DE60205142T2

DE60205142T2 - Elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung und Bilderzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE60205142T2
Application number: DE60205142T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Ehara; Tatsuyuki Aoike; Junichiro Hashizume; Masaharu Miura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2022-01-12
Also published as: DE60205142D1; US20020150831A1; EP1223472A2; EP1223472B1; EP1223472A3; US6670089B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches bilderzeugendes System (Verfahren und Vorrichtung, einschließlich eines besonderen Systems) unter Verwendung eines nicht-einkristallinen elektrophotographischen photoempfindlichen Elements auf Silizium-Basis, einer Kontakt-aufladenden Einrichtung und eines kugelförmigen Toners, wobei kein reinigender Schritt zwischen dem übertragenden und dem aufladenden Schritt enthalten ist, und insbesondere auf ein derartiges elektrophotographisches bilderzeugendes System, das verwendet ein nicht-einkristallines photoempfindliches Element auf Silizium-Basis, versehen mit einer Oberflächenschicht mit einem Silizium-Anteil (Prozentanteil von Silizium bezogen auf die Summe von Silizium und Kohlenstoff).
Ein konventionelles elektrophotographisches bilderzeugendes Verfahren beinhaltet im Allgemeinen einen Zyklus von Aufladen – Belichtung – Entwicklung – Übertragung – Reinigen von Übertragungsresttoner – Entfernen von restlicher Ladung bei dem photoempfindlichen Element – Aufladen (in einem nachfolgenden Zyklus). Demgemäss wird der Übertragungsresttoner, der auf dem photoempfindlichen Element (bildtragendes Element) verbleibt nach dem Übertragungsschritt von der Oberfläche des photoempfindlichen Elements entfernt und als Abfall-Toner durch einen Reiniger (reinigende Vorrichtung) wiedergewonnen. Unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes ist es erwünscht, dass ein derartiger Abfall-Toner nicht auftritt. Demgemäss wurde eine elektrophotographische Vorrichtung von der Art einer Toner-Rückschleusung vorgeschlagen, bei der ein derartiger Reiniger entfernt wurde, und welche beinhaltet eine entwickelnde Vorrichtung zum gleichzeitigen Entwickeln und Reinigen, um den Übertragungsresttoner auf dem photoempfindlichen Element zu entfernen, und ihn in der entwickelnden Vorrichtung zur Wiederverwendung wiederzugewinnen. Eine derartige elektrophotographische Vorrichtung ist z.B. offenbart in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (JP-A) 10-307455.
Gleichzeitiges Entwickeln und Reinigen ist eine Operation des Entfernens des Übertragungsresttoners auf dem photoempfindlichen Element in einem entwickelnden Schritt eines nachfolgenden Zyklus, d.h. nach Aufladen und Belichten des photoempfindlichen Elements, um ein latentes Bild zu erzeugen, unter der Wirkung eines Schleier-entfernenden Vorspannungsunterschieds Vback (d.h. eines Potentialunterschieds zwischen einer an der entwickelnden Vorrichtung angelegten Gleichspannung und dem Oberflächenpotential auf dem photoempfindlichen Element). Gemäss diesem Verfahren wird der Übertragungsresttoner in der entwickelnden Vorrichtung wiedergewonnen und in einem nachfolgenden bilderzeugenden Zyklus, oder später, wiederverwendet, um auf diese Weise den Abfall-Toner zu entfernen und den mühsamen Instandhaltungsbetrieb zu verringern. Das reinigerlose System ist für eine Platzeinsparung vorteilhaft, und stellt somit eine in der Grösse bemerkenswert verringerte elektrophotographische Vorrichtung bereit.
Nachstehend wird ein derartiges Toner-Rückschleusungsverfahren, das einen gleichzeitig entwickelnden und reinigenden Schritt beinhaltet, kurz mit Bezug auf 3 beschrieben.

(1) Ein photoempfindliches Element 201 wird versorgt mit einer Spannung durch ein Kontakt-aufladendes Element 202, um z.B. in diesem Fall auf eine negative Polarität gleichförmig aufgeladen zu werden.
(2) Das einheitlich negativ aufgeladene photoempfindliche Element 201 wird ausgesetzt einem Licht 203, das Bilddaten trägt (z.B. Laserlicht) für das Schema der Umkehrentwicklung, um darauf ein latentes Bild zu erzeugen.
(3) Ein aufgeladener Toner 205 mit farbigem Pulver wird aus einer entwickelnden Vorrichtung 204 zugeführt in einer Form, die dem latenten Bild auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 201 entspricht, um darauf ein sichtbares Tonerbild zu erzeugen. In diesem Fall ist der Toner ein negativ aufgeladener.
(4) Durch Anwenden einer Spannung von einer Übertragungswalze 206 oder durch die Wirkung eines eine elektrostatische Anziehungskraft ausübenden Elements wird das Tonerbild auf ein aufzeichnendes Material (oder Übertragungs(-empfangendes) Material) 207 übertragen, um darauf mittels einer fixierenden Vorrichtung 209 fixiert zu werden. In diesem Fall wird bewirkt, dass ein Teil des Toners als ein Übertragungsresttoner, ohne übertragen zu werden, verbleibt, und ein Teil des restlichen Toners läuft Gefahr, aufgeladen zu werden zu einer Polarität, die der Polarität entgegengesetzt ist, zu welcher der Toner normalerweise durch eine Spannung einer entgegengesetzten Polarität (z.B. positiv), angelegt an der Übertragungswalze 206, aufgeladen wird. Der Teil des Übertragungsresttoners, der zu der entgegengesetzten Polarität aufgeladen ist, kann als ein umgekehrter Toner 208 bezeichnet werden.
(5) Der Übertragungsresttoner, der auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements verbleibt, der den oben erwähnten umgekehrten Toner 208 beinhaltet, wird wieder aufgeladen zu der normalen Polarität der Tonerladung durch Reibung zwischen dem Kontakt-aufladenden Element 202 und dem photoempfindlichen Element 202 im Schritt (1) eines nachfolgenden Zyklus, und wird dann auf das photoempfindliche Element entladen. Das Aufladen des umgekehrten Toners zu der normalen Polarität kann bezeichnet werden als Normalisierung der Tonerpolarität.
(6) Der restliche, zu der normalen Polarität wieder aufgeladene Toner wird wiedererlangt an der entwickelnden Vorrichtung 204 zusammen mit dem überschüssigen Toner, zugeführt zum Zeitpunkt der Entwicklung unter der Wirkung einer entwickelnden Vorspannung.

Durch Wiederholen des oben erwähnten Zyklus wird ein System realisiert, das keinen Abfall-Toner ergibt. Die obige Erklärung ist eine Zusammenfassung, und keine erschöpfende Beschreibung eines derartigen reinigerlosen Systems.
Zwischenzeitlich offenbart die JP-A 10-307455 ein Tonerrückschleusungs-Verfahren unter Verwendung eines photoempfindlichen Elements auf Basis von nicht-einkristallinem Silizium. Ferner enthält JP-A 2000-98846 eine Offenbarung bezüglich Kontakt-Aufladen eines nicht-einkristallinen Materials mit einer Oberflächenschicht mit einem nicht-einkristallinen Kohlenstoff.
Ferner offenbaren das japanische Patent (JP-B) 2811312 u.s.w. eine Zusammensetzung, dargestellt durch die Formel Si_1-xC_x mit einem Wert x von 0,5 < x < 0,9, und JP-A 10-20663 offenbart eine Zusammensetzung, dargestellt durch eine Formel Si_1-xC_x mit einem Wert x von 0,95 ≤ x < 1.
Dagegen offenbart die JP-A 10-213946 ein reinigerloses Verfahren, in dem eine Spannung, die niedriger ist als ein Sättigungspotential eines photoempfindlichen Elements, an einer aufladenden Einrichtung angelegt wird, um das Entladen des Toners zu verbessern. JP-A 10-2774884 enthält eine Offenbarung bezüglich des Effekts, dass es wünschenswert ist, die Tonerladung in einem Tonerrückschleusungsverfahren zu normalisieren. Ferner offenbart die JP-A 9-325578 eine zusätzliche aufladende Einrichtung um Aufladen des restlichen Toners zu einer entgegengesetzten Polarität vor dem gewöhnlichen aufladenden Schritt.
Ein photoempfindliches Element aus einem nicht-einkristallinen Silizium hat eine überlegene Potentialstabilität, die der von anderen photoempfindlichen Elementen nicht vergleichbar ist, und wurde häufig in Hochgeschwindigkeits-Kopiergeräten und Hochgeschwindigkeits-Druckern verwendet. Besonders ein photoempfindliches Element, das umfasst eine Photoleiterschicht mit einem nicht-einkristallinen Material auf Silizium-Basis und eine Oberflächenschicht mit einem nicht-einkristallinen Material auf Kohlenstoff-Basis, die sukzessiv auf einem elektrisch leitfähigen Träger gebildet sind, hat ausgezeichnete Eigenschaften der Verhinderung von Anhaften, eine lange Lebensdauer und umgebungsbedingte Stabilität wegen der Eigenschaften des nicht-einkristallinen Kohlenstoff-Films, wie Schlüpfrigkeit, hohe Härte und Oxidationsbeständigkeit.
Die Potentialstabilität ist auch erwünscht in Geräten von kleiner Größe und weit verbreiteten Geräten, allerdings werden diese Geräte nach Drucken von höchstens einer Million Blätter entsorgt. Dies passt nicht zusammen mit einer Beständigkeit eines photoempfindlichen Elements aus einem nicht-einkristallinen Silizium gegenüber mehreren Millionen Blättern, und stellt somit eine Hürde dar für eine Popularisierung des photoempfindlichen Elements aus dem nicht-einkristallinen Silizium.
Ferner laufen einige der verschiedenen photoempfindlichen Elemente aus nicht-einkristallinem Silizium-Material bei Verwendung in dem oben erwähnten reinigerlosen System Gefahr, den umgekehrten Toner zu einer Polaritätsverteilung, die nicht leicht durch die Spannung zur Schleier-Verhinderung wiederhergestellt wird, umzuwandeln, insbesondere zu einer durchschnittlichen Polarität, die der normalen Ladungspolarität entgegengesetzt ist, was damit eine Schwierigkeit für das Realisieren eines reinigerlosen Systems darstellt, das dazu fähig ist, die Vorteile eines photoempfindlichen Elements eines nicht-einkristallinen Siliziums in voller Weise auszunutzen.
Verglichen mit einer Oberflächenschicht, die ein organisches Material wie ein Harz umfasst, läuft eine Oberflächenschicht, die ein nicht-einkristallines Material auf Kohlenstoff-Basis umfasst, Gefahr, die Normalisierung von umgekehrten Toner zu erschweren, um somit Bilddefekte zu verursachen, wie Bild-Schleier und niedrige Bild-Dichte aufgrund der Verschlechterung des Entwicklers.
Es ist besonders wichtig, dass der Toner und das photoempfindliche Element eine identische Ladungspolarität haben, um ein IAE(Bildflächenbelichtung)-Schema zu gewährleisten, bei dem ein bilderzeugender Teil oder Bereich auf dem photoempfindlichen Element belichtet wird, um einen Teil von niedrigerem Potential aufzuweisen, welcher mit dem Toner entwickelt werden soll. Der in dem Auflader gemischte Toner wird in der oben beschriebenen Weise aufgeladen, und in einer normal aufgeladenen Polarität auf das photoempfindliche Element durch Auflösung gegenüber dem aufladenden Element entladen, gefolgt von erfolgreicher Wiedergewinnung unter der entwickelnden Vorspannung. Andererseits bestehen in einem BAE (Rückflächenbelichtung)-Schema, in dem ein Bereich, der anders ist als ein belichteter (d.h. ladungsabgeschwächter) Teil, mit einem zu einer entgegengesetzten Polarität aufgeladenen Toner entwickelt wird, Schwierigkeiten, dass der Toner dabei versagt, entladen zu werden, wegen einer ungenügenden Ladung, oder dabei versagt, wiedergewonnen zu werden, selbst wenn er mit einer ausreichenden Ladung entladen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der oben erwähnten Probleme des Standes der Technik ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrophotographisches bilderzeugendes System (Verfahren und Vorrichtung) bereitzustellen, das fähig ist, ein reinigerloses Tonerrückschleusungs-Verfahren gut durchzuführen unter Verwendung eines photoempfindlichen Elements aus einem nicht-einkristallinen Silizium in einer Form, die gut an Maschinen von geringer Grösse und an weit verbreitete Maschinen angepasst ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrophotographisches bilderzeugendes System bereitzustellen, das fähig ist, die Menge von Abfall-Material über die gesamte Lebensdauer des Systems zu verringern, und deutliche Bilder, die frei von Bildverformung oder Bildunregelmäßigkeit sind, über einen langen Zeitraum in verschiedenen Umgebungen dauerhaft bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrophotographisches bilderzeugendes System bereitzustellen mit einer langen Lebensdauer des aufladenden Elements, und das fähig ist, Bilder von hoher Qualität mit einem Minimum an Instandhaltungskosten bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrophotographisches bilderzeugendes System bereitzustellen, in dem ein photoempfindliches Element aus einem nicht-einkristallinen Silizium ohne Unregelmäßigkeit einheitlich aufgeladen wird, um deutliche Bilder bereitzustellen, welche gleichförmig sind, einen hohen Kontrast und eine hohe Auflösung haben, und von geringem Schleier begleitet sind.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein elektrophotographisches bilderzeugendes Verfahren mit zyklischen Schritten, die beinhalten:
einen aufladenden Schritt des Aufladens eines sich drehenden bildtragenden Elements, um eine Oberfläche dessen aufzuladen,
ein latentes Bild erzeugende Schritte des Erzeugens eines elektrostatisch latenten Bildes auf der geladenen Oberfläche des bildtragenden Elements,
einen entwickelnden Schritt des Entwickelns des elektrostatisch latenten Bildes mit einem magnetischen Toner, um darauf ein Tonerbild zur erzeugen, und
einen übertragenden Schritt des Übertragens des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmaterial,
wobei das bildtragende Element umfasst einen elektrisch leitfähigen Träger, und eine Photoleiterschicht und eine Oberflächenschicht, gebildet auf dem Träger; wobei die Photoleiterschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Silizium-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, die Oberflächenschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Kohlenstoff-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und auch enthält Silizium in einem Verhältnis von 0,2 bis 20 atm.%, wie berechnet durch Si/(Si + C),
der magnetische Toner umfasst Tonerpartikel mit mindestens einem Binderharz und einem magnetischen Material, und anorganisches Feinpulver, eine mittlere Kreisförmigkeit von mindestens 0,950 hat und eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 50 Am²/kg, gemessen bei 79,6 kA/m, hat,
im aufladenden Schritt, das bildtragende Element aufgeladen wird zu einer negativen Polarität durch eine Kontakt-aufladende Einrichtung, die enthält aufladende Partikel, welche umfassen hauptsächlich elektrisch leitfähige Partikel mit Partikelgrössen von 0,1–10 μm, und ein die aufladenden Partikel tragendes Element mit einer elektrisch leitfähigen und elastischen Oberfläche, und das die aufladenden Partikel auf der Oberfläche trägt, um das bildtragende Element über die aufladenden Partikel zu berühren,
im das latent Bild erzeugenden Schritt ein bilderzeugender Teil der Oberfläche des bildtragenden Elements belichtet wird, um dort ein abgeschwächtes Potential zu gewährleisten und auf diese Weise das elektrostatische latente Bild zu erzeugen, und
kein reinigender Schritt zwischen dem übertragenden Schritt und dem aufladenden Schritt enthalten ist.
Gemäss einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine ein elektrophotographisches Bild erzeugende Vorrichtung mit:
einem sich drehenden bildtragenden Element,
einer aufladenden Einrichtung zum Aufladen des sich drehenden bildtragenden Elements, um eine Oberfläche dessen aufzuladen,
einer ein latentes Bild erzeugenden Einrichtung zum Erzeugen eines elektrostatisch latenten Bildes auf der geladenen Oberfläche des bildtragenden Elements,
einer entwickelnden Einrichtung zum Entwickeln des elektrostatisch latenten Bildes mit einem magnetischen Toner, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen, und
einer übertragenden Einrichtung zum Übertragen des Tonerbildes auf ein aufzeichnendes Material,
wobei das bildtragende Element umfasst einen elektrisch leitfähigen Träger, und eine Photoleiterschicht und eine Oberflächenschicht, gebildet auf dem Träger; die Photoleiterschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Silizium-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, die Oberflächenschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Kohlenstoff-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und auch enthält Silizium in einem Verhältnis von 0,2 bis 20 atm.%, wie berechnet durch Si/(Si + C),
der magnetische Toner umfasst Tonerpartikel mit mindestens einem Binderharz und einem magnetischen Material, und anorganisches Feinpulver, eine mittlere Kreisförmigkeit von mindestens 0,950 hat, und eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 50 Am²/kg, gemessen bei 79,6 kA/m, hat,
die aufladende Einrichtung enthält aufladende Partikel, die umfassen hauptsächlich elektrisch leitfähige Partikel mit Partikelgrössen von 0,1–10 μm, und ein die aufladenden Partikel tragendes Element, das die aufladenden Partikel trägt, um das bildtragende Element über die aufladenden Partikel zu berühren und auf diese Weise das bildtragende Element zu einer negativen Polarität aufzuladen,
die das latente Bild erzeugende Einrichtung enthält eine belichtende Einrichtung zum Belichten eines bilderzeugenden Teils des bildtragenden Elements, um dort ein abgeschwächtes Potential zu gewährleisten, und
keine reinigende Einrichtung zwischen der übertragenden Einrichtung und der aufladenden Einrichtung entlang der Oberfläche des bildtragenden Elements vorhanden ist.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich bei Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 und 2 sind schematische Schnittansichten, wobei jede zeigt ein Beispiel eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements, das in einer ein elektrophotographisches Bild erzeugenden Vorrichtung gemäss der Erfindung verwendet wird.
3 veranschaulicht einen Aufbau einer ein elektrophotographisches Bild erzeugenden Vorrichtung gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 und 5 veranschaulichen jeweils ein Beispiel der Abscheidungsvorrichtung zum Bereitstellen eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
6 ist ein Diagramm, das einige Beispiele der gemessenen Tonerladungsverteilung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Angesichts der obigen Aufgaben führten wir eine umfangreiche Untersuchung durch, insbesondere in Bezug auf den oben erwähnten Schritt (5) des Normalisierens des umgekehrten Toners. Als Ergebnis wurde gefunden, dass der Schritt reibungslos und in stabiler Weise durchgeführt werden kann unter Verwendung eines photoempfindlichen Elements aus einem nicht-einkristallinen Silizium (bildtragendes Element), bereitgestellt mit einer Oberflächenschicht mit einem nicht-einkristallinen Material auf Kohlenstoff-Basis, das enthält mindestens Silizium in einem besonderen Silizium-Anteil (Prozentanteil von Silizium bezogen auf die Summe von Silizium und Kohlenstoff).
Insbesondere umfasst das in der vorliegenden Erfindung verwendete bildtragende Element (photoempfindliches Element) einen elektrisch leitfähigen Träger, und eine Photoleiterschicht und eine Oberflächenschicht, gebildet auf dem Träger. Die Photoleiterschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Silizium-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen. Die Oberflächenschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Kohlenstoff-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und auch enthält Silizium in einem Verhältnis von 0,2 bis 20 atm.%, wie berechnet durch Si/(Si + C).
Hierbei ist das eine Oberfläche oder Photoleiterschicht des bildtragenden Elements bildende „nicht-einkristalline Material" hauptsächlich in einem amorphen Zustand, kann aber enthalten einen geringen Anteil eines mikrokristallinen oder polykristallinen Materials, im Unterschied zu einem einkristallinen Material, wie aus den nachstehend beschriebenen repräsentativen Herstellungsverfahren eines derartigen Photoleiters oder Oberflächenschicht verständlich ist. Der Begriff „Silizium-basierend" oder „Kohlenstoff-basierend" bedeutet, dass das Material Silizium oder Kohlenstoff als ein hauptsächliches Element umfasst.
Basierend auf einem ein elektrophotographisches Bild erzeugenden System, das das bildtragende Element (photoempfindliches Element aus nicht-einkristallinem Si, nachstehend manchmal in einfacher Weise bezeichnet als „a-Si (d.h. amorphes Silizium) photoempfindliches Element") enthält, haben wir eine Untersuchung zum Verringern von Abfallmaterialien, die über eine gesamte Lebensdauer des Systems anfallen, durchgeführt. Als Ergebnis sind wir zum Schluss gelangt, dass es wirkungsvoll ist, den reinigenden Schritt zum Wiederverwenden des Übertragungsresttoners und zum Wiedererlangen des Übertragungsresttoners im entwickelnden Schritt wegzulassen.
Wenn allerdings ein Coronaauflader im aufladenden Schritt verwendet wird, wird eine Ungleichförmigkeit der Corona-Entladung zum Zeitpunkt verursacht, in dem der Übertragungsresttoner den Auflader durchläuft, was führt zu einer Ungleichmässigkeit der Ladung auf der Oberfläche des a-Si photoempfindlichen Elements, oder eine anomalen Entladung, um das a-Si photoempfindliche Element im schlimmsten Falle zu zerstören.
Demgemäss wurde ein Kontaktauflader erprobt, der bekannt ist für seine Fähigkeit, Bildverformung oder Ladeunregelmässigkeit, die im Falle eines Coronaaufladers angetroffen werden, zu beseitigen. Als Ergebnis konnte das Auftreten von anomaler Entladung verhindert werden, allerdings wurde auf mehrere Schwierigkeiten gestossen wegen der Verschmutzung des Kontaktaufladers mit dem Übertragungsresttoner, wie einem Verringern der Leistungsfähigkeit des aufladenden Elements, einer kürzeren Lebensdauer des aufladenden Elements, geringerem Bildkontrast und Gleichmässigkeit wegen des Verringerns der Aufladefähigkeit und einem Verringern der Leistungsfähigkeit des Übertragungsresttoners durch Anhaften an dem Kontaktauflader, was zu einer geringeren Bildqualität führt, wie erhöhtem Schleier.
Als Ergebnis einer weiteren Untersuchung wurde gefunden, dass die obigen Schwierigkeiten verringert werden können unter Verwendung eines kugelförmigen magnetischen Toners mit Tonerpartikeln mit mindestens einem Binderharz und einem magnetischen Material, und anorganischem Feinpulver, und einer mittleren Kreisförmigkeit von mindestens 0,950, vorzugsweise mindestens 0,970. Als Ergebnis der Untersuchung der Verschmutzung mit dem Übertragungsresttoner am Kontakt-aufladenden Element wird selbst dann, wenn das aufladende Element mit dem Übertragungsresttoner verschmutzt wird, der Übertragungsresttoner auf dem aufladenden Element schnell entladen auf das a-Si photoempfindliche Element, um im entwickelnden Schritt wiedergewonnen zu werden, wodurch die Herabsetzung der Lebensdauer des aufladenden Elements und der aufladenden Leistungsfähigkeit verhindert werden können. Es wird erwogen, dass dies bewerkstelligt wird durch die Kombination eines a-Si photoempfindlichen Elements mit der oben erwähnten speziellen Oberflächenschicht und einem kugelförmigen magnetischen Toner.
Der Mechanismus der Verbesserung wurde noch nicht vollständig geklärt, es wird aber vermutet, dass der auf dem aufladenden Element vorhandene Übertragungsresttoner wirkungsvoll entladen wird aufgrund einer besonderen Anziehungskraft zwischen dem a-Si photoempfindlichen Element und dem magnetischen Toner, und der Tatsache nach zu urteilen, dass die Kombination der speziellen Oberflächenschicht und des kugelförmigen magnetischen Toners wirkungsvoll ist, hat die Anziehungskraft (die sicher hauptsächlich eine intermolekulare Kraft ist), die der freien Energie der Oberfläche des a-Si photoempfindlichen Elements zuordenbar ist, und die Gestalt des kugelförmigen magnetischen Toners darauf einen großen Einfluss. Ferner wird erwogen, dass die Anziehungskraft in großem Maße abhängt von dem Siliziumanteil in der Oberflächenschicht und der mittleren Kreisförmigkeit des kugelförmigen magnetischen Toners.
Wie obenstehend erwähnt, ist es durch die vorliegende Erfindung gelungen, ein elektrophotographisches bilderzeugendes System zu realisieren, das Bilder von hoher Qualität gewährleistet, eine lange Lebensdauer aufweist und Abfallmaterialien in geringem Maße ergibt, durch Kombinieren von hauptsächlich drei Faktoren einer Kontakt-aufladenden Vorrichtung, eines speziellen magnetischen Toners und eines a-Si photoempfindlichen Elements mit einer Oberflächenschicht auf Kohlenstoff-Basis mit einem besonderen Siliziumanteil (bezogen auf die Summe von Silizium und Kohlenstoff).
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung Schritt für Schritt ausführlich erklärt.
Wie obenstehend erwähnt, umfasst das in der vorliegenden Erfindung verwendete bildtragende Element (photoempfindliche Element) einen elektrisch leitfähigen Träger, und eine Photoleiterschicht und eine Oberflächenschicht, gebildet auf dem Träger. Die Photoleiterschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Silizium-Basis, das mindestens eines von Wasserstoff und Halogen enthält. Die Oberflächenschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Kohlenstoff-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und auch Silizium in einem Anteil von 0,2 bis 20 atm.%, wie berechnet durch Si/(Si + C), enthält.
1 und 2 sind schematische Schnittansichten, wobei jede eine Schichtstruktur eines in der vorliegenden Erfindung verwendeten elektrophotographischen photoempfindlichen Elements zeigt.
Insbesondere enthält ein in 1 gezeigtes a-Si photoempfindliches Element einen elektrisch leitfähigen Träger 101 aus z.B. Aluminium, und eine Ladungsinjektion- Sperrschicht (untere Sperrschicht) 102, eine Photoleiterschicht 103 und eine Oberflächenschicht 105. Die Ladungsinjektion-Sperrschicht 102 kann wie gewünscht eingerichtet sein zum Verhindern von Ladungsinjektion aus dem elektrisch leitfähigen Träger 101 zu der Photoleiterschicht 103. Die Photoleiterschicht 103 umfasst ein nicht-einkristallines Si-basierendes Material und weist Photoleitfähigkeit auf. Wie in 1 gezeigt, ist es möglich, wahlweise eine Pufferschicht 104 zwischen der Photoleiterschicht 103 und der Oberflächenschicht 105 als eine Schicht zum Verhindern von Ladungsinjektion von der Oberfläche zu der Photoleiterschicht 103 und/oder zum Schutz der Oberfläche aufzunehmen.
Wie in 2 gezeigt, kann die Photoleiterschicht 103 funktionsgemäß geteilt werden in eine Ladungstransportschicht 107 aus einem nicht-einkristallinen Material mit mindestens Silizium und Kohlenstoff, und einer Ladungserzeugungsschicht 106 aus einem nicht-einkristallinen Material mit mindestens Silizium, die nacheinander laminiert sind.
Der Aufbau der jeweiligen Schichten wird beschrieben.
(Elektrisch leitfähiger Träger)
Der elektrisch leitfähige Träger 101 kann ein elektrisch leitfähiges oder ein elektrisch nicht-leitfähiges Substrat enthalten. Der elektrisch leitfähige Träger kann zusammengesetzt sein aus einem elektrisch leitfähigen Substrat mit: einem Metall wie Al, Cr, Mo, Au, In, Nb, Ge, V, Ti, Pt, Pd oder Fe, oder einer Legierung dieser Metalle, wie Edelstahl. Alternativ kann der elektrisch leitfähige Träger auch gebildet sein durch Beschichten von mindestens einer Seite des Bildens einer photoempfindlichen Schicht eines isolierenden Substrats, wie einem Film oder einer Schicht von synthetischen Harzen, wie Polyester, Polyethylen, Polycarbonat, Celluloseacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol oder Polyamid, oder Glas- oder Keramikfolie, mit einer elektrisch leitfähigen Schicht.
(Photoleiterschicht)
Die Photoleiterschicht 103 kann durch verschiedene Vakuumfilmabscheidungsverfahren erzeugt werden, einschließlich Glühentladungsverfahren (AC-Entladung CVD, wie niederfrequentes CVD, hochfrequentes CVD, und Mikrowellen-CVD, oder DC-Entladung CVD), Sputtern, Vakuumverdampfung, Ionenplattieren, Photo-CVD und Thermo-CVD. Diese Vakuumfilmabscheidungsverfahren und deren Bedingungen können geeignet gewählt werden in Anbetracht der Investitionskosten, des Produktionsmaßstabes und der erwünschten Eigenschaften der resultierenden photoempfindlichen Elemente, allerdings ist es im Allgemeinen geeignet, ein Glühentladungsverfahren zu verwenden, insbesondere ein hochfrequentes Glühentladungsverfahren unter Verwendung einer Energiequellenfrequenz des RF-Bandes, μW-Bandes oder VHF-Bandes.
Wie bekannt, kann die Bildung einer Photoleiterschicht 103 durch das Glühentladungsverfahren hauptsächlich durchgeführt werden durch Einführen eines Si-Zufuhr-Quellgases zum Zuführen von Silizium(Si)-Atomen, eines H-Zuführ-Quellgases zum Zuführen von Wasserstoff(H)-Atomen und/oder einem X-Zufuhr-Quellgases zum Zuführen von Halogen(X)-Atomen in ein Reaktionsgefäss, das man einem reduzierten Druck aussetzen kann, um darin Glühentladung zu bewirken und auf diese Weise eine Schicht aus a-Si:H,X auf einem elektrisch leitfähigen Träger 101 zu bilden, der im Voraus an einer festgelegten Stelle im Gefäß angeordnet wurde.
Um baumelnde Bindungen der Siliziumatome auszugleichen und eine Schicht mit verbesserter Leistungsfähigkeit bereitzustellen, insbesondere Photoleitfähigkeit und Ladungsbeibehaltungseigenschaft, ist es notwendig, dass die photoleitfähige Schicht 103 Wasserstoffatome und/oder Halogenatome in einem Anteil von vorzugsweise 10–30 Atom-%, weiter bevorzugt 15–25 Atom-%, bezogen auf die gesamte Menge von Silizium und Wasserstoff und/oder Halogen, enthält.
Geeignete Beispiele für die Halogenverbindungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, können beinhalten: Fluorgas (F₂), und Interhalogen-Verbindungen wie BrF, ClF, ClF₃, BrF₃, BrF₅, IF₃ und IF₇. Geeignete Beispiele für die Halogen-enthaltenden Silizium-Verbindungen oder sogenannten Halogen-substituierten Silan-Derivate können beinhalten: Siliziumfluoride wie SiF₄ und Si₂F₆.
Der Photoleiter 103 kann vorzugsweise enthalten ein Leitfähigkeit-steuerndes Atom, welches einheitlich in der Photoleiterschicht 103 oder in einer unterschiedlichen Konzentration in einer Richtung der Dicke enthalten sein kann.
Das Leitfähigkeit-steuernde Atom kann eine sogenannte Verunreinigung sein, wie sie auf dem Halbleitergebiet verwendet wird, und kann ein Atom der Gruppe 13 des Periodensystems sein zum Bereitstellen einer Leitfähigkeit vom p-Typ, oder ein Atom der Gruppe 15 des Periodensystems, um eine Leitfähigkeit vom n-Typ bereitzustellen.
Die Atome der Gruppe 13 können beinhalten: Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga), Indium (In) und Thallium (Tl), und besonders geeignet sind B, Al und Ga. Die Atome der Gruppe 15 können beinhalten: Phosphor (P), Arsen (As), Antimon (Sb) und Bismut, und besonders geeignet sind P und As.
Das Leitfähigkeit-steuernde Atom kann in der Photoleiterschicht 103 enthalten sein in einer Konzentration, die in geeigneter Weise gewählt ist angesichts der Aufladbarkeit und der gewünschten Leistungsmerkmale der elektrophotographischen Vorrichtung, vorzugsweise aber 1 × 10^–2–1 × 10⁴ atom·ppm, weiter bevorzugt 5 × 10^–2–5 × 10³ atom·ppm, besonders 1 × 10^–1–1 × 10³ atom·ppm.
Zum Einführen des Atoms der Gruppe 13 oder des Atoms der Gruppe 15 in die Photoleiterschicht 103 kann eine 13-Atom-Quellverbindung oder eine 15-Atom-Quellverbindung in einem gasförmigen Zustand in das Reaktionsgefäss eingeführt werden, zusammen mit anderen Quellgasen, um die Photoleiterschicht 103 bereitzustellen. Die 13-Atom-Quellverbindung oder die 15b-Atom-Quellverbindung kann vorzugsweise eine unter Normaltemperatur und Normaldruck gasförmige Verbindung sein, oder mindestens eine Verbindung, welche unter der Bedingung der Schichterzeugung vergasbar ist.
Es ist ebenfalls möglich, ein derartiges Leitfähigkeitsteuerungsatom-einführendes Quellmaterial mit H, He u.s.w. zu verdünnen, wenn erwünscht.
Es ist auch effizient für die Photoleiterschicht 103, wenn sie Kohlenstoffatome und/oder Sauerstoffatome und/oder Stickstoffatome enthält. Der/die Anteil/e des Kohlenstoffs und/oder des Sauerstoffs und/oder des Stickstoffs kann/können vorzugsweise sein in einem Verhältnis von 1 × 10^–5–10 atm.%, weiter bevorzugt 1 × 10^–4–8 atm.%, weiter bevorzugt 1 × 10^–3–5 atm.%, basierend auf der Summe des Siliziums, Kohlenstoffs, Sauerstoffs und Stickstoffs. Der Kohlenstoff und/oder Sauerstoff und/oder Stickstoff kann überall in der Photoleiterschicht 103 in einer einheitlichen Konzentration enthalten sein, oder in verschiedenen Konzentrationen in einer Richtung der Dicke der Photoleiterschicht.
Die Photoleiterschicht 103 kann eine Dicke haben, die in geeigneter Weise bestimmt ist in Abhängigkeit von den gewünschten elektrophotographischen Leistungseigenschaften und ökonomischen Gesichtspunkten, und vorzugsweise eine Dicke von 15–60 μm, weiter bevorzugt 20–50 μm, noch weiter bevorzugt 20–40 μm. Unter 15 μm läuft ein Stromdurchgang des aufladenden Elements Gefahr, übermäßig hoch zu werden, was die Zerstörung beschleunigt. Oberhalb von 60 μm laufen anomal gewachsene Abschnitte Gefahr, in Grössen von 50–150 μm in einer horizontalen Richtung, und 5–20 μm in der Höhe gebildet zu werden, so dass in einigen Fällen ein nicht-ignorierbarer Schaden am aufladenden Element, das die Oberfläche reibt, auftreten kann.
Die Dicke der Photoleiterschicht 103 kann eingestellt werden durch Steuern der filmbildenden Bedingungen, wie Quellgas-Einführgeschwindigkeit, während die Filmdicke des Photoleiterschicht 103 durch ein Filmdicke-Meter (z.B. „Fisher Scopemms", hergestellt von Helmut Fisher GmbH) untersucht wird.
Während der Bildung der photoleitfähigen Schicht 103 kann der elektrisch leitfähige Träger 101 beibehalten werden bei einer Temperatur, die wahlweise gemäss der Schichtgestaltung gewählt ist innerhalb eines Temperaturbereiches von vorzugsweise 200–350°C, weiter bevorzugt 230–330°C, insbesondere bevorzugt 250–310°C.
(Oberflächenschicht)
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete bildtragende Element hat einer Oberflächenschicht, die ein Kohlenstoff-basierendes nicht-einkristallines Material umfasst, das mindestens eines von Wasserstoff und Halogen enthält, und auch Silizium enthält (das auch dargestellt werden kann durch „a-SiC:H(X)". Der Silizium-Anteil in der Oberflächenschicht ist 0,2 bis 20 atm.%, wie berechnet durch Si/(Si + C) (d.h. der Prozentanteil des Siliziums bezogen auf die Summe des Siliziums und des Kohlenstoffs in der Oberflächenschicht).
Wenn der Siliziumanteil in der Oberflächenschicht unterhalb von 0,2 atm.% ist, läuft die von der aufladenden Einrichtung entladene Normalisierungstonerladung Gefahr, ungenügend zu werden, was zu Schleier führt. Wenn der Silizium-Anteil 20 atm.% überschreitet, läuft die Entladung des Toners von dem aufladenden Element Gefahr, behindert zu werden, was zu schlechteren aufladenden Eigenschaften, Schleier und zu erhöhter Abnutzung der Oberfläche führt.
Im Allgemeinen haben a-SiC:H(X) und a-C:H(X) (die ein Kohlenstoff-basierendes nicht-einkristallines Material, das mindestens eines von Wasserstoff und Halogen enthält, darstellen) eine hohe Härte und eine hohe Beständigkeit. Das a-C:H(X) umfasst hauptsächlich amorphen Kohlenstoff mit einer Eigenschaft zwischen Graphit und Diamant, kann aber teilweise Mikrokristalle oder Polykristalle enthalten. Die Oberflächenschicht 105 des a-SiC:H(X) kann ähnliche Effekte aufweisen, selbst wenn einige Verunreinigungen darin enthalten sind. Z.B., auch wenn Verunreinigungen wie N, O, P und B enthalten sind, kann der Effekt der Oberflächenschicht genügend beibehalten werden, wenn der Anteil der Verunreinigung höchstens etwa 10 atm.% beträgt.
Die Oberflächenschicht kann mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, vorzugsweise Wasserstoff, enthalten. Durch Enthalten von Wasserstoff, wird die Struktur zumindest im Film in wirkungsvoller Weise kompensiert, um die lokalisierte Niveau-Dichte zu erniedrigen, wodurch die Transparenz der Schicht erhöht wird und unerwünschte Lichtabsorption an der Oberflächenschicht unterdrückt wird, um die Photoempfindlichkeit zu verbessern. Ferner wird vermutet, dass das Vorhandensein von Wasserstoff in der Oberflächenschicht eine wichtige Rolle spielt beim Aufweisen von Festschmierfähigkeit.
Der Wasserstoffanteil in der Oberflächenschicht kann in geeigneter Weise 41 bis 60 atm.%, weiter bevorzugt 45–50 atm.%, wie berechnet durch H/(Si + C + H), betragen. Wenn der Wasserstoffanteil unterhalb von 41 atm.% ist, wird die optische Bandlücke verengt, was zu einer ungeeigneten Empfindlichkeit führt. Oberhalb von 50 atm.% läuft die Härte Gefahr, verringert zu werden, was zu Abnutzung führt. Die optische Bandlücke ist geeigneterweise in einem Bereich von 1,2–2,2 eV, und weiter bevorzugt 1,6 eV oder höher, angesichts der Empfindlichkeit.
Die Oberflächenschicht stellt eine freie Oberfläche bereit und wird eingerichtet, um Abnutzung und Narben bei langfristiger Verwendung zu verhindern, und um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung bezüglich des Erhöhens der Lebensdauer und des Stabilisierens der aufladenden Fähigkeit des aufladenden Elements zu lösen.
Die Dicke der Oberflächenschicht kann durch Verwendung eines Reflexion-spektralen Interferenzmeters („MCPD2000", hergestellt von Ohtsuka Denshi K. K.) gemessen werden, um den Grad der Interferenz zu messen, und eine Dicke der Oberflächenschicht kann anhand des gemessenen Grades der Interferenz und eines bekannten Brechungsindexes berechnet werden. Die Dicke der Oberflächenschicht kann eingestellt werden durch die Bedingung der Filmbildung, vorzugsweise in einem Bereich von 5–2000 nm, weiter bevorzugt 10–100 nm. Unterhalb von 5 nm wird es schwierig, den Effekt bei einer langfristigen Verwendung zu erreichen. Oberhalb von 2000 nm wird auf Schwierigkeiten gestossen wie Erniedrigung der Photoempfindlichkeit und des Restpotentials.
Die Substrattemperatur während der Filmerzeugung der Oberflächenschicht kann innerhalb eines Bereiches von Raumtemperatur bis 400°C festgelegt werden. Eine relativ niedrige festgelegte Temperatur wird bevorzugt, weil eine übermässig hohe Substrattemperatur zu einer geringeren Bandlücke führen kann, was einen geringeren Transmissionsgrad ergibt.
Es ist geeignet, wenn die Oberflächenschicht einen Brechungsindex von etwa 1,6–2,8, vorzugsweise 1,6–2,2, insbesondere bevorzugt 1,6–2,0 hat. Der Brechungsindex kann durch Mehrfachinterferenz von langwelligem Licht gemessen werden. Insbesondere wird eine Oberflächenschicht auf einem Glassubstrat (z.B. „7059", hergestellt von Corning Glass Works) gebildet, einer Messung des spektralen Transmissionsgrades für einen kurzen Wellenlängenbereich, der sich von etwa 2500 nm erstreckt in einem Wellenlängenbereich, der 4–5 Peakwerte ergibt, unterzogen durch Verwendung eines optischen Spektrometers (z.B. „330", hergestellt von Hitachi, Ltd.), und ein Brechungsindex wird aus den Wellenlängen und den Transmissionsgraden bei den resultierenden Peakwerten berechnet. Die relative Permittivität der Oberflächenschicht 105 kann erhalten werden durch Quadrieren des Brechungsindex.
Die Werte des Siliziumanteils (Si/(Si + C)), die hierbei beschrieben sind, basieren auf Werten, berechnet aus relativen Werten der Silizium- und Kohlenstoffanteile, gemessen durch ESCA (durch Verwendung von z.B. „SSX-100", hergestellt von SSI in USA).
Die Oberflächenschicht 105 kann durch ein bekanntes Filmabscheidungsverfahren gebildet werden, wie Glühentladung, Sputtern, Vakuumverdampfung, Ionenplattierren, Photo-CVD (chemische Dampfabscheidung) oder thermische CVD. Diese Filmabscheidungsverfahren können in geeigneter Weise gewählt werden, angesichts der Produktionsbedingungen, Investitionskosten, des Produktionsmaßstabes und der gewünschten Eigenschaften der resultierenden photoempfindlichen Elemente, im Allgemeinen wird allerdings bevorzugt, ein Filmabscheidungsverfahren zu verwenden, das identisch ist mit dem bei der Herstellung der Photoleiterschicht verwendeten angesichts der Produktivität des bildtragenden Elements.
Insbesondere kann die Oberflächenschicht geeigneterweise gebildet werden durch ein bekanntes Filmabscheidungsverfahren, in dem ein Zuführgas, das mindestens ein Kohlenwasserstoffgas umfasst, durch Plasma zersetzt wird, um Filmabscheidung zu bewirken. Spezielle Beispiele dafür können beinhalten ein Plasma-CVD-Verfahren bei einer hohen Frequenz von 50–450 MHz (VHF-Band) oder ein Plasma-CVD unter Verwendung von RF(Radiofrequenz)-Energie.
Zur Zersetzung eines einen Kohlenwasserstoff umfassenden Zuführgases wird eine höhere Hochfrequenz-Energie zur ausreichenden Zersetzung bevorzugt, vorzugsweise bei mindestens 5 W·min/ml für Einheit Gasvolumen Zuführ-Geschwindigkeit (ml/min) unter Normalbedingungen (NTP). Allerdings läuft eine übermässig hohe Energie Gefahr, eine anomale Entladung zu erzeugen, um zu schlechteren Eigenschaften des bildtragenden Elements zu führen, so dass die Energie innerhalb eines Ausmaßes des Nicht-Verursachens von anomaler Entladung gehalten werden soll. Der Druck des Entladungsraumes kann gehalten werden in der Grössenordnung von 13,3 Pa–1333 Pa (0,1 Torr bis 10 Torr) für eine gewöhnliche RF-Energie (maßgeblich bei 13,56 MHz), und 13,3 mPa–13,3 Pa (0,1 mTorr bis 100 mTorr) für eine VHF-Band-Energie (maßgeblich bei 50–450 MHz).
Die Oberflächenschicht 105 kann vorzugsweise ein Leitfähigkeit-steuerndes Atom enthalten in einer Konzentration, die überall in der Oberflächenschicht konstant ist, oder in Richtung der Dicke der Oberflächenschicht 105 variiert.
Das Leitfähigkeit-steuernde Atom kann ein sogenanntes Verunreinigungsatom sein, das auf dem Halbleitergebiet verwendet wird, wie ein Atom der Gruppe 13 oder ein Atom der Gruppe 15, zum Gewährleisten einer Leitfähigkeit vom n-Typ. Der Anteil des Leitfähigkeit-steuernden Atoms in der Oberflächenschicht kann geeigneterweise wie erwünscht bestimmt werden, vorzugsweise in einem Bereich von 10–1 × 10⁴ atom·ppm, weiter bevorzugt 50–5 × 10³ atom·ppm, insbesondere 1 × 10² – 1 × 10³ atom·ppm.
Ferner ist es auch möglich, zwischen der Oberflächenschicht 105 und der Photoleiterschicht 103 eine Dichtigkeitszone anzuordnen, in der die Konzentration des Kohlenstoffes entgegen der Photoleiterschicht 103 abnimmt. Dies ist wirksam bei der Verbesserung der Adhäsion zwischen der Oberflächenschicht und der Photoleiterschicht und der Verringerung von Interferenz, die durch Lichtreflexion an der Grenze verursacht wird.
Die Oberflächenschicht kann ferner, wenn erwünscht, Halogenatome enthalten. Beispiele für die Verbindung der Halogenquelle können beinhalten: F₂ und Interhalogen-Verbindungen wie BrF, ClF, ClF₃, BrF₃, BrF₅, IF₃ und IF₇. Für den Zweck des Einführens von Fluor ist es geeignet, ein Fluor-haltiges Gas zu verwenden wie CF₄, CHF₃, C₂F₆, ClF₃, CHClF₂, F₂, C₃F₈ oder C₄F₁₀
Im Falle des Bildens einer Halogen-enthaltenden Oberflächenschicht wird eine höhere Hochfrequenzenergie bevorzugt für eine ausreichende Zersetzung des Zuführgases, vorzugsweise mindestens 5 W·min/ml für Einheit Gasvolumen Zuführgeschwindigkeit (ml/min) unter Normalbedingungen (NTP). Allerdings läuft eine übermässig hohe Energie Gefahr, eine anomale Entladung zu bewirken, um schlechtere Eigenschaften des bildtragenden Elements zu ergeben, so dass die Energie innerhalb eines Ausmaßes, in dem keine anomale Entladung erzeugt wird, gehalten werden soll.
Der Druck des Entladungsraumes zum Bereitstellen einer Oberflächenschicht, die Halogen enthält, kann gehalten werden in einer Grössenordnung von 13,3 Pa–1333 Pa (0,1 Torr bis 10 Torr), insbesondere höchstens 133 Pa, für eine gewöhnliche RF-Energie (maßgeblich bei 13,56 MHz), und 13,3 mPa–13,3 Pa (0,1 mTorr bis 100 mTorr) für eine VHF-Band-Energie (maßgeblich bei 50–450 MHz), und ein niedriger Druck wird bevorzugt.
Der Halogenatom-Anteil in der Oberflächenschicht kann günstigerweise wie gewünscht festgelegt werden, vorzugsweise 6–50 atm.%, weiter bevorzugt 30–50 atm.% bezogen auf die gesamten Atome.
(Pufferschicht)
Es ist auch eine bevorzugte Ausführungsform des bildtragenden Elements der vorliegenden Erfindung, eine Pufferschicht 104 zwischen der Oberflächenschicht 105 und der Oberflächenschicht 103, wie in 1 und 2 gezeigt, anzuordnen.
Die Pufferschicht 104 kann umfassen ein nicht-einkristallines Material auf Silizium-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen (dargestellt durch a-Si:(H,X)) und ferner mindestens eine Atomart, gewählt von Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff, enthält. Ein derartiges nicht-einkristallines Material kann umfassen amorphes Siliziumcarbid, amorphes Siliziumnitrid oder amorphes Siliziumcarbid, das ferner mindestens eines von Wasserstoff und Halogen enthält. Es ist weiter bevorzugt, ein nicht-einkristallines Material zu verwenden, das hauptsächlich umfasst amorphes Siliziumcarbid (a-Si:C(H,X)) mit einer dazwischenliegenden Zusammensetzung zwischen a-Si und a-C:H.
In diesem Fall ist es möglich, die Zusammensetzung der Pufferschicht 104 kontinuierlich von der Photoleiterschicht 103 bis zu der Oberflächenschicht 105 zu verändern. Die Bereitstellung einer derartigen Pufferschicht ist wirksam bei der Verhinderung von Interferenz u.s.w. Es ist auch möglich, ein Dotiermittel eines Elements der Gruppe 13 oder eines Elements der Gruppe 15 in die Pufferschicht 104 einzufügen, um den Leitfähigkeitstyp zu steuern, um auf diese Weise zu gelangen zu der Funktion der Pufferschicht 104 als obere Sperrschicht zum Verhindern von Ladungsinjektion von der Oberfläche.
Beispiele von Zuführgasen zum Bereitstellen der Pufferschicht können geeigneterweise die folgenden beinhalten.
Kohlenstoff-Quellgase können beinhalten gasförmige oder vergasbare Kohlenwasserstoffe wie CH₄, C₂H₆, C₃H₈ und C₄H₁₀, als geeignete Beispiele.
Stickstoff- oder Sauerstoff-Quellgase können beinhalten: gasförmige oder vergasbare Verbindungen wie NH₃, NO, N₂O, NO₂, O₂, CO, CO₂ und N₂.
Die Pufferschicht kann beispielsweise gebildet werden durch Plasma CVD, Sputtern oder Ionenplattieren. Im Falle des Bildens der Pufferschicht durch Plasma CVD kann die Entldaungsfrequenz bei jedem Grad gewählt werden, einschliesslich Hochfrequenzen von mindestens 1 MHz und unter 50 MHz, kommerziell RF-Band genannt, und Hochfrequenzen von mindestens 50 MHz und höchstens 450 MHz, genannt VHF-Band.
Während der Abscheidung der Pufferschicht 4 kann der elektrisch leitfähige Träger vorzugsweise gehalten werden bei 50–450°C, weiter bevorzugt 100–300°c.
(Andere Schichten)
Zusätzlich zu der oben erwähnten Oberflächenschicht 105, der Pufferschicht 104 und Photoleiterschicht 103 ist es auch bevorzugt, eine untere Sperrschicht (Ladungsinjektions-Sperrschicht) 102 zwischen das elektrisch leitfähige Substrat 101 und die Photoleiterschicht 103, wie in 1 und 2 gezeigt, einzufügen.
Eine derartige untere Sperrschicht 102, kann, wenn sie gebildet ist, im Allgemeinen umfassen ein a-Si(H,X) als Basismaterial und ferner ein Dotierungsmittel eines Elements der Gruppe 13 oder eines Elements der Gruppe 15 zum Steuern des Leitfähigkeit-Typs enthalten, um die Ladungsinjektion von dem elektrisch leitfähigen Substrat zu verhindern. In diesem Fall ist es auch möglich, mindestens eine Atomart, gewählt von Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff einzufügen, um die Spannung anzupassen, um auf diese Weise die Adhäsion der photoempfindlichen Schichten darauf zu erhöhen.
Nachstehend wird ein Herstellungsbeispiel zum Herstellen eines Silizium-photoempfindlichen Elements mit einem nicht-einkristallinen Material unter Verwendung einer in 5 gezeigten Vorrichtung beschrieben.
5 veranschaulicht ein Beispiel einer Vorrichtung zur Filmabscheidung zum Herstellen eines bildtragenden Elements gemäss dem RF-Plasma CVD-Verfahren unter Verwendung einer Hochfrequenz-Energiequelle.
Die in 5 gezeigte Vorrichtung ist grob eingeteilt in eine Abscheidungseinheit 2100 einschliesslich einem Reaktionsgefäss 2110, einer Zuführgas-Versorgungseinheit 2200 und einer Absaug-Einheit (nicht gezeigt) für das Bereitstellen eines reduzierten Drucks im Reaktionsgefäss 2110. Innerhalb des Reaktionsgefäßes 2110 in der Abscheidungseinheit 2110 sind angeordnet ein elektrisch leitfähiger Träger 2112, mit der Erde verbunden, eine Heizvorrichtung 2113 zum Erwärmen des elektrisch leitfähigen Trägers und ein Zuführgas-Einführungsrohr 2114, und eine Hochfrequenz-Energiequelle 2120 ist an dem Reaktionsgefäss 2110 über eine Hochfrequenz-Abgleichzelle 2115 verbunden.
Die Zuführgas-Versorgungseinheit 2200 beinhaltet Zuführgas-Zylinder 2221–2226, Ventile 2231–2236, 2261–2266, Einlassventile 2241–2246, Auslassventile 2251–2256 und Massenfluß-Regler 2211–2216, für die jeweiligen Zuführgase wie SiH₄, H₂, CH₄, NO, B₂H₆ und CF₄. Die Gaszylinder 2221–2226, die die jeweiligen Zuführgase enthalten, sind mit dem Zuführgas-Einführungsrohr 2114 im Reaktionsgefäß 2110 über ein Hilfsventil 2260 verbunden. Der elektrisch leitfähige Träger 2112 ist auf einem elektrisch leitfähigen Tisch angeordnet, um geerdet zu werden.
Eine beispielhafte Prozedur zur Herstellung eines bildtragenden Elements unter Verwendung der Vorrichtung von 5 wird nun beschrieben.
Ein zylindrischer elektrisch leitfähiger Träger 2112 wird in das Reaktionsgefäß 2110 gegeben und das Innere des Reaktionsgefäßes 2110 wird durch eine Absaugeinrichtung (nicht gezeigt, umfasst beispielsweise eine Vakuumpumpe) evakuiert. Danach wird die Temperatur des elektrisch leitfähigen Trägers 2112 bei einer gewünschten Temperatur von 20–500°C geregelt. Zur Einführung von Zuführgasen zum Bilden eines bildtragenden Elements in das Reaktionsgefäß wird das Abschliessen der Zylinderventile 2231–2236 und des Reaktionsgefäßdichtigkeitsventils 2117, und das Öffnen der Einlassventile 2241–2246, des Auslassventils 2215 und des Hilfsventils 2260 zuerst überprüft, und danach ein Hauptventil 2118 geöffnet, um das Reaktionsgefäß 2110 und ein Gaszuführrohr 2116 zu evakuieren.
Danach, wenn die Ablesung eines Vakuum-Messzeigers 2119 auf 0,67 mPa sinkt, werden das Hilfsventil 2260 und die Auslassventile 2251–2256 geschlossen. Danach, durch Öffnen der Ventile 2231–2236, werden die jeweiligen Zuführgase aus den Zuführgaszylindern 2221–2226 eingeführt und die jeweiligen Gasdrücke auf 2 kg/cm² (0,2 MPa) durch die Druckregler 2261–2266 eingestellt. Danach werden die Einlassventile 2241–2246 allmählich geöffnet, um die jeweiligen Gase in die Massenflussregler 2211–2216 einzuführen.
Die Vorbereitung zur Filmbildung wird durch das obige Verfahren vervollständigt, eine Photoleiterschicht wird zuerst erzeugt (im Falle, dass die Photoleiterschicht eine Schicht ist, die zuerst durch Abscheidung auf dem elektrisch leitfähigen Träger gebildet wird).
Wenn der elektrisch leitfähige Träger 2112 eine gewünschte Temperatur erreicht hat, werden die notwendigen unter den Auslassventilen 2251–2256 und dem Hilfsventil 2260 allmählich geöffnet, um gewünschte Zuführgase über das Zuführgas-Einführungsrohr 2114 in das Reaktionsgefäß 2110 einzuführen. Danach werden die jeweiligen Zuführgase bei gewünschten Flussgeschwindigkeiten durch die zusammenhängenden der Massenflussregler 2211–2216 geregelt. In diesem Fall wird der Grad des Öffnens des Hauptventils 2118 so geregelt, um mit Bezug auf den Vakuum-Messanzeiger 2119 einen erwünschten Druck von höchstens 133.3 Pa im Reaktionsgefäß 2110 zu gewährleisten.
Wenn der Innendruck stabil gemacht wird, wird die Hochfrequenz-Energiequelle 2110 bei einer gewünschte Leistung festgelegt, und eine Hochfrequenzleistung von z.B. 13,56 MM in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 450 MHz wird der Kathode 2111 über die Hochfrequenzwellenlänge-Abgleichzelle 2115 zugeführt, um Hochfrequenz-Glühentladung zu erzeugen. Durch die Entladungsenergie wird aus den jeweiligen Zuführgasen, die in das Reaktionsgefäß 2111 eingeführt werden, eine Photoleiterschicht aus einem erwünschten Silizium-basierenden nicht-einkristallinen Material auf dem elektrisch leitfähigen Träger abgeschieden. Wenn eine erwünschte Schichtdicke erreicht ist, wird die Hochfrequenz-Energiezuführung beendet, und die jeweiligen Auslassventile 2251–2256 werden geschlossen, um die Zuführung der jeweiligen Zuführgase in das Reaktionsgefäß 2110 zu beenden, um auf diese Weise die Erzeugung des Photoleiterschicht mit einer Zusammensetzung und einer Dicke wie oben erwähnt zu vollenden.
Die Bildung der Oberflächenschicht auf der Photoleiterschicht kann im Grunde durch Wiederholen des obigen Ablaufes durchgeführt werden.
4 veranschaulicht ein Beispiel für eine Filmabscheidungsvorrichtung zum Herstellen eines photoempfindlichen Elements gemäss dem VHF-Plasma-CVD-Verfahren. Die Vorrichtung ist aufgebaut durch Ersetzen der Abscheidungseineheit 2110 in 5 mit einer in 4 gezeigten Abscheidungseinheit 3100.
Die Filmbildung durch Abscheidung gemäß der VHF-Plasma-CVD-Vorrichtung kann im Grunde auf eine ähnliche Weise wie das mit Bezug auf 4 beschriebene RF-Plasma-CVD-Verfahren durchgeführt werden. Allerdings wird die Hochfrequenzleistung von einer VHF-Energiequelle in einem Frequenzbereich von 50 MHz bis 450 MHz, z.B. bei 105 MHz, zugeführt, und der Druck wird daher auf einen Grad in der Größenordung von 13,3 mPa–13,3 Pa festgelegt, niedriger als im RF-Plasma-CVD-Verfahren.
Mit Bezug auf 4 werden elektrisch leitfähige Träger 3112 (nur zwei sind in 4 gezeigt, mit einem in einem geschnittenen Zustand) in einer Reaktionskammer 3110 angeordnet, und das Innere des Reaktionsgefäßes 3110 wird mittels einer Evakuierungsvorrichtung (nicht gezeigt, z.B. eine Diffusionspumpe) über eine Evakuierungsöffnung 3121 evakuiert. Danach werden die elektrisch leitfähigen Träger 3112 jeweils durch eine Heizvorrichtung 3113 zum Erwärmen des elektrisch leitfähigen Trägers 3112 erwärmt. Danach werden die Zuführgase über ein Gaseinführungsrohr (nicht gezeigt) eingeführt. In dieser Vorrichtung werden die somit in einen Entladungsraum 3130 eingeführten Zuführgase, umgeben von den elektrisch leitfähigen Trägern 3112, angeregt und zersetzt durch Glühentladung, erzeugt durch eine VHF-Energie, die dem Entladungsraum 3130 über eine Abgleichzelle 3115 zugeführt wird, um einen erwünschten Abscheidungsfilm auf den elektrisch leitfähigen Trägern 3112 zu bilden. Während der Filmabscheidung werden die elektrisch leitfähigen Träger 3112 bei einer gewünschten Umdrehungsgeschwindigkeit durch die Motoren 3120 gedreht, um eine einheitliche Schichterzeugung zu ermöglichen.
Nun wird ein Entwurf des elektrophotographischen bilderzeugenden Systems (Verfahren und Vorrichtung) beschrieben.
Wie obenstehend erwähnt, wird in dem elektrophotographischen bilderzeugenden Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein spezielles a-Si photoempfindliches Element aufgeladen durch Kontakt-Aufladen und danach einer Belichtung unterzogen gemäß dem Bild-Fläche-Belichtung(IEA)-Modus, um ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen, welches danach mit einem speziellen Toner entwickelt wird, wie nachstehend beschrieben. Solange diese Schritte enthalten sind, kann das elektrophotographische bilderzeugende Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung den Schritt wie einem fixierenden Schritt und einem vorbelichtenden Schritt enthalten.
Ferner, solange das oben erwähnte bilderzeugende Verfahren durchgeführt werden kann, braucht die elektrophotographische bilderzeugende Vorrichtung in anderer Hinsicht nicht eingeschränkt werden, kann hergestellt werden durch Anwendung bekannter Techniken und kann geeigneterweise zusätzlich zu den Einrichtungen zum Durchführen der obigen Funktionen verschiedene bekannte Einrichtungen enthalten.
3 ist eine schematische Abbildung einer Ausführungsform der elektrophotographischen bilderzeugenden Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung.
Gemäß dieser Ausführungsform enthält die elektrophotographische bilderzeugende Vorrichtung ein sich drehendes bildtragendes Element, eine aufladende Einrichtung zum Aufladen der Oberfläche des bildtragenden Elements, eine ein latentes Bild erzeugende Einrichtung zum Erzeugen eines elektrostatisch latenten Bildes auf der geladenen Oberfläche des bildtragenden Elements, eine entwickelnde Einrichtung zum Befestigen der Oberfläche des bildtragenden Elements, um das elektrostatisch latente Bild als Tonerbild zu entwickeln, eine übertragende Einrichtung zum Übertragen des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium, und eine fixierende Einrichtung zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmedium.
[Bildtragendes Element]
Mit Bezug auf 3 enthält die elektrophotographische bilderzeugende Vorrichtung ein sich drehendes bildtragendes Element vom Trommel-Typ (a-Si photoempfindliches Element) 201. Die Vorrichtung (z.B. ein Kopiergerät oder ein Drucker) übernimmt das Schema der Umkehrentwicklung, und das bildtragende Element 201 ist ein bildtragendes Element von negativer Polarität mit beispielsweise 30 mm Durchmesser, das darauf die oben erwähnte Oberflächenschicht und Photoleiterschicht u.s.w. hat. Das bildtragende Element 201 kann in Drehung bei einer Oberflächengeschindigkeit von z.B. 200 mm/sec in einer angegebenen Pfeilrichtung angetrieben werden.
[Aufladen]
Die bilderzeugende Vorrichtung enthält ferner eine elektrisch leitfähige elastische Walze (aufladende Walze) 202 als ein flexibles oder elastisches Kontakt-aufladendes Element, angeordnet in Kontakt mit dem bildtragenden Element 201 bei einer festgelegten pressenden Kraft bei einem aufladenden Spalt mit dem bildtragenden Element 201. Die aufladende Walze 201 wird vorausgehend mit aufladenden Partikeln auf ihrer Oberfläche aufgeladen, so dass aufladende Partikel am aufladenden Spalt mit dem bildtragenden Element 201 vorhanden sind.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die aufladende Walze 202 in Drehung in einer angegebenen Pfeilrichtung angetrieben, d.h. in einer entgegengesetzten Richtung und bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 100 bezogen auf jeweils der im Umfang bewegenden Richtung und Geschwindigkeit des bildtragenden Elements 201 am aufladenden Spalt, um auf diese Weise einen relativen Geschwindigkeitsunterschied mit der Oberfläche des bildtragenden Elements 201 bereitzustellen. Die aufladende Walze 202 wird mit einer festgelegten Vorspannung versorgt von einer Vorspannungsquelle 210. Als Ergebnis wird die äußere Oberfläche des bildtragenden Elements einheitlich auf ein festgelegtes Potential einer festgelegten Polarität (d.h. einer negativen Polariät) Kontakt-aufgeladen, gemäß dem Injektion-aufladenden Schema.
In dieser Ausführungsform wird eine aufladende Vorspannung von der aufladenden Vorspannungsquelle 210 an die aufladende Walze 202 angelegt, um ein einheitliches Oberflächenpotential an dem bildtragenden Element 201 von 150–800 Volt, vorzugsweise 250–600 Volt, weiter bevorzugt 300–450 Volt, zu gewährleisten, bezogen auf einen absoluten Wert, gemessen bei einer entwickelnden Position. Unterhalb von 150 Volt kann der Toner nicht in ausreichender Weise zur Entwicklung von dem Toner-tragenden Element auf das a-Si photoempfindliche Element übertragen werden, und häuft sich auf dem Toner-tragenden Element an, um in einigen Fällen eine Schwierigkeit wie der Verringerung der Bilddichte zu verursachen. Andererseits wird oberhalb von 800 Volt der Stromdurchgang zu dem aufladenden Element erhöht, um die Verschlechterung des aufladenden Elements zu beschleunigen, und eine partielle winzige Entladung kann wegen der hohen angelegten Spannung auftreten.
Details der aufladenden Walze, der aufladenden Partikel und des Injektion-Aufladens werden nachstehend diskutiert.
[Belichtung]
Das einheitlich aufgeladene bildtragende Element 201 wird dann belichtet mit einem abtastenden Laserlicht 203, welches emittiert worden ist von einem Laserstrahl-Scanner (Belichtungsvorrichtung) als einer ein latentes Bild erzeugenden Einrichtung, die enthält eine Laserdiode, einen mehreckigen Spiegel u.s.w., nach Intensität-Modifizierung gemäß zeitseriellen elektrischen digitalen Signalen, die objektive Bilddaten tragen, um auf diese Weise in elektrostatisch latentes Bild auf der Oberfläche des bildtragenden Elements 201 zu erzeugen.
Die Lichtquelle, welche die das elektrostatisch latente Bild erzeugende Einrichtung bildet, ist nicht eingeschränkt auf den oben erwähnten Laserstrahl-Scanner, kann aber ein LED-Array sein. In diesem Fall werden LEDs (lichtemittierende Dioden) bei Positionen, die den objektiven Bilddaten entsprechen, sequenziell eingeschaltet, um darauf ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen. Insbesondere wird ein bilderzeugender Teil (bei dem im entwickelnden Schritt ein Toner angehaftet werden soll) der aufgeladenen Oberfläche des bildtragenden Elements belichtet, um dort ein abgeschwächtes Potential bereitzustellen, um ein elektrostatisch latentes Bild, d.h. gemäss dem Bildflächen-Belichtungsmodus (IAE), zu erzeugen.
[Entwicklung]
Die bilderzeugende Vorrichtung enthält ferner eine entwickelnde Vorrichtung 204 als die entwickelnde Einrichtung. Das auf dem bildtragenden Element 201 erzeugte elektrostatisch latente Bild wird mit einem Toner 205 (negativ aufladbarer Toner in dieser Ausführungsform) durch die entwickelnde Vorrichtung 204 entwickelt. Die entwickelnde Vorrichtung 204 ist nicht besonders eingeschränkt, wenn sie zusätzlich zur entwickelnden Tätigkeit eine reinigende Tätigkeit zulässt. Z.B. kann die entwickelnde Vorrichtung 204 enthalten eine bekannte entwickelnde Einrichtung, die einen Entwickler-Behälter enthält, der enthält einen Toner mit einer Öffnung, eine elektrisch leitfähige, entwickelnde Hülse zum Tragen und Fördern des Toners, angeordnet an der Öffnung des Entwickler-Behälters, eine Magnetfeld-erzeugende Einrichtung wie einem Magnet zum Erzeugen mehrerer Magnetfelder, angeordnet und fixiert innerhalb der entwickelnden Hülse, und ein Element zum Regulieren der Toner-Dicke, zum Regulieren einer Dicke einer Tonerschicht, gebildet auf der entwickelnden Hülse (z.B. eine elastische Klinge, angeordnet in Angrenzung an die entwickelnde Hülse, oder eine Metallklinge, angeordnet von der entwickelnden Hülse getrennt, und welche die Dicke der Tonerschicht durch Konzentrieren des Magnetfeldes an ihrem Ende reguliert), um somit eine gewünschte entwickelnde Vorspannung an die entwickelnde Hülse anzulegen.
[Übertragung]
Die bilderzeugende Vorrichtung enthält ferner eine Übertragungswalze 26 mit einem mittleren elektrischen Widerstand als die (Kontakt-)übertragende Einrichtung. Die Übertragungswalze 206 grenzt in geeigneter Weise an das bildtragende Element 201 an, um dazwischen einen festgelegten Übertragungsspalt zu bilden. Bei dem Spalt-Abschnitt wird ein Übertragungs(-empfangendes)-Material 207 als ein Aufzeichnungsmedium aus einem Papierzuführungsabschnitt (nicht gezeigt) zu einem festgelegten Zeitpunkt zugeführt, während eine festgelegte Übertragungs-Vorspannung (positive Spannung in dieser Ausführungsform) an die Übertragungswalze 206 angelegt wird. Als Ergebnis wird das auf dem bildtragenden Element 201 getragene entwickelte Tonerbild (negativ aufgeladen in dieser Ausführungsform) sukzessiv auf die Oberfläche des Übertragungsmaterials 207, das dem Spalt-Abschnitt zugeführt wird, unter der Wirkung der elektrostatischen und pressenden Kräfte übertragen. Übrigens ist es in der vorliegenden Erfindung auch möglich, zusätzlich zu der oben beschriebenen Übertragungswalze 206 eine bekannte übertragende Einrichtung zu verwenden.
[Fixierung]
Die bilderzeugende Vorrichtung enthält ferner eine fixierende Vorrichtung 209, die ein Warmpress-Fixierungsschema verwendet. Das Übertragungsmaterial 207, auf welches das auf dem bildtragenden Element 201 getragene Tonerbild übertragen worden ist, wird von der Oberfläche des bildtragenden Elements abgetrennt, um übertragen zu werden in die fixierende Vorrichtung 209 mit einem Paar entgegengesetzter Walzen. Das auf das Übertragungsmaterial 207 übertragene Tonerbild wird durch die fixierende Vorrichtung 209 darauf fixiert und außerhalb der bilderzeugenden Vorrichtung als Kopie oder Druck (Bilderzeugungsprodukt) entladen. In der vorliegenden Erfindung ist als die fixierende Einrichtung auch möglich, verschiedene bekannte entwickelnde Einrichtungen, anders als die obige fixierende Vorrichtung 209, in geeigneter Weise zu verwenden.
[Aufladende Walze]
In dieser Ausführungsform wird die aufladende Walze 202 als das Kontakt-aufladende Element hergestellt durch Bilden einer Schicht mit einem mittleren Widerstand, aus Kautschuk oder aufgeschäumten Material auf einem Kernmetall. Die Schicht mit einem mittleren Widerstand kann z.B. umfassen ein Harz (z.B. Urethan-Harz), elektrisch leitfähige Partikel (z.B. Carbon Black), ein sulphidisierendes Mittel und ein Schaummittel, und kann gebildet werden in Gestalt einer Walze auf dem Kernmetall, bei Bedarf gefolgt von Polieren der Oberfläche.
In einer speziellen Ausführungsform hatte die aufladende Walze 202 einen Widerstand der Walze von 100 kOhm·cm, gemessen in einem derartigen Zustand, dass die aufladende Walze 202 gegen einen Aluminium-Träger mit einem äusseren Durchmesser von 30 mm gepresst wird, um einen gesamten Druck von 1 kg auf dessen Kernmetall auszuüben, während des Anlegens einer Spannung von 100 Volt zwischen dem Kernmetall und dem Aluminiumträger.
In der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, dass die aufladende Walze 202 als das Kontakt-aufladende Element als eine Elektrode funktioniert. Insbesondere ist es erforderlich, dass die aufladende Walze gewährleistet einen ausreichenden Kontakt-Zustand mit einem aufzuladenden Element durch Bereitstellen der aufzuladenden Walze mit einer Elastizität, und gleichzeitig ist es erforderlich, dass sie einen geringeren Widerstand hat, ausreichend, um das aufzuladende Element aufzuladen. Andererseits ist es erforderlich, ein Auftreten von Spannungsverlust zu vermeiden im Fall, dass das aufzuladende Element einen fehlerhaften Teil hat wie Nadellöcher mit einer geringeren Spannungsfestigkeit. Im Falle des Verwendens des elektrophotographischen bildtragenden Elements als aufzuladendes Element kann die aufladende Walze vorzugsweise einen spezifischen Volumen-Widerstand von 1 × 10³–1 × 10⁸ Ohm·cm, insbesondere 10⁴–10⁷ Ohm·cm haben, um eine ausreichende Eigenschaft von Aufladungs- und Dichtigkeits-Beständigkeit zu erhalten. Wenn der spezifische Volumen-Widerstand der aufladenden Walze ausserhalb des obigen Bereichs liegt, wird die oben erwähnte Eigenschaft von Aufladungs- und Dichtigkeits-Beständigkeit in einigen Fällen nicht erreicht.
Die aufladende Walze 202 kann bevorzugt eine poröse Oberfläche haben, wie einer mit winziger Ungleichmäßigkeit, die fähig ist, aufladende Partikel zu tragen.
Die aufladende Walze 202 kann vorzugsweise eine Asker C Härte von höchstens 50 deg., weiter bevorzugt 25–50 deg. Haben, weil eine geringere Härte zu einer unstabilen Gestalt führt, um die Kontakt-Eigenschaft mit dem aufzuladenden Element zu beeinträchtigen, und andererseits versagt eine höhere Härte dabei, einen aufladenden Spalt-Abschnitt zwischen der aufladenden Walze und dem aufzuladenden Element zu gewährleisten, um somit einen winzigen Kontakt-Zustand mit dem aufzuladenden Element zu beeinträchtigen.
Die Asker C Härte der aufzuladenden Walze 202 kann gemessen werden unter Verwendung eines Asker C Mikrokautschuk-Härtemeters (hergestellt von Kobunshi Keiki K. K.) in einer derartigen Weise, dass eine Kautschukhärte in willkürlichen 5 Punkten auf der aufladenden Walze gemessen wird, um eine Asker C Härte als Durchschnitt von 5 gemessenen Werten zu messen.
Das Material für die aufladende Walze 202 kann enthalten nicht nur ein elastisches aufgeschäumtes Material, sondern auch andere elastische Materialien wie EPDM (Ethylen-Propylen-Terpolymer), Urethan-Kautschuk, NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk), Silicon-Kautschuk und IR (Isopren-Kautschuk), darin eine elektrisch leitfähige Substanz (z.B. Carbon Black oder Metalloxid) enthaltend, um eine Steuerung des Widerstands zu bewirken, und aufgeschäumtes Material von diesen Kautschuk-Materialien. Es ist auch möglich, eine Steuerung des Widerstands zu bewirken unter Verwendung eines ionenleitfähigen Materials ohne Dispergieren der elektrisch leitfähigen Substanz.
Die aufladende Walze 202 wird gegen das bildtragende Element 201 (als das aufzuladende Element) gepresst bei einer festgelegten pressenden Kraft, um einen aufzuladenden Spalt-Abschnitt mit einer Breite von mehreren mm in dieser Ausführungsform zu bilden.
[Aufladende Partikel]
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten aufladenden Partikel umfassen hauptsächlich elektrisch leitfähige Partikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,1–10 μm. Wenn die durchschnittliche Partikelgröße der aufladenden Partikelgröße geringer ist, muss ein Anteil der aufladenden Partikel im Toner geringer festgelegt werden. Demgemäß kann unterhalb von 0,1 μm eine wirksame Menge der aufladenden Partikel nicht gewährleistet werden, was somit zu einem Versagen führt, eine Menge von aufladenden Partikeln zuzuführen, die ausreicht, um die Aufladungshemmung zu bewältigen durch Anhaften oder Kontaminierung eines isolierenden Übertragungsresttoners auf dem Kontakt-aufladenden Element im aufladenden Schritt zu bewältigen, um das bildtragende Element gut aufzuladen. Als Ergebnis tritt ein Fehler beim Aufladen auf. Aus diesem Grund können die elektrisch leitfähigen (aufladenden) Partikel vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße von mindestens 0,15 μm, weiter bevorzugt 0,2–5 μm aufweisen.
Wenn die Partikelgröße der aufladenden Partikel oberhalb von 10 μm ist, verursachen die von dem aufladenden Element losgelösten aufladenden Partikel eine Licht-Unterbrechung oder Diffusion des Belichtungs-Lichtes zum Schreiben eines elektrostatisch latenten Bildes, was somit zu einem fehlerhaften latenten Bild und in einigen Fällen zu einer geringeren resultierenden Bildqualität führt. Ist ferner die mittlere Partikelgröße der aufladenden Partikel größer, wird die Anzahl der Partikel pro Einheit Gewicht geringer, es ist erforderlich, dass der Anteil der aufladenden Partikel in dem gesamten Toner erhöht wird, um die aufzuladenden Partikel dem Spalt-Abschnitt zwischen dem aufzuladenden Element und dem bildtragenden Element oder einer aufzuladenden Zone in der Nähe davon sukzessiv zuzuführen, um die aufladenden Partikel dort zu verursachen, angesichts der Verringerung und/oder Verschlechterung der aufladenden Partikel, verursacht durch z.B. Ablösung von dem aufzuladenden Element, oder um eine gute Aufladbarkeit in stabiler Weise zu gewährleisten, während ein enger Kontaktzustand des Kontakt-aufladenden Elements mit dem bildtragenden Element über die aufladenden Partikel beibehalten wird. Wenn allerdings der Anteil der aufladenden Partikel übermäßig erhöht wird, wird die entwickelnde Eigenschaft insbesondere in einer Hochfeuchtigkeitsumgebung herabgesetzt, um somit eine Verringerung der Bilddichte oder Toner-Streuung zu verursachen.
In dieser Ausführungsform können die aufladenden Partikel z.B. umfassen (elektrisch leitfähige) Zinkoxid-Partikel mit einem spezifischen Volumen-Widerstand von 10⁷ Ohm·cm und einer mittleren Partikelgröße von 1,5 μm.
In der vorliegenden Erfindung basieren die hierbei beschriebene mittlere Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung der aufladenden Partikel auf Werten, die in der folgenden Weise gemessen werden. Eine die Partikelgrößenverteilung messende Vorrichtung vom Laserbeugungstyp („Model LS-230", erhältlich von Beckman Coulter Electronics Inc.) wird mit einem Flüssigmodul ausgestattet, und die Messung wird durchgeführt in einem Partikelgrößenbereich von 0,04–2000 μm, um eine Partikelgrößenverteilung (Volumen-Basis) zu erhalten. Für die Messung wird ein geringer Anteil eines oberflächenaktiven Stoffes hinzugefügt zu 10 ml reinem Wasser, und 10 mg einer Probe elektrisch leitfähiges Feinpulver (aufladende Partikel) werden hinzugefügt, gefolgt von 10 Minuten Dispergieren mittels eines Ultraschall-Dispergers (Ultraschall-Homogenisierer), um eine Probe eines Dispersionsflüssigkeit zu erhalten, welche ein einziges Mal einer Messung für 90 sec. Unterzogen wird.
Die Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Partikel kann z.B. angepasst werden durch Einstellen des Produktionsverfahrens und der Bedingungen, so dass Primärpartikel der aufladenden Partikel mit gewünschter Partikelgröße und Verteilung hergestellt werden. Zusätzlich ist es auch möglich, kleinere Primärpartikel anzusammeln oder größere Primärpartikel zu pulverisieren, oder eine Sortierung zu bewirken. Es ist ferner möglich, derartige elektrisch leitfähige Partikel zu erhalten durch Anbringen oder Fixieren elektrisch leitfähiger Feinpartikel auf einen Teil oder dem Ganzen von Basispartikeln mit einer gewünschten Partikelgröße und Verteilung, oder durch Verwendung von Partikeln mit gewünschter Partikelgröße und Verteilung, die darin dispergiert einen elektrisch leitfähigen Bestandteil beinhalten. Es ist auch möglich, aufladende Partikel mit einer gewünschten Partikelgröße und Verteilung durch Kombinieren dieser Verfahren bereitzustellen.
Im Fall, dass die aufladenden Partikel aus agglomerierten Partikeln zusammengesetzt sind, wird die Partikelgröße der aufladenden Partikel als Partikelgröße des Agglomerats bestimmt. Die aufladenden Partikel in der Form von agglomerierten Sekundärpartikeln können ebenso wie die in der Form von Primärpartikeln verwendet werden. Trotz ihrer agglomerierten Form können die aufladenden Partikel ihre erwünschte Funktion der Förderung des Aufladens durch Vorhandensein in der Form des Agglomerats im aufladenden Abschnitt am Spalt-Abschnitt (Kontakt-Position) zwischen dem aufladenden Element und dem bildtragenden Teil oder in einem Bereich der Nähe davon aufweisen.
Die aufladenden Partikel können vorzugsweise einen Widerstand von höchstens 10⁹ Ohm·cm aufweisen. Wenn die aufladenden Partikel einen Widerstand haben, der 10⁹ Ohm·cm übersteigt, kann die Wirkung des Förderns der guten Aufladbarkeit des bildtragenden Elements in einigen Fällen nicht erreicht werden, selbst wenn die aufladenden Partikel an der Kontakt-Position zwischen dem aufladenden Element und dem bildtragenden Element, oder im aufladenden Bereich in der Nähe davon vorhanden sind, um einen engen Kontakt über die aufladenden Partikel zwischen dem Kontakt-aufladenden Element und dem bildtragenden Element beizubehalten, bei Verwendung in einem bilderzeugenden Verfahren, das den Entwicklung-Reinigung-Schritt enthält.
Um die Wirkung des Förderns der Aufladbarkeit des bildtragenden Elements infolge der aufladenden Partikel in genügender Weise zu erreichen und dadurch eine gute einheitliche Aufladbarkeit des bildtragenden Elements zu erzielen, wird bevorzugt, dass die aufladenden Partikel einen Widerstand haben, der niedriger ist als der Widerstand an der Oberfläche oder am Kontakt-Abschnitt mit dem bildtragenden Element des Kontakt-aufladenden Elements. Die aufladenden Partikel können weiter bevorzugt einen Widerstand von 10⁶ Ohm·cm oder weniger haben, um in wirksamer Weise das Aufladen des bildtragenden Elements durchzuführen durch Bewältigen der Aufladungshemmung, die verursacht wird durch Anhaften oder Kontaminierung des Übertragungsresttoners auf dem Kontakt-aufladenden Element. Andererseits führt ein überschüssig niedrigerer Widerstand der aufladenden Partikel auch zu schlechteren Ergebnissen, so dass die aufladenden Partikel vorzugsweise einen Widerstand von mindestens 1 × 10¹ Ohm·cm haben können, um die aufladenden Partikel aufzuladen, um die Entwicklung an einem Nicht-Bildabschnitt zu ermöglichen, und damit die aufladende Eigenschaft zu fördern. In dieser Ausführungsform haben die aufladenden Partikel einen Widerstand von 1 × 10⁷ Ohm·cm.
Der Widerstand der aufladenden Partikel kann durch das Tablettenverfahren gemessen und normalisiert werden. Insbesondere werden ca. 0,5 g einer pulverförmigen Probe in einen Zylinder mit einer Grundfläche von 2,26 cm² gegeben und zwischen einer oberen und einer unteren Elektrode unter eine Last von 15 kg eingeschoben. In diesem Zustand wird eine Spannung von 100 Volt zwischen den Elektroden angelegt, um einen Widerstandswert zu messen, aus dem ein Wert des spezifischen elektrischen Widerstands durch Normalisierung berechnet werden kann.
Es ist auch bevorzugt, dass die aufladenden Partikel weiß sind, oder beinahe so sind, dass sie die Behinderung des Aufnahme-Lichtes im das latente Bild erzeugenden Schritt verhindern. Ferner, angesichts der partiellen Übertragung der aufladenden Partikel von dem bildtragenden Element auf das Übertragungsmaterial, können die aufladenden Partikel vorzugsweise transparent, weiß oder nur blassfarben sein im das Farbbild erzeugenden Verfahren. Es wird weiter bevorzugt, dass die aufladenden Partikel eine Durchlässigkeit von mindestens 30% zeigen hinsichtlich des bildförmigen Aufnahme-Lichtes, das zur Bildung des latenten Bildes verwendet wird, wie in der folgenden Weise gemessen.
Eine Probe eines elektrisch leitfähigen Feinpulvers wird auf einer Klebschicht eines einseitigen Klebstoff-Filmes aufgebracht, um eine Monopartikel-dichteste Schicht zu erzeugen. Lichtfluss zur Messung fällt vertikal zur Pulverschicht ein, und durch die Hinterseite durchgelassenes Licht wird kondensiert, um die durchgelassene Quantität zu messen. Ein Verhältnis des durchgelassenen Lichtes zu einer Menge des durchgelassenen Lichtes durch einen Klebstoff-Film allein wird gemessen als eine Netto-Durchlässigkeit. Die Messung der Lichtquantität kann durch geführt werden unter Verwendung eines Densitometers von Transmissions-Typ (z.B. „310T", erhältlich bei X-Rite K. K.).
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten aufladenden Partikel umfassen z.B.: Kohlenstoff-Feinpulver wie Carbon Black und Graphit-Pulver; und Feinpulver von Metallen wie Kupfer, Gold, Silber, Aluminium und Nickel; Metalloxide wie Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Aluminiumoxid, Indiumoxid, Siliziumoxid, Magnesiumoxid, Bariumoxid, Molybdänoxid, Eisenoxid, Wolframoxid; und Metallverbindungen wie Molybdänsulfid, Cadmiumsulfid und Kaliumtitanat; ein Mischoxid aus diesen. Unter den obenstehenden wird bevorzugt, dass die aufladenden Partikel umfassen Feinpartikel von Metalloxid wie Zinkoxid, Zinnoxid oder Titanoxid.
Ferner ist es auch möglich, Feinpartikel zu verwenden aus einem Metalloxid, dotiert mit einem Element wie Antimon oder Aluminium, um einen spezifischen Widerstand des elektrisch leitfähigen Oxidmetalls zu steuern, oder Feinpartikel, deren Oberfläche mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet ist. Beispiele für derartige elektrisch leitfähige Komposit-Partikel können beinhalten: Titanoxid-Feinpartikel, oberflächenbehandelt mit Antimon-Zinnoxid, Antimon-dotierte Zinnoxid-Feinpartikel und Zinnoxid-Feinpartikel. Es ist auch möglich, verschiedene elektrisch leitfähige Partikel zu verwenden wie elektrisch leitfähige anorganische Partikel aus Metalloxid einschließlich Titanoxid oder Aluminiumoxid; Gemische dieser Partikel mit einer organischen Verbindung; und derartige, welche oberflächenbehandelt worden sind.
Diese können einzeln oder in einem Gemisch von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Kommerziell erhältliche Beispiele von elektrisch leitfähigem Titanoxid-Feinpulver, beschichtet mit Antimon-Zinnoxid können beinhalten: „EC-300" (Titan Kogyo K. K.); „ET-300", „HJ-1" und „HI-2" (Ishihara Sangyo K. K.) und „W-P" (Mitsubishi Material K. K.).
Kommerziell erhältliche Beispiele von Antimon-dotierten elektrisch leitfähigem Zinnoxid-Feinpulver können beinhalten: „T-1" (Mitsubishi Material K. K.) und „SN-100P" (Ishihara Sangyo K. K.).
Kommerziell erhältliche Beispiele von Zinnoxid-Feinpulver können beinhalten: „SH-S" (Nippon Kagaku Sangyo K. K.).
Ferner können die aufladenden Partikel anderes Feinpulver zusätzlich zu den oben erwähnten elektrisch leitfähigen Partikeln (Feinpulver) beinhalten, um mehrere Eigenschaften der aufladenden Partikel zu steuern, wie elektrische Leitfähigkeit, Lichtdurchlässigkeitseigenschaften, Farbton, spezifische Dichte, und Fließverhalten. Diese Feinpulver können auch über keine elektrische Leitfähigkeit verfügen.
In der vorliegenden Erfindung können die aufladenden Partikel dazu bestimmt werden, bei der oben erwähnten Kontakt-Position vorhanden zu sein durch Bereitstellen der aufladenden Einrichtung mit einer Auffüll-Einrichtung zum Auffüllen der aufladenden Partikel auf der Oberfläche der aufladenden Walze oder durch äußerliches Hinzufügen von aufladenden Partikeln zum dem Toner für indirekte Zuführung an der Kontakt-Position.
[Injektion-Aufladen]
Durch Einbringen der aufladenden Partikel an dem aufladenden Spalt-Abschnitt (Kontakt-Position) zwischen dem bildtragenden Element 201 und der aufladenden Walze 202 (als das Kontakt-aufladende Element) wird es möglich, leicht und effektiv sogar eine aufladende Walze, welche per se nicht in einfacher Weise dazu veranlasst wurde, mit dem bildtragenden Element 201 in Kontakt zu sein mit einem Unterschied der Umfanggeschwindigkeit aufgrund eines auf einem schmierenden Effekt der aufladenden Partikel basierenden hohen Reibungswiderstandes, in Kontakt zu bringen mit der Oberfläche des bildtragenden Elements 201, leicht und effektiv bei verschiedenen Umfanggeschwindigkeiten, während die aufladenden Partikel zwischen dem bildtragenden Element 201 und der aufladenden Walze 202 beibehalten werden, um somit einen engen Kontakt-Zustand dazwischen bei einer hohen Frequenz zu gewährleisten.
Durch Bereitstellen eines ausreichenden relativen Geschwindigkeitsunterschiedes zwischen der aufladenden Walze 202 und dem bildtragenden Element 201 ist es möglich, die Frequenz des Kontaktes der aufladenden Partikel mit dem bildtragenden Element 201 an dem aufladenden Spalt-Abschnitt zwischen der aufladenden Walze 202 und dem bildtragenden Element 201 zu erhöhen, und somit einen engen Kontakt-Zustand zu realisieren. Als Ergebnis werden die an dem aufladenden Spalt-Abschnitt angeordneten aufladenden Partikel auf der gesamten bilderzeugenden Oberfläche des bildtragenden Elements 201 gerieben, um damit eine direkte Injektion der elektrischen Ladungen in das bildtragende Element 201 zu ermöglichen. Als Ergebnis basiert das Kontakt-Aufladen des bildtragenden Elements 201 durch die aufladende Walze 202 vorwiegend auf dem Injektion-aufladenden Mechanismus.
Um den relativen Geschwindigkeitsunterschied mit dem bildtragenden Element 201 zu gewährleisten, wird die aufladende Walze 202 in Drehung angetrieben oder fixiert. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die aufladende Walze 202 in Drehung angetrieben in einer Richtung, die einer Richtung der Drehung des bildtragenden Elements 201 (peripher bewegende Richtung) entgegengesetzt ist.
[Toner]
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Toner kann mittels bekannter Verfahren hergestellt werden unter Verwendung bekannter Inhaltsstoffe, solange die oben erwähnten charakteristischen Eigenschaften erfüllt werden.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Toner kann über ein Pulverisierungsverfahren erzeugt werden. Die durch das Pulverisierungsverfahren erhaltenen resultierenden Tonerpartikel (nachstehend bezeichnet als „Pulverisierungstoner") werden im Allgemeinen dazu gebracht, eine unbestimmte Gestalt zu haben. Demgemäß, um eine Kreisförmigkeit von mindestens 0,950 (vorzugsweise mindestens 0,970) zu erhalten als ein wesentliches Erfordernis des in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Toners, müssen die Tonerpartikel einer speziellen mechanischen oder thermischen Behandlung unterzogen werden. Aus diesem Grund können in der vorliegenden Erfindung die Tonerpartikel vorzugsweise hergestellt werden über ein Suspension-Polymerisationsverfahren (nachstehend wird der auf diese Weise hergestellte Toner als „Polymerisationstoner" bezeichnet). Allerdings kann der in der vorliegenden Erfindung verwendete Toner ein Pulverisierungstoner sein, wenn der Toner eine Kreisförmigkeit von mindestens 0,950 hat, um somit die gewünschten Wirkungen herbeizuführen.
Der Polymerisationstoner hat eine im Wesentlichen einheitliche kugelförmige Gestalt mit geringerer Unregelmäßigkeit der Partikelgröße, und ist damit ausgezeichnet im Fließverhalten. Ferner verursacht der Polymerisationstoner keine Wanderung eines Farbmittels an die Partikeloberfläche, so dass eine einheitliche triboelektrische Aufladbarkeit ermöglicht wird, die damit bei der Realisierung von hohen Bildqualitäten vorteilhaft ist. Ferner kann der Polymerisationstoner einen Wachs-Bestandteil umhüllen, um eine gute Fixierbarkeit und ausgezeichnete Anti-Offset-Eigenschaft zu gewährleisten. Aus diesem Grund wurde der Polymerisationstoner schrittweise in einer Bilder von hoher Qualität erzeugenden Vorrichtung verwendet.
Um den im das elektrophotographische Bild erzeugenden Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendeten Polymerisationstoner herzustellen, kann ein Gemisch eines polymerisierbaren Monomers und eines magnetischen Materials, und anderer Tonerbestandteile eines Wachses (Trennmittel), eines Ladungsreglers, eines Farbmittels, eines Vernetzungsmittels und eines Weichmachers, wenn erwünscht; ferner optionale Inhaltsstoffe wie einem organischen Lösungsmittel-Polymer, einem zusätzlichen Polymer, einem Dispergiermittel, im Allgemeinen unterzogen werden einer einheitlichen Auflösung oder Dispersion durch eine Dispergiermaschine wie einem Homogenisiergerät, einer Kugelmühle, einer Kolloidmühle oder einer Ultraschall- Dispergiermaschine, und ein resultierendes Monomergemisch-System kann in einem wässrigen Medium suspendiert werden (Suspensionspolymeristion).
Zu diesem Zeitpunkt wird bevorzugt, eine Hochgeschwindigkeitsdispergiervorrichtung zu verwenden, wie ein Hochgeschwindigkeitsrührer oder eine Ultraschall-Dispergiervorrichtung, um Tröpfchen des monomeren Gemisches in erwünschter Grösse zu bilden, um Tonerpartikel von einer engeren (einheitlichen) Partikelgrössenverteilung zu gewährleisten.
Ein Polymerisationsstarter kann diesem Polymerisationssystem hinzugefügt werden durch Hinzufügen zu dem Monomergemisch zusammen mit den anderen Inhaltsstoffen zum Bereitstellen des Monomergemisches oder kurz vor dem Dispergieren des Monomergemisches im wässrigen Medium. In alternativer Weise ist es auch möglich, einen derartigen Peroxid-Polymerisationsstarter in Lösung innerhalb eines polymerisierbaren Monomers oder eines weiteren Lösungsmittels dem Polymerisationssystem hinzuzufügen, unmittelbar nach der Bildung von Tröpfchen des Monomergemisches und vor dem Polymerisationsstart. Diese Tonerinhaltsstoffe können diejenigen sein, die in einem gewöhnlichen Tonerherstellungsverfahren verwendet werden.
Der Polymerisationstoner kann im Allgemeinen hergestellt werden bei einer Polymerisations(Reaktions)-Temperatur von mindestens 40°C, vorzugsweise 50–90°C, um das Trennmittel oder Wachs innerhalb der Tonerpartikel vollständig zu umhüllen, basierend auf dem Phänomen der Phasentrennung. Es ist möglich, die Polymerisationstemperatur in einem finalen Stadium der Polymerisationsreaktion zu erhöhen auf 90–150°C, um einen vollständigen Verbrauch des restlichen polymerisierbaren Monomers zu bewirken.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Toner kann auch hergestellt werden durch andere Verfahren, einschließlich einem Dispersions-Polymerisationsverfahren, in dem Tonerpartikel direkt gebildet werden unter Verwendung eines wässrigen organischen Lösungsmittels, welches in einem Monomer löslich ist, aber in einem Polymer unlöslich ist; einem Emulsions-Polymerisationsverfahren, in dem ein Monomergemisch direkt polymerisiert wird in Anwesenheit eines wässrigen polaren Polymerisationsstarters; und einem Verfahren, in dem Polymerpartikel, erhalten z.B. durch die Emulsions-Polymerisation, durch Assoziation agglomeriert werden.
Nach der Polymerisation werden die polymerisierten Tonerpartikel auf gewöhnliche Weise filtriert, gewaschen und getrocknet. Danach wird das anorganische Feinpulver vermischt mit den Tonerpartikeln, um auf die Oberfläche der Tonerpartikel angebracht zu werden, um somit einen in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Toner zu erhalten. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Tonerherstellungsverfahren vorzugsweise einen Schritt des Sortierens der verbleibenden Grob- und Feinpulver-Fraktionen der Tonerpartikel enthalten.
Der magnetische Toner, der durch die Suspensions-Polymerisation erhalten wird, umfasst Tonerpartikel, die individuell eine im Wesentlichen kugelförmige Gestalt haben, und somit leicht eine mittlere Kreisförmigkeit von mindestens 0,950, vorzugsweise mindestens 0,970 bereitstellen. Als Ergebnis ist es möglich, leicht den magnetischen Toner herzustellen, der die mittlere Kreisförmigkeit von mindestens 0,950 als eine seiner wesentlichen physikalischen Eigenschaften erfüllt. Der auf diese Weise erhaltene magnetische Toner hat auch eine relativ einheitliche Ladungsverteilung, und weist somit eine hohe Übertragbarkeit auf.
Wie oben beschrieben, umfasst der in der vorliegenden Erfindung verwendete Toner Tonerpartikel, die mindestens ein Binderharz, ein magnetisches Material und anorganisches Feinpulver umfassen. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Binderharz kann verschiedene bekannte Binderharze beinhalten. Beispiele für ein derartiges Binderharz können beinhalten: Homopolymere von Styrol und seinen substituierten Derivaten wie Polystyrol und Polyvinyltoluol; Styrol-Copolymere wie Styrol-Propylen-Copolymer, Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, Styrol-Vinylnaphthalen-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-Copolymere, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylbutyral, Siliconharz, Polyesterharz, Polyamidharz, Epoxyharz, Polyacrylsäureharz, Kolophonium, modifiziertes Kolophonium, Terpenharz, Phenolharz, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze und aromatisches Erdölharz. Diese Harze können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Beispiele für ein in der oben beschriebenen Suspensions-Polymerisation in geeigneter Weise verwendetes polymerisierbares Monomer können beinhalten: Styrol-Monomere wie Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxystyrol und p-Ethylstyrol; Acrylatester wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, n-Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chloroethylacrylat und Phenylacrylat; Methacrylatester wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmetharcrylat; Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid. Diese Monomere können einzeln oder als Gemisch verwendet werden. Darunter kann Styrol oder ein Styrolderivat vorzugsweise verwendet werden, einzeln oder in einem Gemisch mit einem weiteren Monomer, um einen magnetischen Toner mit guten entwickelnden Eigenschaften und kontinuierlicher bilderzeugender Leistung bereitzustellen.
Beispiele für den zum Polymerisieren der oben erwähnten polymerisierbaren Monomere verwendbaren Polymerisationsstarter können beinhalten: Polymerisationsstarter vom Azo- oder Diazo-Typ wie 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 Polymerisationsstarter vom Peroxidtyp wie Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, Lauroylperoxid und t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat. Diese können einzeln oder in einem Gemisch verwendet werden.
Ein zum Polymerisieren der polymerisierbaren Monomere geeignetes Vernetzungsmittel kann z.B. eine Verbindung mit zwei oder mehr polymerisierbaren Doppelbindungen sein. Beispiele hierfür können verschiedene bekannte Vernetzungsmittel beinhalten wie: aromatische Divinylverbindungen wie Divinylbenzol und Divinylnaphthalen; Carboxylatester mit zwei Doppelbindungen wie Ethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethylacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat; Divinylverbindungen wie Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid und Divinylsulfon; und Verbindungen mit drei oder mehr Vinylgruppen. Diese können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
Zu dem Suspensions-Polymerisationssystem kann ein Dispersionsstabilisator hinzugefügt werden. Hinsichtlich des Dispersionsstabilisators ist es möglich, ein bekanntes oberflächenaktives organisches oder anorganisches Dispergiermittel zu verwenden. Darunter kann vorzugsweise ein anorganisches Dispergiermittel verwendet werden, weil es weniger Gefahr läuft, zu übermäßig kleinen Partikeln zu resultieren, welche einige Bilddefekte verursachen können, seine dispergierende Wirkung weniger Gefahr läuft, auch bei einer Temperaturveränderung beeinträchtigt zu werden, weil seine stabilisierende Wirkung hauptsächlich auf seiner sterischen Hinderung beruht, und auch leicht durch Waschen entfernt werden kann, um die resultierende Leistungsfähigkeit des Toners nicht in nachteiliger Weise zu beeinträchtigen.
Beispiele für ein derartiges anorganisches Dispergiermittel können beinhalten: polyvalente Metallphosphate wie Calciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat und Zinkphosphat; Carbonate wie Calciumcarbonat und Magnesiumcarbonat; anorganische Salze wie Calciummetasilicat, Calciumsulfat und Bariumsulfat; und anorganische Oxide wie Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Silica-Bentonit und Aluminiumoxid. Diese können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
Beispiele für einen derartigen oberflächenaktiven Stoff können beinhalten: Natriumdodecylbenzolsulfat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Natriumstearat und Kaliumstearat. Diese können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
Beispiele für das organische Dispergiermittel können beinhalten Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Ethylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, Polyacrylsäure und sein Natriumsalz, und Stärke. Diese können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete magnetische Toner kann ferner beinhalten ein Trennmittel oder Wachse zum Steuern einer Ablösbarkeit oder Formbarkeit.
Beispiele für derartige, in dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung verwendbare Wachse können beinhalten: Erdölwachse und deren Derivate wie Paraffinwachs, mikrokristalliner Wachs und Petrolatum; Montanwachs und dessen Derivate; Kohlenwasserstoffwachs nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren, und dessen Derivate; Polyolefinwachse, wie vertreten von Polyethylenwachs, und deren Derivate; und natürliche Wachse wie Carnaubawachs und Candelillawachs, und deren Derivate. Die Derivate können auch beinhalten Oxide, Blockcopolymere mit Vinylmonomeren, und Pfropf-modifizierte Produkte. Weitere Beispiele können beinhalten: höhere aliphatische Alkohole, Fettsäuren wie Stearinsäure und Palmitinsäure, und Verbindungen von diesen, Säureamidwachs, Esterwachs, Ketone, gehärtetes Castoröl und dessen Derivate, pflanzliche Wachse und tierische Wachse. Diese können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete magnetische Toner kann ferner zur Regelung der Aufladbarkeit ein Ladungsregelungsmittel enthalten.
Spezielle Beispiele für negative Ladungsregelungsmittel können beinhalten: Metallverbindungen von aromatischen Carbonsäuren wie Salicylsäure, Alkylsalicylsäure, Dialkylsalicylsäure, Naphthoesäure und Dicarbonsäuren; Metallsalze oder Metallkomplexe von Azofarbstoffen und Azopigmenten; polymere Verbindungen mit einer Sulfonsäuregruppe oder Carbonsäuregruppe in Seitenketten; Borverbindungen, Harnstoffverbindungen, Siliziumverbindungen und Calixarene.
Positive Ladungsregelungsmittel können beinhalten: quartäre Ammoniumsalze, polymere Verbindungen mit derartigen quartären Ammoniumsalzen in Seitenketten, Chinacridonverbindungen, Nigrosinverbindungen und Imidazolverbindungen.
Die obigen Ladungsregelungsmittel können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete magnetische Toner kann ferner enthalten ein Farbmittel, einschließlich magnetische oder nicht-magnetische anorganische Verbindungen, und bekannte Farbstoffe und Pigmente. Spezielle Beispiele hierfür können beinhalten: Partikel von ferromagnetischen Metallen wie Cobalt und Nickel, Legierungen von diesen mit Chrom, Mangan, Kupfer, Zink, Aluminium und Seltenerdelementen; Hämatit, Kupfer, Zink, Aluminium und Seltenerdelemente; Hämatit, Titan Black, Nigrosin-Farbstoffe/Pigmente, Carbon Black und Phthalocyanin. Diese können einzeln oder als Gemisch verwendet werden. Das Farbmittel kann unterzogen werden einer Hydrophobie-verleihenden Behandlung (Hydrophobierung), ähnlich wie beim unten beschriebenen magnetischen Material und anorganischen Feinpulver.
Das im in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Toner enthaltene magnetische Material kann beinhalten bekannte magnetische Materialien, die hauptsächlich umfassen z.B. Eisenoxide wie Trieisentetraoxid und γ-Eisenoxid. Diese können einzeln oder als Gemisch verwendet werden. Das magnetische Material kann ferner enthalten andere Elemente wie Phosphor, Cobalt, Nickel, Kupfer, Magnesium, Mangan, Aluminium und Silizium. Durch angemessenes Auswählen der Art und der Menge des verwendeten magnetischen Materials ist es möglich, eine Sättigungsmagnetisierung des in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Toners anzupassen.
Das magnetische Material kann der Hydrophobierung vorzugsweise mit einem bekannten Behandlungsmittel auf gewöhnliche Weise unterzogen werden. Ein derartiges Behandlungsmittel zur Hydrophobierung kann beinhalten ein Kupplungsmittel wie ein Silan-Kupplungsmittel oder ein Titanat-Kupplungsmittel, insbesondere das Silan-Kupplungsmittel, welches an der magnetischen Materialoberfläche gebunden ist, während es in einem wässrigen Medium hydrolysiert wird.
Beispiele für derartige Silan-Kupplungsmittel können beinhalten: Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Trimethylmethoxysilan, Hydroxypropyltrimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, n-Hexadecyltrimethoxysilan, und n-Octadecyltrimethoxysilan. Diese können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete anorganische Feinpulver ist im magnetischen Toner enthalten, um sein Fließverhalten zu steuern und kann z.B. umfassen Feinpulver von mindestens einer Art, gewählt von der Gruppe bestehend aus Siliciumoxid, Titanoxid und Aluminiumoxid.
Z.B. kann Siliciumoxid-Feinpulver ein Trockenverfahren-Siliciumoxid (manchmal geräuchertes Siliciumoxid genannt) sein, gebildet durch Dampfphasenoxidation eines Siliziumhalogenids oder Nassverfahren-Siliciumoxid, gebildet aus Wasserglas. Allerdings wird Trockenverfahren-Siliciumoxid bevorzugt wegen weniger Silanolgruppen an seiner Oberfläche und seinem Inneren, und auch weniger Herstellungs-Rückständen wie Na₂O und SO₃ ^2–. Das Trockenverfahren-Siliciumoxid kann in der Form von komplexem Metalloxid(Doppeloxid)-Pulver mit anderen Metalloxiden sein, z.B. durch Verwenden eines weiteren Metallhalogenids wie Aluminiumchlorid oder Titanchlorid zusammen mit Siliziumhalogenid im Herstellungsverfahren.
Das anorganische Feinpulver kann vorzugsweise hinzugefügt werden in einem Anteil von 0,1–3,0 Gew.-% der magnetischen Tonerpartikel. Unterhalb von 0,1 Gew.-% ist die Wirkung seines Zusatzes (Verbesserung des Fließverhaltens und der Aufladbarkeit des Toners) nicht ausreichend, und oberhalb von 3,0 Gew.-% wird die Fixierbarkeit des magnetischen Toners verringert.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete anorganische Feinpulver kann vorzugsweise eine mittlere Primärpartikelgröße von 4–100 nm haben. Unterhalb von 4 nm hat das anorganische Feinpulver ein starkes Agglomerationsverhalten, so dass das bildtragende Element beschädigt wird, um somit zu Bilddefekten zu führen. Oberhalb von 100 nm wird eine ausreichende, das Fließverhalten verbessernde Wirkung nicht erzielt, so dass Bilddefekte verursacht werden, die aus der ungenügenden Ladung des magnetischen Toners resultieren.
Die mittlere Primärpartikelgröße des anorganischen Feinpulvers kann mittels verschiedener bekannter Verfahren gemessen werden. Insbesondere wird eine magnetische Tonerprobe in einer vergrößerten Form photographiert durch ein Abtast-Elektronenmikroskop (SEM), ausgestattet mit einem Elementar-Analysator wie einem XMA, um ein normales SEM-Bild und auch ein XMA-Bild, mit den im anorganischen Feinpulver enthaltenen Elementen aufgezeichnet, bereitzustellen. Danach werden durch Vergleichen dieser Bilder die Größen von 100 oder mehr Primärpartikeln des anorganischen Feinpulvers, die auf den magnetischen Tonerpartikeln angebracht oder von den magnetischen Tonerpartikeln isoliert sind, gemessen, um eine Zahlenmittel-Partikelgröße bereitzustellen.
Das anorganische Feinpulver kann vorzugsweise aufweisen eine spezielle Oberfläche (S_BET) von 20–400 m²/g, wie gemessen durch das Stickstoff-Adsorptions-BET-Verfahren, z.B. dem BET-Multipunktverfahren unter Verwendung eines speziellen Oberflächen-Meters („Autosorb 1", hergestellt von Yuasa Ionix K. K.).
Die BET-spezifische Oberfläche (S_BET) des anorganischen Feinpulvers kann gemessen werden vor oder nach der unten ausführlich beschriebenen Hydrophobierung, weil S_BET von der Hydrophobierung wenig beeinflusst wird. Allerdings kann angesichts der physikalischen Eigenschaften des anorganischen Feinpulvers dessen S_BET-Wert vorzugsweise nach der Hydrophobierung gemessen werden.
Das anorganische Feinpulver kann vorzugsweise einer Hydrophobierung unterzogen werden.
Ein Hydrophobierungsmittel kann angemessen in Abhängigkeit von der Art des anorganischen Feinpulvers ausgewählt werden. Beispiele des Hydrophobierungsmittels können beinhalten bekannte Behandlungsmittel einschließlich dem oben erwähnten Kupplungsmittel wie Silan-Kupplungsmittel oder Titanat-Kupplungsmittel, und ein Siliconöl, insbesondere ein Siliconöl. Die Hydrophobierung kann auf die gleiche Weise durchgeführt werden wie im Falle des oben beschriebenen Materials.
Beispiele des Siliconöls für die Hydrophobierung können beinhalten Dimethylsiliconöl, Methylphenylsiliconöl, α-Methylstyrol-modifiziertes Siliconöl, Chlorphenylsiliconöl und Fluor-modifiziertes Siliconöl. Diese können einzeln oder als Gemisch verwendet werden.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete magnetische Toner hat eine mittlere Kreisförmigkeit von mindestens 0,950 (vorzugsweise mindestens 0,970), und hat somit eine Kugel-ähnliche Gestalt. Wenn der magnetische Toner eine mittlere Kreisförmigkeit von mindestens 0,950 hat, werden die magnetischen Tonerpartikel dazu gebracht, eine geringe Kontaktfläche mit dem bildtragenden Element zu haben, was somit zu einer geringen Kraft der Anziehungskraft, die der Bildkraft und der van der Waals Kraft auf dem photoempfindlichen zurechenbar ist, führt. Als Ergebnis kann ein hohes Übertragungsvermögen erreicht werden.
Wenn der magnetische Toner eine höhere mittlere Kreisförmigkeit hat, werden Toner-Ösen, die auf einem Toner-tragenden Element an dem entwickelnden Abschnitt gebildet sind, fein und dicht, um eine einheitliche Ladung zu gewährleisten, und somit eine zuverlässige Entwicklung zu einem elektrostatisch latenten Bild zu ermöglichen. Als Ergebnis wird eine Verbesserung der Bildqualität erwartet. Andererseits, wenn die Kreisförmigkeit unterhalb von 0,950 ist, ist der obige Effekt nicht ausreichend.
Die mittlere Kreisförmigkeit wird verwendet als ein quantitatives Maß zum Bewerten der Partikel-Gestalt und basiert auf Werten, gemessen unter Verwendung eines Partikelbild-Analysators vom Fluss-Typ („FPIA-1000", hergestellt von Toa Iyou Denshi K. K.). Eine Kreisförmigkeit (Ci) jedes einzelnen Partikels (mit einem Kreis-äquivalenten Durchmesser (D_CE) von mindestens 3,0 μm) wird bestimmt gemäß der unteren Gleichung (1), und die Kreisförmigkeitswerte (Ci) werden summiert und dividiert durch die Anzal der gesamten Partikel (m), um eine mittlere Kreisförmigkeit (Cav), wie in der unteren Gleichung (2) gezeigt, zu bestimmen: Kreisförmigkeit Ci = L0/L, (1)
Wobei L eine Umfangslänge eines Partikel-Projektionsbildes bezeichnet, und L₀ eine Umfangslänge eines Kreises mit einer Fläche, die identisch mit derjenigen des Partikel-Projektionsbildes ist, bezeichnet.
Zur eigentlichen Berechnung einer mittleren Kreisförmigkeit (Cav) wurden die gemessenen Kreisförmigkeitswerte (Ci) der einzelnen Partikel eingeteilt in 61 Klassen im Kreisförmigkeit-Bereich von 0,40–1,00, und ein zentraler Wert der Kreisförmigkeit jeder Klasse wurde multipliziert mit der Frequenz der Partikel der Klasse, um ein Produkt bereitzustellen, welches dann addiert wurde, um eine mittlere Kreisförmigkeit bereitzustellen. Es wurde bestätigt, dass die somit berechnete mittlere Kreisförmigkeit (C_av) im Wesentlichen identisch ist mit einem mittleren Kreisförmigkeitswert, erhalten (gemäß obiger Gleichung (2)) als ein arithmetisches Mittel von Kreisförmigkeitswerten, die direkt gemessen wurden für einzelne Partikel ohne der oben erwähnten Klassifizierung, die angewendet wurde zur Bequemlichkeit der Datenverarbeitung, z.B. zum Verkürzen der Berechnungsdauer.
Insbesondere wird die oben erwähnte FPIA-Messung auf die folgende Weise durchgeführt. In 10 ml Wasser, das 0,1 mg eines oberflächenaktiven Stoffes enthält, werden 5 mg einer magnetischen Tonerprobe dispergiert und unterzogen einer 5-minütigen Dispersion durch Anwendung von Ultraschall (20 kHz, 50 W), um eine Probendispersion-Flüssigkeit zu bilden, die 5000–20000 Partikel/μl enthält. Die Probendispersion-Flüssigkeit wird einer FPIA-Analyse zur Messung der mittleren Kreisförmigkeit (Cav) in Bezug auf Partikel mit D_CE ≥ 3,0 μm unterzogen.
Die hierbei verwendete mittlere Kreisförmigkeit (Cav) ist ein Maß einer Rundheit, eine Kreisförmigkeit von 1,00 bedeutet, dass die magnetischen Tonerpartikel eine Gestalt von einer perfekten Kugel haben, und eine geringere Kreisförmigkeit stellt eine komplexe Partikelgestalt des magnetischen Toners dar.
Hierbei werden nur Partikel mit einem Kreis-äquivalenten Durchmesser (D_CE= L/π) von mindestens 3 μm genommen zur Messung der Kreisförmigkeit, weil Partikel, die kleiner als 3 μm sind, eine wesentliche Menge externer Additive beinhalten, und das Beinhalten derartiger Partikel die kreisförmige Eigenschaft der magnetischen Tonerpartikel verzerren kann.
Unter dem Gesichtspunkt der entwickelnden Leistungsfähigkeit, Übertragbarkeit und Aufladbarkeit, kann der in der vorliegenden Erfindung verwendete magnetische Toner vorzugsweise eine massegemittelte Partikelgröße von 3–10 μm haben.
Ein magnetischer Toner mit einer massegemittelten Partikelgröße (D4) unterhalb von 3 μm läuft Gefahr, eine geringere Übertragbarkeit zu besitzen, und versagt somit dabei, eine einheitliche Aufladbarkeit beizubehalten. Wenn die D4 grösser als 10 μm ist, wird die entwickelnde Leistungsfähigkeit erniedrigt, was zum Misslingen von Bildern hoher Qualität führt.
Die Partikelgrößenverteilungen und mittleren Partikelgrößen können gemessen werden unter Verwendung mehrerer Geräte zum Messen des D4 von pulverförmigen Materialien, wie einem Coulter-counter-Model TA-II oder Coulter-Multicizer (jeweils erhältlich von Coulter Electronics, Inc.). Hierbei werden diese Werte bestimmt auf Basis von Werten, gemessen unter Verwendung von Coulter-Multicizer, verbunden mit einem Interface (hergestellt von Nikkaki K. K.) und einem Personalcomputer („PC9801", hergestellt von NEC K. K.) zum Bereitstellen einer Zahlen-basierenden Verteilung und einer Volumen-basierenden Verteilung in der folgenden Weise. Eine 1%ige wässrige Lösung wird als eine Elektrolytlösung hergestellt durch Verwenden von Reinheitsgrad-Natriumchlorid (es ist auch möglich, ISOTON R-II zu verwenden (erhältlich von Coulter Scientific Japan K. K.)). Zur Messung wird (z.B. 0,1 bis 5 ml) ein oberflächenaktiver Stoff, vorzugsweise eine Lösung eines Alkylbenzolsulfonsäure-Salzes, als ein Dispergiermittel hinzugefügt zu der Elektrolytlösung (z.B. 100 bis 150 ml), und (z.B. 2–20 mg) eine Tonerprobe wird hinzugefügt. Die resultierende Dispersion der Probe in der Elektrolytlösung wird einer dispergierenden Behandlung unterzogen (z.B. für etwa 1–3 Minuten) mittels eines Ultraschall-Dispergierers, und danach unterzogen einer Messung der Partikelgrößenverteilung von Partikeln von mindestens 2 μm unter Verwendung des oben erwähnten Coulter-counter mit einer 100 μm-Apertur, um eine Volumen-basierende Verteilung zu erhalten und eine Zahlen-basierende Verteilung. Aus der Volumen-basierenden Verteilung wird eine massegemittelte Partikelgröße (D4) berechnet.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete magnetische Toner hat eine Sättigungsmagnetisierung von 10–50 Am²/kg bei einem Magnetfeld von 79,6 kA/m (1000 Oersted).
Allerdings, wenn der magnetische Toner eine Sättigungsmagnetisierung unterhalb von 10 Am²/kg bei einem Magnetfeld von 79,6 kA/m hat, wird es schwierig, den magnetischen Toner auf das Toner-tragende Element zu übertragen, und die Bildung der Öse des magnetischen Toners auf dem Toner-tragenden Element wird instabil, was zum Misslingen des Bereitstellens von einheitlicher Ladung bei dem Toner führt. Als Ergebnis werden Bilddefekte wie Schleier, Bilddichte-Ungleichförmigkeit und Wiedergewinnungs-Versagen des Übertragungsresttoners verursacht. Wenn die Magnetisierung 50 Am²/kg übersteigt, haben die Tonerpartikel ein erhöhtes magnetisches Agglomerationsverhalten, was zu einer bemerkenswert niedrigen Fließfähigkeit und Übertragbarkeit führt. Als Ergebnis wird der Übertragungsresttoner erhöht. Als Ergebnis werden sowohl die Tonerpartikel als auch die elektrisch leitfähigen Partikel tätig, und verringern somit eine Menge von elektrisch leitfähigen Partikeln, die auf dem Aufladungspartikel-tragenden Element aufgebracht sind. Zur gleichen Zeit wird auch eine Menge davon, die am Spaltabschnitt zwischen dem bildtragenden Element und dem Aufladungspartikel-tragenden Element sitzt, relativ zu derjenigen des Übertragungsresttoners verringert, was somit zu einem Verringern der Aufladbarkeit führt, was ein Auftreten von Schleier und Bild-Verschmutzung nach sich zieht.
Die magnetischen Werte (Sättigungsmagnetisierung des magnetischen Toners), die hierbei beschrieben sind, basieren auf Werten, gemessen bei 25°C unter einem externen Magnetfeld von 79,6 kA/m unter Verwendung eines Magnetometers vom Oszillations-Typ („VSM P-1-10, hergestellt von Toei Kogyo K. K.). Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Toner kann vorzugsweise äußerlich vermischt sein mit den elektrisch leitfähigen Partikeln (aufladende Partikel). Der Anteil der elektrisch leitfähigen Partikel zu dem gesamten magnetischen Toner kann vorzugsweise 0,1–10 Gew.-% sein. Unterhalb von 0,1 Gew.-% wird es schwierig, eine Menge von elektrophotographischen zuzuführen, die ausreichend ist, um die Aufladungshemmung durch das Anhaften oder die Verschmutzung des isolierenden Übertragungsresttoners auf dem Kontakt-aufladenden Element zu bewältigen, um gutes Aufladen des bildtragenden Elements am Spaltabschnitt oder dem aufladenden Abschnitt in der Nähe davon zwischen dem aufladenden Element und dem bildtragenden Element zu bewirken, was somit zu einer Verringerung der Aufladbarkeit führt, was in einigen Fällen Aufladungsversagen nach sich zieht. Oberhalb von 10 Gew.-% wird die Menge der elektrisch leitfähigen Partikel, die durch die gleichzeitige entwickelnde und reinigende Tätigkeit wiedergewonnen wird, zu gross, und führt damit zu einem Verringern der Aufladbarkeit und der entwickelnden Leistungsfähigkeit des magnetischen Toners am entwickelnden Abschnitt, um in einigen Fällen ein Verringern der Bilddichte oder Tonertrübung zu verursachen. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil der elektrisch leitfähigen Partikel 0,2–5 Gew.-%.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung ausführlich anhand von Beispielen beschrieben, welche allerdings nicht in den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränkender Weise ausgelegt werden sollen.
Beispiel 1
Neun a-Si-basierende, negativ aufladbare photoempfindliche Elemente mit verschiedenen Silizium- Anteilen in den Oberflächenschichten wurden jeweils auf die folgende Weise hergestellt.

Ein elektrisch leitfähiges Substrat eines hochglanzpolierten Al-Zylinders mit einem Aussendurchmesser von 30 mm und einer Dicke von 2,5 mm wurde aufeinanderfolgend beschichtet mit einer Ladungsinjektions-Sperrschicht, einer Photoleiterschicht, einer Pufferschicht und einer Oberflächenschicht (a-C:H enthaltendes Si) unter Verwendung einer Plasma-CVD-Vorrichtung unter Verwendung der in 5 gezeigten RF-Radiofrequenzenergie, unter den folgenden Bedingungen, um photoempfindliche Elemente (A1), (A2), (A3), (A4), (A), (B), (C), (D) und (E) herzustellen. Ladungsinjektions-Sperrschicht:

SiH₄	150 ml/min (unter NTP = 298 K/10⁵ Pa)
PH₃	500 ppm (basierend auf SiH₄)
NO	10 ml/min (NTP)
Energie	200 W (13,56 MHz)
Innendruck	67 Pa
Substrat-Temp.	240°C
Dicke	1 μm

Photoleiterschicht:

SiH₄	200 ml/min (NTP)
Energie	500 W (13,56 MHz)
Innendruck	67 Pa
Substrat-Temp.	240°C
Dicke	25 μm

Pufferschicht:

SiH₄	50 ml/min (NTP)
CH₄	500 ml/min (NTP)
Energie	1500 W (13,56 MHz)
Innendruck	67 Pa

Substrat-Temp.	240°C
Dicke	0,5 μm

Oberflächenschicht:

SiH₄	(A1) 0,15 ml/min(NTP) (A2) 0,2 ml/min (NTP) (A3) 0,5 ml/min (NTP) (A4) 0,7 ml/min (NTP) (A) 1,0 ml/min (NTP) (B) 1,5 ml/min (NTP) (C) 4,0 ml/min (NTP) (D) 6,0 ml/min (NTP) (E) 8,0 ml/min (NTP)
CH₄	100 ml/min (NTP)
Energie	1500 W (13,56 MHz)
Innendruck	67 Pa
Substrat-Temp.	50°C
Dicke	0,3 μm

Polymerisationstoner (1) wurde auf die folgende Weise hergestellt.

In 709 g deionisiertes Wasser wurden 451 g einer wässrigen Lösung von 0,1 M-Na₃PO₄ hinzugefügt, und nach Erwärmen auf 60°C wurden 67,7 g einer wässrigen Lösung von 1,0 M-CaCl₂ langsam hinzugefügt, um ein Calciumphosphat (Ca₃PO₄)₂) enthaltendes wässriges Medium zu bilden.

Styrol	80 Gew.teile
n-Butylacrylat	20 Gew.teile
Ungesättigtes Polesterharz	2 Gew.teile
Gesättigtes Polyesterharz	3 Gew.teile
Regler negative Ladung (Monoazofarbstoff – Fe-Verbindung)	1 Gew.teile
Oberflächenbehandeltes hydrophobes magnetisches Pulver	90 Gew.teile

Die obigen Inhaltsstoffe wurden mittels eines Attritors (hergestellt von Mitsui Miike Kakoki K. K.) einheitlich dispergiert und gemischt, um eine Monomer-Zusammensetzung zu bilden.
Zu der bei 60°C erwärmten Monomer-Zusammensetzung wurden 6 Gew.teile eines Esterwachses, das hauptsächlich Behenylbehenat (Tabs.max (maximaler Wärmeabsorptionspeak Temperatur auf einer DSC-Kurve) = 72°C) umfasst, hinzugefügt, um darin aufgelöst zu werden, und 5 Gew.teile 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) (Polymerisationsinitiator, der aufweist ein t_1/2 (Halbverdünnungsdauer) = 140 min bei 60°C) wurde zur Auflösung hinzugefügt, um auf diese Weise ein polymerisierbares Monomergemisch zu bilden.
Das somit gebildete polymerisierbare Monomergemisch wurde in das oben hergestellte wässrige Medium gegeben und 15 Minuten bei 60°C in einer N₂-Atmosphäre bei 10,000 rpm mittels eines TK-Homomixers (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K. K.), um die Tröpfchen des Monomergemisches zu Partikeln zu formen. Danach wurde das System weiter mit einem Paddelrührer gerührt und 6 Stunden lang einer Reaktion bei 60°C unterzogen. Danach wurde die Flüssigkeitstemperatur für weitere 4 Stunden Reaktion auf 80°C angehoben. Nach der Reaktion wurde das System einer 2-stündigen Destillation bei 80°C unterzogen. Nach Abkühlen wurde Salzsäure zur Suspensionsflüssigkeit gegeben, um das Calciumphosphat-Salz aufzulösen. Danach wurde das Polymerisat abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet, um Schwarz-gefärbte magnetische Tonerpartikel mit einer massegemittelten Partikelgröße (D4) von 6,5 μm zu isolieren.
Danach wurden 100 Gew.teile der magnetischen Tonerpartikel mit 1,2 Gew.teilen von hydrophobem Siliziumoxid-Feinpulver (Primärpartikelgröße = 8 nm, S_ΒΕΤ = 250 m²/g), welches mit Hexamethyldisilazan behandelt worden war, und 2 Gew.teilen Zinkoxid-Partikeln mittels eines Henschel-Mischers (hergestellt von Mitsui Miike Kakoki K. K.) vermischt, um Polymerisationstoner (1) zu erhalten.
Der somit erhaltene Polymerisationstoner (1) wies eine mittlere Kreisförmigkeit (Cav) von 0,983 und eine Magnetisierung von 28 Am²/kg bei einem Magnetfeld von 79,6 kA/m auf.
In diesem Beispiel wurden als aufladende Partikel Zinkoxid-Partikel verwendet. Die Zinkoxid-Partikel wurden auf die folgende Weise bereitgestellt.
Zinkoxid-Primärpartikel mit einer Primärpartikelgröße von 0,1–0,3 μm wurden unter Druck agglomeriert, gefolgt von pneumatischer Sortierung, um Zinkoxid-Partikel zu erhalten, welche aufwiesen eine Volumen-gemittelte Partikelgröße (Dv) von 1,5 μm, eine Partikelgrößenverteilung, die beinhaltete 35 Volumen-% von Partikeln, die 0,5 μm oder kleiner waren (V % (D ≤ 0,5 μm) = 35 Volumen-%) und 0 Zahlen-% von Partikeln, die 5 μm oder größer (N % (D ≥ 5 μm) = 0 Zahlen-%) waren, einen spezifischen Widerstand von 10⁷ Ohm·cm, und eine Durchlässigkeit von 35%.
Als Ergebnis der Beobachtung durch ein Abtastungs-Elektronenmikroskop (SEM) bei Vergrößerungen von 3 × 10³ und 3 × 10⁴ wurde gefunden, dass die Zinkoxid-Partikel hauptsächlich bestanden aus Zinkoxid-Primärpartikeln mit einer Primärpartikelgröße von 0,1–0,3 μm und agglomerierten Partikeln von 1–4 μm.
Jedes der oben hergestellten photoempfindlichen Elemente (A1) bis (A4) und (A) bis (E) wurde einer Bewertung unterzogen in Bezug auf die folgenden Einzelheiten in Kombination mit dem oben hergestellten Polymerisationstoner (1) unter Verwendung einer in 3 gezeigten elektrophotographischen Vorrichtung, die beinhaltet eine elastische aufladende Walze zum Aufladen des photoempfindlichen Elements über die Zinkoxid(aufladenden)-Partikel. Zu diesem Zeitpunkt wurde eine Prozess(periphere)-Geschwindigkeit des photoempfindlichen Elements festgelegt auf 400 mm/sec, und ein relatives Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem photoempfindlichen Element und der elastischen aufladenden Walze wurde festgelegt auf 200% (d.h. das photoempfindliche Element und die aufladende Walze wurden in gegenseitig entgegengesetzten Richtungen bei einer identischen peripher bewegenden Geschwindigkeit bewegt).
<Silizium-Anteil (Si/(Si + C))>
Oberflächenschichten wurden jeweils auf einem Silizium-Wafer gebildet unter den gleichen Bedingungen wie denjenigen für die photoempfindlichen Elemente (A1) bis (A4) und (A) bis (E), und unterzogen einer Messung der relativen Werte der Silizium- und Kohlenstoff-Anteile unter Verwendung von ESCA (Röntgenstrahl-Photoelektronenspektroskopie), um einen Siliziumanteil als Si/(Si + C) zu bestimmen.
<Aufladbarkeit der aufladenden Walze>
Ein kontinuierlicher bilderzeugender Test mit 100,000 Blättern (A4-Größe) wurde durchgeführt unter Verwendung einer bestimmten Spannung bei der aufladenden Walze.
Ein Potential des dunklen Teils bei einer Position der entwickelnden Vorrichtung wurde alle 10000 Blätter gemessen, um eine Veränderung des Potentials des dunklen Teils zu überprüfen. Ferner wurde ein Halbton-Bild erzeugt durch Anpassen einer entwickelnden Vorspannung, um ein Bild des Potentials des dunklen Teils bei einer Halbton-Bilddichte auszugeben, und eine resultierende Bilddichte-Verteilung wurde mit den Augen festgestellt.
Bewertung wurde gemäß dem folgenden Standard durchgeführt.

A: Keine Veränderung des Potentials des dunklen Teils wurde festgestellt (d.h. die Veränderung lag in einem Bereich der Fehlerabweichung vor), und das Halbton-Bild war einheitlich.
B: Eine Senkung des Potentials des dunklen Teils wurde in einem späteren Stadium des kontinuierlichen Bilderzeugungstests festgestellt, und das Halbton-Bild erzeugte eine leichte Unregelmäßigkeit der Bilddichte.
C: Das Potential des dunklen Teils wurde allmählich während des kontinuierlichen Bilderzeugungstests erniedrigt, und eine Unregelmäßigkeit der Bilddichte wurde am Halbton-Bildabschnitt festgestellt.

<Tonerentladungseffizienz von der aufladenden Walze>
Eine Bilddichte (wie Schleier) bei einem ausgefüllten weissen Abschnitt nach Erzeugung eines ausgefüllten schwarzen Bildes wurde alle 10000 Blätter auf die gleiche Weise gemessen wie bei der oben beschriebenen Bewertung der Aufladbarkeit der aufladenden Walze. Insbesondere wurde eine Bilddichte gemessen hinsichtlich der von der Oberfläche des photoempfindlichen Elements abgelösten Tonerpartikel unter Verwendung eines Klebbandes vor und nach Aufladen, um einen Unterschied der Bilddichte zwischen denjenigen vor und nach Aufladen zu berechnen ((Bilddichte vor Aufladen)-(Bilddichte nach Aufladen)). Ein prozentualer Anteil des Unterschiedes der Bilddichte zur Bilddichte vor Aufladen wurde als die Tonerentladungseffizienz bestimmt.
Bewertung wurde durchgeführt gemäß dem folgenden Standard.

A: Tonerentladungseffizienz von mindestens 50%.
B: Tonerentladungseffizienz von mindestens 30% und unterhalb von 50%.
C: Tonerentladungseffizienz von unter 30%.

<Ladungsdichte des von der aufladenden Walze entladenen Toners>
Eine Verteilung einer triboelektrische Ladung enthaltenden Ladungsdichte wurde als eine mittlere Ladungsdichte gemessen unter Verwendung einer die Ladungsdichte messenden Vorrichtung („E-SPART ANALYZER MODEL EST-11", hergestellt von Hosokawa Micron K. K.).
Bewertung wurde durchgeführt gemäß dem folgenden Standard.

A: Eine mittlere Ladungsdichte wurde genügend zur negativen Seite verschoben.
B: Eine mittlere Ladungsdichte wurde etwas zur negativen Seite verschoben.
C: Eine mittlere Ladungsdichte war im Wesentlichen Null.

Die Ergebnisse sind auch in 6 gezeigt. In 6 stellt eine durchzogene Linie die Ergebnisse „A" dar, und eine durchbrochene Linie stellt die Ergebnisse „C" dar.
<Schleier>
Gleichzeitig mit den Bewertungen der Aufladbarkeit der aufladenden Walze und der Tonerentladungseffizienz wurde eine Messung einer Reflexionsdichte bei einem weissen Hintergrundabschnitt bezogen auf ein Versuchsbild, erzeugt unter Verwendung eines Testblattes („NA-7 (A): FY9-9060A-010", hergestellt von Canon), durchgeführt unter Verwendung eines Macbeth-Reflexionsdensitometers („RD 914", hergestellt von Macbeth Co.).
Bewertung wurde gemäß dem folgenden Standard durchgeführt.

A: Eine Veränderung der Reflexionsdichte wurde nicht festgestellt (d.h., war innerhalb eines Messfehlers), was somit nicht zu Schleier auf dem weissen Hintergrund führte.
B: Eine Erhöhung der Reflexionsdichte wurde in einem späteren Stadium des kontinuierlichen Bilderzeugungstests festgestellt, und leichter Schleier auf einem weissen Hintergrund wurde festgestellt.
C: Eine Reflexionsdichte wurde allmählich während des kontinuierlichen Bilderzeugungstests allmählich erhöht, und Schleier auf einem weissen Hintergrund wurde festgestellt.

<Abnutzung der Oberflächenschicht>
Eine Dicke der Oberflächenschicht vor und nach dem kontinuierlichen Bilderzeugungstest wurde gemessen, um einen Abnutzungsgrad der Oberflächenschicht gemäß dem folgenden Standard zu bewerten.

A: Keine Abnutzung wurde festgestellt (d.h. eine Veränderung der Dicke war innerhalb eines Messfehlers), was somit zu einer guten abnutzungsbeständigen Eigenschaft der Oberflächenschicht führte.
B: Eine Abnutzung wurde geringfügig festgestellt, war aber in einem praktisch akzeptablen Grad.
C: Abnutzung lag vor in einem beträchtlichen Maß.

Die Ergebnisse der Bewertung sind in der unteren Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Photoempfindliche Elemente (F), (G), (H) und (I) wurden hergestellt und bewertet in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass eine unten gezeigte SiH₄-Gasflußgeschwindigkeit für die Oberflächenschicht verwendet wurde.
Die Ergebnisse sind in der unteren Tabelle 1 gezeigt.
Wie aus Tabelle 1 (Ergebnisse von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1) ersichtlich, wurde, wenn der Si-Anteil (Si/(Si + C)) mindestens 0,2 atom.% betrug, die triboelektrische Aufladbarkeit des entladenen Toners (von der aufladenden Walze) ausreichend zu einer negativ aufladbaren gemacht, so dass ein Auftreten von Schleier in wirksamer Weise unterdrückt wurde. Dagegen wurde, wenn der Si-Anteil höchstens 20,0 atom.% betrug, eine höhere Tonerentladungseffizienz beibehalten, so dass eine Erniedrigung der Aufladbarkeit der aufladenden Walze aufgrund von Verschmutzung von Tonerpartikeln unterdrückt wurde, während eine Ausdehnung der Haltbarkeit der aufladenden Walze gewährleistet wurde.
Es wurde auch gefunden, dass ein geringerer Si-Anteil vorteilhaft war, um die Abnutzung der Oberflächenschicht zu unterdrücken.
In Tabelle 1 basiert die Größe „Gesamtbewertung" auf derjenigen hinsichtlich der jeweiligen Größen gemäß dem folgenden Standard.

A:: Sehr gut
B:: Gut
C:: Bestenfalls in einem konventionellen Grad

Beispiel 2
Ein photoempfindliches Element (B) (auf Basis von a-Si) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
Polymerisationstoner (A), (B), (C), (D) und (E) mit verschiedenen mittleren Kreisförmigkeiten (C_AV) wurden in der gleichen Weise hergestellt wie beim Polymerisationstoner (1) von Beispiel 1.
Bewertung wurde durchgeführt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unter Verwendung des oben hergestellten photoempfindlichen Elements (B) und jedem der Polymerisationstoner (A) bis (E).
Die Ergebnisse sind in der unteren Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
Ein photoempfindliches Element (B) und ein Polymerisationstoner (F) mit einem geringeren C_AV wurden hergestellt und bewertet in der gleichen Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurde gefunden, dass durch Bereitstellen einer höheren mittleren Kreisförmigkeit (C_AV) von mindestens 0,950 bei dem Polymerisationstoner eine höhere Tonerentladungseffizienz erhalten wurde, um eine durch Verschmutzung von Tonerpartikeln verursachte Erniedrigung der Aufladbarkeit der aufladenden Walze zu verhindern, um somit die Haltbarkeit der aufladenden Walze zu verlängern. Es wurde auch gefunden, dass die höhere mittlere Kreisförmigkeit (von mindestens 0,950) vorteilhaft für eine negative triboelektrische Aufladbarkeit des entladenen Toners (von der aufladenden Walze) ist.
Beispiel 3
Ein photoempfindliches Element (C) (a-Si basierend) wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.

Pulverisierungstoner (A) und (B) wurden jeweils in der folgenden Weise hergestellt, mit Ausnahme der sich voneinander verändernden Bedingungen einer mechanischen rundenden Behandlung.

Styrol/n-Butylacrylat-Copolymer (Gewichtsverhältnis = 80/20)	100 Gew.teile
Ungesättigtes Polyesterharz	2 Gew.teile
Gesättigtes Polyesterharz	3 Gew.teile
Regler negative Ladung (Monoazofarbstoff Fe-Verbindung)	1 Gew.teile
Oberflächenbehandeltes hydrophobes magnetisches Pulver	90 Gew.teile
Esterwachs (Tabs.max = 72°C)	5 Gew.teile

Die obigen Inhaltsstoffe wurden in einem Mischer gemischt und mittels eines auf 115°C erwärmten Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet. Nach Abkühlen wurde das geknetete Produkt grob mit einer Hammermühle zerdrückt und mit einer Strahlmühle fein pulverisiert, gefolgt von mechanischer rundender Behandlung und pneumatischer Sortierung, um Schwarz-gefärbte magnetische Tonerpartikel mit D4 = 8,9 μm zu erhalten. Danach wurden 100 Gew.teile der magnetischen Tonerpartikel 13 mit 0,9 Gew.teilen des hydrophoben Siliziumoxid-Feinpulvers (S_BET = 180 m²/g), welches erfolgreich mit Hexamethyldisilazan und Siliconöl behandelt worden war, und 2 Gew.teilen Zinkoxid-Partikel (die gleichen wie in Beispiel 1) durch einen Henschel-Mischer (hergestellt von Mitsui Miike Kakoki K. K.) vermischt, um Pulverisierungs-Toner (A) und (B) mit verschiedenen mittleren Kreisförmigkeiten (C_AV) herzustellen.
Die somit erhaltenen Pulverisierungs-Toner (A) und (B) wiesen jeweils eine Magnetisierung von 28 Am²/kg bei einem Magnetfeld von 79,6 kA/m auf.
Unter Verwendung des oben hergestellten photoempfindlichen Elements (C) und jedes der Pulverisierungs-Toner (A) und (B) wurde die Bewertung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 3
Ein photoempfindliches Element (C) und ein Pulverisierungs-Toner (C) mit einer kleineren Kreisförmigkeit C_AV wurden hergestellt und bewertet in der gleichen Weise wie in Beispiel 3, mit der Ausnahme, dass die mechanische rundende Behandlung nicht im Tonerherstellungsverfahren durchgeführt wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Wie aus den Ergebnissen der Bewertung von Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3 (wie in Tabelle 3 gezeigt) ersichtlich, wiesen die Pulverisierungs-Toner (A) und (B) mit C_AV von mindestens 0,950 eine bessere Leistungsfähigkeit auf als der Pulverisierungstoner (C) mit einem geringeren C_AV, ähnlich wie im Fall der Polymerisationstoner (Tabelle 2).
Beispiel 4
Sieben a-Si-basierende negativ aufladbare photoempfindliche Elemente mit verschiedenen Silizium-Anteilen in den Oberflächenschichten wurden jeweils auf die folgende Weise hergestellt.

Ein elektrisch leitfähiges Substrat eines hochglanzpolierten Al-Zylinders mit einem Aussendurchmesser von 30 mm und einer Dicke von 2,5 mm wurde aufeinanderfolgend beschichtet mit einer Ladungsinjektions-Sperrschicht, einer Photoleiterschicht, einer Pufferschicht und einer Oberflächenschicht (a-C:H enthaltendes Si) unter Verwendung einer Plasma-CVD-Vorrichtung unter Verwendung der jeweils in 4 gezeigten VHF-Energie unter den folgenden Bedingungen, um photoempfindliche Elemente (J1), (J2), (J3), (J4), (J), (K) und (L) hezustellen. Ladungsinjektions-Sperrschicht:

SiH₄	200 ml/min (unter NTP = 298 K/10⁵ Pa)
H₂	400 ml/min NTP)
NO	10 ml/min (NTP)
PH₃	2000 ppm (basierend auf SiH₄)
Energie	1200 W (105 MHz)
Entladungsraum-Druck	0,8 Pa
Substrat-Temp.	250°C
Dicke	2 μm

Photoleiterschicht:

SiH₄	200 ml/min (NTP)
H₂	400 ml/min (NTP)
Energie	1200 (105 MHz)
Entladungsraum-Druck	0,8 Pa
Substrat-Temp.	250°C
Dicke	30 μm

Pufferschicht:

SiH₄	20 ml/min (NTP)
CH₄	50 ml/min (NTP)
Energie	1200 W (105 MHz)
Entladungsraum-Druck	0,8 Pa
Substrat-Temp.	250°C
Dicke	0,3 μm

Oberflächenschicht:

SiH₄	(J1) 0,07 ml/min (NTP) (J2) 0,1 ml/min (NTP) (J3) 0,25 ml/min (NTP) (J4) 0,35 ml/min (NTP) (J) 0,5 ml/min (NTP) (K) 2,0 ml/min (NTP) (L) 4,0 ml/min (NTP)
CH₄	100 ml/min (NTP)
Energie	1500 W (105 MHz)
Entladungsraum-Druck	0,5 Pa
Substrat-Temp.	100°C
Dicke	0,5 μm

Polymerisationstoner (2) wurde in der folgenden Weise hergestellt.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden Schwarz-gefärbte magnetische Tonerpartikel mit einer massegemittelten Partikelgröße (D4) von 6,4 μm hergestellt.
Danach wurden 100 Gew.teile der magnetischen Tonerpartikel vermischt mit 1,2 Gew.teilen hydrophobem Siliziumoxid-Feinpulver (Primärpartikelgröße = 8 nm, S_BET = 150 m²/g), das ausreichend mit Hexamethyldisilazan und Siliconöl behandelt worden war, und 2,0 Gew.teilen Zinkoxid-Partikeln (die gleichen wie in Beispiel 1) mittels eines Henschel-Mischers (hergestellt von Mitsui Miike Kakoki K. K.), um Polymerisationstoner (2) zu erhalten.
Der somit erhaltene Polymerisationstoner (2) wies eine mittlere Kreisförmigkeit (C_av) von 0,983 und eine Magnetisierung von 28 Am²/kg bei einem Magnetfeld von 79, k6 kA/m auf.
Unter Verwendung jedes der somit erhaltenen photoempfindlichen Elemente (J1) bis (J4) und (J) bis (L) und dem Polymerisationstoner (2) wurde eine Bewertung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 4
Photoempfindliche Elemente (M) und (N) (mit niedrigerem und höherem Si-Anteil) wurden hergestellt und bewertet in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass für die Oberflächenschicht die unten gezeigte SiH₄-Gasflussgeschwindigkeit verwendet wurde.

SiH₄ (M) 0,03 ml/min (NTP) (N) 4,5 ml/min (NTP)
Unter Verwendung jedes der somit hergestellten photoempfindlichen Elemente (M) und (N) und des Polymerisationstoners (2) wurde eine Bewertung in der gleichen Weise durchgeführt wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Ähnlich wie im Fall der Verwendung von Plasma-CVD unter Verwendung von RF-Radiofrequenz-Energie (Tabelle 1), wie in Tabelle 4 gezeigt, wurde gefunden, dass die unter Verwendung von VHF-Energie hergestellten photoempfindlichen Elemente mit einem Si-Anteil von 0,2–20 atom.% auch eine bessere Leistungsfähigkeit aufwiesen als diejenigen mit geringeren und höheren Si-Anteilen (0,15 atom-% und 21,5 atom-%).
Ferner wurde unter Verwendung des Polymerisationstoners in Kombination mit dem photoempfindlichen Element (mit dem Si-Anteil von 0,2–20 atom-%) gefunden, dass Bilder hoher Qualität erhalten wurden.
Wie obenstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch Verwendung des oben erwähnten speziellen bildtragenden Elements (a-Si-basierendes photoempfindliches Element) und des magnetischen Toners in Kombination ermöglicht, in einem das IAE-Schema anwendenden elektrophotographischen bilderzeugenden Verfahren (Vorrichtung) ein gutes Toner-Rückschleusungsverfahren zu realisieren, selbst wenn ein reinigender Schritt zwischen einem Übertragungsschritt und einem aufladenden Schritt nicht durchgeführt wird.
Ferner ist es möglich, ein elektrophotographisches bilderzeugendes System (Verfahren oder Vorrichtung) bereitzustellen, das fähig ist, die Menge von Abfallmaterialien über die gesamte Lebensdauer des Systems zu verringern und deutliche Bilder, die frei von Bildverformung oder Bildunregelmäßigkeit sind, über einen langen Zeitraum in verschiedenen Umgebungen bereitzustellen.
Ferner wird ermöglicht, ein elektrophotographisches bilderzeugendes System bereitzustellen mit einer langen Lebensdauer des aufladenden Elements, und das fähig ist, Bilder hoher Qualität mit minimalen Instandhaltungskosten dauerhaft zu gewährleisten.
Ferner wird ermöglicht, ein elektrophotographisches bilderzeugendes System bereitzustellen, wobei ein photoempfindliches Element aus einem nicht-einkristallinen Material (a-Si) einheitlich ohne Unregelmäßigkeit aufgeladen wird, um deutliche Bilder zu gewährleisten, die gleichmäßig sind, einen hohen Kontrast und eine hohe Auflösung besitzen, und geringfügig von Schleier begleitet sind.
In der vorliegenden Erfindung beinhaltet das bildtragende Element ferner eine Pufferschicht mit einem Silizium-basierenden nicht-einkristallinen Material, das mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und auch mindestens eines von Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff enthält, zwischen der Photoleiterschicht und der Oberflächenschicht, wodurch anhaftende Eigenschaften zwischen der Oberflächenschicht und der Photoleiterschicht verbessert werden können und ein Einfluss von Interferenz, verursacht durch Lichtreflexion an der dazwischenliegenden Grenze, weiter wirksam verringert werden kann.
Ferner wird in der vorliegenden Erfindung die Oberflächenschicht gebildet durch ein Plasma-chemisches Aufdampfen unter Verwendung einer Hochfrequenz von 50–450 MHz, wobei mindestens ein Kohlenwasserstoffgas durch Plasma zersetzt wird, um Filmabscheidung zu bewirken, und somit die Bildung der Oberflächenschicht bei einer geringeren Druckbedingung zu ermöglichen, und die Verschlechterung der Eigenschaften der Oberflächenschicht wirksamer zu unterdrücken, wie Oberflächenschutz und lichtdurchlässiges Vermögen.
Ferner wird in der vorliegenden Erfindung das bildtragende Element aufgeladen durch In-Kontakt-Bringen des die aufladenden Partikel tragenden Elements, das die aufladenden Partikel trägt, mit dem bildtragenden Element über die aufladenden Partikel in einem derartigen Zustand, dass die Oberfläche des die aufladenden Partikel tragenden Elements bewegt wird, während eine relativer Geschwindigkeitsunterschied mit der Oberfläche des bildtragenden Elements gewährleistet wird, um somit einen engen Kontaktzustand zwischen dem bildtragenden Element und den aufladenden Partikeln zu gewährleisten. In diesem Fall werden die Oberfläche des die aufladenden Partikel tragenden Elements und die Oberfläche des bildtragenden Elements in gegenseitig entgegensätzliche Richtungen bewegt, um somit das bildtragende Element wirksamer aufzuladen.
In der vorliegenden Erfindung umfasst das die aufladenden Partikel tragende Element ein elastisches Element mit einer porösen Oberfläche, um somit einen Zustand zu ermöglichen, dass eine ausreichende Menge der aufladenden Partikel auf dem bildtragenden Element getragen werden und der Kontakt dazwischen weiter erhöht wird.
Ferner umfasst in der vorliegenden Erfindung das die aufladenden Partikel tragende Element ein Walzenelement mit einer Asker C Härte von höchstens 50 deg., um somit zu gewährleisten eine Stabilität der Gestalt des die aufladenden Partikel tragenden Elements, und eine Folge-Fähigkeit bezüglich einer winzigen Unebenheit an der Oberfläche des die aufladenden Partikel tragenden Elements, um einen Kontakt mit dem bildtragenden Element weiter zu verbessern.
Wenn das die aufladenden Partikel tragende Element ein Walzenelement mit einem spezifischen Volumen-Widerstand von 1 × 10³–1 × 10⁸ Ohm·cm umfasst wird es ferner möglich, ein gutes Aufladen und ein gegenüber undichte Stellen beständiges Verhalten des bildtragenden Elements zu gewährleisten.
Wenn die elektrisch leitfähigen Partikel einen spezifischen Volumen-Widerstand von höchstens 1 × 10⁹ Ohm·cm, vorzugsweise 1 × 10¹–1 × 10⁹ Ohm·cm, haben, wird es ferner möglich, die Fähigkeit des Übermittelns von Ladung an das bildtragende Element weiter zu verbessern.
Wenn der Toner die elektrisch leitfähigen Partikel an seiner Oberfläche hat, kann ferner eine überschüssige Ladung des Toners wirksam vermieden werden, um ein Erniedrigen der entwickelnden Eigenschaften zu unterdrücken.
Wenn das anorganische Filmpulver einer Hydrophobieverleihenden Behandlung unterzogen worden ist, vorzugsweise mit einem Siliconöl, wird es ferner möglich, ein mit den Umgebungsbedingungen schwankendes Aufladungsverhalten des anorganischen Feinpulvers bezüglich Toneraufladbarkeit, entwickelnden Eigenschaften, Übertragungsvermögen, Qualität des erzeugten Bildes etc. wirksam zu unterdrücken.
Wenn die elektrisch leitfähigen Partikel auf die Oberfläche des bildtragenden Elements im entwickelnden Schritt angebracht werden und darauf verbleiben, auch nach dem Übertragungsschritt, in dem sie übertragen werden, um das die aufladenden Partikel tragende Element zu erreichen, wird es ferner möglich, die entwickelnde Einrichtung zu verwenden als eine zuführende Einrichtung zum Zuführen von aufladenden Partikeln zu dem die aufladenden Partikel tragenden Element, um somit eine Vorrichtung von geringer Größe und eine weitere Verbesserung des Instandhaltungsverhaltens zu ermöglichen.
Ein elektrophotographisches bilderzeugendes Verfahren mit zyklischen Schritten, die beinhalten einen aufladenden Schritt des Aufladens eines sich drehenden bildtragenden Elements, um dessen Oberfläche aufzuladen, ein latentes Bild erzeugende Schritte des Erzeugens eines elektrostatisch latenten Bildes auf der geladenen Oberfläche des bildtragenden Elements, einen entwickelnden Schritt des Entwickelns des elektrostatisch latenten Bildes mit einem magnetischen Toner, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen, und einen Übertragungsschritt des Übertragens des Tonerbildes auf ein aufzeichnendes Material. In dem Verfahren beinhaltet das bildtragende Element einen elektrisch leitfähigen Träger, und eine Photoleiterschicht und eine Oberflächenschicht, gebildet auf dem Träger. Die Photoleiterschicht beinhaltet ein Silizium-basierendes nicht-einkristallines Material, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und die Oberflächenschicht beinhaltet ein Kohlenstoff-basierendes nicht-einkristallines Material, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und auch enthält Silizium in einem Anteil von 0,2 bis 20 atm.%, wie berechnet durch Si/(Si + C). Der magnetische Toner beinhaltet Tonerpartikel, die umfassen mindestens ein Binderharz und ein magnetisches Material, und anorganisches Feinpulver, hat eine mittlere Kreisförmigkeit von 0,950 und eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 50 Am²/kg, wie gemessen bei 79,6 kA/m. Im aufladenden Schritt wird das bildtragende Element aufgeladen zu einer negativen Polarität durch eine Kontakt-aufladende Einrichtung, die enthält aufladende Partikel, die umfassen hauptsächlich elektrisch leitfähige Partikel mit Partikelgrößen von 0,1–10 μm, und ein die aufladenden Partikel tragendes Element mit einer elektrisch leitfähigen und elastischen Oberfläche, und das die aufladenden Partikel an der Oberfläche trägt, um das bildtragende Element über die aufladenden Partikel zu berühren. Im das latente Bild erzeugenden Schritt wird ein bilderzeugender Teil der Oberfläche des bildtragenden Elements belichtet, um dort ein abgeschwächtes Potential bereitzustellen, um auf diese Weise das elektrostatisch latente Bild zu erzeugen. In dem Verfahren ist kein reinigender Schritt zwischen dem Übertragungsschritt und dem aufladenden Schritt enthalten.

Claims

Elektrophotographisches Bilderzeugungsverfahren mit zyklischen Schritten, welche beinhalten: einen aufladenden Schritt des Aufladens eines sich drehenden bildtragenden Elements, um eine Oberfläche dessen aufzuladen, ein latentes Bild erzeugende Schritte des Erzeugens eines elektrostatisch latenten Bildes auf der geladenen Oberfläche des bildtragenden Elements, einen entwickelnden Schritt des Entwickelns des elektrostatisch latenten Bildes mit einem magnetischen Toner, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen, und einen Übertragungsschritt des Übertragens des Tonerbildes auf ein aufzeichnendes Material, wobei das bildtragende Element umfasst einen elektrisch leitfähigen Träger, eine Photoleiterschicht und eine Oberflächenschicht, gebildet auf dem Träger; die Photoleiterschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Silizium-Basis, das mindestens eines von Wasserstoff und Halogen enthält, die Oberflächenschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Kohlenstoff-Basis, das mindestens eines von Wasserstoff und Halogen enthält und auch Silizium in einem Anteil von 0,2 bis 20 atm.%, wie berechnet durch Si/(Si + C), enthält, wobei der magnetische Toner umfasst Tonerpartikel mit mindestens einem Binderharz und einem magnetischen Material, und anorganisches Feinpulver, eine durchschnittliche Kreisförmigkeit von mindestens 0,950 hat und eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 50 Am²/kg, gemessen bei 79,6 kA/m, hat, im aufladenden Schritt das bildtragende Element aufgeladen wird zu einer negativen Polarität durch eine kontaktaufladende Einrichtung, welche beinhaltet aufladende Partikel, die hauptsächlich elektrisch leitfähige Partikel mit Partikelgrössen von 0,1–10 μm umfassen, und ein Element, das aufladende Partikel trägt, welches eine elektrisch leitfähige und elastische Oberfläche hat und die aufladenden Partikel auf der Oberfläche trägt, um das bildtragende Element über die aufladenden Partikel zu berühren, im das latente Bild erzeugenden Schritt ein bilderzeugender Teil der Oberfläche des bildtragenden Elements belichtet wird, um dort ein abgeschwächtes Potential bereitzustellen und auf diese Weise das elektrostatisch latente Bild zu erzeugen, und kein reinigender Schritt zwischen dem Übertragungsschritt und dem aufladenden Schritt enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das bildtragende Element ferner beinhaltet eine Pufferschicht mit einem nicht-einkristallinen Material auf Silizium-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und auch mindestens eines von Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff, zwischen der photoleitfähigen Schicht und der Oberflächenschicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenschicht gebildet ist durch Plasma-chemisches Dampfphasen-Beschichten unter Verwendung einer hohen Frequenz von 50–450 MHz, wobei mindestens ein Kohlenwasserstoffgas durch Plasma zersetzt wird, um Filmabscheidung zu bewirken.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei im aufladenden Schritt das bildtragende Element aufgeladen wird durch In-Kontakt-Bringen des die aufladenden Partikel tragenden Elements, das die aufladenden Partikel trägt, mit dem bildtragenden Element über die aufladenden Partikel in einem solchen Zustand, dass die Oberfläche des die aufladenden Partikel tragenden Elements bewegt wird, während ein relativer Geschwindigkeitsunterschied mit der Oberfläche des bildtragenden Elements gewährleistet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Oberfläche des die aufladenden Partikel tragenden Elements und die Oberfläche des bildtragenden Elements in gegenseitig entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, um das bildtragende Element im aufladenden Schritt aufzuladen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das die aufladenden Partikel tragende Element ein elastisches Element mit einer porösen Oberfläche umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das die aufladenden Partikel tragende Element ein Walzenelement mit einer Asker-C-Härte von höchstens 50 deg umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das die aufladenden Partikel tragende Element ein Walzenelement mit einer Asker-C-Härte von 25–50 deg umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das die aufladenden Partikel tragende Element ein Walzenelement mit einem Volumen-Widerstand von 1 × 10³–1 × 10⁸ Ohm·cm umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel einen Volumen-Widerstand von höchstens 1 × 10⁹ Ohm·cm haben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel einen Volumen-Widerstand von 1 × 10¹–1 × 10⁹ Ohm·cm haben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Toner die elektrisch leitfähigen Partikel an seiner Oberfläche hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das anorganische Feinpulver einer Hydrophobie-verleihenden Behandlung unterzogen worden ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das anorganische Feinpulver mit einem Siliconöl behandelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel im entwickelnden Schritt an der Oberfläche des bildtragenden Elements angebracht werden und darauf auch nach dem zuzuführenden Übertragungsschritt verbleiben, um das die aufladenden Partikel tragende Element zu erreichen.
Ein elektrophotographisches Bild erzeugende Vorrichtung mit: einem sich drehenden bildtragenden Element, einer aufladenden Einrichtung zum Aufladen des sich drehenden bildtragenden Elements, um eine Oberfläche dessen aufzuladen, einer ein latentes Bild erzeugenden Einrichtung zum Erzeugen eines elektrostatisch latenten Bildes auf der aufgeladenen Oberfläche des bildtragenden Elements, einer entwickelnden Einrichtung zum Entwickeln des elektrostatisch latenten Bildes mit einem magnetischen Toner, um darauf ein Tonerbild zu erzeugen, und einer Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes auf ein aufzeichnendes Material, wobei das bildtragende Element umfasst einen elektrisch leitfähigen Träger, eine Photoleiterschicht und eine Oberflächenschicht, gebildet auf dem Träger; die Photoleiterschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Silizium-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, die Oberflächenschicht umfasst ein nicht-einkristallines Material auf Kohlenstoff-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und auch enthält Silizium in einem Anteil von 0,2 bis 20 atm.%, berechnet durch Si/(Si + C), der magnetische Toner umfasst Tonerpartikel mit mindestens einem Binderharz und einem magnetischen Material, und anorganisches Feinpulver, eine durchschnittliche Kreisförmigkeit von mindestens 0,950 hat und eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 50 Am²/kg, gemessen bei 79,6 kA/m, hat, die aufladende Einrichtung enthält aufladende Partikel mit hauptsächlich elektrisch leitfähigen Partikeln mit Partikelgrössen von 0,1–10 μm, und ein aufladende Partikel tragendes Element, das die aufladenden Partikel trägt, um das bildtragende Element über die aufladenden Partikel zu berühren und auf diese Weise das bildtragende Element zu einer negativen Polarität aufzuladen, die das latente Bild erzeugende Einrichtung beinhaltet eine belichtende Einrichtung zum Belichten eines bilderzeugenden Teils des bildtragenden Elements, um dort ein abgeschwächtes Potential zu gewährleisten, und keine reinigende Einrichtung vorhanden ist zwischen der Übertragungseinrichtung und der aufladenden Einrichtung entlang der Oberfläche des bildtragenden Elements.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das bildtragende Element ferner beinhaltet eine Pufferschicht mit einem nicht-einkristallinen Material auf Silizium-Basis, das enthält mindestens eines von Wasserstoff und Halogen, und auch mindestens eines von Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff, zwischen der Photoleiterschicht und der Oberflächenschicht.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Oberflächenschicht gebildet ist durch Plasma-chemische Dampfabscheidung unter Verwendung einer hohen Frequenz von 50–450 MHz, wobei mindestens ein Kohlenwasserstoffgas durch Plasma zersetzt wird, um Filmabscheidung zu bewirken.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das bildtragende Element aufgeladen wird durch In-Kontakt-Bringen des die aufladenden Partikel tragenden Elements, das die aufladenden Partikel trägt, mit dem bildtragenden Element über die aufladenden Partikel in einem solchen Zustand, dass die Oberfläche des die aufladenden Partikel tragenden Elements bewegt wird, während ein relativer Geschwindigkeitsunterschied mit der Oberfläche des bildtragenden Elements gewährleistet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Oberfläche des die aufladenden Partikel tragenden Elements und die Oberfläche des bildtragenden Elements in gegenseitig entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, um das bildtragende Element aufzuladen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das die aufladenden Partikel tragende Element ein elastisches Element mit einer porösen Oberfläche umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das die aufladenden Partikel tragende Element ein Walzenelement mit einer Asker-C-Härte von höchstens 50 deg umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das die aufladenden Partikel tragende Element ein Walzenelement mit einer Asker-C-Härte von 25–50 deg umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das die aufladenden Partikel tragende Element umfasst ein Walzenelement mit einem Volumen-Widerstand von 1 × 10³–1 × 10⁸ Ohm·cm.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel einen Volumen-Widerstand von höchstens 1 × 10⁹ Ohm·cm haben.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel einen Volumen-Widerstand von 1 × 10¹–1 × 10⁹ Ohm·cm haben.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Toner die elektrisch leitfähigen Partikel an seiner Oberfläche hat.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das anorganische Feinpulver einer Hydrophobie-verleihenden Behandlung unterzogen worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei das anorganische Feinpulver mit einem Siliconöl behandelt worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die elektrisch leitfähigen Partikel im entwickelnden Schritt auf die Oberfläche des bildtragenden Elements aufgebracht werden und darauf, auch nach dem zuzuführenden Übertragungsschritt, verbleiben, um das die aufladenden Partikel tragende Element zu erreichen.