spannung ist.
  • Es wird bevorzugt, dass für eine relative Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement gesorgt wird. Dies hat zur Folge, dass die Möglichkeit des elektrisch leitenden Feinpulvers, bei dem Kontaktbereich zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement mit dem Bildträgerelement in Kontakt zu kommen, beträchtlich erhöht wird, wodurch ferner die Direktinjektionsaufladung des Bildträgerelements über das elektrisch leitende Feinpulver gefördert wird.
  • Da bei der Kontaktstelle zwischen Kontaktaufladeelement und Bildträgerelement Feinteilchen vorhanden sind, zeigen die Feinteilchen eine Schmierwirkung (d.h. eine Reibungsverminderungswirkung), so dass es möglich wird, für so eine relative Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz zwischen Kontaktaufladeelement und Bildträgerelement zu sorgen, ohne dass eine beträchtliche Zunahme des zwischen diesen Elementen wirkenden Drehmoments oder ein beträchtlicher Abrieb dieser Elemente verursacht wird.
  • Es ist möglich, für so eine relative Geschwindigkeitsdifferenz zu sorgen, indem z.B. ein Kontaktaufladeelement gedreht wird, während für eine Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement gesorgt wird.
  • Es wird bevorzugt, dass das Aufladeelement und das Bildträgerelement bei dem 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 worden sind, zu verstärken. Dies wird beispielsweise erreicht, indem sowohl das Kontaktaufladeelement als auch das Bildträgerelement derart angetrieben werden, dass sie sich drehen, wobei sich die Oberflächen dieser 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, so dass die Direktinjektionsaufladung erfolgreich bewirkt und die Behinderung der Latentbilderzeugung unterdrückt 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 im Fall einer Bewegung in derselben Richtung zur Erzielung derselben relativen Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz eine höhere Bewegungsgeschwindigkeit erforderlich als im Fall einer Bewegung in entgegengesetzten Richtungen. Dies ist unvorteilhaft.
  • Es ist möglich, dass als Maß für so eine relative Geschwindigkeitsdifferenz ein relatives Verhältnis der (Bewegungs)geschwindigkeiten angewendet wird, das durch die folgende Formel (3) ermittelt wird: Relatives Verhältnis der Geschwindigkeiten (%) = |[(Vc – Vp)/Vp] × 100| ...(3)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 bei der Kontaktstelle in derselben Richtung bewegt wie die Oberfläche des Bildträgerelements.
  • Das relative Verhältnis der (Bewegungs)geschwindigkeiten liegt im Allgemeinen im Bereich von 10 bis 500 %.
  • Die Kontaktaufladeeinrichtung kann eine Aufladewalze, eine Aufladerakel, eine Aufladebürste usw. umfassen. Die Aufladeein richtung, bei der so ein Kontaktaufladeelement angewendet wird, ist in der Hinsicht vorteilhaft, dass sie keine hohe Spannung erfordert, sondern das Auftreten von Ozon unterdrücken kann.
  • Die als Kontaktaufladeelement dienende Aufladewalze oder -rakel kann vorzugsweise einen elektrisch leitenden Gummi umfassen, dessen Oberfläche mit einer Trennschicht, die z.B. Polyamidharz, PVDF (Polyvinylidenfluorid), PVDC (Polyvinylidenchlorid) oder fluorhaltiges Acrylharz umfasst, beschichtet sein kann.
  • Im Einzelnen kann so eine Aufladewalze hergestellt werden, indem auf einem Metallkern eine Gummi- oder Schaumstoffschicht, die einen mittelhohen spezifischen Widerstand hat, gebildet wird. Es ist möglich, dass darauf eine Trennschicht gebildet wird, wie sie vorstehend beschrieben wurde.
  • Die Aufladewalze kann vorzugsweise eine mit sehr kleinen Zellen oder Unebenheiten versehene Oberfläche haben, damit die Feinteilchen stabil zurückgehalten werden. Die Zellen können vorzugsweise Vertiefungen haben, die einen Kugeln von 5 bis 300 μm entsprechenden mittleren Zellendurchmesser liefern, und auch einen Hohlraumanteil an der Oberfläche von 15 bis 90 % haben.
  • Wenn der mittlere Zellendurchmesser unter 5 μm oder der Hohlraumanteil über 90 % liegt, nimmt die Fähigkeit zum Zurückhalten der Feinteilchen an der Walzenelementoberfläche ab und vermindert sich die Menge der bei dem Kontaktspalt vorhandenen Feinteilchen, so dass eine Verschlechterung des Primäraufladeverhaltens wahrscheinlich ist. Ferner ist eine Zunahme der Reibungskraft mit dem Bildträgerelement wahrscheinlich, was zu einem erhöhten Oberflächenabrieb des Bildträgerelements führt. Wenn der mittlere Zellendurchmesser andererseits 300 μm überschreitet oder der prozentuale Hohlraumanteil unter 15 % liegt, nimmt die Gleichmäßigkeit des Kontaktes zwischen dem Aufladewalzenelement und dem Bildträgerelement ab, was zu einer geringeren Gleichmäßigkeit des Primäraufladeverhaltens, zu einer schlechteren Aufladung oder wegen einer unregelmäßigen Aufladung zu Bildfehlern in Halbtonbildern führt.
  • Die Aufladewalze kann aus einem elastischen Schaumstoff oder aus einem nicht aufgeschäumten elastischen Material 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 einem 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.
  • Das Aufladewalzenelement kann vorzugsweise eine Asker-C-Härte von höchstens 50 Grad und insbesondere von 25 bis 50 Grad 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 schlechteren 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. 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.) unter einer Belastung von 500 g gemessen werden.
  • 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 bewegen den 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. Die elastische leitfähige Walze kann 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 Aufladewalze basieren auf Werten, die gemessen werden, indem die Walze unter einer Gesamtbelastung von 1 kg 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.
  • Die Aufladewalze 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 Kontaktaufladeelement, das in dem Aufladeschritt 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 Einblick auf die Dispergierbarkeit in dem Fasermaterial und die Produktivität zweckmäßig gewählt 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.
  • 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. Bei dem als Beispiel angegebenen Verfahren 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 und eine niedrigere Bürstendichte zulässig ist als im Fall der alleinigen Anwendung eines Aufladebürstenelements.
  • Als Nächstes wird die Menge der Feinteilchen an der Kontaktstelle zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement erörtert.
  • Wenn die Menge zu gering ist, kann die Schmierwirkung der Feinteilchen 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 die Feinteilchen zurückzuführende Wirkung einer Verbesserung der Kontaktmöglichkeit nicht erzielt wird, wird es ferner schwierig, eine ausreichende Aufladbarkeit des Bildträgerelements zu erhalten. Wenn die Feinteilchen andererseits in einer zu hohen Menge vorhanden sind, nimmt die Menge der Feinteilchen, die von dem Kontaktaufladeelement herunterfallen, zu, so dass leicht nachteilige Wirkungen wie z.B. eine Behinderung der Latentbilderzeugung durch Unterbrechung von zur bildmäßigen Belichtung dienendem Licht verursacht werden.
  • Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen beträgt die Menge der Feinteilchen an der Kontaktstelle zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement vorzugsweise mindestens 102 Teilchen/mm2. Bei weniger als 102 Teilchen/mm2 wird es schwierig, eine ausreichende Schmierwirkung und eine ausreichende Kontaktmöglichkeit zu erzielen, und im Fall einer erhöhten Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner kann eine gewisse Verschlechterung der Aufladbarkeit eintreten.
  • Der zweckmäßige Bereich der Menge der Feinteilchen, die in dem Aufladeschritt auf dem Bildträgerelement vorhanden sind, wird auch in Abhängigkeit von der Dichte der Feinteilchen, die die gleichmäßige Aufladung auf dem Bildträgerelement beeinflusst, festgelegt. Das Bildträgerelement muss gleichmäßiger aufgeladen werden als mindestens die Auflösung der Aufzeichnung. Im Hinblick auf die Sichtkennlinie des menschlichen Auges nähert sich jedoch bei Ortsfrequenzen, die 10/mm 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 die Feinteilchen an dem Bildträgerelement anhaften, wirksam, die Feinteilchen in einer Dichte von mindestens 10/mm anzuordnen und die Direktinjektionsaufladung zu bewirken. Selbst in dem Fall, dass an Stellen ohne Feinteilchen 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 Bildern 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 die Feinteilchen aufgebracht werden, verändert wird, so ist es möglich, dass eine nur geringe Menge (z.B. 10 Teilchen/mm2) der Feinteilchen 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 oder mehr Teilchen/mm2 führt jedoch bei der objektiven Bewertung des Bildes zu einer deutlich vorzuziehenden Wirkung.
  • 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 die Feinteilchen in einer zu großen Menge aufgebracht werden, 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 der Feinteilchen.
  • Die Anwendung des Direktinjektionsaufladesystems auf die gleichmäßige Aufladung des Bildträgerelements bei einem Bilderzeugungsverfahren mit Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung verursacht jedoch eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens, die darauf zurückzuführen ist, dass der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner an dem Aufladeelement anhaftet und diesem beigemischt wird. Um das Anhaften des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners an dem Aufladeelement und seine Beimischung zu dem Aufladeelement zu unterdrücken und die dadurch verursachte Behinderung der Aufladung zu überwinden, damit die Direktinjektionsaufladung gut bewirkt wird, wird es bevorzugt, dass die Feinteilchen an der Kontaktstelle zwischen dem Bildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement in einer Dichte von mindestens 102 Teilchen/mm2 vorhanden sind.
  • Die Obergrenze der Menge der Feinteilchen, die auf dem Bildträgerelement vorhanden sind, wird durch die Bildung einer dichtesten Ein-Teilchen-Schicht (d.h. einer Schicht mit der Dicke von einem Teilchen) der Feinteilchen festgelegt. Beim Überschreiten dieser Menge wird die Wirkung der Feinteilchen nicht erhöht, vielmehr besteht die Neigung, dass nach dem Aufladeschritt eine übermäßige Menge der Feinteilchen auf dem Bildträgerelement vorhanden ist, wodurch leicht Schwierigkeiten wie z.B. eine Unterbrechung oder Streuung des zur bildmäßigen Belichtung dienenden Lichts verursacht werden. Eine vorzuziehende Obergrenze der Menge der Feinteilchen kann somit als eine Menge festgelegt werden, die auf dem Bildträgerelement eine dichteste Ein-Teilchen-Schicht der Feinteilchen ergibt, wobei diese Menge jedoch von der Teilchengröße der Feinteilchen und von der Fähigkeit des Kontaktaufladeelements, die Feinteilchen zurückzuhalten, abhängen kann.
  • Im Einzelnen nimmt in dem Fall, dass die Feinteilchen auf dem Bildträgerelement in einer Dichte von mehr als 5 × 105 Teilchen/mm2 vorhanden sind, die Menge der Feinteilchen, die von dem Bildträgerelement herunterfallen, zu und besteht die Neigung, dass die Menge des zur Belichtung dienenden Lichts unabhängig von der Lichtdurchlässigkeit der Feinteilchen 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. Ein Bilderzeugungsversuch in Gegenwart von Feinteilchen in einer Menge von 102 bis 5 × 105 Teilchen/mm2 zur Messung der Mengen der Feinteilchen, die auf das Bildträgerelement fallen, ergab, dass bei dem Bilderzeugungsvorgang keine Schwierigkeit angetroffen wurde. Somit wird gefolgert, dass 5 × 105 Teilchen/mm2 eine vorzuziehende Obergrenze der auf dem Bildträgerelement vorhandenen Feinteilchen ist.
  • Die hierin beschriebenen Mengen der Feinteilchen bei dem Aufladekontaktbereich und auf dem Bildträgerelement im Latentbilderzeugungsschritt basieren auf Werten, die in der folgenden Weise gemessen werden. In Anbetracht der Menge der Feinteilchen 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 Feinteilchen, 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 der Feinteilchen, die unmittelbar vor dem Erreichen des Kontaktbereichs auf dem Kontaktaufladeelement vorhanden sind, hierin als die Menge der Feinteilchen im Kontaktbereich angesehen wird.
  • Im Einzelnen wird in dem Zustand, in dem keine Aufladevorspannung angelegt wird, die Drehung des Bildträgerelements und der Aufladewalze angehalten, und die Oberflächen des Bildträgerele ments und der Aufladewalze 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 Aufladewalze 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 die Feinteilchen auf dem Bildträgerelement werden in derselben Weise durch das Videomikroskop aufgenommen, und ihre Menge wird durch eine ähnliche Verarbeitung gezählt.
  • Die Mengen der Feinteilchen 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.
  • In dem Aufladeschritt des als Beispiel dienenden Bilderzeugungsverfahrens wird bewirkt, dass ein Kontaktaufladeelement mit einem Bildträgerelement in Kontakt kommt, und an das Kontaktaufladeelement wird eine vorgeschriebene Aufladevorspannung angelegt, damit die Oberfläche des Bildträgerelements auf ein vorgeschriebenes Potenzial mit einer vorgeschriebenen Polarität aufgeladen wird. Es ist möglich, dass die Aufladevorspannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, nur eine Gleichspannung ist, damit ein gutes Auf ladeverhalten gezeigt wird, oder auch eine Überlagerung einer Gleichspannung und einer Wechselspannung ist, wie sie in 1 gezeigt ist.
  • Die Wechselspannung kann vorzugsweise eine Spitzenspannung haben, die unter 2 × Vth liegt (Vth: Entladungsanfangsspannung während des Anlegens von Gleichspannung). Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, besteht die Neigung, dass das Potenzial auf dem Bildträgerelement instabil ist. Die Wechselspannung, die in Überlagerung mit einer Gleichspannung angelegt wird, kann insbesondere eine Spitzenspannung haben, die unter Vth liegt, damit das Bildträgerelement aufgeladen wird, ohne dass die Aufladung wesentlich von einer Entladungserscheinung begleitet ist.
  • Die Wechselspannung kann eine geeignete Wellenform wie z.B. Sinuswellen, Rechteckwellen, Dreieckwellen usw. haben. Ferner kann die Wechselspannung Impulswellen umfassen, die durch periodisches Ein- und Ausschalten einer Gleichspannungsquelle erzeugt werden. Die Wechselspannung kann somit Spannungswerte haben, die sich periodisch verändern.
  • Als bevorzugte Bedingungen für die Ansteuerung einer als Kontaktaufladeeinrichtung dienenden Aufladewalze kann bewirkt werden, dass die Walze unter einem Druck von 4,9 bis 490 N/m (5 bis 500 g/cm) anstößt, und kann an die Walze eine Gleichspannung allein oder in Überlagerung mit einer Wechselspannung angelegt werden. Die mit einer Wechselspannung überlagerte Gleichspannung kann z.B. vorzugsweise eine Wechselspannung mit einem Spitze-Spitze-Wert (Vpp) von 0,5 bis 5 kV und einer Frequenz von 50 Hz bis 5 kHz und eine Gleichspannung von ±0,2 bis ±5 kV umfassen.
  • Als Nächstes wird das Bildträgerelement beschrieben. Das Bildträgerelement kann beispielsweise ein lichtempfindliches Element sein. Bei dem als Beispiel dienenden Verfahren 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 spezifi schen Volumenwiderstand von höchstens 1 × 1014 Ω·cm hat. Andererseits wird es bevorzugt, dass die äußerste Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand hat, der mindestens 1 × 109 Ω·cm beträgt, damit das Bildträgerelement für eine bestimmte Zeit ein elektrostatisches Latentbild aufrechterhalten kann.
  • 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.
  • Die hierin beschriebenen Werte des spezifischen Volumenwiderstandes der äußersten Oberflächenschicht des Bildträgerelements 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.
  • 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 Volumenwiderstandes des Bildträgerelements auf 1 × 109 bis 1 × 1014 Ω·cm ist es möglich, die gleichmäßige Aufladung des Bildträgerelements noch stabiler zu bewirken.
  • Infolgedessen 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 einem bevorzugten Bereich hat, der nachstehend beschrieben wird. Es ist auch möglich, dass die vorstehend erwähnten Gleitmittelteilchen in der Ladungsinjektionsschicht dispergiert werden.
  • 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 photoleitfähigen 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 Oberflä chenwiderstandes 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 als äußerster Oberflächenschicht des Bildträgerelements 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 Ladungstransportschicht) identisch ist. In diesem Fall kann die untere Schicht jedoch während der Bildung der Ladungsinjektionsschicht durch Auftragen gestört werden, so dass das Auf tragverfahren derart gewählt werden sollte, dass diese Schwierigkeit nicht verursacht wird.
  • Bei dem als Beispiel dienenden Verfahren 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 äußerste Oberflächenschicht kann im Einzelnen z.B. in der folgenden Weise bereitgestellt 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 und vorzugsweise 90 Grad oder darüber zeigt, damit die Übertragbarkeit des Toners und die Haltbarkeit des lichtempfindlichen Elements weiter verbessert werden. Von den vorstehend erwähnten Maßnahmen wird das Dispergieren von Polytetrafluorethylen-Feinteilchen in der äußersten Oberflächenschicht besonders bevorzugt.
  • So eine äußerste Oberflächenschicht, die Gleitmittel- oder Trennmittelpulver enthält, kann als zusätzliche Schicht an der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements oder durch Einmi schen so eines Gleitmittelpulvers in eine Harzschicht, die die äußerste Oberflächenschicht eines organischen lichtempfindlichen Elements bildet, bereitgestellt werden. Das 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. Bei weniger als 1 Masse% können die Wirkungen der Verbesserung der Übertragbarkeit des Toners und der Haltbarkeit des lichtempfindlichen Elements ungenügend sein. Bei mehr als 60 Masse% kann die äußerste Oberflächenschicht eine niedrigere Film- bzw. Schichtfestigkeit haben und kann die auf das lichtempfindliche Element auftreffende Lichtmenge abnehmen.
  • 8 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.
  • Die Ladungsinjektionsschicht 16, die als äußerste Oberflächenschicht des Bildträgerelements gebildet wird, kann einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 109 bis 1 × 1014 Ω·cm haben. 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. Die Ladungsinjektionsschicht 16 kann elektrisch leitende Teilchen enthalten.
  • Ein bevorzugter Aufbau so eines lichtempfindlichen Elements 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 Sub stanz 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 als äußerste Oberflächenschicht eine Schicht mit dispergiertem elektrisch leitendem Feinpulver und/oder eine Schicht, die einen Kontaktwinkel von mindestens 86 Grad zeigt, wie sie vorstehend erwähnt wurde, angewendet wird. Statt dessen kann als Oberflächenschicht eine Schutzschicht angeordnet werden, die beispielsweise aus einem Harz wie z.B. Polyester, Polycarbonat, Acrylharz, Epoxyharz oder Phenolharz oder einem gehärteten Produkt so eines Harzes mit einem Härtungsmittel besteht. Diese Harze können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
  • So eine Schutzschicht kann vorzugsweise darin dispergierte elektrisch leitende Feinteilchen enthalten. Die elektrisch leitenden Feinteilchen können ein Metall oder ein Metalloxid umfassen. Bevorzugte Beispiele dafür können Feinteilchen von Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Bismutoxid, zinnoxidbeschichtetem Titanoxid, zinnbeschichtetem Indiumoxid und antimonbeschichtetem Zinnoxid oder Zirkoniumoxid umfassen. Diese Materialien können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
  • In dem Fall, dass in der Schutzschicht die elektrisch leitenden Teilchen und/oder Gleitmittelteilchen dispergiert sind, ist es notwendig, dass die dispergierten Teilchen eine Teilchengröße haben, die kleiner ist als die Wellenlänge des auf die Schutzschicht auftreffenden zur Belichtung diendenden Lichts, um eine Streuung des auftreffenden Lichts durch die dispergierten Teilchen zu vermeiden.
  • Die elektrisch leitenden Teilchen und/oder Gleitmittelteilchen können infolgedessen vorzugsweise eine Teilchengröße von höchstens 0,5 μm haben. Diese Teilchen können vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 90 Masse% und insbesondere 5 bis 70 Masse% der Gesamtmasse der äußersten Oberflächenschicht enthalten sein. Bei weniger als 2 Masse% wird es schwierig, einen gewünschten spezifischen Widerstand zu erzielen. Die Schutzschicht kann vorzugsweise eine Dicke von 0,1 bis 10 μm und insbesondere 1 bis 7 μm haben.
  • Das als Beispiel dienende Bilderzeugungsverfahren ist in dem Fall besonders wirksam, dass ein Kontaktübertragungsschritt auf ein lichtempfindliches Element angewendet wird, das eine Oberflächenschicht hat, die eine organische Verbindung umfasst, wobei so ein lichtempfindliches Element dazu neigt, eine stärkere Affinität zu dem Bindemittelharz der Tonerteilchen zu zeigen als die anderen Arten von lichtempfindlichen Elementen, die ein anorganisches Oberflächeenmaterial haben, so dass es leicht eine schlechtere Übertragbarkeit zeigt.
  • Das lichtempfindliche Element, das in den vorstehend erwähnten Arten aufgebaut ist, kann auch einschließlich verschiedener Feinteilchen, die in seiner äußersten Oberflächenschicht enthalten sind, in Kombination mit so einem Kontaktübertragungsschritt angewendet werden.
  • Das Bilderzeugungsverfahren, das so einen Kontaktübertragungsschritt enthält, kann besonders vorteilhaft auf ein Bilderzeugungsgerät anwendbar sein, das als Latentbildträgerelement für elektrostatische Latentbilder ein lichtempfindliches Element mit einem geringen Durchmesser von höchstens 50 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.
  • Bei dem als Beispiel dienenden Verfahren 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 bildmäßi gen 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 lichtemittierenden 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.
  • Als Nächstes wird der Entwicklungsschritt beschrieben. In dem Entwicklungsschritt des Bilderzeugungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird der vorstehend erwähnte Toner der vorliegenden Erfindung verwendet, um ein elektrostatisches Latentbild zu entwickeln, das auf dem Bildträgerelement erzeugt worden ist. Zuerst wird ein Tonerträgerelement beschrieben, das für die Entwicklung angewendet wird.
  • Das Tonerträgerelement kann vorzugsweise eine Form (im Allgemeinen als "Entwicklungszylinder" bezeichnet) annehmen, die selbst oder als Schichtträger einen elektrisch leitenden Zylin der aus einem Metall oder einer Legierung wie z.B. Aluminium oder Edelstahl umfasst. So ein elektrisch leitender Zylinder kann auch aus einer Harzmischung mit ausreichender mechanischer Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit gebildet werden oder kann mit einer Oberfläche aus einem elektrisch leitenden Gummi versehen werden. Anstelle einer zylindrischen Form, wie sie vorstehend erwähnt wurde, kann auch ein Tonerträgerelement in Form eines endlosen Bandes angewendet werden.
  • In dem Entwicklungsschritt wird es bevorzugt, dass auf dem Tonerträgerelement eine Tonerschicht in einer Auftragsmenge von 5 bis 50 g/m2 gebildet wird. Wenn die Auftragsmenge auf dem Tonerträgerelement unter 5 g/m2 liegt, ist es schwierig, eine ausreichende Bilddichte zu erzielen, und es ist wahrscheinlich, dass wegen einer übermäßigen Tonerladung eine unregelmäßige Tonerschicht gebildet wird. Wenn die Tonerauftragsmenge 50 g/m2 überschreitet, tritt leicht ein Verstreuen von Toner ein.
  • Das Tonerträgerelement, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann vorzugsweise eine Oberflächenrauheit [durch den arithmetischen Mittenrauwert gemäß JIS (Ra) ausgedrückt] haben, die im Bereich von 0,2 bis 3,5 μm liegt. Wenn Ra unter 0,2 μm liegt, besteht die Neigung, dass der Toner auf dem Tonerträgerelement übermäßig aufgeladen wird, so dass er ein ungenügendes Entwicklungsverhalten zeigt. Wenn Ra über 3,5 μm liegt, ist es wahrscheinlich, dass die Tonerdeckschicht auf dem Tonerträgerelement von Unregelmäßigkeiten begleitet ist, was zu Bildern mit unregelmäßiger Bilddichte führt. Ra liegt ferner vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 3,0 μm.
  • Im Einzelnen basieren die hierin beschriebenen Werte der Oberflächenrauheit (Ra) auf arithmetischen Mittenrauwerten, die unter Anwendung eines Oberflächenrauheitsmessgeräts ("Surfcorder 3E-3OH", erhältlich von K.K. Kosaka Kenkyusho) gemäß JIS B-0601 gemessen werden. Im Einzelnen wird bei einer für eine Probenoberfläche erhaltenen Oberflächenrauheitskurve eine Strecke a entlang einer Mittellinie der Rauheitskurve gewählt. Die Rauheitskurve wird durch die Funktion y = f(x) wiedergegeben, wo bei entlang dem Bereich der Strecke a die x-Achse auf die Mittellinie und die Rauheitsskale (y) auf die y-Achse gesetzt wird. Der arithmetische Mittenrauwert Ra der Rauheitskurve wird durch die folgende Formel (4) ermittelt:
  • Figure 00900001
  • Da der Toner der vorliegenden Erfindung eine hohe Aufladbarkeit hat, ist es erwünscht, dass für die Verwendung bei der tatsächlichen Entwicklung seine Gesamtladung gesteuert wird, so dass das Tonerträgerelement, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, vorzugsweise an der Oberfläche mit einer Harzschicht versehen werden kann, die darin dispergierte elektrisch leitende Feinteilchen und/oder Gleitmittelteilchen enthält.
  • Die elektrisch leitenden Feinteilchen, die in der Harzdeckschicht des Tonerträgerelements dispergiert sind, können vorzugsweise einen unter einem Druck von 14,7 MPa (120 kg/cm2) gemessenen spezifischen Widerstand von höchstens 0,5 Ω·cm zeigen.
  • Die elektrisch leitenden Feinteilchen können vorzugsweise Kohlenstoff-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 10 bis 200 Masseteilen je 100 Masseteile des Harzes verwendet werden. Im Fall der Verwendung einer Mischung von Kohlenstoffteilchen und Graphitteilchen können die Kohlenstoffteilchen vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 500 Masseteilen je 100 Masseteile der Graphitteilchen verwendet werden. Die Deckschicht des Tonerträgerelements, die die elektrisch leitenden Feinteilchen enthält, kann vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 10–6 bis 106 Ω·cm und insbesondere von 10–1 bis 106 Ω·cm haben.
  • In dem Entwicklungsschritt des als Beispiel dienenden Bilderzeugungsverfahrens wird es dadurch, dass der Toner zu dem Tonerträgerelement bewegt wird, um getragen und mit einer Oberflächengeschwindigkeitsdifferenz relativ zu dem Bildträgerelement bei dem Entwicklungsbereich zu dem Entwicklungsbereich befördert zu werden, möglich, dass die Tonerteilchen und die Feinteilchen dem Bildträgerelement ausreichend von dem Tonerträgerelement zugeführt werden, wodurch gute Bilder erhalten werden.
  • Die Oberflächenbewegungsrichtung des Tonerträgerelements bei dem Entwicklungsbereich kann mit der des Bildträgerelements identisch oder dieser entgegengesetzt sein. Im Fall identischer Oberflächenbewegungsrichtungen können die Oberflächenbewegungsgeschwindigkeiten des Tonerträgerelements und des Bildträgerelements vorzugsweise derart eingestellt werden, dass ein Geschwindigkeitsverhältnis von mindestens 1,05 gemäß der folgenden Gleichung erhalten wird. Geschwindigkeitsverhältnis = Oberflächengeschwindigkeit des Tonerträgerelements/Oberflächengeschwindigkeit des Bildträgerelements.
  • Wenn das Geschwindigkeitsverhältnis unter 1,05 liegt, kann sich die Bildqualität in einigen Fällen verschlechtern. Bei einem höheren Geschwindigkeitsverhältnis nimmt die Menge des Toners, die dem Entwicklungsbereich zugeführt wird, zu, und die Häufigkeit, mit der der Toner an dem Bildträgerelement anhaftet und sich von diesem entfernt, nimmt zu, so dass durch eine Wiederholung der Enfernung von Toner von nicht benötigten Bereichen und des Anhaftens von Toner an benötigten Bereichen des Latentbildes ein Tonerbild erhalten wird, das das Latentbild genau wiedergibt. Im Einzelnen liegt das Geschwindigkeitsverhältnis vorzugsweise im Bereich von 1,05 bis 3,0. Bei einem Geschwindigkeitsverhältnis, das mehr als 3,0 beträgt, ist es wahrscheinlich, dass bei der kontinuierlichen Bilderzeugung eine Verschlechterung des Toners gefördert wird.
  • In dem Entwicklungsbereich sind das Tonerträgerelement und das lichtempfindliche Element einander gegenüberliegend mit einem bestimmten Abstand dazwischen angeordnet, so dass ein kontaktfreier Entwicklungsschritt erzielt wird. Um schleierfreie Bilder von hoher Qualität zu erhalten, wird es bevorzugt, dass der Toner auf das Tonerträgerelement in einer Schichtdicke aufgetragen wird, die geringer ist als der engste Abstand zwischen dem Tonerträgerelement und dem lichtempfindlichen Element, und die Entwicklung unter Anlegen einer Wechselspannung bewirkt wird. Die geringe Tonerschichtdicke auf dem Tonerträgerelement kann durch die Wirkung des Tonerschichtdickenregulierelements erzielt werden. Die Entwicklung wird somit in einem Zustand ohne Kontakt zwischen der Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement und dem lichtempfindlichen Element (Bildträgerelement) im Entwicklungsbereich bewirkt. Dies hat zur Folge, dass es möglich ist, Entwicklungsschleier zu vermeiden, der sogar in dem Fall, dass elektrisch leitende Feinteilchen, die einen niedrigen spezifischen Widerstand haben, in den Toner hineingegeben werden, durch Injektion der Entwicklungsvorspannung in das Bildträgerelement verursacht wird. Das Tonerschichtdickenregulierelement kann vorzugsweise ein elastisches Element sein, das über den Toner an das Tonerträgerelement anstößt, damit der Toner gleichmäßig aufgeladen wird.
  • Im Einzelnen wird es bevorzugt, dass das Tonerträgerelement mit einem Zwischenraum von 100 bis 1000 μm von dem Bildträgerele ment angeordnet wird. Ferner wird ein Zwischenraum von 120 bis 500 μm bevorzugt.
  • Wenn der Zwischenraum unter 100 μm liegt, besteht die Neigung, dass das Entwicklungsverhalten mit dem Toner in Abhängigkeit von einer Schwankung des Zwischenraumes schwankt, so dass die Massenfertigung eines Bilderzeugungsgeräts, das stabilen Bildqualitäten genügt, schwierig wird. Wenn der Zwischenraum 1000 μm überschreitet, nimmt die Fähigkeit des Toners, dem Latentbild auf dem Bildträgerelement zu folgen, ab, so dass leicht eine Verschlechterung der Bildqualität wie z.B. eine niedrigere Auflösung und eine niedrigere Bilddichte verursacht wird.
  • Bei dem als Beispiel dienenden Verfahren wird es bevorzugt, dass der Entwicklungsschritt unter Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes zwischen dem Tonerträgerelement und dem Bildträgerelement durchgeführt wird. Die Entwicklungs-Wechselvorspannung kann eine Überlagerung einer Gleichspannung mit einer Wechselspannung sein.
  • Die Wechselvorspannung kann eine Wellenform haben, die eine Sinuswelle, eine Rechteckwelle, eine Dreieckwelle usw. sein kann, und wird zweckmäßig gewählt. Es ist auch möglich, dass Impulsspannungen angewendet werden, die durch periodisches Ein- und Ausschalten einer Gleichstromquelle erzeugt werden. Es ist somit möglich, dass eine Wechselspannungs-Wellenform mit sich periodisch verändernden Spannungswerten angewendet wird.
  • Es wird bevorzugt, dass durch Anlegen einer Entwicklungsvorspannung zwischen dem Tonerträgerelement und dem Bildträgerelement 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.
  • Wenn die Feldstärke des elektrischen Wechselfeldes weniger als 3 × 106 V/m beträgt, nimmt der Wirkungsgrad der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner ab, was leicht zu verschleierten Bildern führt. Ferner werden wegen einer schlechteren Entwickelbarkeit leicht Bilder mit einer niedrigeren Bilddichte erzeugt. Wenn die Feldstärke des elektrischen Wechselfeldes andererseits 1 × 107 V/m überschreitet, führt eine zu hohe Entwickelbarkeit leicht zu einer niedrigeren Auflösung wegen des Zusammenbrechens dünner Linien und zu einer Verschlechterung der Bildqualität wegen verstärkten Schleiers 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 100 Hz liegt, ist es wahrscheinlich, dass die Häufigkeit, mit der der Toner an dem Latentbild anhaftet und sich von diesem entfernt, abnimmt und die Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner schlechter wird, was leicht zu einem schlechteren Entwicklungsverhalten führt. Wenn die Frequenz 5000 Hz überschreitet, nimmt die Menge des Toners, der der Veränderung des elektrischen Feldes folgt, ab, was leicht zu einer Verschlechterung der Rückgewinnung von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner und zu einer Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens führt.
  • Durch Anlegen eines Wechselvorspannungs-Entwicklungsfeldes wird es sogar im Fall einer hohen Potenzialdifferenz zwischen dem Tonerträgerelement und dem Bildträgerelement möglich, eine Ladungsinjektion in das Bildträgerelement bei dem Entwicklungsbereich zu verhindern, wodurch die Feinteilchen, die dem Toner zugesetzt worden sind, leicht auf das Bildträgerelement übertragen werden können, so dass in dem Aufladeschritt ein gutes Aufladeverhalten erzielt wird.
  • Nun wird ein Kontaktübertragungsschritt beschrieben, der bei dem als Beispiel dienenden Bilderzeugungsverfahren vorzugsweise gewählt wird.
  • Der Übertragungsschritt des als Beispiel dienenden Verfahrens kann ein Schritt sein, bei dem ein Tonerbild, das im 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.
  • Bei dem als Beispiel dienenden Verfahren wird es bevorzugt, dass ein Kontaktübertragungsschritt gewählt wird, bei dem ein Tonerbild, das sich auf dem Bildträgerelement befindet, auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, während ein Übertragungs(förderungs)element über das Übertragungs(bildempfangs)material an das Bildträgerelement anstößt, und der Anstoßdruck des Übertragungselements kann vorzugsweise ein linearer Druck von mindestens 2,9 N/m (3 g/cm) und insbesondere mindestens 19,6 N/m (20 g/cm) sein. Wenn der Anstoßdruck unter 2,9 N/m liegt, ist es wahrscheinlich, dass Schwierigkeiten wie z.B. eine Abweichung bei der Beförderung des Übertragungs(bildempfangs)materials und Übertragungsfehler bzw. Versagen der Übertragung auftreten.
  • Das Übertragungselement, das in dem Kontaktübertragungsschritt angewendet wird, kann vorzugsweise eine Übertragungswalze, wie sie in 4 veranschaulicht ist, oder ein Übertragungsband sein. Unter Bezugnahme auf 4 kann eine Übertragungswalze 34 einen Metallkern 34a und eine leitfähige elastische Schicht 34b, die den Metallkern 34a beschichtet, umfassen und stößt an ein lichtempfindliches Element 100 an, so dass sie der Drehung des lichtempfindlichen Elements 100, das in der Richtung eines gezeigten Pfeils A gedreht wird, folgend gedreht wird. Die leitfähige elastische Schicht 34b kann ein elastisches Material wie z.B. Polyurethankautschuk oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) und ein elektrische Leitfähigkeit erteilendes Mittel wie z.B. Ruß, das in dem elastischen Material dispergiert ist, damit ein mittelhoher spezifischer elektrischer Widerstand (spezifischer Volumenwiderstand) von 1 × 106 bis 1 × 1010 Ω·cm erzielt wird, umfassen. Die leitfähige elastische Schicht kann als massive Schicht oder als Schaumgummischicht gebildet werden. An die Übertragungswalze 34 wird von einer Übertragungsvorspannungsquelle 35 eine Übertragungsvorspannung angelegt.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 ein Entwicklungs- und Reinigungs-Bilderzeugungsverfahren (Bilderzeugungssystem ohne Reinigungseinrichtung) als Ausführngsform des als Beispiel dienenden Verfahrens beschrieben.
  • 5 veranschaulicht grob den Aufbau so eines Bilderzeugungsgeräts ohne Reinigungseinrichtung.
  • Das in 5 gezeigte 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 Einkomponententoner und ein kontaktfreies Entwicklungssystem, bei dem ein Tonerträgerelement derart angeordnet ist, dass eine darauf getragene Tonerschicht für die Entwicklung keinen Kontakt mit einem lichtempfindlichen Element hat, angewendet.
  • Unter Bezugnahme auf 5 enthält das Bilderzeugungsgerät ein lichtempfindliches OPC-Element 21 vom Drehtrommeltyp (in der vorstehend beschriebenen Weise hergestelltes Lichtempfindliches Element B) (als Bildträgerelement), das derart angetrieben wird, dass es sich in der Richtung eines gezeigten Pfeils X (im Uhrzeigersinn) mit einer vorgeschriebenen Umfangsgeschwindigkeit (Betriebsgeschwindigkeit) dreht.
  • Eine Aufladewalze 22 (als Kontaktaufladeelement) stößt mit einer vorgeschriebenen Presskraft gegen ihre Elastizität an das lichtempfindliche Element 21 an. Zwischen dem lichtempfindlichen Element 21 und der Aufladewalze 22 ist als Aufladeabschnitt ein Kontaktspalt n gebildet. Die Aufladewalze 22 wird derart gedreht, dass ihre Richtung bei dem Aufladeabschnitt n der Oberflächenbewegungsrichtung des lichtempfindlichen Elements 21 entgegengesetzt ist. Vor dem Betrieb werden die vorstehend erwähnten Feinteilchen in einer gleichmäßigen Dichte auf die Oberfläche der Aufladewalze 22 aufgetragen.
  • Die Aufladewalze 22 hat einen Metallkern 22a, an den von einer Aufladevorspannungsquelle eine vorgeschriebene Gleichspannung angelegt wird. Dies hat zur Folge, dass die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 gleichmäßig auf ein Potenzial aufgeladen wird, das fast gleich der Spannung ist, die an die Aufladewalze 22 angelegt wird.
  • Das Gerät enthält auch als Belichtungseinrichtung einen Laserstrahlabtaster 23. Der Laserstrahlabtaster emittiert Laserlicht, so dass die gleichmäßig aufgeladene Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 einer Abtastbelichtung unterzogen wird, wodurch auf dem sich drehenden lichtempfindlichen Element 21 ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird, das den gewünschten Bilddaten entspricht.
  • Das Gerät enthält ferner eine Entwicklungseinrichtung 24, die eine kontaktfreie Umkehrentwicklungseinrichtung ist.
  • Die Entwicklungseinrichtung 24 enthält ferner einen nichtmagnetischen Entwicklungszylinder 24a (als Tonerträgerelement) und ein Tonerrührelement 24b für die Zuführung des Toners zu dem Entwicklungszylinder 24a. Der Entwicklungszylinder 24a wird mit einer vorgeschriebenen Umfangsgeschwindigkeit in der Richtung eines gezeigten Pfeils W in dem Entwicklungsabschnitt a gedreht. Der Toner wird durch eine elastische Rakel 24c in Form einer dünnen Deckschicht auf den Entwicklungszylinder 24a aufgetragen und wird dadurch auch aufgeladen.
  • Der Toner, der in Form einer Schicht auf den Entwicklungszylinder 24a aufgetragen worden ist, wird zusammen mit der Drehung des Entwicklungszylinders 24a zu dem Entwicklungsabschnitt a befördert, wo das lichtempfindliche Element 21 und der Entwicklungszylinder 24a einander gegenüberliegen. An den Entwicklungszylinder 24a wird ferner von einer Entwicklungsvorspannungsquelle (nicht gezeigt) eine Entwicklungsvorspannung angelegt, wodurch eine Einkomponentenentwickler-Sprungentwicklung zwischen dem Entwicklungszylinder 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 vorgeschriebenen linearen Druck 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 eine vorgeschriebene Übertragungsvorspannung 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.
  • Zur Durchführung der Übertragung wird die Übertragungswalze 25 angewendet, die einen vorgeschriebenen spezifischen Widerstand hat und an die eine Gleichspannung angelegt wird. Auf diese Weise wird das Übertragungs(bildempfangs)material P dem Übertragungsspalt b zugeführt, und die Tonerbilder, die sich auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 befinden, werden nacheinander unter der Wirkung einer elektrostatischen Kraft und einer Presskraft auf das Übertragungs(bildempfangs)material P übertragen.
  • Es ist auch eine Fixiereinrichtung 26 enthalten, die z.B. dem Heißfixiertyp angehört. 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.
  • Da bei dem Bilderzeugungsgerät 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 21 zurückgeblieben sind, nicht durch solch eine Reinigungseinrichtung ent fernt, sondern zusammen mit der Drehung des lichtempfindlichen Elements 21 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 in 5 gezeigten Bilderzeugungsgerät werden drei Betriebseinheiten, d.h. das lichtempfindliche Element 21, die Aufladewalze 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.
  • [Beispiele]
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen ausführlicher beschrieben, was jedoch nicht derart aufgefasst werden sollte, dass der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung durch diese Beispiele in irgendeiner Weise eingeschränkt wird. In der folgenden Beschreibung handelt es sich bei "Teilen", die zur Angabe von Zusammensetzungen angewendet werden, um Masseteile.
  • (A-1) Herstellung von Feinteilchen
  • (1) Feinteilchen A-1
  • Wässrige Lösungen von Zinnchlorid (SnCl4·5H2O) und Wolframsäure (H2WO4) wurden vermischt, wobei eine Mischungslösung erhalten wurde, bei der das Molverhältnis (W/Sn) von Wolfram (W) zu Zinn (Sn) 0,05 betrug. Die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte Mischungslösung wurde unter Rühren in einem derartigen Anteil in eine wässrige Dispersion von 200 Teilen Titanoxidteilchen (Grundteilchen) in 2000 Teilen Wasser eingetröpfelt, dass ein Zinn:Titanoxid-Masseverhältnis von 2,2:1 erhalten wurde, und der erhaltene Niederschlag wurde erfiltriert, getrocknet und in einem Elektroofen mit einer Stickstoffatmosphäre bei 600 °C calciniert. Das calcinierte Produkt wurde zerkleinert bzw. gemahlen und klassiert, wobei Feinteilchen A-1 mit einer volumengemittelten Teilchengröße (Dv) = 0,8 μm, Sn/B (Masseverhältnis) = 2,0, W/Sn (Molverhältnis) = 0,045 und einem spezifischen Volumenwiderstand (Rv) = 9 × 103 Ω·cm erhalten wurden.
  • (2) Feinteilchen A-2
  • Feinteilchen A-2 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen A-1 hergestellt, außer dass eine wässrige Mischungslösung von Zinnchlorid (SnCl4·5H2O) und Wolframsäure (H2WO4) mit einem W/Sn-Molverhältnis von 0,015 verwendet wurde und das Verhältnis der wässrigen Mischungslösung zu dem Titanoxid und die Calcinierbedingung verändert wurden. Auf diese Weise erhaltene Feinteilchen A-2 zeigten Dv = 0, 9 μm, Rv = 3 × 106 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,01 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,01.
  • (3) Feinteilchen A-3
  • Feinteilchen A-3 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen A-1 hergestellt, außer dass eine wässrige Mischungslösung von Zinnchlorid (SnCl4·5H2O) und Wolframsäure (H2WO4) mit einem W/Sn-Molverhältnis von 0,10 verwendet wurde und das Verhältnis der wässrigen Mischungslösung zu dem Titanoxid und die Calcinierbedingung verändert wurden. Auf diese Weise erhaltene Feinteilchen A-3 zeigten Dv = 0, 8 μm, Rv = 1 × 104 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 1,6 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,10.
  • (4) Feinteilchen A-4
  • Feinteilchen A-4 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen A-1 hergestellt, außer dass anstelle des Titanoxids sphärisches Siliciumdioxid verwendet wurde, eine wässrige Mischungslösung von Zinnchlorid (SnCl4·5H2O) und Wolframsäure (H2WO4) mit einem W/Sn-Molverhältnis von 0,10 verwendet wurde und das Verhältnis der wässrigen Mischungslösung zu dem sphärischen Siliciumdioxid und die Calcinierbedingung verändert wurden. Auf diese Weise erhaltene Feinteilchen A-4 zeigten Dv = 2,1 μm, Rv = 3 × 104 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,8 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,10.
  • (5) Feinteilchen A-5
  • Feinteilchen A-5 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen A-1 hergestellt, außer dass Titanoxid mit einer anderen Teilchengröße verwendet wurde, eine wässrige Mischungslösung von Zinnchlorid (SnCl4·5H2O) und Wolframsäure (H2WO4) mit einem W/Sn-Molverhältnis von 0,075 verwendet wurde und das Verhältnis der wässrigen Mischungslösung zu dem Titanoxid und die Calcinierbedingung verändert wurden. Auf diese Weise erhaltene Feinteilchen A-5 zeigten Dv = 0,4 μm, Rv = 2 × 104 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 1,8 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,075.
  • (A-2) Herstellung von Tonerteilchen
  • (1) Tonerteilchen A-1
  • 100 Teile Polyesterharz (Tg = 63 °C, Molmassen: Mp = 7800, Mn = 3500 und Mw = 61.000), 5 Teile Ruß, 2 Teile Monoazo-Metallkomplex (negatives Ladungssteuerungsmittel) und 35 Teile niedermolekulares Ethylen-Propylen-Copolymer [Tabs (Wärmeaufnahme- bzw. Wärmeabsorptions-Hauptpeaktemperatur) = 84 °C, Tevo (Wärmeentwicklungs-Hauptpeaktemperatur) = 86 °C] wurden mit einem Henschel-Mischer vermischt und mit einem auf 135 °C eingestellten Doppelschneckenextruder schmelzgeknetet. Das schmelzgeknetete Produkt wurde abgekühlt und danach mit einer Hammermühle grobzerkleinert, mit einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert und mit einem Windsichter klassiert, wobei Tonerteilchen A-1 (nichtmagnetisch) mit einer massegemittelten Teilchengröße (D4) von 6,8 μm erhalten wurden.
  • (2) Tonerteilchen A-2
  • Tonerteilchen A-2 (nichtmagnetisch) mit D4 = 7,9 μm wurden in derselben Weise wie Tonerteilchen A-1 hergestellt, außer dass anstelle des Polyesterharzes Styrol-Butylacrylat-Copolymer (Tg = 59 °C, Molmassen: Mp = 18.000, Mn = 13.000, Mw = 3,15 × 105) verwendet wurde.
  • (3) Tonerteilchen A-3
  • Tonerteilchen A-3 (magnetisch) mit D4 = 7,1 μm wurden in einer ähnlichen Weise wie Tonerteilchen A-1 hergestellt, außer dass die Tonerbestandteile zu 100 Teilen Styrol-Butylacrylat-Monobutylmaleat-Copolymer (Tg = 63 °C, Molmassen: Mp = 15.500, Mn = 6800 und Mw = 2,4 × 105), 90 Teilen Eisen(II,III)-oxid [mittlere Teilchengröße (Dav) = 0,22 μm, σs = 83,8 Am2/kg], 2,5 Teilen Monoazo-Metallkomplex (negatives Ladungssteuerungsmittel) und 3 Teilen niedermolekularem Ethylen-Propylen-Copolymer verändert wurden.
  • [Beispiel A-1]
  • (1) Toner A-1
  • 100 Teile Tonerteilchen A-1, 1,5 Teile Feinteilchen A-1 und 1,2 Teile hydrophobes Siliciumdioxid-Feinpulver, das mit Dimethylsiliconöl behandelt worden war, wurden mit einem Henschel-Mischer vermischt, um Toner A-1 herzustellen, der ein Verhältnis von 5,0 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen je Tonerteilchen und ein [Feinteilchen (Dv)/Tonerteilchen (D4)]-Durchmesserverhältnis von 0,09 zeigte.
  • (2) Tonerträger A-1
  • Tonerträger A-1 wurde hergestellt, indem 100 Teile Ferritteilchen von 45 μm mit 0,8 Teilen Acrylharz beschichtet wurden.
  • (3) Zweikomponentenentwickler A-1
  • Zweikomponentenentwickler A-1 wurde hergestellt, indem Tonerträger A-1 und Toner A-1 in einem Masseverhältnis von 100:7 vermischt wurden.
  • Der so erhaltene Entwickler A-1 wurde in der folgenden Weise bewertet.
  • (Bewertungsverfahren)
  • Eine Bilderzeugung wurde unter Anwendung eines Digitalkopiergeräts mit einem lichtempfindlichen a-Si-Element ("GP405", hergestellt durch Canon K.K.; a-Si = amorphes Silicium) durchgeführt. Das Kopiergerät war vorher umgebaut worden, indem die Einkomponenten-Sprungentwicklungseinrichtung unter Anwendung eines Entwicklungszylinders, der durch Abstrahlen eines SUS-Zylinders mit Glasperlen zur Erzielung einer Oberflächenrauheit Ra = 1,0 μm hergestellt worden war, durch eine Zweikomponenten-Sprungentwicklungseinrichtung ersetzt wurde. Die Entwicklung wurde durchgeführt, indem an den Entwicklungszylinder eine Entwicklungsvorspannung, die eine Gleichspannung von 300 Volt, die mit einer Wechselspannung (Spitze-Spitze-Wert: 1 kV; 2 kHz) überlagert war, umfasste, angelegt wurde, während der Entwicklungszylinder in derselben Richtung wie das lichtempfindliche Element und mit einem Oberflächenbewegungsgeschwindigkeitsverhältnis von 150 % in Bezug auf das lichtempfindliche Element im Entwicklungsbereich gedreht wurde.
  • Zur Bewertung des Bilderzeugungsverhaltens wurde unter Anwendung eines Prüfblatts mit einem prozentualen Bildflächenanteil von 6 % eine kontinuierliche Bilderzeugung auf 20.000 Blättern in einer Umgebung mit 23 °C/60 % rel.F. durchgeführt. Die Bewertung wurde in Bezug auf Bildschleier, Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien und Wirkung auf den Abrieb des lichtempfindlichen Elements nach der kontinuierlichen Bilderzeugung durchgeführt.
  • Bildschleier wurde bewertet, indem die Reflexionsgrade von leerem weißem Papier und eines weißen Hintergrundbereichs des weißen Papiers nach dem Bedrucken unter Anwendung eines Reflexionsgradmessgeräts ("REFLECTMETER", hergestellt durch Tokyo Denshoku K.K.) gemessen wurden und die; Differenz dazwischen als Schleier (%) angenommen wurde. Anhand des gemessenen Schleierwertes (%) erfolgte die Bewertung gemäß dem folgenden Maßstab.
    • A: Schleier (%) < 0,5 %
    • B: 0,5 % ≤ Schleier (%) < 1,0 %
    • C: 1,0 % ≤ Schleier (%) < 2,0 %
    • D: Schleier (%) ≥ 2,0 %
  • Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien (Dünne Linien) wurde gemäß dem folgenden Maßstab bewertet.
    • A: Gute Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien.
    • B: Es wurde ein geringer Grad der Verdünnung oder Überlappung dünner Linien beobachtet, der jedoch praktisch kein Problem verursachte.
    • C: Verdünnung oder Überlappung dünner Linien wurde teilweise beobachtet.
    • D: Auffällige Verdünnung oder Überlappung dünner Linien.
  • Abrieb des lichtempfindlichen Elements (Abrieb) wurde anhand einer Veränderung der Bilddichte und von Bildschleier, die dem Abrieb des lichtempfindlichen Elements zuzuschreiben sind, gemäß dem folgenden Maßstab bewertet.
    • A: Keine Bildverschlechterung, die dem Abrieb zuzuschreiben ist.
    • B: Es trat eine geringe Verminderung der Bilddichte auf, die jedoch praktisch kein Problem verursachte.
    • C: Es traten teilweise Veränderung der Bilddichte und Bildschleier auf.
    • D: Auffällige Veränderung der Bilddichte und Bildschleier.
  • Die Ergebnisse der Bewertung sind in der nachstehenden Tabelle 1 gemeinsam zusammen mit denen der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele gezeigt. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, wurden in diesem Beispiel 1 Bilder erhalten, die bei der vorstehend beschriebenen Bewertung in jeder Hinsieht eine hohe Qualität hatten.
  • [Beispiel A-2]
  • Toner A-2 und dann Zweikomponentenentwickler A-2 wurden in derselben Weise wie in Beispiel A-1 hergestellt und bewertet, außer dass Tonerteilchen A-2 und Feinteilchen A-2 verwendet wurden und die zugesetzte Menge der Feinteilchen zu 1,0 Teilen verändert wurde.
  • Toner A-2 zeigte ein Verhältnis von 2,2 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein [Feinteilchen (Dv)/Tonerteilchen (D4)]-Durchmesserverhältnis von 0,07.
  • [Beispiel A-3]
  • Toner A-3 wurde in derselben Weise wie Toner A-1 in Beispiel A-1 hergestellt, außer dass Tonerteilchen A-3 und Feinteilchen A-3 verwendet wurden und die Menge der Feinteilchen zu 3,0 Teilen verändert wurde. Toner A-3 zeigte ein Verhältnis von 10,5 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein Feinteilchen/Tonerteilchen-Durchmesserverhältnis von 0,08.
  • Toner A-3 wurde in derselben Weise wie in Beispiel A-1 bewertet, außer dass anstelle der Zweikomponenten-Entwicklungseinrichtung eine Einkomponenten-Entwicklungseinrichtung angewendet wurde, die einen durch Abstrahlen hergestellten SUS-Entwicklungszylinder mit Ra = 0,6 μm enthielt.
  • [Beispiel A-4]
  • Toner A-4 wurde in derselben Weise wie Toner A-1 in Beispiel A-1 hergestellt, außer dass Tonerteilchen A-3 und Feinteilchen A-4 verwendet wurden und die Menge der Feinteilchen zu 1,0 Teilen verändert wurde. Toner A-4 zeigte ein Verhältnis von 1,1 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein Feinteilchen/Tonerteilchen-Durchmesserverhältnis von 0,21.
  • Toner A-4 wurde anstelle von Toner A-3 in derselben Weise wie in Beispiel A-3 bewertet.
  • [Beispiel A-5]
  • Das Bilderzeugungsgerät wurde nach der Bewertung in Beispiel A-1 in eine Umgebung mit 30 °C/80 % rel.F. gebracht; man ließ es 24 Stunden lang in der Umgebung stehen, und dann wurde es einer Bilderzeugung und einer Bewertung in Bezug auf dieselben Punkte wie in Beispiel A-1 unterzogen.
  • Als Ergebnis wurden vom Anfangsstadium an gute Bilder erhalten, die frei von Bildschleier waren und eine ausgezeichnete Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien zeigten, so dass ein guter Anstieg der Aufladbarkeit während des Stehenlassens bestätigt wurde. Während der gesamten kontinuierlichen Bilderzeugung wurden gute Bildqualitäten beibehalten, und auch im Endstadium wurden identische Bildqualitäten wie in Beispiel A-1 beibehalten.
  • Das Bilderzeugungsgerät wurde ferner in eine Umgebung mit 15 °C/10 % rel.F. gebracht; man ließ es 24 Stunden lang in der Umgebung stehen, und dann wurde es einer Bilderzeugung und einer Bewertung in Bezug auf dieselben Punkte wie in Beispiel A-1 unterzogen.
  • Als Ergebnis wurde vom Anfangsstadium der kontinuierlichen Bilderzeugung an eine gute triboelektrische Aufladbarkeit ohne übermäßige Ladung oder ohne unregelmäßige Ladung bestätigt. Während der gesamten kontinuierlichen Bilderzeugung wurden gute Bildqualitäten beibehalten, und im Endstadium wurden identische Bildqualitäten wie in Beispiel A-1 beibehalten.
  • Ferner wurde keine Verminderung der Bildqualität erkannt, die einem Abrieb des Entwicklungszylinders zuzuschreiben war.
  • [Vergleichsbeispiel A-1]
  • Eine wässrige Mischungslösung von Antimonchlorid und Zinnchlorid, die Antimon (Sb) und Zinn in einem Molverhältnis (Sb/Sn) von 0,02 enthielt, wurde einer Mitfällung auf Siliciumdioxid teilchen, die in der wässrigen Lösung dispergiert waren, unterzogen und calciniert, um Siliciumdioxidteilchen herzustellen, die mit einer leitfähigen, Sb-dotierten Zinnoxidschicht beschichtet waren (Rv = 5 × 102 Ω·cm, Dv = 1, 5 μm, Sn/B = 1,0, W/Sn = 0). Vergleichstoner A-1 wurde hergestellt, indem anstelle der Feinteilchen A-1 die beschichteten Siliciumdioxidteilchen verwendet wurden, und ansonsten in derselben Weise wie in Beispiel A-1 bewertet.
  • [Vergleichsbeispiel A-2]
  • Eine Mischung von SnO2-beschichteten Bariumsulfatteilchen und SnF2 wurde calciniert, um elektrisch leitende Teilchen herzustellen, die mit einer fluordotierten SnO2-Schicht beschichtet waren (Rv = 3 × 104 Ω·cm, Dv = 1,1 μm, Sn/B = 2,5, W/Sn = 0). Vergleichstoner A-2 wurde hergestellt, indem anstelle der Feinteilchen A-1 die beschichteten Bariumsulfatteilchen verwendet wurden, und ansonsten in derselben Weise wie in Beispiel A-1 bewertet.
  • [Vergleichsbeispiel A3]
  • Vergleichstoner A-3 wurde hergestellt, indem anstelle der Feinteilchen A-1 ZnO-beschichtete Titanoxidteilchen (Dv = 5,5 μm, Zn/B = 1,9) verwendet wurden, und ansonsten in derselben Weise wie in Beispiel A-1 bewertet.
  • Die Ergebnisse der Bewertung der vorstehend erwähnten Beispiele und Vergleichsbeispiele sind gemeinsam in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt.
  • Tabelle 1
    Figure 01080001
  • <Herstellung von mit wolframhaltiger Zinnverbindung beschichteten Feinteilchen>
  • (Feinteilchen B-1)
  • Wässrige Lösungen von Zinnchlorid (SnCl4·5H2O) und Wolframsäure (H2WO4) wurden vermischt, wobei eine wässrige Mischungslösung erhalten wurde, die Wolfram (W) und Zinn (Sn) in einem Molverhältnis (W/Sn) von 0,05 enthielt. Die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte wässrige Mischungslösung wurde bei 90 °C unter Rühren in einem derartigen Anteil in eine wässrige Dispersion von 200 Teilen Titanoxidteilchen (Grundteilchen) in 2000 Teilen Wasser eingetröpfelt, dass ein [Zinn (Sn)/Titanoxid (B)]-Masseverhältnis von 0,6 erhalten wurde, worauf Zusatz von Chlorwasserstoff folgte, um eine Mitfällung zu bewirken. Das Mitfällungsprodukt wurde abfiltriert, getrocknet und bei 600 °C in einem Elektroofen mit einer Stickstoffatmosphäre calciniert. Das calcinierte Produkt wurde zerkleinert bzw. gemahlen und klassiert, wobei Feinteilchen B-1 [Dv = 0,8 μm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,59, W/Sn (Molverhältnis) = 0,045, Rv = 9 × 103 Ω·cm] erhalten wurden.
  • Die Eigenschaften der Feinteilchen B-1 sind gemeinsam in Tabelle 2 zusammen mit denen der in den folgenden Herstellungsbeispielen hergestellten Feinteilchen gezeigt.
  • (Feinteilchen B-2)
  • Feinteilchen B-2 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass das W/Sn-Verhältnis und die Calcinier bedingung verändert wurden. Die so erhaltenen Feinteilchen B-2 zeigten Dv = 0,8 μm, Rv = 1 × 104 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,59 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,92.
  • (Feinteilchen B-3)
  • Feinteilchen B-3 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass anstelle der Titanoxidteilchen sphärische Siliciumdioxidteilchen verwendet wurden und die Menge der wässrigen Mischungslösung von Zinnchlorid (SnCl4·5H2O) und Wolframsäure (H2WO4) verändert wurde. Die so erhaltenen Feinteilchen B-3 zeigten Dv = 7,9 μm, Rv = 1 × 104 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,52 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,093.
  • (Feinteilchen B-4)
  • Feinteilchen B-4 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass das W/Sn-Verhältnis verändert wurde und Titanoxidteilchen mit einer anderen Teilchengröße verwendet wurden. Die so erhaltenen Feinteilchen B-4 zeigten Dv = 0,03 μm, Rv = 2 × 105 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,58 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,069.
  • (Feinteilchen B-5)
  • Feinteilchen B-5 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass das W/Sn-Verhältnis verändert wurde, anstelle der Titanoxidteilchen sphärische Siliciumdioxidteilchen verwendet wurden und die Menge der wässrigen Mischungslösung auf etwa 1/20 der Menge für die Herstellung der Feinteilchen B-1 vermindert wurde. Die so erhaltenen Feinteilchen B-5 zeigten Dv = 0,3 μm, Rv = 4 × 108 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,04 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,092.
  • (Feinteilchen B-6)
  • Feinteilchen B-6 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass eine wässrige Mischungslösung von Zinn chlorid und Antimontrichlorid anstelle der Wolframsäure verwendet wurde. Die so erhaltenen Feinteilchen B-6 zeigten Dv = 1,2 μm, Rv = 6 × 106 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,68 und Sb/Sn (Molverhältnis) = 5,9.
  • (Feinteilchen B-7)
  • Feinteilchen B-7 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass eine wässrige Mischungslösung von Zinnchlorid, Wolframsäure und Antimontrichlorid mit einem W/Sn-Molverhältnis von 0,0007 und einem Sb/Sn-Molverhältnis von 0,07 verwendet wurde. Die so erhaltenen Feinteilchen B-7 zeigten Dv = 0,6 μm, Rv = 9 × 107 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,90 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,0005.
  • (Feinteilchen B-8)
  • Feinteilchen B-8 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass eine wässrige Mischungslösung von Zinnchlorid und Wolframsäure mit einem W/Sn-Molverhältnis von 0,0015 verwendet wurde. Die so erhaltenen Feinteilchen B-8 zeigten Dv = 0,7 μm, Rv = 1 × 109 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,70 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,001.
  • (Feinteilchen B-9)
  • Feinteilchen B-9 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass eine wässrige Mischungslösung von Zinnchlorid und Wolframsäure mit einem W/Sn-Molverhältnis von 0,29 verwendet wurde und die Calcinierbedingung verändert wurde. Die so erhaltenen Feinteilchen B-9 zeigten Dv = 1,2 μm, Rv = 3 × 108 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,60 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,26.
  • (Feinteilchen B-10)
  • Feinteilchen B-10 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass eine wässrige Mischungslösung von Zinnchlorid und Wolframsäure mit einem W/Sn-Molverhältnis von 0,35 verwendet wurde und die Calcinierbedingung verändert wurde. Die so erhaltenen Feinteilchen B-10 zeigten Dv = 1,5 μm, Rv = 1 × 109 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,48 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,32.
  • (Feinteilchen B-11)
  • Feinteilchen B-11 wurden in derselben Weise wie Feinteilchen B-1 hergestellt, außer dass eine wässrige Mischungslösung von Zinnchlorid und Wolframsäure mit einem W/Sn-Molverhältnis von 0,10 verwendet wurde, anstelle der Titanoxidteilchen sphärische Siliciumdioxidteilchen verwendet wurden und die Menge der wässrigen Mischungslösung auf etwa 1/40 vermindert wurde. Die so erhaltenen Feinteilchen B-11 zeigten Dv = 1,5 μm, Rv = 3 × 109 Ω·cm, Sn/B (Masseverhältnis) = 0,02 und W/Sn (Molverhältnis) = 0,092.
  • Bei allen in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Feinteilchen B-1 bis B-5 und B-7 bis B-11 wurden die Feinteilchen nach der ESCA-Analyse zur Berechnung des W/Sn-Verhältnisses über verschiedene Zeiträume einem Argonionenätzen unterzogen. Als Ergebnis war das W/Sn-Molverhältnis bei verschiedenen Ätzzeiträumen fast konstant. Ferner nahmen W und Sn bei der Fortsetzung des Argonionenätzens im Vergleich zu dem Element Titan oder Silicium in gleichen Verhältnissen ab, und es wurde bestätigt, dass die Elemente W und Sn hauptsächlich an den Oberflächen der Grundteilchen vorhanden waren.
  • Die Eigenschaften der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Feinteilchen B-1 bis B-11 sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefasst. Tabelle 2: Eigenschaften von Feinteilchen
    Figure 01120001
    • *1: % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Durchmesser von 5 μm oder darüber.
    • *2: Durchlassgrad für zur Belichtung dienendes Laserlicht durch eine Ein-Teilchen-Schicht der Feinteilchen.
    <Tonerherstellungsbeispiele> (Toner B-1)
    Styrol/n-Butylacrylat-Copolymer (Molverh.: 80/20) 20 Teile
    Negatives Ladungssteuerungsmittel [Monoazofarbstoff der nachstehenden Formel (1)] 4 Teile
    Magnetit [Eisen (II, III)-oxid] 80 Teile
    Niedermolekulares Polyethylen 5 Teile
  • Formel (1)
    Figure 01120002
  • Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden mit einem Mischer vermischt und mit einem auf 110 °C erhitzten Doppelschneckenextruder schmelzgeknetet. Das schmelzgeknetete Produkt wurde abgekühlt und danach mit einer Hammermühle grobzerkleinert, mit einer Strahlmühle feinpulverisiert und mit einem Windsichter klassiert, wobei Tonerteilchen mit D4 = 7,3 μm erhalten wurden. Dann wurden 100 Teile der Tonerteilchen durch einen Henschel-Mischer mit 1,2 Teilen Siliciumdioxid-Feinpulver, das nacheinander mit Hexamethyldisilazan und Siliconöl behandelt worden war, so dass es eine spezifische Oberfläche gemäß BET (SBET) von 120 m2/g hatte, und 2,0 Teilen Feinteilchen B-1 vermischt, wodurch Toner B-1 erhalten wurde. Einige Eigenschaften von Toner B-1 sind in Tabelle 3 gemeinsam zusammen mit denen von Tonern, die in den folgenden Herstellungsbeispielen erhalten wurden, gezeigt.
  • (Toner B-2 bis B-7)
  • Toner B-2 bis B-7 wurden in derselben Weise wie Toner B-1 hergestellt, außer dass anstelle der Feinteilchen B-1 Feinteilchen B2 bis B-5, B-8 und B-9 verwendet wurden.
  • (Toner B-8)
  • Tonerteilchen mit D4 = 7,3 μm wurden in derselben Weise wie bei der Herstellung von Toner B-1 hergestellt. Dann wurde eine Mischung von 100 Teilen der Tonerteilchen und 2,0 Teilen Feinteilchen B-1 einer Oberflächenmodifizierung durch ein Oberflächenbehandlungsgerät vom Prall- bzw. Schlagtyp ("HYBRIDIZER", hergestellt durch Nara Kikai K.K.) unterzogen. Dann wurde das behandelte Produkt durch einen Henschel-Mischer mit 1,2 Teilen desselben hydrophobierten Siliciumdioxid-Feinpulvers, wie es bei der Herstellung von Toner B-1 verwendet wurde, vermischt, wobei Toner B-8 erhalten wurde.
  • (Toner B-9)
  • Tonerteilchen mit D4 = 2,9 μm wurden in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung von Toner B-1 hergestellt, außer dass die Bedingungen für das Pulverisieren und das Klassieren mit dem Windsichter verändert wurden. Dann wurden 100 Teile der Tonerteilchen durch einen Henschel-Mischer mit 2,5 Teilen des hydrophoben Siliciumdioxid-Feinpulvers und 2,0 Teilen Feinteilchen B-1, die jeweils bei der Herstellung von Toner B-1 verwendet wurden, vermischt, wobei Toner B-9 erhalten wurde.
  • (Toner B-10)
  • Tonerteilchen mit D4 = 10,2 μm wurden in einer ähnlichen Weise wie bei der Herstellung von Toner B-1 hergestellt, außer dass die Bedingungen für das Pulverisieren und das Klassieren mit dem Windsichter verändert wurden. Dann wurden 100 Teile der Tonerteilchen durch einen Henschel-Mischer mit 2,5 Teilen des hydrophoben Siliciumdioxid-Feinpulvers und 0,9 Teilen Feinteilchen B-1, die jeweils bei der Herstellung von Toner B-1 verwendet wurden, vermischt, wobei Toner B-10 erhalten wurde.
  • (Toner B-11)
  • In eine wässrige Eisen(II)-sulfatlösung wurde eine Natriumhydroxidlösung eingemischt, um eine wässrige Lösung zu bilden, die Eisen(II)-hydroxid enthielt. In die wässrige Lösung wurde Luft eingeblasen, um eine Impfkristalle enthaltende Aufschlämmung herzustellen.
  • Der Eisen(II)-Gehalt in der Aufschlämmung wurde auf 0,9 bis 1,05 Äquivalente in Bezug auf das Alkali eingestellt, und es wurde weiter Luft hineingeblasen, um mit der Oxidation fortzufahren. Nach der Oxidation wurden die erhaltenen Eisen(II,III)-oxidteilchen gewaschen und durch Filtrieren in einem nassen Zustand gewonnen. Die nassen Eisen(II,III)-oxidteilchen wurden ohne Trocknen wieder dispergiert, und zwar in einem anderen wässrigen Medium, und unter ausreichendem Rühren wurde ein Silan-Haftmittel [n-C10H21Si(OCH3)3] dazugegeben, um eine Haftvermittlungsbehandlung zu bewirken. Die erhaltenen hydrophobierten Eisenoxidteilchen wurden in üblichen Weisen gewaschen, abfiltriert und getrocknet, wobei ein oberflächenbehandeltes magnetisches Material erhalten wurde.
  • Dann wurden in 710 Teile deionisiertes Wasser 450 Teile einer wässrigen 0,1 m Na3PO4-Lösung hineingegeben, und nach Erwärmen bei 60 °C wurden nach und nach 67 Teile einer wässrigen 1,0 m CaCl2-Lösung zugesetzt, wobei ein Ca3(PO4) 2 enthaltendes wässriges Medium gebildet wurde.
  • Separat wurden die folgenden Bestandteile durch eine Reibmühle (hergestellt durch Mitsui Miike Kakoki K.K.) gleichmäßig dispergiert und vermischt, um eine Monomermischung zu bilden.
    Styrol 80 Teil(e)
    n-Butylacrylat 20 Teil(e)
    Polyesterharz 5 Teil(e)
    Negatives Ladungssteuerungsmittel [in Toner B-1 enthaltene Monoazofarbstoff-Fe-Verbindung der Formel (1)] 1 Teil(e)
    Oberflächenbehandeltes magnetisches Material (in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt) 80 Teil(e)
  • Die vorstehend beschriebene Monomermischung wurde bei 60 °C erwärmt; 5 Teile des in Toner B-1 verwendeten niedermolekularen Polyethylens wurden zugesetzt und darin dispergiert, und zur Bildung einer polymerisierbaren Monomermischung wurden 3 Teile 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) (Polymerisationsinitiator) zugesetzt.
  • Die polymerisierbare Monomermischung wurde in das in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte, Ca3(PO4) 2 enthaltende wässrige Medium eingebracht und 20 min lang bei 60 °C unter Rühren mit einem Schnellrührer ("TK-HOMOMIXER", hergestellt durch Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 10.000 U/min in einer N2-Atmosphäre dispergiert, wodurch in dem wässrigen Medium Tröpfchen der Monomermischung gebildet wurden. Danach wurde der Rührer durch Rühr schaufeln ersetzt, und das Rühren wurde fortgesetzt, um 6 Stunden lang eine Reaktion bei 60 °C zu bewirken, worauf weiteres 4-stündiges Rühren bei einer erhöhten Temperatur von 80 °C folgte. Nach der Reaktion wurde das System 2 Stunden lang einer Destillation bei 80 °C unterzogen, worauf Abkühlen und Zusatz von Salzsäure zum Auflösen von Ca3(PO4) 2 folgten. Das erhaltene Polymerisat wurde abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei Tonerteilchen mit D4 = 6,8 μm gewonnen wurden.
  • Dann wurden 100 Masseteile der Tonerteilchen durch einen Henschel-Mischer mit 1,2 Teilen des hydrophoben Siliciumdioxid-Feinpulvers und 2,0 Teilen Feinteilchen B-1, die jeweils bei der Herstellung von Toner B-1 verwendet wurden, vermischt, wobei Toner B-11 erhalten wurde.
  • (Toner B-12 bis B-14)
  • Tonerteilchen mit D4 = 7,3 μm wurden in derselben Weise wie bei der Herstellung von Toner B-1 hergestellt.
  • Toner B-12 bis B-14 wurden hergestellt, indem 180 Teile der Tonerteilchen durch einen Henschel-Mischer (hergestellt durch Mitsui Miike Kakoki K.K.) mit 2,0 Teilen Feinteilchen B-1 sowie mit 1,2 Teilen hydrophobem Siliciumdioxid-Feinpulver [SBET (nach Behandlung) = 200 m2/g], das einer Oberflächenbehandlung mit Hexamethyldisilazan unterzogen worden war, (für Toner B-12), 1,2 Teilen hydrophobem Titanoxid-Feinpulver [SBET (nach Behandlung) = 100 m2/g], das einer Oberflächenbehandlung mit Isobutyltrimethoxysilan unterzogen worden war, (für Toner B-13) oder 1,2 Teilen hydrophobem Aluminiumoxid-Feinpulver [SBET (nach Behandlung) = 150 m2/g], das einer Oberflächenbehandlung mit Isobutyltrimethoxysilan unterzogen wurden war, (für Toner B-14) vermischt wurden.
  • (Vergleichstoner B-1)
  • Vergleichstoner B-1 wurde in derselben Weise wie Toner B-1 hergestellt, außer dass die Feinteilchen B-1 weggelassen wurden.
  • (Vergleichstoner B-2 bis B-5)
  • Vergleichstoner B-2 bis B-5 wurden in derselben Weise wie Toner B-1 hergestellt, außer dass anstelle der Feinteilchen B-1 Feinteilchen B-6, B-7, B-10 bzw. B-11 verwendet wurden.
  • Einige Eigenschaften der in der vorstehend beschruiebenen Weise hergestellten Toner und Vergleichstoner sind gemeinsam in Tabelle 3 gezeigt.
  • Übrigens zeigten alle Toner B-1 bis B-14 und Vergleichstoner B-1 bis B-5 bei einer magnetischen Feldstärke von 79,6 kA/m eine Magnetisierung im Bereich von 26 bis 30 Am2/kg.
  • Tabelle 3 : Eigenschaften von Tonern
    Figure 01180001
  • (Herstellung von lichtempfindlichen Elementen)
  • <Lichtempfindliches Element 1>
  • Ein Lichtempfindliches Element 1 (negativ aufladbares lichtempfindliches OPC-Element) mit einem in 3 gezeigten Schichtaufbau wurde hergestellt, indem die folgenden Schichten nacheinander durch Tauchen auf einem als Schichtträger diendenden Aluminiumzylinder 1 mit einem Durchmesser von 30 mm gebildet wurden.
    • (1) Die Erste Schicht 2 war eine 15 μm dicke elektrisch leitende Schicht, die hauptsächlich aus Phenolharz mit darin dispergiertem Pulver von Zinnoxid und Titanoxid besteht.
    • (2) Die Zweite Schicht 3 war eine 0,6 μm dicke Unter- bzw. Grundierschicht, die hauptsächlich aus modifiziertem Polyamid und Copolyamid besteht.
    • (3) Die Dritte Schicht 4 war eine 0,6 μm dicke Ladungserzeugungsschicht, die hauptsächlich aus einem in Butyralharz dispergierten Azopigment, das im langwelligen Bereich ein Absorptionsmaximum hat, besteht.
    • (4) Die Vierte Schicht war eine 25 μm dicke Ladungstransportschicht, die hauptsächlich aus einer Löcher (Defektelektronen) transportierenden Triphenylaminverbindung, die in Polycarbonatharz (mit einer gemäß dem Ostwaldschen Viskositätsverfahren ermittelten Molmasse von 2 × 104) in einem Masseverhältnis von 8:10 gelöst ist, besteht und ferner 10 Masse%, auf den gesamten Feststoff bezogen, darin dispergiertes Polytetrafluorethylenpulver [volumengemittelte Teilchengröße (Dv) = 0,2 μm] enthält. Die Schichtoberfläche zeigte einen mit einem Kontaktwinkelmessgerät ("CA-X", erhältlich von Kyowa Kaimen Kaqaku K.K.) gemessenen Kontaktwinkel mit reinem Wasser von 95 Grad. Ferner zeigte die äußerste Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 2 × 1015 Ω·cm.
  • <Lichtempfindliches Element 2>
  • Ein Lichtempfindliches Element 2 [ein negativ aufladbares lichtempfindliches Element, bei dem ein organischer Photoleiter angewendet wird ("lichtempfindliches OPC-Element")] mit einem in 8 gezeigten Schnittaufbau wurde in der folgenden Weise hergestellt.
  • Ein Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 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.
    • (1) 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.
    • (2) 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 durch Aufladung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erteilt wird, und wurde als etwa 1 μm dicke Schicht mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand von etwa 106 Ω·cm aus methoxymethyliertem Polyamid gebildet.
    • (3) 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.
    • (4) Die Vierte Schicht 15 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.
    • (5) 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 Masseteile antimondotierte Zinnoxidteilchen mit einem Durchmesser von etwa 0,3 μm und einem niedrigen spezifischen Widerstand, 20 Masseteile Tetrafluorethylenharzteilchen und 1,2 Masseteile eines Dispergiermittels, jeweils pro 100 Masseteile des Harzes, 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.
  • <Lichtempfindliches Element 3>
  • Ein Lichtempfindliches Element 3 wurde in derselben Weise wie das Lichtempfindliche Element 2 hergestellt, außer dass die Fünfte Schicht 16 hergestellt wurde, während die Tetrafluorethylenharzteilchen und das Dispergiermittel weggelassen wurden. Die äußerste Oberflächenschicht des Lichtempfindlichen Elements 3 zeigte einen spezifischen Volumenwiderstand von 2 × 1012 Ω·cm und einen Kontaktwinkel mit Wasser von 78 Grad.
  • <Lichtempfindliches Element 4>
  • Ein Lichtempfindliches Element 4 wurde in derselben Weise wie das Lichtempfindliche Element 2 hergestellt, außer dass die Fünfte Schicht 16 hergestellt wurde, indem 300 Teile antimondotierte Zinnoxidteilchen mit einem Durchmesser von etwa 0,03 μm in 100 Teilen photochemisch härtbarem Acrylharz dispergiert wurden. Die äußerste Oberflächenschicht des Lichtempfindlichen Elements 4 zeigte einen spezifischen Volumenwiderstand von 2 × 107 Ω·cm und einen Kontaktwinkel mit Wasser von 88 Grad.
  • <Lichtempfindliches Element 5>
  • Ein Lichtempfindliche Element 5 wurde in derselben Weise wie das Lichtempfindliche Element 2 hergestellt, außer dass die Fünfte Schicht 16 (Ladungsinjektionsschicht) nicht gebildet wurde und dafür gesorgt wurde, dass die Vierte Schicht 15 die äußerste Oberflächenschicht bildete. Die äußerste Oberflächenschicht des Lichtempfindlichen Elements 5 zeigte einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 1015 Ω·cm und einen Kontaktwinkel mit Wasser von 73 Grad.
  • Für eine nachstehend beschriebene Bewertung in Bezug auf Oberflächenfehler wurde schließlich bei jedem der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten lichtempfindlichen Elemente die Oberfläche mit einer Nadel durchbohrt, um einen sehr kleinen Bereich der Oberflächenschicht abzulösen bzw. abzuschälen.
  • <Herstellung von Aufladeelementen>
  • (Aufladeelement 1)
  • 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 1 zeigte in Bezug auf die Polyurethanschaumstoffschicht einen spezifischen Widerstand von 105 Ω·cm und eine Asker-C-Härte von 30 Grad. Als Ergebnis der Betrachtung durch ein Durchstrahlungselektronenmikroskop zeigte die Oberfläche der Aufladewalze einen mittleren Zellendurchmesser von etwa 100 μm und einen prozentualen Hohlraumanteil von 60 %.
  • (Aufladeelement 2)
  • 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 2) 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 herzustellen.
  • (Beispiel B-1]
  • Es wurde ein Bilderzeugungsgerät angewendet, das im Allgemeinen einen Aufbau hatte, wie er in 1 veranschaulicht ist, und durch Umbau eines handelsüblichen Laserdruckers ("LBP-1760", hergestellt durch Canon K.K.) erhalten worden war.
  • Als lichtempfindliches Element 100 (Bildträgerelement) wurde das in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte Lichtempfindliche Element 1 [lichtempfindliche Trommel mit einem organischen Photoleiter (OPC-Trommel)] angewendet. Das lichtempfindliche Element 100 wurde gleichmäßig auf ein Dunkelbereichspotenzial (Vd) von –700 Volt aufgeladen, indem von einer Aufladewalze 117, die mit elektrisch leitendem Polyamid, in dem Kohlenstoff dispergiert war, beschichtet war und an das lichtempfindliche Element 100 anstieß, eine Aufladevorspannung angelegt wurde, die aus einer Überlagerung einer Gleichspannung von –700 Volt und einer Wechselspannung mit einem Spitze-Spitze-Wert von 2,0 kV bestand. Das aufgeladene lichtempfindliche Element wurde dann bei Bildbereichen mit zur bildmäßigen Belichtung dienendem Laserlicht 123 aus einem Laserstrahlabtaster 121 derart belichtet, dass ein Hellbereichspotenzial (VL) von –150 Volt erhalten wurde.
  • Ein Entwicklungszylinder 102 (Tonerträgerelement) wurde aus einem Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 16 mm, dessen Oberfläche abgestrahlt worden war, gebildet, der mit einer etwa 7 μm dicken Harzschicht, die die folgende Zusammensetzung hatte und eine Rauheit [arithmetischer Mittenrauwert Ra (gemäß JIS)] von 1,0 μm zeigte, beschichtet war. Der Entwicklungszylinder 102 war mit einem Entwicklungsmagnetpol von 85 mT (850 Gauss) und mit einer Silicongummirakel, die eine Dicke von 1,0 mm und eine freie Länge von 1,0 mm hatte, als Tonerschichtdickenregulierelement ausgestattet. Der Entwicklungszylinder 102 war in einem Abstand von 290 μm von dem lichtempfindlichen Element 100 angeordnet.
    Phenolharz 100 Masseteile
    Graphit (Dv = etwa 7 μm) 90 Masseteile
    Ruß 10 Masseteile
  • Dann wurde eine Entwicklungsvorspannung in Form einer Gleichspannung von –500 Volt, die mit einer Wechselspannung mit einem Spitze-Spitze-Wert von 1600 Volt und einer Frequenz von 2000 Hz überlagert war, angelegt, und der Entwicklungszylinder wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 103 mm/s, die 1,1-mal so hoch war wie die Umfangsgeschwindigkeit (94 mm/s) des licht empfindlichen Elements, das sich in derselben Richtung bewegte, gedreht.
  • Als Übertragungswalze 114 wurde eine angewendet, die mit einer in 4 gezeigten Walze 34 identisch war. Im Einzelnen hatte die Übertragungswalze 34 einen Metallkern 34a und eine darauf gebildete elektrisch leitende elastische Schicht 34b aus Ethylen-Propylen-Kautschuk, in dem leitfähiger Kohlenstoff dispergiert war. Die leitfähige elastische Schicht 34b zeigte einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 108 Ω·cm und eine Oberflächen-Gummihärte von 24 Grad. Die Übertragungswalze 34, die einen Durchmesser von 20 mm hatte, stieß unter einem Druck von 59 N/m (60 g/cm) an ein lichtempfindliches Element 33 (lichtempfindliches Element 100 in 1) an und wurde mit derselben Geschwindigkeit (94 mm/s) wie das lichtempfindliche Element 33, das sich in der Richtung eines gezeigten Pfeils A drehte, gedreht, während daran eine Übertragungsvorspannung in Form einer Gleichspannung von 1,5 kV angelegt wurde.
  • Eine Fixiereinrichtung 126 war eine ölfreie Fixiereinrichtung vom Heißpresstyp zum Erhitzen über eine Folie (von "LBP1760", im Unterschied zu der veranschaulichten Walzenfixiereinrichtung). Die Presswalze war eine mit einer Oberflächenschicht aus fluorhaltigem Harz und einem Durchmesser von 30 mm. Die Fixiereinrichtung wurde mit einer Fixiertemperatur von 200 °C und einer auf 6 mm eingestellten Spaltbreite betrieben.
  • In diesem bestimmten Beispiel (Beispiel B-1) wurde Toner B-1 (magnetischer Toner) in Bezug auf das Bilderzeugungsverhalten im Anfangsstadium auf einem Übertragungs(bildempfangs)papier (90 g/m2) in einer Umgebung mit 25 °C/80 % rel.F. bewertet. Dabei ergab sich, dass Toner B-1 eine hohe Übertragbarkeit zeigte, so dass gute Bilder erhalten wurden, die in Nicht-Bildbereichen frei von Schleier waren.
  • Toner B-1 wurde ferner in einer Umgebung mit 23 °C/5 % rel.F. einem kontinuierlichen Bilderzeugungstest zur Wiedergabe eines Bildmusters, das aus Querlinien mit einem prozentualen Bildflächenanteil von 5 % bestand, unterzogen.
  • Die Einbeziehung von Feinteilchen in einen Toner kann das Aufladeverhalten einer Aufladewalze beeinflussen. Im Einzelnen kann ein Teil der Feinteilchen, die in dem Toner enthalten sind, an der Reinigungseinrichtung vorbeigleiten, so dass sie die Aufladewalze erreichen, wodurch die Menge der Feinteilchen, die an der Aufladewalze anhaften, während der kontinuierlichen Bilderzeugung erhöht wird. Zusammen mit der erhöhten Menge von Feinteilchen besteht die Neigung, dass in dem Aufladeschritt eine Ladungsableitung auftritt. Wie vorstehend erwähnt wurde, wurde die Oberfläche eines getesteten lichtempfindlichen Elements (des Lichtempfindlichen Elements 1 in diesem Beispiel) zur Erzeugung eines Oberflächenfehlers mit einer Nadel durchbohrt, und der Zustand des Auftretens von Ladungsableitung, die zu Bildfehlern führt, wurde geprüft. Eine größere Zahl von fehlerfreien Blättern mit erzeugten Bildern zeigt eine bessere Beständigkeit gegenüber so einer Ladungsableitung. Ferner wurde auch das Auf ladeverhalten während der kontinuierlichen Bilderzeugung in Bezug auf Bildfehler (unregelmäßige Bilddichte, die einer Schwankung des Latentbildpotenzials zuzuschreiben ist) bei Halbtonbildern durch Sichtprüfung bewertet.
  • Das Verhalten im Anfangsstadium wurde in Bezug auf die folgenden Punkte und auch in Bezug auf die Qualität von OHP-Folienbildern, die auf einer lichtdurchlässigen OHP-Folie erzeugt worden sind, bewertet.
  • (Übertragungsgrad)
  • Ein nach der Übertragung eines flächenhaften schwarzen Bildes zurückgebliebener Toner wurde mit einem Polyester-Klebeband abgeschält und auf ein Übertragungs(bildempfangs)papier aufgebracht, um eine Macbeth-Bilddichte zu messen, die mit "C" bezeichnet wird. Dasselbe Polyester-Klebeband wurde auf ein noch nicht fixiertes flächenhaftes schwarzes Tonerbild, das sich auf einem Übertragungs(bildempfangs)papier befand, aufgebracht, um eine Macbeth-Bilddichte zu messen, die mit "D" bezeichnet wird. Dasselbe Polyester-Klebeband wurde auf ein leeres Übertragungs(bildempfangs)papier aufgebracht, um eine Macbeth-Bilddichte zu messen, die mit "E" bezeichnet wird. Dann wurde der Übertragungsgrad gemäß der folgenden Formel berechnet. Bei einem Übertragungsgrad von 90 % oder darüber wird ein Bild erhalten, das praktisch problemfrei ist. Übertragungsgrad (%) = (D – C)/(D – E) × 100.
  • (Auflösung)
  • Die Auflösung im Anfangsstadium wurde anhand der Fähigkeit zur Wiedergabe von 100 einzelnen Punkten mit 600 dpi (Punkten pro Inch) bewertet, deren Wiedergabe wegen der Neigung des elektrischen Feldes eines elektrostatischen Latentbildes zum Schließen im Allgemeinen schwierig ist. Die Bewertung wurde gemäß dem folgenden Maßstab durchgeführt.
    • A: 5 oder weniger fehlende Punkte bei 100 Punkten.
    • B: 6 bis 10 fehlende Punkte bei 100 Punkten.
    • C: 11 bis 20 fehlende Punkte bei 100 Punkten.
    • D: Mehr als 20 fehlende Punkte bei 100 Punkten.
  • (Schleier)
  • Der Schleierwert (%) wurde als Differenz zwischen dem Reflexionsgrad eines leeren Papiers und dem Reflexionsgrad des Nicht-Bildbereichs eines gedruckten Produkts gemessen, die jeweils unter Anwendung eines Aufsichtdensitometers ("REFLECTMETER MODEL TC-6DC", hergestellt durch Tokyo Denshoku K.K.) gemessen wurden.
  • [Bilddichte (ID)]
  • Die Aufsichtbilddichte wurde während einer Bilderzeugung auf dem 20. erhaltenen Blatt unter Anwendung eines Macbeth-Densitometers ("RD918", hergestellt durch Macbeth Co.) gemessen.
  • Die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Bewertung sind gemeinsam in Tabelle 4 zusammen mit denen von nachstehend beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen gezeigt.
  • [Beispiele B-2 bis B-14]
  • Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel B-1 durchgeführt, außer dass anstelle des Toners B-1 die Toner B-2 bis B-14 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 4 gezeigt. Zu einigen auffälligen Ergebnissen wird wie folgt Stellung genommen.
  • (Beispiel B-3)
  • Toner B-3 führte zu etwas Trübung bzw. Undurchsichtigkeit bei dem Nicht-Bildbereich auf einer OHP-Folie.
  • (Beispiel B-6)
  • Bei der kontinuierlichen Bilderzeugung traten nach etwa 300 Blättern geringe Bildfehler auf, die einer Ladungsableitung zuzuschreiben waren, und das Aufladeverhalten wurde nach 1600 Blättern etwas instabil.
  • (Beispiele B-8 und B-9)
  • Toner B-8, der Feinteilchen mit einem etwas hohen spezifischen Widerstand enthielt, führte zu einem in geringem Maße instabilen Aufladeverhalten. Toner B-9 mit D4 < 3,0 μm führte zu einer etwas erhöhten Menge des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners und zu einem etwas instabilen Aufladeverhalten nach etwa 1800 Blättern.
  • (Beispiel B-10)
  • Toner B-10 mit D4 > 10 μm führte zu einer etwas niedrigeren Auflösung.
  • [Vergleichsbeispiele B-1 bis B-5]
  • Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel B-1 durchgeführt, außer dass die Vergleichstoner B-1 bis B-5 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 4 gezeigt. Zu einigen auffälligen Ergebnissen wird nachstehend Stellung genommen.
  • (Vergleichsbeispiel B-1)
  • Bei Halbtonbildern trat ab etwa 400 Blättern eine unregelmäßige Bilddichte auf, die sich bei der Fortsetzung der Bilderzeugung verschlechterte, so dass die Bilderzeugung bei 800 Blättern beendet wurde. Bildfehler, die einer Ladungsableitung zuzuschreiben waren, wurden nicht beobachtet.
  • (Vergleichsbeispiel B-2)
  • Bildfehler, die einer Ladungsableitung zuzuschreiben waren, wurden ab etwa 600 Blättern beobachtet, so dass die Bilderzeugung danach beendet wurde. In Bezug auf das Aufladeverhalten wurde kein besonderes Problem beobachtet.
  • (Vergleichsbeispiel B-3)
  • Bildfehler, die einer Ladungsableitung zuzuschreiben waren, wurden ab etwa 800 Blättern beobachtet, so dass die Bilderzeugung danach beendet wurde. In Bezug auf das Aufladeverhalten wurde kein besonderes Problem beobachtet.
  • (Vergleichsbeispiel B-4)
  • Ab etwa 1100 Blättern trat eine unregelmäßige Bilddichte auf, und Bildfehler, die einer Ladungsableitung zuzuschreiben waren, traten ab etwa 1200 Blättern auf, so dass die Bilderzeugung danach beendet wurde.
  • (Vergleichsbeispiel B-5)
  • Bei Halbtonbildern trat ab etwa 500 Blättern eine unregelmäßige Bilddichte auf, die sich bei der Fortsetzung der Bilderzeugung verschlechterte, so dass die Bilderzeugung bei 1000 Blättern beendet wurde. Bildfehler, die einer Ladungsableitung zuzuschreiben waren, wurden nicht beobachtet.
  • (Vergleichsbeispiel B-6)
  • Bildfehler, die einer Ladungsableitung zuzuschreiben waren, wurden ab etwa 300 Blättern beobachtet, so dass die Bilderzeugung danach beendet wurde. In Bezug auf das Aufladeverhalten wurde bis zu 300 Blättern kein besonderes Problem beobachtet. Bei dem Nicht-Bildbereich auf einer OHP-Folie wurde etwas Trübung bzw. Undurchsichtigkeit festgestellt.
  • Figure 01310001
  • [Beispiel B-15]
  • Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung ist auch auf ein Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung (das einen Entwicklungs- und Reinigungsschritt enthält) anwendbar.
  • Toner B-1, der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden war, wurde einer Bilderzeugung in einem Bilderzeugungsgerät unterzogen, das einen in 5 veranschaulichten Aufbau hatte und als lichtempfindliches OPC-Element 21 das Lichtempfindliche Element 2 enthielt, das in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden war.
  • Das in 5 gezeigte 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 Einkomponententoner und ein kontaktfreies Entwicklungssystem, bei dem ein Tonerträgerelement derart angeordnet ist, dass eine darauf getragene Tonerschicht für die Entwicklung keinen Kontakt mit einem lichtempfindlichen Element hat, angewendet.
  • (1) Gesamtaufbau eines Bilderzeugungsgeräts
  • Unter Bezugnahme auf 5 enthält das Bilderzeugungsgerät ein lichtempfindliches OPC-Element 21 vom Drehtrommeltyp (in der vorstehend beschriebenen Weise hergestelltes Lichtempfindliches Element 2) (als Bildträgerelement), das derart angetrieben wird, dass es sich in der Richtung eines gezeigten Pfeils X (im Uhrzeigersinn) mit einer Umfangsgeschwindigkeit (Betriebsgeschwindigkeit) von 94 mm/s dreht.
  • Eine Aufladewalze 22 (in der vorstehend beschriebenen Weise hergestelltes Aufladeelement 1) (als Kontaktaufladeelement) stößt mit einer vorgeschriebenen Presskraft gegen ihre Elastizität an das lichtempfindliche Element 21 an. Zwischen dem lichtempfindlichen Element 21 und der Aufladewalze 22 ist als Aufladeabschnitt ein Kontaktspalt n gebildet. In diesem Beispiel wird die Aufladewalze 22 derart gedreht, dass sie ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von 100 % (entsprechend einem 200 % betragenden relativen Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeiten) zeigt, wobei ihre Richtung bei dem Aufladeabschnitt n der Oberflächenbewegungsrichtung des lichtempfindlichen Elements 21 entgegengesetzt ist. Vor dem tatsächlichen Betrieb wird Elektrisch leitendes Feinpulver 1 in einer gleichmäßigen Dichte von etwa 1 × 104 Teilchen/mm2 auf die Oberfläche der Aufladewalze 22 aufgetragen.
  • Die Aufladewalze 22 hat einen Metallkern 22a, an den von einer Aufladevorspannungsquelle eine Gleichspannung von –650 Volt angelegt wird. Dies hat zur Folge, dass die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 21 gleichmäßig auf ein Potenzial (–630 Volt) aufgeladen wird, das fast gleich der Spannung ist, die in diesem Beispiel an die Aufladewalze 22 angelegt wird. Dies wird später wieder beschrieben.
  • Das Gerät enthält auch einen Laserstrahlabtaster 23 (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 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 in diesem Beispiel einen negativ aufladbaren, isolierenden Einkomponen tentoner bzw. -entwickler (Toner B-1) enthielt. Wie vorstehend erwähnt wurde, enthielt Toner B-1 Feinteilchen B-1, die ihm äußerlich zugesetzt worden waren.
  • Die Entwicklungseinrichtung 24 enthielt ferner einen nichtmagnetischen Entwicklungszylinder 24a (als Tonerträgerelement) aus einem Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 16 mm, dessen Oberfläche abgestrahlt worden war und der mit einer etwa 7 μm dicken Harzschicht, die die folgende Zusammensetzung hatte und eine Rauheit [arithmetischer Mittenrauwert Ra (gemäß JIS)] von 1,0 μm zeigte, beschichtet war. Der Entwicklungszylinder 24a war mit einem Entwicklungsmagnetpol von 90 mT (900 Gauss) und mit einer elastischen Polyurethanrakel 24c, die eine Dicke von 1,0 mm und eine freie Länge von 1,5 mm hatte, die als Tonerschichtdickenregulierelement diente und unter einem linearen Druck von 29,4 N/m (30 g/cm) an den Entwicklungszylinder 24a anstieß, ausgestattet. Der Entwicklungszylinder 24a war in einem Abstand von 290 μm von dem lichtempfindlichen Element 21 angeordnet.
    Phenolharz 100 Masseteile
    Graphit (Dv = etwa 7 μm) 90 Masseteile
    Ruβ 10 Masseteile
  • In dem Entwicklungsabschnitt bzw. -bereich a wird der Entwicklungszylinder 24a in der Richtung eines gezeigten Pfeils W derart gedreht, dass er ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von 120 % in Bezug auf die Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 21, das sich in derselben Richtung bewegt, zeigt.
  • Toner B-1 wird durch eine elastische Rakel 24c als dünne Deckschicht auf den Entwicklungszylinder 24a aufgetragen, während er dadurch auch aufgeladen wird. Beim tatsächlichen Betrieb wurde der Toner B-1 in einer Auftragsmenge von 15 g/m2 auf den Entwicklungszylinder 24a aufgetragen.
  • Toner B-1, der als Deckschicht auf den Entwicklungszylinder 24a aufgetragen worden ist, wird zusammen mit der Drehung des Entwicklungszylinders 24a zu dem Entwicklungsabschnitt a beför dert, wo das lichtempfindliche Element 21 und der Entwicklungszylinder 24a einander gegenüberliegen. An den Entwicklungszylinder 24a wird ferner von einer Entwicklungsvorspannungsquelle 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 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 (100 g/cm) 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 eine vorgeschriebene Übertragungsvorspannung 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.
  • In diesem Beispiel wurde an die Übertragungswalze 25, die einen spezifischen Widerstand von 5 × 108 Ω·cm hatte, eine Gleichspannung von +3000 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 21 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 26 enthalten, die z.B. dem Heißfixiertyp angehört. 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.
  • (2) Bewertung
  • In diesem Beispiel wurden 120 g des Toners B-1 (der Feinteilchen B-1 enthält) in eine Tonerkassette eingefüllt und einem Ausdrucktest auf 2000 Blättern, der intermittierend zum Drucken eines Bildmusters, das nur Querlinien mit einem Anteil von 2 % der bedruckten Fläche hatte, durchgeführt wurde, unterzogen, bis die Menge des aufgeladenen Toners stark abgenommen hatte. Als Übertragungs(bildempfangs)material wurde Papier im Format A4 (75 g/m2) angewendet. Es ergab sich, dass bei dem kontinuierlichen, intermittierend durchgeführten Ausdrucktest kein Problem wie z.B. Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens beobachtet wurde.
  • Nach dem Ausdrucktest wurde ein an das lichtempfindliche Element 21 anstoßender Bereich auf der Aufladewalze 22 untersucht, indem ein Klebeband aufgelegt und abgelöst wurde, wobei festgestellt wurde, dass die Aufladewalze 22 fast vollständig mit Feinteilchen B-1 in einer Dichte von etwa 3 × 104 Teilchen/mm2 beschichtet war, während eine geringe Menge von nach der übertragung zurückgebliebenem Toner erkannt wurde. Als Ergebnis der Betrachtung eines an die Aufladewalze 22 anstoßenden Bereichs auf dem lichtempfindlichen Element 21 durch ein Rasterelektronenmikroskop wurde ferner festgestellt, dass die Oberfläche mit einer dichten Schicht von Feinteilchen B-1 mit einer sehr feinen Teilchengröße bedeckt war, und es wurde kein Ankleben von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner beobachtet.
  • Ferner wurden vom Anfangsstadium an bis zur Beendigung des Ausdrucktestes keine Bildfehler beobachtet, die einem Aufladefehler bzw. einem Versagen der Aufladung zuzuschreiben waren, was vermutlich daran lag, dass bei dem Kontaktbereich n zwischen dem lichtempfindlichen Element 21 und der Aufladewalze 22 Feinteilchen B-1 mit einem ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand von 9 × 103 Ω·cm vorhanden waren, so dass ein gutes Direktinjektions-Aufladeverhalten gezeigt wurde. Ferner wurden wegen der Verwendung der mit wolframhaltigen Zinnoxidteilchen beschichteten Feinteilchen B-1 keine Bildfehler beobachtet, die einer Ladungsableitung zuzuschreiben waren.
  • Ferner wurden unter Anwendung des Lichtempfindlichen Elements 2, dessen äußerste Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 1012 Ω·cm zeigt, Buchstaben- bzw. (Schrift)-zeichenbilder mit einer scharfen Kontur erzeugt, wodurch gezeigt wird, dass sogar nach dem Ausdrucktest auf 2000 Blättern ein elektrostatisches Latentbild aufrechterhalten und eine ausreichende Aufladbarkeit erzielt wird. Das lichtempfindliche Element zeigte nach dem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern als Reaktion auf eins direkte Aufladung mit einer angelegten Spannung von –650 Volt ein Potenzial von –580 Volt, so dass nur eine geringe, –50 Volt betragende Verminderung der Aufladbarkeit und keine auf eine schlechtere Aufladbarkeit zurückzuführende Verminderung der Bildqualität gezeigt wurde.
  • Ferner war der Wirkungsgrad der Übertragung vermutlich zum Teil wegen der Anwendung des Lichtempfindlichen Elements 2, das eine Oberfläche hat, die einen Kontaktwinkel mit Wasser von 102 Grad zeigt, sowohl im Anfangsstadium als auch nach dem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern ganz ausgezeichnet. Es ist jedoch selbst nach einer Berücksichtigung dessen, dass nach dem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern nach dem Übertragungsschritt solch eine geringere Menge von Tonerteilchen auf dem lichtempfindlichen Element zurückgeblieben ist, klar, dass die Rückgewinnung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners in dem Entwicklungs schritt gut bewirkt wurde, wenn man danach urteilt, dass nach dem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern auf der Aufladewalze 22 nur eine geringe Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner erkannt wurde und die erhaltenen Bilder bei dem Nicht-Bildbereich von wenig Schleier begleitet waren. Ferner waren die Schrammen auf dem lichtempfindlichen Element nach dem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern gering, und die auf den resultierenden Bildern auftretenden Bildfehler, die den Schrammen zuzuschreiben waren, waren auf ein praktisch akzeptierbares Maß unterdrückt.
  • Was die Bewertung anbetrifft, so wurde das Bilderzeugungsverhalten sowohl im Anfangsstadium als auch nach dem intermittierend durchgeführten Test in derselben Weise wie in Beispiel B-1 bewertet. Das Auftreten von einer Ladungsableitung zuzuschreibenden Bildfehlern während des Ausdrucktestes wurde ebenfalls geprüft. Ferner wurden das Aufladeverhalten und die Dichte der Feinteilchen an der Kontaktstelle in der folgenden Weise bewertet.
  • (1) Aufladeverhalten (Ladungsabfall ΔV)
  • Das Oberflächenpotenzial auf dem gleichmäßig aufgeladenen lichtempfindlichen Element wurde im Anfangsstadium und nach dem Ausdrucktest gemessen, und die Differenz ΔV dazwischen wurde als Ladungsabfall ΔV angesehen, so dass ein größerer Ladungsabfall ΔV einen höheren Grad der Verminderung der Aufladefähigkeit zeigt.
  • (2) Dichte von Feinteilchen
  • Die Dichte von Feinteilchen, die an der Kontaktstelle zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement vorhanden sind, wurde in der vorstehend beschriebenen Weise gemessen. Eine Dichte im Bereich von 1 × 102 bis 5 × 105 Teilchen/mm2 wird im Allgemeinen bevorzugt.
  • Die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Bewertung sind in Tabelle 5 gemeinsam zusammen mit denen der nachstehend beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele gezeigt.
  • [Beispiele B-16 bis B-19]
  • Die Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel B-15 durchgeführt, außer dass anstelle des Lichtempfindlichen Elements 2 die Lichtempfindlichen Elemente 1 und 3 bis 5 angewendet wurden.
  • Beispiel B-17, bei dem das Lichtempfindliche Element 3 angewendet wurde, führte zu einem etwas niedrigeren Übertragungsgrad, jedoch waren die erhaltenen Bilder fast frei von Problemen.
  • Beispiel B-18, bei dem das Lichtempfindliche Element 4 angewendet wurde, führte zu Bildern, deren Konturschärfe etwas niedriger war als in Beispiel B-15, führte jedoch in anderer Hinsicht zu einem im Allgemeinen guten Verhalten.
  • Beispiel B-19, bei dem das Lichtempfindliche Element 5 angewendet wurde, zeigte als Reaktion auf eine Aufladevorspannung von –650 Volt vom Anfangsstadium an eine etwas niedrigere Aufladbarkeit von –620 Volt, und das Aufladepotenzial hatte nach dem Ausdrucktest auf 2000 Blättern auf –560 Volt abgenommen.
  • [Beispiel B-20]
  • Die Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel B-16 durchgeführt, außer dass anstelle des Aufladeelements 1 (Aufladewalze) das Aufladeelement 2 [in 6 veranschaulichte Aufladebürste (22)] angewendet wurde.
  • Im Vergleich zu Beispiel B-16 war die Gleichmäßigkeit der Aufladung etwas niedriger, was vermutlich daran lag, dass die Dichte der bei dem Aufladespalt n vorhandenen Feinteilchen etwas geringer war, jedoch konnten Bilder erhalten werden, die praktisch problemfrei waren.
  • [Beispiele B-21 bis B-33]
  • Die Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel B-16 durchgeführt, außer dass anstelle des Toners B-1 die Toner B-2 bis B-14 verwendet wurden.
  • [Vergleichsbeispiele B-6 und B-7]
  • Die Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel B-16 durchgeführt, außer dass anstelle des Toners B-1 die Vergleichstoner B-2 bzw. B-3 verwendet wurden. In beiden Fällen traten von einem frühen Stadium des intermittierend durchgeführten Ausdrucktestes an Bildfehler auf, die einer Ladungsableitung zuzuschreiben waren.
  • [Vergleichsbeispiele B-8 und B-9]
  • Die Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel B-16 durchgeführt, außer dass anstelle des Toners B-1 die Vergleichstoner B-4 bzw. B-5 verwendet wurden. In beiden Fällen traten von einem frühen Stadium des intermittierend durchgeführten Ausdrucktestes an ein Aufladefehler bzw. ein Versagen der Aufladung auf, so dass der Bilderzeugungstest danach beendet wurde.
  • Die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele sind gemeinsam in der nachstehenden Tabelle 5 gezeigt.
  • Figure 01410001
  • (C-1) Herstellung von Zinnoxid-Feinteilchen
  • (1) Feinteilchen C-1
  • Wässrige Lösungen von Zinnchlorid (SnCl4·5H2O) und Wolframsäure (H2WO4) wurden derart vermischt, dass ein W/Sn-Molverhältnis von 0,04 erhalten wurde, und bei 90 °C erhitzt, während der pH-Wert bei 6,5 bis 7,5 gehalten wurde. Dann wurde Salzsäure dazugegeben, um ein Mitfällungsprodukt zu bilden, das durch Filtrieren gewonnen und getrocknet wurde.
  • Das getrocknete Produkt wurde in einem Elektroofen mit einer Stickstoffatmosphäre bei 600 °C calciniert, zerkleinert bzw. gemahlen und klassiert, wobei Feinteilchen C-1 (wolframhaltige Zinnoxid-Feinteilchen) mit Dv = 1,0 μm erhalten wurden, die auch W/Sn (Molverhältnis) = 0,036 und Rv = 1 × 104 Ω·cm zeigten.
  • (2) Feinteilchen C-2
  • Feinteilchen C-2 mit Dv = 1,5 μm, W/Sn (Molverhältnis) = 0,073 und R = 1 × 106 Ω·cm wurden in derselben Weise wie Feinteilchen C-1 hergestellt, außer dass das W/Sn-Verhältnis der wässrigen Mischungslösung zu 0,08 verändert wurde, das Calcinieren in atmosphärischer Umgebung durchgeführt wurde und die Mahl- und Klassierbedingungen verändert wurden.
  • (3) Feinteilchen C-3
  • Feinteilchen C-3 mit Dv = 0,5 μm, W/Sn (Molverhältnis) = 0,008 und R = 7 × 105 Ω·cm wurden in derselben Weise wie Feinteilchen C-1 hergestellt, außer dass das W/Sn-Verhältnis der wässrigen Mischungslösung zu 0,01 verändert wurde und die Mahl- und Klassierbedingungen verändert wurden.
  • (4) Feinteilchen C-4
  • Feinteilchen C-4 mit Dv = 0,3 μm wurden in derselben Weise wie Feinteilchen C-1 hergestellt, außer dass die Klassierbedingungen verändert wurden.
  • (C-2) Herstellung von Tonerteilchen
  • (1) Tonerteilchen C-1
  • 100 Teile Polyesterharz (Tg = 62 °C, Molmassen: Mp = 7600, Mn = 3300 und Mw = 60.000), 5 Teile Ruß, 2,5 Teile Monoazo-Metallkomplex (negatives Ladungssteuerungsmittel) und 3 Teile niedermolekulares Ethylen-Propylen-Copolymer [Tabs (Wärmeaufnahme- bzw. Wärmeabsorptions-Hauptpeaktemperatur) = 84 °C, Tevo (Wärmeentwicklungs-Hauptpeaktemperatur) = 86 °C] wurden mit einem Henschel-Mischer vermischt und mit einem auf 130 °C eingestellten Doppelschneckenextruder schmelzgeknetet. Das schmelzgeknetete Produkt wurde abgekühlt und danach mit einer Hammermühle grobzerkleinert, mit einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert und mit einem Windsichter klassiert, wobei Tonerteilchen C-1 (nichtmagnetisch) mit einer massegemittelten Teilchengröße (D4) von 6,5 μm erhalten wurden.
  • (2) Tonerteilchen C-2
  • Tonerteilchen C-2 (magnetisch) mit D4 = 6,5 μm wurden in einer ähnlichen Weise wie Tonerteilchen C-1 hergestellt, außer dass die Tonerbestandteile zu 100 Teilen Styrol-Butylacrylat-Monobutylmaleat-Copolymer (Tg = 60 °C, Molmassen: Mp = 12.000, Mn = 6300 und Mw = 2,21 × 105), 100 Teilen Eisen(II,III)-oxid [mittlere Teilchengröße (Dav) = 0,22 μm, σs = 83,8 Am2/kg], 2 Teilen Monoazo-Metallkomplex (negatives Ladungssteuerungsmittel) und 3 Teilen niedermolekularem Ethylen-Propylen-Copolymer (Tabs = 85 °C, Tevo = 86 °C) verändert wurden.
  • (3) Tonerteilchen C-3
  • Tonerteilchen C-3 (nichtmagnetisch) mit D4 = 7,9 μm wurden in derselben Weise wie Tonerteilchen C-1 hergestellt, außer dass anstelle des Polyesterharzes Styrol-Butylacrylat-Copolymer (Tg = 58 °C, Molmassen: Mp = 16.8000, Mn = 10.100, Mw = 3,03 × 105) verwendet wurde.
  • [Beispiel C-1]
  • (1) Toner C-1
  • 100 Teile Tonerteilchen C-1, 1,5 Teile Feinteilchen A-1 und 1,2 Teile hydrophobes Siliciumdioxid-Feinpulver, das mit Dimethylsiliconöl behandelt worden war, wurden mit einem Henschel-Mischer vermischt, um Toner C-1 herzustellen, der ein Verhältnis von 3,5 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein [Feinteilchen (Dv)/Tonerteilchen (D4)]-Durchmesserverhältnis von 0,11 zeigte.
  • (2) Tonerträger C-1
  • Tonerträger C-1 wurde hergestellt, indem 100 Teile Ferritteilchen von 45 μm mit 0,7 Teilen Acrylharz beschichtet wurden.
  • (3) Zweikomponentenentwickler C-1
  • Zweikomponentenentwickler C-1 wurde hergestellt, indem Tonerträger C-1 und Toner C-1 in einem Masseverhältnis von 100:7 vermischt wurden.
  • Der so erhaltene Entwickler C-1 wurde in der folgenden Weise bewertet.
  • (Bewertungsverfahren)
  • Eine Bilderzeugung wurde unter Anwendung eines Digitalkopiergeräts mit einer Laserstrahlbelichtungseinrichtung ("GP55", her gestellt durch Canon K.K.) durchgeführt, nachdem dieses umgebaut worden war. Das Digitalkopiergerät ("GP55") war ein Gerät für Umkehrentwicklung, das mit einer Betriebsgeschwindigkeit von 150 mm/s betrieben wurde und ursprünglich ein lichtempfindliches OPC-Element, eine Koronaaufladeeinrichtung, eine Einkomponenten-Sprungentwicklungseinrichtung, eine Koronaübertragungseinrichtung und eine Rakel-Reinigungseinrichtung enthielt. Die Aufladeeinrichtung, die Übertragungseinrichtung und die Entwicklungseinrichtung wurden umgebaut.
  • Im Einzelnen wurde die Koronaaufladeeinrichtung ausgebaut und durch eine Kontaktaufladewalze ersetzt, so dass sie der Drehung des lichtempfindlichen Elements folgend drehbar war. An die Aufladewalze wurde eine Aufladevorspannung angelegt, die eine Gleichspannung von –700 Volt umfasste, die mit einer Wechselspannung mit einem Spitze-Spitze-Wert von 1500 Volt und einer Frequenz von 800 Hz überlagert war.
  • Die Koronaübertragungseinrichtung wurde durch eine Kontaktwalzen-Übertragungseinrichtung ersetzt. Ein Ende der Übertragungswalze war über Zahnräder mit einem Ende des lichtempfindlichen Elements gekuppelt, so dass die Übertragungswalze mit derselben Umfangsgeschwindigkeit in derselben Oberflächenrichtung wie das lichtempfindliche Element drehbar war. Die Übertragung wurde unter einem konstanten Übertragungsstromfluss durchgeführt.
  • Die Einkomponenten-Entwicklungseinrichtung wurde durch eine Zweikomponenten-Entwicklungseinrichtung ersetzt, die einen aus SUS-hergestellten Entwicklungszylinder enthielt, der mit Glasperlen abgestrahlt worden war, so dass er eine Rauheit Ra von 1,0 μm zeigte. Der Entwicklungszylinder wurde durch einen Außenmotor mit einem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von 150 % angetrieben. An den Entwicklungszylinder wurde eine Entwicklungsvorspannung angelegt, die eine Gleichspannung von –500 Volt umfasste, die mit einer Wechselspannung mit einem Spitze-Spitze-Wert von 1000 Volt überlagert war.
  • Zur Bewertung wurde eine kontinuierliche Bilderzeugung auf 1000 Blättern in einer Umgebung mit 23 °C/60 % rel.F. unter Anwendung eines Prüfblattes mit einem Bildflächenanteil von 6 % durchgeführt. Eine Bewertung der Bildqualität erfolgte in Bezug auf Bildschleier, Verstreuen von Feinteilchen und Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien.
  • Bildschleier wurde bewertet, indem die Reflexionsgrade von leerem weißem Papier und eines weißen Hintergrundbereichs des weißen Papiers nach dem Bedrucken unter Anwendung eines Reflexionsgradmessgeräts ("REFLECTMETER", hergestellt durch Tokyo Denshoku K.K.) gemessen wurden und die Differenz dazwischen als Schleier (%) angenommen wurde. Anhand des gemessenen Schleierwertes (%) erfolgte die Bewertung gemäß dem folgenden Maßstab.
    • A: Schleier (%) < 0,5 %
    • B: 0,5 % ≤ Schleier (%) < 1,0 %
    • C: 1,0 % ≤ Schleier (%) < 2,0 %
    • D : Schleier (%) ≥ 2,0 %
  • Verstreuen von Zinnoxid-Feinteilchen wurde gemäß dem folgenden Maßstab bewertet.
    • A: Nicht beobachtet.
    • B: Es trat ein geringes Verstreuen auf, das eine geringe Störung von Bildern verursachte.
    • C: Es trat ein beträchtliches Verstreuen auf, so dass sich die Bildqualität verschlechterte.
  • Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien (Dünne Linien) wurde gemäß dem folgenden Maßstab bewertet.
    • A: Gute Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien.
    • B: Es wurde ein geringer Grad der Verdünnung oder Überlappung dünner Linien beobachtet, der jedoch praktisch kein Problem verursachte.
    • C: Verdünnung oder Überlappung dünner Linien wurde teilweise beobachtet.
    • D: Auffällige Verdünnung oder Überlappung dünner Linien.
  • Die Ergebnisse der Bewertung sind in der nachstehenden Tabelle 6 gemeinsam zusammen mit denen der folgenden Beispiele und Ver gleichsbeispiele gezeigt. Wie in Tabelle 6 gezeigt ist, wurden in diesem Beispiel C-1 Bilder erhalten, die bei der vorstehend beschriebenen Bewertung in jeder Hinsicht eine hohe Qualität hatten.
  • [Beispiel C-2]
  • Toner C-2 wurde in derselben Weise wie Toner C-1 in Beispiel C-1 hergestellt, außer dass Tonerteilchen C-2 und Feinteilchen C-2 verwendet wurden und die Menge der Feinteilchen zu 2,0 Teilen verändert wurde. Toner C-2 zeigte ein Verhältnis von 7,5 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein Feinteilchen/Tonerteilchen-Durchmesserverhältnis von 0,08.
  • Toner C-2 wurde in derselben Weise wie in Beispiel C-1 bewertet, außer dass anstelle der Zweikomponenten-Entwicklungseinrichtung eine Einkomponenten-Entwicklungseinrichtung angewendet wurde, die einen abgestrahlten SUS-Entwicklungszylinder mit Ra = 0,6 μm enthielt.
  • [Beispiel C-3]
  • Toner C-3 und dann Zweikomponentenentwickler C-3 wurden in derselben Weise wie in Beispiel C-1 hergestellt und bewertet, außer dass Tonerteilchen C-3 und Feinteilchen C-3 verwendet wurden und die zugesetzte Menge der Feinteilchen zu 1,0 Teilen verändert wurde.
  • Toner C-3 zeigte ein Verhältnis von 1,5 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein Feinteilchen/Tonerteilchen-Durchmesserverhältnis von 0,07.
  • [Beispiel C-4]
  • Toner C-4 wurde in derselben Weise wie Toner C-1 in Beispiel C-1 hergestellt, außer dass Tonerteilchen C-2 und Feinteilchen C-2 verwendet wurden und die Menge der Feinteilchen zu 0,8 Teilen verändert wurde. Toner C-4 zeigte ein Verhältnis von 2,1 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein Feinteilchen/Tonerteilchen-Durchmesserverhältnis von 0,20.
  • Toner C-4 wurde in derselben Weise wie in Beispiel C-1 bewertet, außer dass anstelle der Zweikomponenten-Entwicklungseinrichtung eine Einkomponenten-Entwicklungseinrichtung angewendet wurde, die einen abgestrahlten SUS-Entwicklungszylinder mit Ra = 0,6 μm enthielt, und der Entwicklungszylinder mit einem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von 170 % gedreht wurde.
  • [Beispiel C-5]
  • Toner C-5 und dann Zweikomponentenentwickler C-5 wurden in derselben Weise wie in Beispiel C-1 hergestellt und bewertet, außer dass Tonerteilchen C-3 und Feinteilchen C-3 verwendet wurden und die zugesetzte Menge der Feinteilchen zu 0,4 Teilen verändert wurde.
  • Toner C-5 zeigte ein Verhältnis von 1,1 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein Feinteilchen/Tonerteilchen-Durchmesserverhältnis von 0,04.
  • [Beispiel C-6]
  • Toner C-6 wurde hergestellt, indem 100 Teile Tonerteilchen C-3, 0,4 Teile Feinteilchen C-3 und 1,5 Teile hydrophobe Titanoxidteilchen, die mit n-Butyltrimethoxysilan behandelt worden waren, vermischt wurden. Zweikomponentenentwickler C-6 wurde in derselben Weise wie in Beispiel C-5 hergestellt und bewertet, außer dass anstelle von Toner C-5 der Toner C-6 verwendet wurde. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
  • Ferner wurde dieselbe Bewertung in derselben Weise auch in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit (23 °C/5 % rel.F.) durchgeführt. Dabei ergab sich, dass Im Allgemeinen gute Ergebnisse erzielt wurden, während Bildschleier und Fähigkeit zur Wiedergabe dünner Linien etwas schlechter waren.
  • [Beispiel C-7]
  • Es wurde dieselbe Bewertung wie in Beispiel C-1 durchgeführt, außer dass die Umgebung zu einer Umgebung mit 23 °C/5 % rel.F. verändert wurde. Als Ergebnis wurden hohe Bildqualitäten wie in Beispiel C-1 erzielt.
  • [Vergleichsbeispiel C-1]
  • Zinnchlorid und Antimonchlorid wurden in einem Sb/Sn-Molverhältnis von 0,02 in heißem Wasser hydrolysiert, um ein Mitfällungsprodukt zu bilden, das dann in einem Elektroofen calciniert wurde, wobei antimonhaltige Zinnoxid-Feinteilchen erhalten wurden. Die Feinteilchen zeigten eine dunkelblaue Farbe und Rv = 3 × 103 Ω·cm.
  • 100 Teile Tonerteilchen C-2 wurden durch einen Henschel-Mischer mit 1,3 Teilen der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten antimonhaltigen Zinnoxid-Feinteilchen und 1,2 Teilen hydrophobem Siliciumdioxid-Feinpulver vermischt, wobei Toner C-7 erhalten wurde, der ein Verhältnis von 5,0 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein Feinteilchen/Tonerteilchen-Durchmesserverhältnis von 0,25 zeigte.
  • Toner C-7 wurde unter Anwendung einer Einkomponenten-Sprungentwicklungseinrichtung in derselben Weise wie in Beispiel C-2 bewertet.
  • [Vergleichsbeispiel C-2]
  • 100 Teile Tonerteilchen C-1 wurden mit 1,1 Teilen wolframfreien Zinnoxid-Feinteilchen und 1,2 Teilen hydrophobem Siliciumdioxid-Feinpulver vermischt, wobei Toner C-8 erhalten wurde, der ein Verhältnis von 2,5 an der Oberfläche anhaftenden Feinteilchen/Tonerteilchen und ein Feinteilchen/Tonerteilchen-Durchmesserverhältnis von 0,18 zeigte.
  • Zweikomponentenentwickler C-8 wurde aus Toner C-8 hergestellt und ansonsten in derselben Weise wie in Beispiel C-1 bewertet.
  • [Vergleichsbeispiel C-3]
  • Die wolframfreien Zinnoxid-Feinteilchen, die in Vergleichsbeispiel C-2 verwendet wurden, wurden in einer Wasserstoffgasatmosphäre calciniert, wobei partiell reduzierte Zinnoxid-Feinteilchen erhalten wurden, die schwarz waren und Rv = 2 × 105 Ω·cm zeigten.
  • Zweikomponentenentwickler C-9 wurde unter Verwendung von 1,1 Teilen der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Zinnoxid-Feinteilchen und ansonsten in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel C-2 hergestellt und in derselben Weise wie in Beispiel C-1 bewertet.
  • Die Ergebnisse der Bewertung der vorstehend beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele sind gemeinsam in der nachstehenden Tabelle 6 gezeigt.
  • Tabelle 6
    Figure 01500001
  • [Beispiel C-8]
  • Der in Beispiel C-2 hergestellte Toner C-2 wurde zur Bilderzeugung in einem Bilderzeugungsgerät verwendet, das ein mit dem in Beispiel B-15 angewendeten identisches System ohne Reinigungseinrichtung enthielt.
  • In diesem Beispiel wurde Toner C-2 in derselben Weise wie in Beispiel B-15 mit einem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern Kopierpapier im Format A4 bewertet.
  • Als Ergebnis wurde erhalten, dass bei dem intermittierend durchgeführten kontinuierlichen Ausdrucktest kein Problem wie z.B. eine Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens beobachtet wurde.
  • Nach dem Ausdrucktest wurde ein an das lichtempfindliche Element 21 anstoßender Bereich auf der Aufladewalze 22 untersucht, indem ein Klebeband aufgelegt und abgelöst wurde, wobei festgestellt wurde, dass die Aufladewalze 22 fast vollständig mit Feinteilchen C-1 (aus wolframhaltigem Zinnoxid) in einer Dichte von etwa 2,5 × 104 Teilchen/mm2 beschichtet war, während eine geringe Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner erkannt wurde. Als Ergebnis der Betrachtung eines an die Aufladewalze 22 anstoßenden Bereichs auf dem lichtempfindlichen Element 21 durch ein Rasterelektronenmikroskop wurde ferner festgestellt, dass die Oberfläche mit einer dichten Schicht von Feinteilchen C-1 mit einer sehr feinen Teilchengröße bedeckt war, und es wurde kein Ankleben von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner beobachtet.
  • Ferner wurden vom Anfangsstadium an bis zur Beendigung des Ausdrucktestes auf 2000 Blättern keine Bildfehler beobachtet, die einem Aufladefehler bzw. einem Versagen der Aufladung zuzuschreiben waren, was vermutlich daran lag, dass bei dem Kontaktbereich n zwischen dem lichtempfindlichen Element 21 und der Aufladewalze 22 Feinteilchen C-1 mit einem ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand von 1 × 104 Ω·cm vorhanden waren, so dass ein gutes Direktinjektions-Aufladeverhalten gezeigt wurde.
  • Ferner wurden unter Anwendung des Lichtempfindlichen Elements 2, dessen äußerste Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 1012 Ω·cm zeigt, Buchstaben- bzw. (Schrift)-zeichenbilder mit einer scharfen Kontur erzeugt, wodurch ge zeigt wird, dass sogar nach dem Ausdrucktest auf 2000 Blättern ein elektrostatisches Latentbild aufrechterhalten und eine ausreichende Aufladbarkeit erzielt wird. Das lichtempfindliche Element zeigte nach dem intermittierenden Ausdrucktest auf 2000 Blättern als Reaktion auf eine direkte Aufladung mit einer angelegten Spannung von –650 Volt ein Potenzial von –570 Volt, so dass nur eine geringe, –60 Volt betragende Verminderung der Aufladbarkeit und keine auf eine schlechtere Aufladbarkeit zurückzuführende Verminderung der Bildqualität gezeigt wurde.
  • Ferner war der Wirkungsgrad der Übertragung vermutlich zum Teil wegen der Anwendung des Lichtempfindlichen Elements 2, das eine Oberfläche hat, die einen Kontaktwinkel mit Wasser von 102 Grad zeigt, sowohl im Anfangsstadium als auch nach dem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern ganz ausgezeichnet. Es ist jedoch selbst nach einer Berücksichtigung dessen, dass nach dem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern nach dem Übertragungsschritt solch eine geringere Menge von Tonerteilchen auf dem lichtempfindlichen Element zurückgeblieben ist, klar, dass die Rückgewinnung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners in dem Entwicklungsschritt gut bewirkt wurde, wenn man danach urteilt, dass nach dem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern auf der Aufladewalze 22 nur eine geringe Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner erkannt wurde und die erhaltenen Bilder bei dem Nicht-Bildbereich von wenig Schleier begleitet waren. Ferner waren die Schrammen auf dem lichtempfindlichen Element nach dem intermittierenden Ausdrucktest auf 2000 Blättern gering, und die auf den resultierenden Bildern auftretenden Bildfehler, die den Schrammen zuzuschreiben waren, waren auf ein praktisch akzeptierbares Maß unterdrückt.
  • [Beispiel C-9]
  • Der Toner der vorliegenden Erfindung erlaubt auch im Fall seiner Verwendung bei einem Bilderzeugungsgerät mit einem lichtempfindlichen a-Si-Element (a-Si = amorphes Silicium) eine gute Bilderzeugung.
  • Toner C-2 wurde somit bei einem Bilderzeugungsgerät, das anstelle des lichtempfindlichen OPC-Elements ein lichtempfindliches a-Si-Element enthielt, das in der folgenden Weise hergestellt wurde, und ansonsten in derselben Weise wie in Beispiel C-8 (d.h. wie in Beispiel B-15) bewertet.
  • Ein zylindrischer, leitfähiger Schichtträger wurde jeweils unter den folgenden Bedingungen nacheinander mit einer unteren Sperrschicht, einer Photoleiterschicht und einer Oberflächenschicht beschichtet, wobei ein lichtempfindliches a-Si-Element gebildet wurde.
  • (Untere Sperrschicht)
    • Zuführung: SiH4 100 ml/min (NTP) H2 300 ml/min (NTP) PH3 800 ppm (auf SiH4 bezogen) NO 5 ml/min (NTP)
    • Leistung: 150 W (13,56 MHz)
    • Innendruck: 80 Pa
    • Schichtträgertemp.: 280 °C
    • Schichtdicke: 3 μm
  • (Photoleiterschicht)
    • Zuführung: SiH4 350 ml/min (NTP) H2 600 ml/min (NTP) B2H6 0,5 ppm (auf SiH4 bezogen)
    • Leistung: 400 W (13,56 MHz)
    • Innendruck: 73 Pa
    • Schichtträgertemp.: 280 °C
    • Schichtdicke: 20 μm
  • (Oberflächenschicht)
    • Zuführung: CH4 500 ml/min (NTP)
    • Leistung: 1000 W (13,56 MHz)
    • Innendruck: 66,7 Pa
    • Schichtträgertemp.: 200 °C
    • Schichtdicke: 0,5 um
    • Anmerkung) NTP = Gasvolumen unter Normtemperatur und -druck.
  • In diesem Beispiel wurde ein Ausdrucktest intermittierend auf 2000 Blättern im Format A4 (75 g/m2) durchgeführt. Als Ergebnis wurde erhalten, dass bei dem intermittierend durchgeführten kontinuierlichen Ausdrucktest kein Problem wie z.B. eine Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens beobachtet wurde.
  • Nach dem Ausdrucktest wurde ein an das lichtempfindliche Element 21 anstoßender Bereich auf der Aufladewalze 22 untersucht, indem ein Klebeband aufgelegt und abgelöst wurde, wobei festgestellt wurde, dass die Aufladewalze 22 fast vollständig mit Feinteilchen C-1 (aus wolframhaltigem Zinnoxid) in einer Dichte von etwa 2,0 × 104 Teilchen/mm2 beschichtet war, während eine geringe Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner erkannt wurde. Als Ergebnis der Betrachtung eines an die Aufladewalze 22 anstoßenden Bereichs auf dem lichtempfindlichen Element 21 durch ein Rasterelektronenmikroskop wurde ferner festgestellt, dass die Oberfläche mit einer dichten Schicht von Feinteilchen C-1 mit einer sehr feinen Teilchengröße bedeckt war, und es wurde kein Ankleben von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner beobachtet.
  • Ferner wurden vom Anfangsstadium an bis zur Beendigung des Ausdrucktestes keine Bildfehler beobachtet, die einem Aufladefehler bzw. einem Versagen der Aufladung zuzuschreiben waren, was vermutlich daran lag, dass bei dem Kontaktbereich n zwischen dem lichtempfindlichen Element 21 und der Aufladewalze 22 Feinteilchen C-1 mit einem ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand von 1 × 104 Ω·cm vorhanden waren, so dass ein gutes Direktinjektions-Aufladeverhalten gezeigt wurde.
  • Ferner war der Wirkungsgrad der Übertragung vom Anfangsstadium an bis nach dem Ende des intermittierend durchgeführten Ausdrucktestes auf 2000 Blättern gut. Ferner wurde sogar nach dem intermittierend durchgeführten Ausdrucktest auf 2000 Blättern eine zufriedenstellende Bilderzeugung ohne Reinigungseinrichtung durchgeführt. Nach dem intermittierenden Zustand wurden auf dem lichtempfindlichen Element keine Schrammen beobachtet.
  • Es wird ein Toner bereitgestellt, der für die Verwendung bei einem Bilderzeugungsverfahren, das einen Kontaktaufladeschritt enthält, geeignet ist. Der Toner umfasst Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und Feinteilchen. Die Feinteilchen umfassen (i) ein wolframhaltiges Zinnoxid oder (ii) Grundteilchen und eine wolframhaltige Zinnverbindung, die die Grundteilchen beschichtet, wobei die Feinteilchen Zinn (Sn) in einem Masseverhältnis (Sn/B) von 0,01 bis 2,0 zu den Grundteilchen (B) enthalten. In den Feinteilchen ist Wolfram (W) in einem Molverhältnis (W/Sn) von 0,001 bis 0,3 zu dem Zinn (Sn) enthalten.

Claims (21)

  1. Toner, der Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und Feinteilchen umfasst; wobei die Feinteilchen Grundteilchen und eine wolframhaltige Zinnverbindung, die die Grundteilchen beschichtet, umfassen, wobei die Feinteilchen Zinn (Sn) in einem Masseverhältnis (Sn/B) von 0,01 bis 2,0 zu den Grundteilchen (B) enthalten und Wolfram (W) in einem Molverhältnis (W/Sn) von 0,001 bis 0,3 zu dem Zinn (Sn) enthalten ist.
  2. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Feinteilchen einen spezifischen Widerstand von höchstens 1 × 109 Ω·cm haben.
  3. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Grundteilchen anorganische Teilchen umfassen.
  4. Toner nach Anspruch 3, bei dem die anorganischen Teilchen aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Teilchen von Siliciumdioxid, Titanoxid und Aluminiumoxid besteht.
  5. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Feinteilchen auf den Tonerteilchenoberflächen in einem Anteil von mindestens 0,3 Teilchen/Tonerteilchen vorhanden sind.
  6. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Tonerteilchen eine massegemittelte Teilchengröße von 3 bis 10 μm haben.
  7. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Feinteilchen eine volumengemittelte Teilchengröße von 0,1 bis 5 μm haben.
  8. Toner nach Anspruch 7, bei dem die Feinteilchen höchstens 3 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen von mindestens 5 μm enthalten.
  9. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Feinteilchen eine volumengemittelte Teilchengröße (S) haben, die ein Verhältnis (S/T) von höchstens 0,5 zu der massegemittelten Teilchengröße (T) der Tonerteilchen liefert.
  10. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Feinteilchen einen spezifischen Widerstand von 1 × 102 bis 1 × 107 Ω·cm haben.
  11. Toner nach Anspruch 1, wobei der Toner anorganisches Feinpulver enthält, das eine mittlere Primärteilchengröße von 4 bis 80 μm hat und ein anorganisches Oxid umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid, Titanoxid, Aluminiumoxid und zusammengesetzten Oxiden von diesen besteht.
  12. Toner nach Anspruch 11, bei dem das anorganische Feinpulver mindestens mit Siliconöl behandelt worden ist.
  13. Toner, der Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und Feinteilchen umfasst; wobei die Feinteilchen wolframhaltige Zinnoxid-Feinteilchen umfassen und Wolfram (W) darin in einem Molverhältnis (W/Sn) von 0,001 bis 0,3 zu dem Zinn (Sn) enthalten ist.
  14. Toner nach Anspruch 13, bei dem die Feinteilchen auf den Tonerteilchenoberflächen in einem Anteil von mindestens 0,3 Teilchen/Tonerteilchen vorhanden sind.
  15. Toner nach Anspruch 13, bei dem die Tonerteilchen eine massegemittelte Teilchengröße von 3 bis 10 μm haben.
  16. Toner nach Anspruch 13, bei dem die Feinteilchen eine volumengemittelte Teilchengröße von 0,1 bis 5 μm haben.
  17. Toner nach Anspruch 16, bei dem die Feinteilchen höchstens 3 % (auf die Anzahl bezogen) Teilchen von mindestens 5 μm enthalten.
  18. Toner nach Anspruch 13, bei dem die Feinteilchen eine volumengemittelte Teilchengröße (S) haben, die ein Verhältnis (S/T) von höchstens 0,5 zu der massegemittelten Teilchengröße (T) der Tonerteilchen liefert.
  19. Toner nach Anspruch 13, bei dem die Feinteilchen einen spezifischen Widerstand von höchstens 1 × 109 Ω·cm haben.
  20. Toner nach Anspruch 13, wobei der Toner anorganisches Feinpulver enthält, das eine mittlere Primärteilchengröße von 4 bis 80 μm hat und ein anorganisches Oxid umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxid, Titanoxid, Aluminiumoxid und zusammengesetzten Oxiden von diesen besteht.
  21. Toner nach Anspruch 20, bei dem das anorganische Feinpulver mindestens mit Siliconöl behandelt worden ist.
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