DE60207160T2

DE60207160T2 - Entwickungseinheit, Prozesskartusche und Bildaufzeichungsmethode

Info

Publication number: DE60207160T2
Application number: DE60207160T
Authority: DE
Inventors: Kazunori Ohta-ku Saiki; Yasuhide Ohta-ku Goseki; Masayoshi Ohta-ku Shimamura; Yasutaka Ohta-ku Akashi; Kenji Ohta-ku Fujishima; Satoshi Ohta-ku Otake; Naoki Ohta-ku Okamoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2022-08-20
Also published as: KR100469597B1; US6924076B2; KR20030017362A; EP1286225B1; US20030215731A1; DE60207160D1; EP1286225A3; CN1207635C; EP1286225A2; CN1403879A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Fachgebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung, die bei einem elektrophotographischen Gerät, einem elektrostatischen Aufzeichnungsgerät, einem magnetischen Aufzeichnungsgerät o.dgl. angewendet wird, und eine Betriebskassette und ein Bilderzeugungsverfahren, bei denen von der Entwicklungsvorrichtung Gebrauch gemacht wird.
Im Einzelnen betrifft diese Erfindung eine Entwicklungsvorrichtung, die bei einem Bilderzeugungsgerät wie z.B. einem Kopiergerät, einem Drucker, einem Faksimilegerät oder einem Koordinatenschreiber bzw. Plotter angewendet wird, bei denen zuerst auf einem Bildträgerelement ein Tonerbild (Entwicklerbild) erzeugt wird und das Tonerbild danach zur Erzeugung eines Bildes auf ein Aufzeichnungsmaterial wie z.B. ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird; eine Betriebskassette, die so eine Entwicklungsvorrichtung hat und an so einem Bilderzeugungsgerät abnehmbar angebracht werden kann; und ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem von der Entwicklungsvorrichtung Gebrauch gemacht wird.
Verwandter Stand der Technik
In den letzten Jahren sind für Bilderzeugungsverfahren, die durch Elektrophotographie durchgeführt werden, Kontaktaufladevorrichtungen wegen ihrer Vorteile einer geringeren Ozonerzeugung und eines niedrigeren Stromverbrauchs als bei Koronaaufladevorrichtungen in einer großen Anzahl vorgeschlagen und als Vorrichtungen, von denen zur elektrostatischen Aufladung von aufzuladenden Elementen wie z.B. Latentbildträgerelementen Gebrauch gemacht wird, praktisch angewendet worden.
Die Kontaktaufladevorrichtung ist eine Vorrichtung, bei der ein leitfähiges Aufladeelement (Kontaktaufladeelement oder Kontaktaufladevorrichtung) vom Walzentyp (Aufladewalze), Pelzbürstentyp, Magnetbürstentyp oder Rakeltyp mit einem aufzuladenden Element wie z.B. einem Bildträgerelement in Kontakt gebracht wird und an dieses Kontaktaufladeelement eine bestimmte Vorspannung angelegt wird, um die Oberfläche des aufzuladenden Elements elektrostatisch auf eine bestimmte Polarität und ein bestimmtes Potenzial aufzuladen.
Die Aufladewalze wird unter Verwendung eines Gummimaterials oder eines Schaumstoffs, der leitfähig ist oder einen mittelhohen Widerstand hat, gebildet. Bei manchen Walzen ist so ein Gummimaterial oder Schaumstoff zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften in Schichten angeordnet.
Der Aufladewalze wird Elastizität erteilt, damit der Zustand eines gleichmäßigen Kontakts zwischen ihr und dem aufzuladenden Element gewährleistet ist. Sie hat aus diesem Grund einen hohen Reibungswiderstand und wird in vielen Fällen der Drehung des aufzuladenden Elements folgend oder mit einer gewissen Geschwindigkeitsdifferenz zu diesem angetrieben. Somit kann jeder Versuch einer Direktinjektionsaufladung zwangsläufig eine Verminderung der absoluten Aufladbarkeit, einen ungleichmäßigen Kontakt, der auf ein mangelhaftes Kontaktverhalten und auf die Gestalt der Walze zurückzuführen ist, und eine ungleichmäßige Aufladung, die auf Ablagerungen auf dem aufzuladenden Element zurückzuführen ist, verursachen.
2 ist eine graphische Darstellung, die Beispiele für den Aufladungswirkungsgrad der Kontaktaufladung bei der Elektrophotographie zeigt. Die Vorspannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, ist als Abszissenwert aufgetragen, und das Ladungspotenzial des aufzuladenden Elements (nachstehend als "lichtempfindliches Element" bezeichnet), das dort erhalten wird, ist als Ordinatenwert aufgetragen.
Im Fall der Walzenaufladung wird das Aufladeverhalten durch A dargestellt. Das heißt, das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements beginnt zuzunehmen, nachdem die angelegte Spannung einen Schwellenwert von etwa –500 V überschritten hat, und bei Spannungswerten, die höher als dieser Schwellenwert sind, steigt das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements in Bezug auf die angelegte Spannung mit einer Steigung von 1 linear an. Dieser Schwellenspannungswert wird als Aufladeanfangsspannung Vth definiert. Infolgedessen ist es in dem Fall, dass das lichtempfindliche Element auf –500 V aufgeladen wird, üblich, ein Verfahren anzuwenden, bei dem eine Gleichspannung von –1000 V angelegt wird oder zusätzlich zu der Aufladespannung von –500 V eine Wechselspannung mit einer Spitze-Spitze-Spannung von z.B. 1200 V angelegt wird, um für eine Potenzialdifferenz zu sorgen, die größer als der Entladungsschwellenwert ist, so dass das Potenzial des lichtempfindlichen Elements gegen das Ladungspotenzial konvergiert.
Um ein Oberflächenpotenzial Vd des lichtempfindlichen Elements, das bei der Elektrophotographie erforderlich ist, zu erzielen, muss nämlich an die Aufladewalze eine Gleichspannung von "Vd + Vth", die höher als das erforderliche Potenzial ist, angelegt werden. Die Aufladung, die durchgeführt wird, indem an das Kontaktaufladeelement in dieser Weise nur eine Gleichspannung angelegt wird, wird als "Gleichspannungsaufladung" bezeichnet.
Bei der Gleichspannungsaufladung ist es jedoch schwierig gewesen, das Potenzial des lichtempfindlichen Elements auf den gewünschten Wert einzustellen, weil sich der Widerstandswert des Kontaktaufladeelements in Abhängigkeit von Veränderungen der Umgebung verändert und auch weil sich dar Vth-Wert mit Veränderungen der Schichtdicke, die durch einen Abrieb des lichtempfindlichen Elements verursacht werden, verändert.
Wenn die Wechselspannungsaufladung durchgeführt wird, um eine gleichmäßige Aufladung zu erzielen, kann mehr Ozon erzeugt werden, kann das elektrische Wechselspannungsfeld zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem lichtempfindlichen Element ein Schwingungsgeräusch (Wechselspannungsaufladegeräusch) verursachen und kann eine Entladung in beträchtlichem Maße eine Verschlechterung o.dgl. der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verursachen. Dadurch werden zusätzliche Fragen aufgeworfen.
Die Pelzbürstenaufladung ist eine Aufladung, bei der als Kontaktaufladeelement ein Element mit einem leitfähigen Faserbürstenbereich (eine Pelzbürsten-Aufladevorrichtung) angewendet wird, der leitfähige Faserbürstenbereich mit einem als aufzuladendes Element dienenden lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird und an den leitfähigen Faserbürstenbereich eine bestimmte Aufladevorspannung angelegt wird, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements elektrostatisch auf eine bestimmte Polarität und ein bestimmtes Potenzial aufzuladen.
Als Pelzbürsten-Aufladevorrichtung sind eine stationäre Aufladevorrichtung und eine Aufladevorrichtung vom Walzentyp praktisch angewendet worden. Die stationäre Aufladevorrichtung ist eine, bei der Fasern mit mittelhohem Widerstand, aus denen ein faltiger Flor, der sich auf einem Trägergewebe befindet, gebildet worden ist, mit einer Elektrode verbunden bzw. verklebt sind. Die Aufladevorrichtung vom Walzentyp wird gebildet, indem ein Flor um eine Spindel bzw. Welle herumgewickelt wird. Pelzbürsten-Aufladevorrichtungen, die eine Faserdichte von etwa 100 Fasern/mm² haben, sind verhältnismäßig einfach erhältlich, jedoch ist ihr Kontaktverhalten für die gute Durchführung einer gleichmäßigen Aufladung durch Direktinjektionsaufladung noch ungenügend. Zur guten Durchführung einer gleichmäßigen Aufladung durch Direktinjektionsaufladung muss bewirkt werden, dass die Pelzbürsten-Aufladevorrichtung eine Geschwindigkeitsdifferenz in Bezug auf das lichtempfindliche Element zeigt, die so groß ist, dass der Aufbau des Bilderzeugungsgeräts schwierig gemacht wird. Dies ist nicht realistisch.
Das Aufladeverhalten im Fall dieser Pelzbürstenaufladung während des Anlegens einer Gleichspannung wird in 2 durch B gezeigt. Somit wird die Aufladung auch im Fall der Pelzbürsten aufladung sowohl bei der stationären Aufladevorrichtung als auch bei der Aufladevorrichtung vom Walzentyp in vielen Fällen unter Anlegen einer hohen Aufladevorspannung durchgeführt, wobei von einer Entladungserscheinung Gebrauch gemacht wird.
Im Gegensatz zu diesen ist die Magnetbürstenaufladung eine Aufladung, bei der als Kontaktaufladeelement ein Element mit einem Magnetbürstenbereich, der gebildet wird, indem leitfähige magnetische Teilchen durch eine Magnetwalze magnetisch zusammengehalten werden, (eine Magnetbürsten-Aufladevorrichtung) angewendet wird, der Magnetbürstenbereich mit einem als aufzuladendes Element dienenden lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird und eine bestimmte Aufladevorspannung angelegt wird, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements elektrostatisch auf eine bestimmte Polarität und ein bestimmtes Potenzial aufzuladen. Im Fall dieser Magnetbürstenaufladung wird ihr Auflademechanismus überwiegend durch einen Direktinjektionsauflademechanismus beherrscht.
Als leitfähige magnetische Teilchen, mit denen der Magnetbürstenbereich gebildet wird, können Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5 μm bis 50 μm verwendet werden, und es kann eine ausreichende Geschwindigkeitsdifferenz in Bezug auf das lichtempfindliche Element erzielt werden, wodurch eine fast gleichmäßige Direktinjektionsaufladung durchgeführt werden kann.
Das Aufladeverhalten im Fall der Magnetbürstenaufladung während des Anlegens einer Gleichspannung wird in 2 durch C gezeigt. Wie in 2 gezeigt wird, ist es möglich, ein Ladungspotenzial zu erzielen, das der angelegten Vorspannung im Wesentlichen proportional ist.
Die Magnetbürstenaufladung kann jedoch auch die Schwierigkeit verursachen, dass sich die leitfähigen magnetischen Teilchen, die den Magnetbürstenbereich bilden, ablösen, so dass sie an dem lichtempfindlichen Element anhaften. Es wird somit angestrebt, eine Vorrichtung für eine einfache, stabile und gleichmäßige Aufladung bereitzustellen, die durch den Direktinjektions auflademechanismus, der im Wesentlichen keine Entladungsprodukte wie z.B. Ozon verursacht und mit dem bei einer niedrigen angelegten Spannung eine gleichmäßige Aufladung erzielbar ist, erfolgen kann.
Andererseits ist unter dem Gesichtspunkt einer Einsparung von Ressourcen und der Abfallverminderung und im Sinne einer wirksamen Ausnutzung von Tonern (Entwicklern) ein Bilderzeugungsverfahren erwünscht, bei dem kein Abfalltoner erzeugt wird. Beispielsweise ist die so genannte Tonerwiederverwendung praktisch angewendet worden, bei der nach der Entwicklung eines auf einem Latentbildträgerelement befindlichen Latentbildes mit einem Toner zur Erzeugung eines sichtbaren Bildes in Form eines Tonerbildes und der Übertragung des Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmaterial wie z.B. Papier der Toner, der auf dem Latentbildträgerelement zurückgeblieben ist, ohne dass er auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wurde, durch Reinigung mittels verschiedener Verfahren entfernt wird und dieser Toner in eine Entwicklungsvorrichtung zurückgeführt und wiederverwendet wird. Es hat jedoch das Problem gegeben, dass durch Anpressen eines Reinigungselements an die Oberfläche des Latentbildträgerelements ein Abrieb des Latentbildträgerelements verursacht wird, wodurch die Lebensdauer des Latentbildträgerelements verkürzt wird. Ferner muss unter dem Gesichtspunkt des Bilderzeugungsgeräts das Bilderzeugungsgerät vergrößert werden, um so eine Tonerwiederverwendungsvorrichtung und so eine Reinigungsvorrichtung bereitzustellen. Dies ist bei Versuchen, das Bilderzeugungsgerät kompakt zu machen, ein Hindernis gewesen.
Als Gegenmaßnahme dagegen wird als System, bei dem kein Abfalltoner erzeugt wird, auch ein System vorgeschlagen, das als System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder System ohne Reinigungsvorrichtung bezeichnet wird. Wie in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 5-2287 offenbart ist, stellen herkömmliche Verfahren, die das System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder das System ohne Reinigungsvorrichtung betreffen, positive Geisterbilder oder negative Geisterbilder, die auf Bildern erscheinen, wegen eines Einflus ses des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners auf Bilder in den Mittelpunkt des Interesses. Heutzutage, da dauernd von der Elektrophotographie Gebrauch gemacht wird, ist es jedoch notwendig geworden, dass Tonerbilder auf verschiedene Aufzeichnungsmaterialien übertragen werden. In diesem Sinne sind solche Verfahren für verschiedene Aufzeichnungsmaterialien nicht zufriedenstellend gewesen.
Der verwandte Stand der Technik, in dem Verfahren, die das System ohne Reinigungsvorrichtung betreffen, offenbart worden sind, ist aus den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 2-302772, 5-2289, 5-53482 und 5-61383 ersichtlich. In diesen werden jedoch weder erwünschte Bilderzeugungsverfahren erwähnt noch wird auf den Aufbau von Tonern Bezug genommen.
Da Entwicklungssysteme, bei denen vorzugsweise das System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder das System ohne Reinigungsvorrichtung angewendet wird, im Grunde keine Reinigungsvorrichtung haben, ist immer angenommen worden, dass es unbedingt notwendig ist, das System derart zu gestalten, dass die Oberfläche des Latentbildträgerelements mit dem Toner und dem Tonerträgerelement gerieben wird. Untersuchungen sind infolgedessen größtenteils über Kontaktentwicklungssysteme angestellt worden, bei denen der Toner oder der Entwickler mit einem Latentbildträgerelement in Kontakt kommt. Dies liegt daran, dass es für eine Sammlung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners in einer Entwicklungseinrichtung als vorteilhaft angesehen wird, das System derart zu gestalten, dass der Toner oder der Entwickler mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt kommt und dieses reibt. Bei dem Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder dem Verfahren ohne Reinigungsvorrichtung, bei dem von einem Kontaktentwicklungssystem Gebrauch gemacht wird, besteht jedoch die Neigung, dass sein langzeitiger Betrieb eine Verschlechterung des Toners, eine Verschlechterung der Oberfläche des Tonerträgerelements und eine Verschlechterung oder einen Abrieb der Oberfläche des Latentbildträgerelements verursacht, wobei jedoch für das Betriebsverhalten keine zufriedenstellende Lösung gefunden worden ist. Infolgedessen ist die Bereitstellung eines Systems zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung gemäß einem kontaktfreien Entwicklungssystem angestrebt worden.
Bei diesem System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder bei diesem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung geht es darum, dass die Ladungspolarität und die Ladungsmenge des nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element zurückgebliebenen Toners derart eingestellt werden, dass der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner bei dem Schritt der Entwicklung stabil gesammelt werden kann und der gesammelte Toner das Entwicklungsverhalten nicht verschlechtern kann. Infolgedessen werden die Ladungspolarität und die Ladungsmenge des nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element zurückgebliebenen Toners durch das Aufladeelement eingestellt. Dies wird unter Bezugnahme auf den Fall eines allgemein erhältlichen Laserdruckers im Einzelnen beschrieben.
Im Fall einer Umkehrentwicklung, bei der von einem Aufladeelement zum Anlegen einer Spannung mit negativer Polarität, einem negativ aufladbaren lichtempfindlichen Element und einem negativ aufladbaren Toner Gebrauch gemacht wird, wird bei ihrem Übertragungsschritt das sichtbar gemachte Bild durch ein Übertragungselement, an das eine Spannung mit positiver Polarität angelegt wird, auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen. Die Ladungspolarität des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners ist wegen ihrer Beziehung zu der Art des Aufzeichnungsmaterials (Unterschiede in der Dicke, dem Widerstand, der Dielektrizitätskonstante usw.) und zu den Flächen der Bilder verschieden, so dass ein Toner mit positiven Ladungen und sogar ein Toner mit negativen Ladungen erzeugt wird. Wenn das lichtempfindliche Element durch das Aufladeelement, das eine negative Polarität hat, aufgeladen wird, kann jedoch die Ladungspolarität des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners zusammen mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements sogar in dem Fall, dass die Polarität des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners bei dem Übertragungsschritt zu der positiven Seite verschoben worden ist, gleichmäßig zu der negativen Seite eingestellt werden. Wenn die Umkehrentwicklung als Entwicklungssystem angewendet wird, bleibt der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner, der negativ aufgeladen ist, folglich an Bereichen mit Hellbereichspotenzial, die durch den Toner zu entwickeln sind, zurück. Andererseits wird der Toner, der sich an Bereichen mit Dunkelbereichspotenzial, die nicht durch den Toner zu entwickeln sind, befindet, im Zusammenhang mit dem elektrischen Entwicklungsfeld zu dem Tonerträgerelement angezogen und gesammelt, ohne dass er auf dem lichtempfindlichen Element, das ein Dunkelbereichspotenzial hat, zurückbleibt. Das heißt, das Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder das Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung kann bereitgestellt werden, indem die Ladungspolarität des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners gleichzeitig mit der Aufladung des lichtempfindlichen Elements durch das Aufladeelement gesteuert bzw. eingestellt wird.
In dem Fall, dass der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner in einer Menge, die die Fähigkeit des Kontaktaufladeelements zur Steuerung bzw. Einstellung der Ladungspolarität des Toners überschreitet, an dem Kontaktaufladeelement angehaftet hat oder diesem beigemischt worden ist, wird es jedoch unmöglich, die Ladungspolarität des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners gleichmäßig einzustellen, wodurch eine Sammlung des Toners bei dem Schritt der Entwicklung schwierig gemacht wird. Ferner kann der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner sogar in dem Fall, dass der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner durch eine mechanische Kraft wie z.B. Reibung auf dem Tonerträgerelement gesammelt worden ist, die triboelektrische Aufladbarkeit des Toners auf dem Tonerträgerelement beeinträchtigen, was zu einer Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens führt, wenn die Ladung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners nicht gleichmäßig eingestellt worden ist. Im Einzelnen stehen bei dem Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung die Ladungssteuerungsfähigkeit während des Vorbeigehens des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners an dem Aufladeelement und die Art, in der der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner an dem Aufladeelement anhaftet oder diesem beigemischt wird, in einem engen Zusammenhang mit dem Betriebsverhalten und der Bildqualität.
Bei Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung kann das Verhalten bei der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung verbessert werden, indem die Ladungssteuerungsfähigkeit verbessert wird, die erforderlich ist, wenn der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner an dem Aufladeelement vorbeigeht. Als Vorschlag dafür ist in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 11-15206 ein Bilderzeugungsverfahren offenbart, bei dem ein Toner verwendet wird, der Tonerteilchen, die einen bestimmten Ruß und eine bestimmte Azo-Eisenverbindung enthalten, und anorganisches Feinpulver umfasst. Ferner wird auch vorgeschlagen, dass bei dem Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung das Verhalten bei der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung verbessert wird, indem die Menge des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners vermindert wird, wobei ein Toner verwendet wird, der einen ausgezeichneten Übertragungswirkungsgrad zeigt und dessen Formfaktoren vorgeschrieben sind. Bei der Kontaktaufladung, die hier angewendet wird, wird jedoch auch von dem Entladungsauflademechanismus Gebrauch gemacht, der nicht der Direktinjektionsauflademechanismus ist und die vorstehend erwähnten Probleme hat, die der Entladungsaufladung zuzuschrieben sind. Außerdem können diese Vorschläge wirksam sein, um eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Kontaktaufladeelements wegen des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners zu verhindern, jedoch kann nicht erwartet werden, dass sie wirksam sind, um das Aufladeverhalten aktiv bzw. tatsächlich zu verbessern.
Außerdem gibt es unter handelsüblichen elektrophotographischen Druckern auch ein Bilderzeugungsgerät für Entwicklung und gleichzeitige Reinigung, bei dem zwischen dem Übertragungsschritt und dem Aufladeschritt ein Walzenelement bereitgestellt wird, das mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommt, so dass der Wirkungsgrad der Sammlung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners bei der Entwicklung verbessert oder gesteuert werden kann. So ein Bilderzeugungsgerät zeigt ein gutes Verhalten bei der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung und kann die Abfalltonermenge stark vermindern, bringt jedoch hohe Kosten mit sich und kann sich auf den Vorteil, der dem System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung auch im Hinblick auf einen kompakten Aufbau innewohnt, schädlich auswirken.
Um eine ungleichmäßige Aufladung zu verhindern, so dass eine stabile und gleichmäßige Aufladung bewirkt wird, kann das Kontaktaufladeelement an seiner mit der Oberfläche des aufzuladenden Elements in Kontakt kommenden Oberfläche mit einem Pulver beschichtet werden. So ein Aufbau ist in der Japanischen Patentpublikation Nr. 7-99442 offenbart. Das Kontaktaufladeelement (Aufladewalze) ist jedoch derart aufgebaut, dass es der Drehung des aufzuladenden Elements (lichtempfindlichen Elements) folgend (ohne Antrieb mit Geschwindigkeitsdifferenz) gedreht wird, so dass es im Vergleich zu Koronaaufladevorrichtungen wie z.B. Scorotron beträchtlich weniger Ozonprodukte erzeugen kann. Das Prinzip der Aufladung ist jedoch wie in dem Fall der vorher beschriebenen Walzenaufladung noch hauptsächlich der Entladungsauflademechanismus. Im Einzelnen wird eine Spannung, die durch Überlagerung einer Wechselspannung über eine Gleichspannung erzeugt wird, angelegt, damit eine stabilere Gleichmäßigkeit der Aufladung erzielt wird, so dass in stärkerem Maße Ozonprodukte auftreten können, die durch Entladung verursacht werden. Infolgedessen besteht die Neigung, dass Schwierigkeiten wie z.B. verwischte Bilder, die auf Ozonprodukte zurückzuführen sind, auftreten, wenn das (Bilderzeugungs)gerät für eine lange Zeit angewendet wird. Außerdem wird in dem Fall, dass der vorstehend erwähnte Aufbau bei einem Bilderzeugungsgerät ohne Reinigungsvorrichtung angewendet wird, ein gleichmäßiges Anhaften des aufgetragenen Pulvers an dem Aufladeelement durch Einmischen des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners schwierig gemacht, so dass sich die Wirkung der Durchführung einer gleichmäßigen Aufladung verschlechtern kann.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 5-150539 ist auch offenbart, dass bei einem Bilderzeugungsverfahren, bei dem von der Kontaktaufladung Gebrauch gemacht wird, in einem Toner mindestens bildentwickelnde Teilchen und leitfähige Feinteilchen, die einen mittleren Teilchendurchmesser haben, der kleiner als derjenige der bildentwickelnden Teilchen ist, enthalten sind, damit eine Störung der Aufladung verhindert wird, die verursacht werden kann, wenn Tonerteilchen oder Siliciumdioxidteilchen, die durch Reinigung mit einer Rakel nicht vollständig entfernt worden sind, während der langzeitigen Wiederholung einer Bilderzeugung schließlich an der Oberfläche der Aufladeeinrichtung anhaften und sich dort ansammeln. Bei der hier angewendeten Kontaktaufladung oder Nahaufladung wird jedoch der Entladungsauflademechanismus angewendet, der nicht der Direktinjektionsauflademechanismus ist und das vorstehend erwähnte Problem hat, das der Entladungsaufladung zuzuschreiben ist. Außerdem wird im Fall der Anwendung dieses Aufbaus bei dem Bilderzeugungsgerät ohne Reinigungsvorrichtung weder der Einfluss auf das Aufladeverhalten, der ausgeübt wird, wenn die leitfähigen Feinteilchen und der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner in einer größeren Menge an dem Aufladeschritt vorbeigehen als bei dem Bilderzeugungsgerät, das einen Reinigungsmechanismus hat, noch der Einfluss der Sammlung dieser großen Menge von leitfähigen Feinteilchen und nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner bei dem Entwicklungsschritt noch der Einfluss auf das Entwicklungsverhalten des Entwicklers, der durch die leitfähigen Feinteilchen und den nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner, die auf diese Weise gesammelt worden sind, ausgeübt wird, berücksichtigt. Ferner können die leitfähigen Feinteilchen im Fall der Anwendung des Direktinjektionsauflademechanismus bei der Kontaktaufladung dem Kontaktaufladeelement nicht in der notwendigen Menge zugeführt werden, so dass eine mangelhafte Aufladung verursacht wird, die auf den Einfluss des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners zurückzuführen ist.
Wegen der großen Menge leitfähiger Feinteilchen und des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners ist es auch bei der Nahaufladung schwierig, das lichtempfindliche Element gleichmäßig aufzuladen, und die Wirkung der Einebnung von Mustern des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners kann nicht erzielt werden, so dass Mustergeisterbilder verursacht werden, weil der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner zur musterbildmäßigen Belichtung dienendes Licht unterbrechen kann. Ferner kann eine auf Entwickler zurückzuführende Verunreinigung im (Bilderzeugungs)gerät auftreten, wenn eine Stromquelle plötzlich abgeschaltet wird oder während der Bilderzeugung ein Papierstau auftritt.
Als Gegenmaßnahme gegen diese ist in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 10-307456 ein Bilderzeugungsgerät offenbart, bei dem ein Entwickler, der Tonerteilchen und zur Beschleunigung der Aufladung dienende leitfähige Teilchen, deren Teilchendurchmesser höchstens die Hälfte des Durchmessers der Tonerteilchen beträgt, enthält, in einem Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung, bei dem von dem Direktinjektionsauflademechanismus Gebrauch gemacht wird, angewendet wird. Gemäß diesem Vorschlag kann ein Bilderzeugungsgerät zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung erhalten werden, bei dem die Abfalltonermenge stark vermindert werden kann und das den Vorteil hat, dass das Gerät mit niedrigen Kosten kompakt gemacht werden kann, wobei gute Bilder erhältlich sind, ohne dass eine mangelhafte Aufladung und eine Unterbrechung oder eine Streuung von zur bildmäßigen Belichtung dienendem Licht verursacht wird. Es wird jedoch eine weitere Verbesserung angestrebt.
Ferner ist in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 10-307421 ein Bilderzeugungsgerät offenbart, bei dem ein Entwickler, der leitfähige Teilchen, deren Teilchendurchmesser 1/50 bis 1/2 des Durchmessers der Tonerteilchen beträgt, enthält, in einem Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung, bei dem von dem Direktinjektionsauflademechanismus Gebrauch gemacht wird, angewendet wird, wobei dafür gesorgt wird, dass die leitfähigen Teilchen eine die Übertragung beschleunigende Wirkung zeigen.
Des weiteren ist in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 10-307455 offenbart, dass der Teilchendurchmesser eines leitfähigen Feinpulvers zur Erzielung einer besseren Gleichmäßigkeit der Aufladung derart eingestellt wird, dass er nicht größer ist als die Größe eines Pixels (Bildelements) der Pixel, aus denen ein Bild aufgebaut ist, wobei der Teilchendurchmesser des leitfähigen Feinpulvers auf 10 nm bis 50 μm eingestellt wird.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 10-307457 ist offenbart, dass der Teilchendurchmesser von leitfähigen Feinteilchen unter Berücksichtigung der Kennlinie der menschlichen Sichtempfindung auf etwa 5 μm oder darunter und vorzugsweise auf 20 nm bis 5 μm eingestellt wird, um zu bewirken, dass der Einfluss einer mangelhaften Aufladung auf Bilder mit dem Auge nicht leicht wahrnehmbar ist.
Ferner ist in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 10-307458 offenbart, dass der Teilchendurchmesser eines leitfähigen Feinpulvers derart eingestellt wird, dass er nicht größer ist als der Teilchendurchmesser eines Toners, um dadurch zu verhindern, dass die leitfähigen Feinpulver während der Entwicklung die Entwicklung durch den Toner stören, oder zu verhindern, dass die Entwicklungsvorspannung über das leitfähige Feinpulver abgeleitet wird. Gleichzeitig ist darin ein Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung offenbart, bei dem von dem Direktinjektionsauflademechanismus Gebrauch gemacht wird und bei dem der Teilchendurchmesser des leitfähigen Feinpulvers derart eingestellt wird, dass er größer als 0,1 μm ist, um dadurch die Schwierigkeit zu beseitigen, dass die leitfähigen Feinpulver in dem Bildträgerelement eingebettet werden und dadurch das zur bildmäßigen Belichtung dienende Licht unterbrechen, so dass eine ausgezeichnete Bildaufzeichnung verwirklicht werden kann. Es wird jedoch eine weitere Verbesserung angestrebt.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 10-307456 ist ein Bilderzeugungsgerät zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung offenbart, bei dem ein leitfähiges Feinpulver Toner teilchen äußerlich zugesetzt wird, so dass das leitfähige Feinpulver, das in dem Toner enthalten ist, bei dem Schritt der Entwicklung an einem Bildträgerelement mindestens bei einer Kontaktzone zwischen einem flexiblen Kontaktaufladeelement und dem Bildträgerelement anhaften kann und auch nach dem Schritt der Übertragung auf dem Bildträgerelement zurückbleiben und darauf befördert werden kann, so dass es sich zwischen ihnen befindet, wodurch gute Bilder erhalten werden, ohne dass eine mangelhafte Aufladung oder eine Unterbrechung von zur bildmäßigen Belichtung dienendem Licht verursacht wird. Bei diesem Vorschlag sind jedoch in Bezug auf ein stabiles Betriebsverhalten, das erforderlich ist, wenn das Gerät für eine lange Zeit wiederholt angewendet wird, und auf das Verhalten, das erforderlich ist, wenn zur Erzielung einer höheren Auflösung Tonerteilchen mit einem geringen Teilchendurchmesser verwendet werden, weitere Verbesserungen denkbar.
Es ist auch der äußere Zusatz von leitfähigen Teilchen, deren mittlerer Teilchendurchmesser vorgeschrieben ist, vorgeschlagen worden. Beispielsweise wird in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 9-146293 ein Toner vorgeschlagen, bei dem als äußere Zusatzstoffe ein Feinpulver A mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 5 nm bis 50 nm und ein Feinpulver B mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 μm bis 3 μm verwendet werden, wobei bewirkt worden ist, dass diese Feinpulver mit einer Festigkeit, die über einem vorgeschriebenen Wert liegt, an Tonergrundteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 4 μm bis 12 μm anhaften. Dadurch sollen die Anteile des Feinpulvers B, das freigesetzt worden ist oder sich von den Tonergrundteilchen absondert, vermindert werden. Ferner wird in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 11-95479 ein Toner vorgeschlagen, der leitfähige Siliciumdioxidteilchen, deren Teilchendurchmesser vorgeschrieben ist, und ein anorganisches Oxid, das hydrophob gemacht worden ist, enthält. Dies zielt lediglich auf eine Wirkung ab, die den leitfähigen Siliciumdioxidteilchen zuzuschreiben ist, wobei durch diese Wirkung übermäßige elektrische Ladungen, die sich in dem Toner angesammelt haben, nach außen abgeleitet werden.
Ferner wird in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 11-194530 ein Toner vorgeschlagen, der Feinpulver A mit einem Teilchendurchmesser von 0,6 μm bis 4 μm als äußeren Zusatzstoff und ein anorganisches Feinpulver B hat und dessen Teilchengrößenverteilung vorgeschrieben ist. Dadurch soll verhindert werden, dass sich der Toner wegen anorganischen Feinpulvers B, das in Tonergrundteilchen eingebettet ist, verschlechtert, wobei diese Wirkung dadurch erzielt wird, dass das als äußerer Zusatzstoff dienende Feinpulver A zwischen ihnen vorhanden ist. Ein Anhaften des als äußerer Zusatzstoff dienenden Feinpulvers A an den Tonergrundteilchen oder seine Freisetzung von diesen wird somit nicht in Betracht gezogen. In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 10-83096 wird ein Toner vorgeschlagen, der sphärische Harzteilchen umfasst, in die ein Farbmittel eingeschlossen worden ist und deren Teilchenoberflächen Siliciumdioxid-Feinteilchen zugesetzt worden sind. Dadurch soll den Tonerteilchenoberflächen Leitfähigkeit erteilt werden, um eine Beschleunigung der Bewegung und des Austausches elektrischer Ladungen über die Tonerteilchen zu ermöglichen und die Gleichmäßigkeit der triboelektrischen Aufladung des Toners zu verbessern.
Was Entwickler für die Verwendung bei dem Bilderzeugungsverfahren, das den Schritt der Injektionsaufladung hat, oder bei dem Bilderzeugungsverfahren, das den Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung hat, bzw. bei dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung anbetrifft, sind somit keine ausreichenden Untersuchungen über äußere Zusatzstoffe angestellt worden. Auch in Bezug auf Vorschläge zu Entwicklern einschließlich Vorschlägen zu äußeren Zusatzstoffen sind keine ausreichenden Untersuchungen angestellt worden, um eine Abstimmung auf das Bilderzeugungsverfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung oder das Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungsvorrichtung zu erzielen.
Es wird nun immer mehr nach Bilderzeugungsgeräten gesucht, die mit höherer Geschwindigkeit arbeiten und geringere Kosten verursachen. Bei den weit verbreiteten Laserdruckern einfacher Ausführung im unteren Kostenbereich für private Nutzer, bei denen ein elektrophotographisches System angewendet wird und die eine Druckgeschwindigkeit von 6 bis 8 Blättern je Minute hatten, ist die Druckgeschwindigkeit z.B. bis auf 10 bis 15 Blätter je Minute erhöht worden, und auch ihr Preis ist gesenkt worden. Wenn man die Druckgeschwindigkeit in die Bildträgerelement-Bewegungsgeschwindigkeit (Betriebsgeschwindigkeit) umrechnet, ist die Geschwindigkeit von etwa 50 mm/s auf fast 100 mm/s erhöht worden, und es wird angenommen, dass die Geschwindigkeit auch in der Zukunft viel stärker erhöht werden wird.
Es besteht im Allgemeinen die Neigung, dass der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung mit einer Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit abnimmt. Als Ursache dafür wird angenommen, dass eine Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit eine gute Steuerung bzw. Einstellung der Aufladung von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner bei der Primäraufladung schwierig macht, was leicht zu einer ungleichmäßigen Aufladung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners führt, der aus der Primäraufladung abgegeben und der Sammlung bei der Entwicklung zugeführt wird, und dass die Neigung besteht, dass es schwierig wird, zu verhindern, dass die triboelektrische Aufladbarkeit des Entwicklers durch Einmischen des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners, der bei der Entwicklung gesammelt worden ist, beeinflusst wird. Diese Neigung ist bei der kontaktfreien Entwicklung besonders deutlich. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass bei der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner im Fall der Kontaktentwicklung die elektrostatische Kraft beim Kontakt des Entwicklerträgerelements mit dem Bildträgerelement wirksamer ist und infolge von Reibung auch eine physikalische bzw. mechanische Kraft wirkt, so dass eine Verminderung des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner, die durch die Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit verursacht wird, leicht kompensiert werden kann.
Es besteht die Neigung, dass sich mit einer Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit auch das Aufladeverhalten bei der Direktinjektionsaufladung verschlechtert. Dies ist vermutlich auf eine Abnahme der Wahrscheinlichkeit des Kontaktes des Bildträgerelements mit dem Kontaktaufladeelement über leitfähige Feinteilchen und auf eine Verkürzung der Aufladezeit, für die elektrische Ladungen injiziert werden, um das Bildträgerelement elektrostatisch aufzuladen, zurückzuführen. Außerdem kann in dem Fall, dass das Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeit des Aufladeelements zu der Bewegungsgeschwindigkeit des Bildträgerelements mit einer Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit aufrechterhalten oder vergrößert wird, eine starke Zunahme des Drehmoments eine Steigerung der Kosten verursachen, und es besteht die Neigung, dass das Problem einer Verschmutzung in dem (Bilderzeugungs)gerät auftritt, das durch Kratzer auf dem Bildträgerelement und dem Aufladeelement und ein Verstreuen von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner, der an dem Aufladeelement angehaftet hat oder diesem beigemischt worden ist, verursacht wird. Es wird infolgedessen angestrebt, einen Entwickler und ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, durch die bewirkt werden kann, dass weder eine mangelhafte Musterrückgewinnung noch Bildflecken auftreten und dass eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Bildträgerelements nach seiner wiederholten Anwendung ausreichend gering ist, wobei eine höhere Betriebsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird und die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufladeelements niedrig gehalten wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Probleme gemacht worden. Es ist infolgedessen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Betriebskassette und ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, die die Erzeugung von Entwicklerbildern durch das System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung erlauben.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Betriebskassette und ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, die eine einfache, stabile und gleichmäßige Aufladung durch den Direktinjektionsauflademechanismus, der im Wesentlichen keine Entladungsprodukte wie z.B. Ozon verursacht und mit dem bei einer niedrigen angelegten Spannung eine gleichmäßige Aufladung erzielbar ist, erlauben.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Betriebskassette und ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, die eine starke Verminderung der Abfalltonermenge ermöglichen und eine Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung erlauben, die für niedrige Kosten und für eine Miniaturisierung vorteilhaft ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren, das den Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung hat, mit dem sogar in dem Fall, dass Tonerteilchen mit geringerem Teilchendurchmesser verwendet werden, um die Auflösung höher zu machen, stabil gute Bilder erzielt werden können, und eine Betriebskassette, bei der so ein Verfahren angewendet wird, bereitzustellen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Betriebskassette und ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei denen kaum als Folge eines wiederholten Kopierens oder Druckens eine Verschlechterung einer leitfähigen Deckschicht an der Oberfläche des Entwicklerträgerelements verursacht wird und die ein sehr gutes Betriebsverhalten versprechen und die Erzeugung stabiler Bilder erlauben.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Betriebskassette und ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, die eine stabile Erzeugung von Bilder erlauben, die eine gute Schärfe der Linien von (Schrift)zeichen bzw. Buchstaben, eine hohe Bilddichte und eine hohe Bildqualität zeigen und die sogar unter verschiedenen Um gebungsbedingungen für eine lange Zeit erzeugt werden können, ohne dass Probleme wie z.B. eine Verminderung der Bilddichte, Entwicklungszylinder-Geisterbilder und Schleier verursacht werden.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Entwicklerträgerelement, das eine ungleichmäßige Aufladung des Toners an der Oberfläche des Entwicklerträgerelements, die auftreten kann, wenn Toner oder Entwickler mit einem geringen Teilchendurchmesser verwendet werden, beherrschen kann und dem Toner oder Entwickler schnell eine zweckmäßige Ladung erteilen kann; und eine Entwicklungsvorrichtung, eine Betriebskassette und ein Bilderzeugungsverfahren, die so ein Entwicklerträgerelement haben oder davon Gebrauch machen, bereitzustellen.
Zur Lösung der vorstehend erwähnten Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung eine Entwicklungsvorrichtung, eine Betriebskassette und ein Bilderzeugungsverfahren bereitgestellt, bei all denen ein bestimmter Entwickler und ein bestimmtes Entwicklerträgerelement in Kombination angewendet werden.
Der Entwickler umfasst Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und leitfähige Feinteilchen; wobei die Tonerteilchen eine aus dem folgenden Ausdruck ermittelte Zirkularität a von weniger als 0,970 haben: Zirkularität a = L0/Lworin L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der dieselbe Fläche hat wie ein projiziertes Teilchenbild, und L die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes bezeichnet.
Das Entwicklerträgerelement hat mindestens einen Schichtträger und eine auf dem Schichtträger gebildete Harzdeckschicht; wobei die Harzdeckschicht mindestens ein Deckschicht-Bindemittelharz und ein positiv aufladbares Material enthält.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau eines Bilderzeugungsgeräts zeigt, das in Beispielen der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
2 ist eine graphische Darstellung, die das Aufladeverhalten von Aufladeelementen zeigt;
3 ist eine graphische Darstellung, die die Kennlinie der menschlichen Sichtempfindung in Abhängigkeit von der Ortsfrequenz zeigt;
4 ist eine schematische Zeichnung, die ein Messgerät für die Messung der triboelektrischen Ladungsmenge eines im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Entwicklers zeigt;
5 ist eine schematische Zeichnung, die den Schichtaufbau eines lichtempfindlichen Elements zeigt, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Bildträgerelement angewendet wird;
6 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau eines Geräts zum Kugeligmachen (Sphärischmachen) von Tonerteilchen zeigt, das in Beispielen der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
7 ist eine schematische Zeichnung eines Behandlungsabschnitts des Geräts zum Kugeligmachen (Sphärischmachen) von Tonerteilchen, das in Beispielen der vorliegenden Erfindung angewendet wird; und
8 ist eine Zeichnung eines Oberflächenladungsmengen-Messgerät für die Messung der Ladungspolarität einer Harzdeckschicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung ist in der nachstehend beschriebenen Weise aufgebaut.
Die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Entwicklungsvorrichtung, die mindestens einen Entwicklerbehälter, in den ein Entwickler aufzunehmen ist, ein Entwicklerträgerelement, das dazu dient, den in den Entwicklerbehälter aufgenommenen Entwickler darauf zu tragen und den Entwickler zu einer Entwicklungszone zu befördern, und ein Entwicklerschichtdicken-Regulierelement zum Regulieren der Schichtdicke des auf dem Entwicklerträgerelement zu tragenden Entwicklers hat; wobei
der Entwickler Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und leitfähige Feinteilchen umfasst; wobei die Tonerteilchen eine aus dem folgenden Ausdruck ermittelte Zirkularität a von weniger als 0,970 haben: Zirkularität a = L0/Lworin L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der dieselbe Fläche hat wie ein projiziertes Teilchenbild, und L die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes bezeichnet; und
das Entwicklerträgerelement mindestens einen Schichtträger und eine auf dem Schichtträger gebildete Harzdeckschicht hat; wobei die Harzdeckschicht mindestens ein Deckschicht-Bindemittelharz und ein positiv aufladbares Material enthält.
Die auf dem Schichtträger des Entwicklerträgerelements gebildete Harzdeckschicht kann vorzugsweise das Deckschicht-Bindemittelharz und ein leitfähiges Material enthalten.
Die auf dem Schichtträger des Entwicklerträgerelements gebildete Harzdeckschicht kann vorzugsweise das Deckschicht-Bindemittelharz und ein Gleitmittel enthalten.
Bei der vorstehend erwähnten Entwicklungsvorrichtung kann die auf dem Schichtträger des Entwicklerträgerelements gebildete Harzdeckschicht als positiv aufladbares Material vorzugsweise eine stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung enthalten.
In diesem Fall kann die stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung vorzugsweise eine Imidazolverbindung sein.
Die Imidazolverbindung kann vorzugsweise eine Verbindung sein, die durch die folgende Formel (1) oder (2) wiedergegeben wird. Formel (1)
worin R₁ und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten bezeichnen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Alkylgruppe, einer Aralkylgruppe und einer Arylgruppe besteht, wobei R₁ und R₂ gleich oder verschieden sein können; und R₃ und R₄ jeweils eine geradkettige Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen bezeichnen, wobei R₃ und R₄ gleich oder verschieden sein können. Formel (2)
worin R₅ und R₆ jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten bezeichnen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Alkylgruppe, einer Aralkylgruppe und einer Arylgruppe besteht, wobei R₅ und R₆ gleich oder verschieden sein können; und R₇ eine geradkettige Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen bezeichnet.
Die Harzdeckschicht kann vorzugsweise ferner zusätzlich zu dem leitfähigen Material und der stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung sphärische Teilchen, die einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 0,3 μm bis 30 μm haben, enthalten.
Die sphärischen Teilchen können vorzugsweise Harzteilchen sein.
Die sphärischen Teilchen können vorzugsweise leitfähige sphärische Teilchen sein, die eine tatsächliche Dichte von 3 g/cm³ oder weniger haben.
Bei der vorstehend erwähnten Entwicklungsvorrichtung kann die auf dem Schichtträger des Entwicklerträgerelements gebildete Harzdeckschicht auch vorzugsweise als positiv aufladbares Material ein Copolymer enthalten, das eine von einem stickstoffhaltigen Vinylmonomer abgeleitete Einheit enthält.
Das stickstoffhaltige Vinylmonomer kann vorzugsweise ein polymerisierbares Vinylmonomer haben.
Das Copolymer kann vorzugsweise eine massegemittelte Molmasse (Mw) von 3000 bis 50.000 haben.
Das Copolymer kann vorzugsweise ein Verhältnis von massegemittelter Molmasse (Mw) zu anzahlgemittelter Molmasse (Mn), Mw/Mn, von 3,5 oder weniger haben.
Das stickstoffhaltige Vinylmonomer kann vorzugsweise mindestens ein Monomer enthalten, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Acryl- oder Methacrylsäurederivat mit einer stickstoffhaltigen Gruppe und einer stickstoffhaltigen heterocyclischen N-Vinylverbindung besteht.
Das stickstoffhaltige Vinylmonomer kann vorzugsweise ein Monomer sein, dass durch die folgende Formel (3) wiedergegeben wird: Formel (3)
worin R₇, R₈, R₉ und R₁₀ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnen und n eine ganze Zahl von 1 bis 4 bezeichnet.
Bei der vorstehend erwähnten Entwicklungsvorrichtung kann die auf dem Schichtträger des Entwicklerträgerelements gebildete Harzdeckschicht auch noch vorzugsweise ein Bindemittelharz und als positiv aufladbares Material ein Copolymer eines polymerisierbaren Vinylmonomers mit einem sulfonsäurehaltigen Acrylamid-Monomer enthalten. Das Deckschicht-Bindemittelharz kann auch vorzugsweise zum Teil oder insgesamt in seiner Molekülstruktur mindestens eine von einer (-NH₂)-Gruppe, einer (=NH)-Gruppe und einer (-NH-)-Bindung haben.
Das Copolymer kann das polymerisierbare Vinylmonomer und das sulfonsäurehaltige Acrylamid-Monomer vorzugsweise in einem Copolymerisationsverhältnis (Masse) von 98:2 bis 80:20 enthalten und eine massegemittelte Molmasse (Mw) von 2000 bis 50.000 haben.
Das Copolymer kann vorzugsweise ein Copolymer eines polymerisierbaren Vinylmonomers mit 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure sein.
Das Bindemittelharz kann jeweils mindestens ein Phenolharz enthalten.
Das Phenolharz kann vorzugsweise ein Phenolharz sein, das unter Verwendung einer stickstoffhaltigen Verbindung als Katalysator hergestellt wird und in seiner Struktur irgendeine von einer (-NH₂)-Gruppe, einer (=NH)-Gruppe und einer (-NH-)-Bindung hat.
Das Bindemittelharz kann vorzugsweise mindestens ein Polyamidharz enthalten.
Das Bindemittelharz kann vorzugsweise mindestens ein Polyurethanharz enthalten.
Die Harzdeckschicht kann vorzugsweise Teilchen enthalten, damit an der Deckschichtoberfläche Unebenheiten (Hügel und Täler bzw. Vorsprünge und Vertiefungen) gebildet werden, und die Teilchen können vorzugsweise einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 0,3 μm bis 30 μm haben.
Die Teilchen für die Bildung von Unebenheiten an der Deckschichtoberfläche können vorzugsweise sphärisch (kugelförmig) sein und eine tatsächliche Dichte von 3 g/cm³ oder weniger haben.
Die Teilchen für die Bildung von Unebenheiten an der Deckschichtoberfläche können vorzugsweise leitfähige sphärische (kugelförmige) Teilchen sein.
Das Entwicklerschichtdicken-Regulierelement, das die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung hat, kann vorzugsweise eine magnetische Rakel oder eine elastische Rakel sein.
Der Entwickler kann vorzugsweise ein magnetischer Entwickler sein, der magnetische Tonerteilchen hat.
Der Entwickler kann vorzugsweise einen massegemittelten Teilchendurchmesser (D4) von 4 μm bis 10 μm haben.
Der Entwickler kann in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung, die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm betrifft, vorzugsweise 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm und 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 70% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm enthalten.
Als leitfähige Feinteilchen kann der Entwickler vorzugsweise leitfähige Feinteilchen mit einem volumengemittelten Teilchendurchmesser von 0,1 μm bis 10 μm haben.
Als leitfähige Feinteilchen kann der Entwickler vorzugsweise leitfähige Feinteilchen mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 10⁰ Ω·cm bis 10⁹ Ω·cm und insbesondere von 10¹ Ω·cm bis 10⁶ Ω·cm haben.
Die leitfähigen Feinteilchen können vorzugsweise nichtmagnetisch sein.
Die leitfähigen Feinteilchen können vorzugsweise mindestens ein Oxid enthalten, das aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid ausgewählt ist.
Die Betriebskassette der vorliegenden Erfindung ist eine Betriebskassette, bei der ein elektrostatisches Latentbild, das auf einem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, unter Verwendung eines Entwicklers als Entwicklerbild sichtbar gemacht wird und dieses sichtbare Entwicklerbild zur Bilderzeugung auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird.
Die Betriebskassette der vorliegenden Erfindung hat nun mindestens ein Latentbildträgerelement, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen, eine Aufladeeinrichtung zur elektrostatischen Aufladung des Latentbildträgerelements und eine Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung des auf dem Latentbildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes unter Verwendung eines Entwicklers zur Erzeugung eines Entwicklerbildes;
wobei die Entwicklungsvorrichtung und das Latentbildträgerelement miteinander zusammenhängend als eine Einheit angeordnet und derart aufgebaut sind, dass sie an dem Hauptkörper eines Bilderzeugungsgeräts abnehmbar angebracht werden können;
wobei der Entwickler Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und leitfähige Feinteilchen umfasst; wobei die Tonerteilchen eine aus dem folgenden Ausdruck ermittelte Zirkularität a von weniger als 0,970 haben: Zirkularität a = L0/Lworin L_p die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der dieselbe Fläche hat wie ein projiziertes Teilchenbild, und L die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes bezeichnet; und
die Entwicklungsvorrichtung mindestens einen Entwicklerbehälter, in den der Entwickler aufzunehmen ist, ein Entwicklerträgerelement, das dazu dient, den in den Entwicklerbehälter aufgenommenen Entwickler darauf zu tragen und den Entwickler zu einer Entwicklungszone zu befördern, und ein Entwicklerschichtdicken-Regulierelement zum Regulieren der Schichtdicke des auf dem Entwicklerträgerelement zu tragenden Entwicklers hat und
das Entwicklerträgerelement mindestens einen Schichtträger und eine auf dem Schichtträger gebildete Harzdeckschicht hat; wobei die Harzdeckschicht mindestens ein Deckschicht-Bindemittelharz und ein positiv aufladbares Material enthält.
Bei der Betriebskassette der vorliegenden Erfindung führt die Entwicklungsvorrichtung unter Verwendung des Entwicklers eine Entwicklung des auf dem Latentbildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes durch, damit es als Entwicklerbild sichtbar gemacht wird, und sammelt gleichzeitig den Entwickler, der nach der Übertragung des Entwicklerbildes auf ein als Aufzeichnungsmaterial dienendes Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Latentbildträgerelement zurückgeblieben ist.
Die Aufladeeinrichtung kann vorzugsweise ein Aufladeelement sein, das mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt ist und das Latentbildträgerelement beim Anlegen einer Spannung an den Kontaktbereich elektrostatisch auflädt.
Das Latentbildträgerelement kann vorzugsweise aufgeladen werden, indem die Spannung in dem Zustand, wenn sich die leitfähigen Feinteilchen, die der Entwickler hat, mindestens bei der Kontaktzone zwischen der Aufladeeinrichtung und dem Latentbildträgerelement dazwischen befinden, angelegt wird.
Bei der vorstehend erwähnten Betriebskassette kann vorzugsweise die vorher beschriebene Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist ein Bilderzeugungsverfahren, das mindestens
einen Aufladeschritt, bei dem ein Latentbildträgerelement elektrostatisch aufgeladen wird;
einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem Bilddaten als elektrostatisches Latentbild auf die aufgeladene Oberfläche des Latentbildträgerelements, das in dem Aufladeschritt aufgeladen worden ist, geschrieben werden;
einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild durch eine Entwicklungsvorrichtung, die ein Entwicklerträgerelement hat, auf dem ein Entwickler getragen wird und das den Entwickler zu einer dem Latentbildträgerelement gegenüberliegenden Entwicklungszone befördert, entwickelt wird, damit es als Entwicklerbild sichtbar gemacht wird;
einen Übertragungsschritt, bei dem das Entwicklerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird; und
einen Fixierschritt, bei dem das Entwicklerbild, das auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen worden ist, durch eine Fixiereinrichtung fixiert wird;
hat, wobei diese Schritte zur Erzeugung von Bildern wiederholt werden;
wobei der Entwickler Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und leitfähige Feinteilchen umfasst; wobei die Tonerteilchen eine aus dem folgenden Ausdruck ermittelte Zirkularität a von weniger als 0,970 haben: Zirkularität a = L0/L worin L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der dieselbe Fläche hat wie ein projiziertes Teilchenbild, und L die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes bezeichnet;
die Entwicklungsvorrichtung mindestens einen Entwicklerbehälter, in den der Entwickler aufzunehmen ist, ein Entwicklerträgerelement, das dazu dient, den in den Entwicklerbehälter aufgenommenen Entwickler darauf zu tragen und den Entwickler zu einer Entwicklungszone zu befördern, und ein Entwicklerschichtdicken-Regulierelement zum Regulieren der Schichtdicke des auf dem Entwicklerträgerelement zu tragenden Entwicklers hat und
das Entwicklerträgerelement mindestens einen Schichtträger und eine auf dem Schichtträger gebildete Harzdeckschicht hat; wobei die Harzdeckschicht mindestens ein Deckschicht-Bindemittelharz und ein positiv aufladbares Material enthält.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst der Entwicklungsschritt den Schritt, bei dem das elektrostatische Latentbild sichtbar gemacht wird und gleichzeitig der Entwickler, der nach der Übertragung des Entwicklerbildes auf ein als Aufzeichnungsmaterial dienendes Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Latentbildträgerelement zurückgeblieben ist, gesammelt wird.
Bei dem Aufladeschritt kann vorzugsweise eine Aufladeeinrichung mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt kommen, um das Latentbildträgerelement beim Anlegen einer Spannung an den Kontaktbereich elektrostatisch aufzuladen.
Bei dem Aufladeschritt kann das Latentbildträgerelement vorzugsweise aufgeladen werden, indem die Spannung in dem Zustand, wenn sich die leitfähigen Feinteilchen, die der Entwickler hat, mindestens bei der Kontaktzone zwischen der Aufladeeinrichtung und dem Latentbildträgerelement dazwischen befinden, angelegt wird.
Bei dem vorstehend erwähnten Bilderzeugungsverfahren kann vorzugsweise die vorher beschriebene Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlich beschrieben.
(Entwickler)
Als Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird ein Einkomponentenentwickler, der mindestens Tonerteilchen und leitfähige Feinteilchen hat, bevorzugt.
Der Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat mindestens i) Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und ii) leitfähige Feinteilchen und kann in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm vorzugsweise 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm und 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 70% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm enthalten. Er kann ferner vorzugsweise als äußeren Zusatzstoff ein anorganisches Feinpulver enthalten, das einen mittleren Primärteilchendurchmesser von 4 nm bis 80 nm hat.
Die Verwendung so eines Entwicklers kann dem Entwickler stabil eine gute Aufladbarkeit erteilen, erlaubt sogar in dem Fall, dass der Entwickler wiederholt für eine lange Zeit verwendet wird, die Erzeugung von guten Bildern, ohne dass eine mangelhafte Aufladung verursacht wird, und erlaubt auch die Bereitstellung eines Bilderzeugungsverfahrens, das den Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung hat und das die Abfalltonermenge stark vermindern kann, den Vorteil niedriger Kosten haben kann und vorteilhaft ist, um ein (Bilderzeugungs)gerät kompakt zu machen.
Die Verwendung so eines Entwicklers macht es auch möglich, mit einem einfachen Aufbau und in vorteilhafter Weise eine Aufladung durchzuführen, bei der von dem Direktinjektionsauflademechanismus Gebrauch gemacht wird, der im Wesentlichen keine Entladungsprodukte wie z.B. Ozon verursacht und mit dem bei einer niedrigen angelegten Spannung eine gleichmäßige Aufladung erzielbar ist, und erlaubt auch die Bereitstellung eines Bilderzeugungsverfahrens, mit dem sogar in dem Fall, dass der Entwickler wiederholt für eine lange Zeit verwendet wird, gute Bilder erzeugt werden können, ohne dass eine mangelhafte Aufladung verursacht wird. Ferner erlaubt die Verwendung so eines Entwicklers die Bereitstellung eines Bilderzeugungsverfahrens, das durch Kontaktaufladung durchgeführt wird, mit der sogar in dem Fall, dass Entwicklerbestandteile in einer großen Menge an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, verhindert werden kann, dass sich das gleichmäßige Aufladeverhalten verschlechtert, und verhindert werden kann, dass wegen einer mangelhaften Aufladung des Latentbildträgerelements mangelhafte Bilder auftreten.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren mit dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung, bei dem so ein Entwickler verwendet wird, ist ein Entwickler erhältlich, der stabil eine gute triboelektrische Aufladbarkeit zeigen kann, und sind sogar in dem Fall, dass der Entwickler wiederholt für eine lange Zeit verwendet wird, gute Bilder erhältlich, ohne dass eine mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen oder mangelhafte Bilder, die auf eine Störung der gleichmäßigen Aufladung oder der Latentbilderzeugung zurückzuführen sind, verursacht werden, und es kann ein Bilderzeugungsverfahren mit dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung bereitgestellt werden, das die Abfalltonermenge stark vermindern kann, den Vorteil niedriger Kosten haben kann und vorteilhaft ist, um ein (Bilderzeugungs)gerät kompakt zu machen.
Wenn das elektrostatische Latentbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, entwickelt wird, bewegen sich die leitfähigen Feinteilchen, die der Entwickler hat, in einer geeigneten Menge zusammen mit den Tonerteilchen von dem Entwicklerträgerelement zu dem Latentbildträgerelement. Das Entwicklerbild, das als Folge der Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, wird bei dem Übertragungsschritt auf ein Übertragungs(bildempfangs)material wie z.B. Papier übertragen. Hierbei haften die leitfähigen Feinteilchen, die sich auf dem Latentbildträgerelement befinden, auch zum Teil an dem Übertragungs(bildempfangs)material an, jedoch haftet der Rest an dem Latentbildträgerelement an und wird darauf getragen, so dass er dort zurückbleibt. Im Fall einer Übertragung, die unter Anlegen einer Übertragungsvorspannung mit einer der Ladungspolarität der Tonerteilchen entgegengesetzten Polarität durchgeführt wird, werden die Tonerteilchen zu der Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials angezogen, so dass sie schließlich aktiv übertragen werden. Die leitfähigen Feinteilchen, die sich auf dem Latentbildträgerelement befinden, können jedoch nicht leicht übertragen werden, weil sie leitfähig sind. Die leitfähigen Feinteilchen haften deshalb zum Teil an dem Übertragungs(bildempfangs)material an, jedoch haftet der Rest an dem Latentbildträgerelement an und wird darauf getragen, so dass er dort zurückbleibt.
Bei einem Bilderzeugungsverfahren, das keinen Schritt hat, bei dem die leitfähigen Feinteilchen, die an dem Latentbildträgerelement angehaftet haben und darauf getragen worden sind, so dass sie dort zurückbleiben, von der Oberfläche des Latentbildträgerelements entfernt werden wie bei dem Reinigungsschritt, werden die Tonerteilchen, die nach dem Übertragungsschrritt auf der Oberfläche des Latentbildträgerelements zurückgeblieben sind, (wobei solche Tonerteilchen nachstehend als "nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen" bezeichnet werden) und die leitfähigen Feinteilchen mit der Bewegung der Fläche, auf der auf dem Latentbildträgerelement Bilder getragen werden, (wobei diese Fläche nachstehend als "bildtragende Fläche" bezeichnet wird) zu der Aufladezone befördert. Im Einzelnen werden im Fall der Anwendung eines Kontaktaufladeelements bei dem Aufladeschritt die leitfähigen Feinteilchen zu der Kontaktzone, die durch Kontakt des Latentbildträgerelements mit dem Kontaktaufladeelement gebildet wird, befördert und haften an dem Kontaktaufladeelement an oder werden diesem beigemischt. Die Kontaktaufladung des Latentbildträgerelements wird folglich in einem Zustand durchgeführt, bei dem sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die leitfähigen Feinteilchen bestimmt (absichtlich) zu dem Aufladebereich befördert, wodurch der Kontaktwiderstand des Kontaktaufladeelements aufrechterhalten werden kann, obwohl die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, so dass sie es verschmutzen. Das Latentbildträgerelement kann somit durch das Kontaktaufladeelement gut aufgeladen werden.
In dem Fall, dass sich die leitfähigen Feinteilchen nicht in einer ausreichenden Menge bei der Aufladezone des Kontaktaufladeelements dazwischen befinden, können jedoch die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, so dass leicht eine ungenügende Aufladung des Latentbildträgerelements verursacht wird, wodurch Bildflecken hervorgerufen werden.
Da die leitfähigen Feinteilchen, die bestimmt (absichtlich) zu der Kontaktzone befördert werden, die durch Kontakt des Latentbildträgerelements mit dem Kontaktaufladeelement gebildet wird, den engen Kontakt und den Kontaktwiderstand des Kontaktaufladeelements mit dem Latentbildträgerelement aufrechterhalten können, kann außerdem die Direktinjektionsaufladung des Latentbildträgerelements durch das Kontaktaufladeelement gut durchgeführt werden.
Die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die an dem Kontaktaufladeelement angehaftet haben oder diesem beigemischt worden sind, werden nach und nach von dem Kontaktaufladeelement auf das Latentbildträgerelement abgeladen, so dass sie mit der Bewegung der bildtragenden Fläche die Entwicklungszone erreichen, wo als Entwicklungsschritt der Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung durchgeführt wird, d.h. die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen werden dort gesammelt. Desgleichen werden auch die leitfähigen Feinteilchen, die an dem Kontaktaufladeelement angehaftet haben oder diesem beigemischt worden sind, nach und nach von dem Kontaktaufladeelement auf das Latentbildträgerelement abgeladen, so dass sie mit der Bewegung der bildtragenden Fläche die Entwicklungszone erreichen. Das heißt, die leitfähigen Feinteilchen sind zusammen mit den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden, und die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen werden bei dem Entwicklungsschritt gesammelt. In dem Fall, dass bei der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Entwicklungsschritt von einem elektrischen Entwicklungsvorspannungsfeld Gebrauch gemacht wird, werden die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen mit Hilfe des elektrischen Entwicklungsvorspannungsfeldes gesammelt, während die auf dem Latentbildträgerelement befindlichen leitfähigen Feinteilchen nicht leicht gesammelt werden, weil sie leitfähig sind. Die leitfähigen Feinteilchen werden somit zum Teil gesammelt, jedoch haftet der Rest an dem Latentbildträgerelement an und wird darauf getragen, so dass er dort zurückbleibt.
Gemäß Untersuchungen, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung angestellt worden sind, ist gefunden worden, dass das Merkmal, dass die leitfähigen Feinteilchen, die bei dem Entwicklungsschritt nicht leicht gesammelt werden, auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, die Wirkung einer Verbesserung der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen herbeiführt. Im Einzelnen wirken die auf dem Latentbildträgerelement vorhandenen leitfähigen Feinteilchen als Hilfsmittel für eine Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, wodurch die Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Entwicklungsschritt besser gewährleistet wird, so dass Bildfehler wie z.B. positive Geisterbilder und Schleier, die durch eine mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verursacht werden, wirksam verhindert werden können.
In der Vergangenheit ist durch den äußeren Zusatz von leitfähigen Feinteilchen zu Entwicklern meistens eine Steuerung der triboelektrischen Aufladbarkeit eines Toners durch Bewirken des Anhaftens von leitfähigen Feinteilchen an Tonerteilchenoberflächen beabsichtigt worden. Leitfähige Feinteilchen, die von den Tonerteilchen freigesetzt werden oder sich von diesen ablösen, sind als eine Schwierigkeit, die eine Veränderung oder eine Verschlechterung von Entwicklereigenschaften verursacht, angesehen worden. Im Gegensatz dazu bewirkt der Entwickler der vorliegenden Erfindung eine bestimmte (absichtliche) Freisetzung der leitfähigen Feinteilchen von den Tonerteilchenoberflächen. Er unterscheidet sich in dieser Hinsicht von dem äußeren Zusatz von leitfähigen Feinteilchen zu Entwicklern, der herkömmlicherweise eingehend untersucht worden ist. Die leitfähigen Feinteilchen werden nach der Übertragung über die Oberfläche des Latentbildträgerelements zu der Aufladezone, die die Kontaktzone ist, die durch Kontakt des Latentbildträgerelements mit dem Kontaktaufladeelement gebildet wird, befördert, so dass sie sich schließlich bei der Aufladezone dazwischen befinden, wodurch das Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements wirksam verbessert wird, so dass eine stabile, einheitliche und gleichmäßige Aufladung durchgeführt werden kann und verhindert werden kann, dass durch eine mangelhafte Aufladung des Latentbildträgerelements mangelhafte Bilder verursacht werden. Da die leitfähigen Feinteilchen bei dem Entwicklungsschritt auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, wirken die leitfähigen Feinteilchen ferner als Hilfsmittel für eine Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, wodurch bei dem Entwicklungsschritt die Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen besser gewährleistet wird, so dass Bildfehler wie z.B. positive Geisterbilder und Schleier, die durch eine mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zu rückgebliebenen Tonerteilchen verursacht werden, wirksam verhindert werden können.
Bei dem Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können die leitfähigen Feinteilchen, die an Tonerteilchenoberflächen anhaften, so dass sie sich zusammen mit den Tonerteilchen verhalten, weniger zu einer Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements und zu einer Verbesserung des Verhaltens bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung, die der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung als seine Wirkung erzielen kann, beitragen, so dass die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen wegen einer Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens der Tonerteilchen, einer Verschlechterung des Wirkungsgrades der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung und einer Verschlechterung des Übertragungsverhaltens zunehmen kann. Dadurch kann die Schwierigkeit einer Störung der gleichmäßigen Aufladung verursacht werden.
Die leitfähigen Feinteilchen, die in dem Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthalten sind, bewegen sich bei einer Wiederholung der Bilderzeugung über den Aufladeschritt und den Entwicklungsschritt zu der bildtragenden Fläche und werden ferner mit der Bewegung der bildtragenden Fläche über den Übertragungsschritt wieder zu der Aufladezone befördert. Die leitfähigen Feinteilchen werden somit der Aufladezone weiter nacheinander zugeführt. Infolgedessen werden die leitfähigen Feinteilchen der Aufladezone sogar in dem Fall, dass die Menge der leitfähigen Feinteilchen als Folge z.B. ihrer Ablösung bzw. ihres Herunterfallens in der Aufladezone abgenommen hat oder dass sich die Fähigkeit der leitfähigen Feinteilchen zur Förderung eines gleichmäßigen Aufladeverhaltens verschlechtert hat, der Aufladezone weiter nacheinander zugeführt. Folglich kann sogar in dem Fall eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements verhindert werden, dass das (Bilderzeugungs)gerät für eine lange Zeit wiederholt angewendet wird, und eine gute, gleichmäßige Aufladung kann stabil aufrechterhalten werden.
Gemäß Untersuchungen, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung darüber angestellt worden sind, wie der Teilchendurchmesser der leitfähigen Feinteilchen, die dem Entwickler zugesetzt werden, die Wirkung einer Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements und das Verhalten bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung beeinflusst, ist gefunden worden, dass von den leitfähigen Feinteilchen diejenigen, die einen sehr kleinen Teilchendurchmesser (z.B. von etwa 0,1 μm oder darunter) haben, dazu neigen, so fest an Tonerteilchenoberflächen anzuhaften, dass die leitfähigen Feinteilchen bei dem Entwicklungsschritt den Nicht-Bildbereichen auf dem Latentbildträgerelement nicht ausreichend zugeführt werden können. Die leitfähigen Feinteilchen werden auch bei dem Übertragungsschritt nicht von den Tonerteilchenoberflächen freigesetzt. Folglich kann nicht bestimmt (absichtlich) bewirkt werden, dass die leitfähigen Feinteilchen nach der Übertragung auf dem Latentbildträgerelement zurückbleiben, und können sie der Aufladezone nicht bestimmt (absichtlich) zugeführt werden. Die Wirkung einer Verbesserung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements kann somit nicht erzielt werden, und wegen einer Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements können mangelhafte Bilder auftreten, wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden.
Außerdem kann auch bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung die Wirkung einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen nicht erzielt werden, weil die leitfähigen Feinteilchen dem Latentbildträgerelement nicht zugeführt werden können oder weil selbst in dem Fall, dass die leitfähigen Feinteilchen dem Latentbildträgerelement zugeführt worden sind, ihr Teilchendurchmesser zu klein ist. Bildfehler wie z.B. positive Geisterbilder und Schleier, die durch eine mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteil chen verursacht werden, können somit nicht wirksam verhindert werden.
Andererseits besteht die Neigung, dass von den leitfähigen Feinteilchen diejenigen, die einen zu großen Teilchendurchmesser (z.B. von etwa 4 μm oder darüber) haben, wegen ihres großen Teilchendurchmessers schließlich selbst in dem Fall von dem Aufladeelement herunterfallen, dass sie der Aufladezone zugeführt worden sind. Dadurch wird es schwierig gemacht, dass sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Aufladezone weiter stabil und in einer ausreichenden Anzahl von Teilchen dazwischen befinden, und wird die Förderung einer gleichmäßigen Aufladung des Latentbildträgerelements unmöglich gemacht. Da die Anzahl der Teilchen der leitfähigen Feinteilchen je Masseeinheit geringer wird, wird außerdem schließlich der Zusatz einer großen Menge der leitfähigen Feinteilchen zu dem Entwickler unvermeidlich, um zu bewirken, dass sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Aufladezone in einer Anzahl dazwischen befinden, die groß genug ist, um in ausreichendem Maße die Wirkung der Förderung einer gleichmäßigen Aufladung des Latentbildträgerelements zu erzielen (wobei erforderlich ist, dass die Anzahl der Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, die sich bei der Aufladezone dazwischen befinden, groß ist, weil die Wirkung der Förderung einer gleichmäßigen Aufladung des Latentbildträgerelements verstärkt werden kann, indem die Anzahl der Kontaktstellen zwischen dem Latentbildträgerelement und den leitfähigen Feinteilchen bei der Aufladezone erhöht wird). Durch den Zusatz einer zu großen Menge der leitfähigen Feinteilchen werden jedoch die triboelektrische Aufladbarkeit und das Entwicklungsverhalten des Entwicklers als Ganzes verschlechtert, so dass eine Verminderung der Bilddichte und ein Verstreuen von Toner verursacht werden. Da die leitfähigen Feinteilchen einen so großen Teilchendurchmesser haben, kann ferner die Wirkung als Hilfsmittel für eine Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Entwicklungsschritt nicht in ausreichendem Maße erzielt werden. Wenn die Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, zu groß gemacht wird, um die Sammlung der nach der Über tragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu verbessern, können die leitfähigen Feinteilchen wegen ihrer großen Durchmesser den Latentbilderzeugungsschritt beeinträchtigen und können z.B. Bildfehler verursachen, die auf eine Unterbrechung des zur bildmäßigen Belichtung dienenden Lichts zurückzuführen sind.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ihre Untersuchungen von denen über den Teilchendurchmesser der leitfähigen Feinteilchen auf weitere Untersuchungen über die Teilchengrößenverteilung des einen äußeren Zusatzstoff enthaltenden Entwicklers, die direkt das Verhalten von tatsächlichen Entwicklern betrifft, ausgeweitet. Sie haben dann als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen die vorliegende Erfindung gemacht.
Im Einzelnen ist der Entwickler derart aufgebaut, dass er mindestens Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, ein anorganisches Feinpulver, dessen Primärteilchen einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 4 nm bis 80 nm haben, und leitfähige Feinteilchen hat und in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm und 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 70% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm enthält. Dies erlaubt die wirksame Verhinderung einer mangelhaften Aufladung des Latentbildträgerelements durch Kontaktaufladung und erlaubt bei der Direktinjektionsaufladung eine Verbesserung des gleichmäßigen Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements. Ferner kann die Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung verbessert werden und können Bildfehler wie z.B. positive Geisterbilder und Schleier, die durch eine mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verursacht werden, wirksam verhindert werden.
Um das vorstehend Erwähnte ausführlicher zu beschreiben, haftet das anorganische Feinpulver, das der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat und dessen Primärteilchen einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 4 nm bis 80 nm haben, an Tonerteilchenoberflächen an, so dass es sich zusammen mit den Tonerteilchen derart verhält, dass die F1ießfähigkeit des Entwicklers verbessert wird und das triboelektrische Aufladeverhalten der Tonerteilchen gleichmäßig gemacht wird. Somit kann das Übertragungsverhalten der Tonerteilchen verbessert werden, kann bewirkt werden, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen dem Kontaktaufladeelement in einer geringeren Menge beigemischt werden, kann eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements verhindert werden und kann eine Belastung vermindert werden, wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Entwicklungsschritt gesammelt werden.
Dieses anorganische Feinpulver haftet an Tonerteilchenoberflächen an, so dass es sich zusammen mit den Tonerteilchen verhält, und seine Primärteilchen haben einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser mit einem so geringen Wert wie 4 nm bis 80 nm. In dem Zustand, in dem es an Tonerteilchen anhaftet, hat es auch den Teilchendurchmesser von Primärteilchen, und es hat selbst in Form von Agglomeraten einen Teilchendurchmesser von 0,1 μm oder darunter. Es hat infolgedessen im Wesentlichen keinen Einfluss auf die auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm des Entwicklers.
Im Gegensatz dazu leisten die leitfähigen Feinteilchen, die der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat, einen Beitrag dazu, dass in den Entwickler in der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm des Entwicklers 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm aufgenommen werden. Im Einzelnen werden die leitfähigen Feinteilchen, die der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfin dung hat, in Form von Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm verwendet, und solche leitfähigen Feinteilchen werden derart in den Entwickler eingemischt, dass die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem Entwickler in einer Menge enthalten sind, die in dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, wodurch die Wirkung der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann.
Gemäß Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung angestellt haben, ist gefunden worden, dass das Merkmal, dass die leitfähigen Feinteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem Entwickler vorhanden sind, sehr wirksam ist, um eine mangelhafte Aufladung des Latentbildträgerelements, die bei der Kontaktaufladung verursacht wird, wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, zu verhindern, um bei der Direktinjektionsaufladung das gleichmäßige Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements zu verbessern und um bei dem Bilderzeugungsverfahren, bei dem von dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung Gebrauch gemacht wird, wirksam eine mangelhafte Aufladung und eine mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu verhindern. Es ist auch gefunden worden, dass der Teilchendurchmesser der leitfähigen Feinteilchen für die Wirkung der leitfähigen Feinteilchen als Hilfsmittel für eine Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Entwicklungsschritt sehr wichtig ist, dass es einen Teilchendurchmesserbereich der leitfähigen Feinteilchen gibt, der für ihre Wirkung als Hilfsmittel für eine Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen optimal ist und dass der Gehalt [% (auf die Anzahl bezogen)] der leitfähigen Feinteilchen, die insbesondere Teilchendurchmesser im Teilchendurchmesserbereich von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm haben, für die Wirkung als Hilfsmittel für eine Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen sehr wichtig ist.
Die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm können kaum fest an den Tonerteilchenoberflächen anhaften und werden bei dem Entwicklungsschritt bis zu den Nicht-Bildbereichen auf dem Latentbildträgerelement ausreichend zugeführt, wobei sie bei dem Übertragungsschritt wirksam von den Tonerteilchenoberflächen freigesetzt werden und dann nach der Übertragung über die latentbildtragende Fläche mit einem guten Wirkungsgrad der Aufladezone zugeführt werden. Ferner zeigen die vorstehend erwähnten leitfähigen Feinteilchen, die sich bei der Aufladezone in einem gleichmäßig dispergierten bzw. verteilten Zustand befinden können, eine starke Wirkung der Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements und werden bei der Aufladezone stabil zurückgehalten. Folglich kann sogar in dem Fall, dass das Bilderzeugungsgerät für eine lange Zeit wiederholt angewendet wird, eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements verhindert werden, und eine gute, gleichmäßige Aufladung wird stabil aufrechterhalten. Ferner kann sogar in dem Fall, dass das Aufladeelement durch die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen unvermeidlich verunreinigt wird wie bei dem Bilderzeugungsverfahren mit dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung, eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements verhindert werden. Da die leitfähigen Feinteilchen nach der Übertragung der latentbildtragenden Fläche wirksam zugeführt werden können, so dass sie eine besonders ausgezeichnete Wirkung als Hilfsmittel für eine Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zeigen, kann außerdem der Wirkungsgrad der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung verbessert werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist der Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in einer Menge von 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) enthalten sind. Dadurch, dass in dem vorstehend angegebenen Messbereich der Teilchendurchmesser der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem vorstehend angegebenen Bereich eingestellt wird, wird bei dem Aufladeschritt die Erzielung einer Verbesserung des gleichmäßigen Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements erlaubt. Da bewirkt werden kann, dass die leitfähigen Feinteilchen bei der Aufladezone stabil in einer geeigneten Menge vorhanden sind, kann außerdem bei dem nachfolgenden Belichtungsschritt eine mangelhafte Belichtung, die auf das Vorhandensein einer übermäßigen Menge von leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement zurückzuführen ist, verhindert werden.
Wenn die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem Entwickler in einer Menge enthalten sind, die zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann bei der Kontaktaufladung das gleichmäßige Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements nicht ausreichend verbessert werden und kann die Wirkung der wirksamen Verhinderung einer mangelhaften Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung nicht gut erzielt werden. Wenn die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm andererseits in dem Entwickler in einer Menge enthalten sind, die zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, werden die leitfähigen Feinteilchen der Aufladezone in einer übermäßigen Menge zugeführt, so dass leitfähige Feinteilchen, die bei der Aufladezone nicht vollständig zurückgehalten werden, in einem derartigen Maße auf das Latentbildträgerelement abgeladen werden können, dass sie das zur Belichtung dienende Licht unterbrechen, wodurch Bildfehler, die auf mangelhafte Belichtung zurückzuführen sind, verursacht werden, oder dazu neigen, verstreut zu werden, so dass in hohem Maße eine Schwierigkeit wie z.B. eine Verunreinigung im (Bilderzeugungs)gerät verursacht wird.
In dem Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm vorzugsweise in einer Menge von 20% (auf die Anzahl bezogen) bis 50% (auf die Anzahl bezogen) und insbesondere von 20% (auf die Anzahl bezogen) bis 45% (auf die Anzahl bezogen) enthalten sein. Dadurch, dass der Gehalt der vorstehend erwähnten Teilchen in diesem Bereich eingestellt wird, wird bei der Kontaktaufladung eine stärkere Verbesserung des gleichmäßigen Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements herbeigeführt und wird auch eine stärkere Wirkung der wirksamen Verminderung einer mangelhaften Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Bilderzeugungsverfahren mit dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung herbeigeführt. Außerdem kann verhindert werden, dass die leitfähigen Feinteilchen der Aufladezone in einer übermäßigen Menge zugeführt werden, und kann sicherer verhindert werden, dass Bildfehler auftreten, die auf eine mangelhafte Belichtung zurückzuführen sind, die verursacht wird, wenn leitfähige Feinteilchen, die bei der Aufladezone nicht vollständig zurückgehalten werden, in einer großen Menge auf das Latentbildträgerelement abgeladen werden.
Damit in den Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung in der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm des Entwicklers 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm eingemischt werden, können die leitfähigen Feinteilchen derart in den Entwickler eingemischt werden, dass die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem Entwickler in der in dem vorstehend angegebenen Bereich liegenden Menge enthalten sind, wie vorher beschrieben wurde. Die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm des Entwick lers sind jedoch keinesfalls nur auf die vorstehend erwähnten leitfähigen Feinteilchen beschränkt. An ihrer Stelle können auch die Tonerteilchen oder andere Teilchen, die dem Entwickler zuzusetzen sind, enthalten sein.
Die Tonerteilchen, die in dem Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, enthalten sind und die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, können durch bekannte Herstellungsverfahren erhalten werden. Die Menge der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm kann in Abhängigkeit von den Tonerherstellungsverfahren und -herstellungsbedingungen (z.B. von dem mittleren Teilchendurchmesser des Toners und von den Pulverisierbedingungen im Fall seiner Herstellung durch Pulverisieren) verschieden sein. Wenn jedoch in der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm des Entwicklers die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm, die den Tonerteilchen zuzuschreiben sind, in einer Menge von mehr als 10% (auf die Anzahl bezogen) enthalten sind, kann sich die triboelektrische Aufladbarkeit, die die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm haben, stark von der triboelektrischen Aufladbarkeit unterscheiden, die Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser in der Nähe des mittleren Teilchendurchmessers haben. Dies kann zu einer breiten Verteilung der triboelektrischen Ladung führen, so dass eine Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens wahrscheinlich ist.
Das heißt, in der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm des Entwicklers können die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm, die den leitfähigen Feinteilchen zuzuschreiben sind, vorzugsweise in einer Menge von 5% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) enthalten sein.
Der Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist auch dadurch gekennzeichnet, dass in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm in einer Menge von 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 70% (auf die Anzahl bezogen) enthalten sind.
In dem Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung müssen die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm in der angegebenen Menge enthalten sein, damit das elektrostatische Latentbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, zur Erzeugung eines Entwicklerbildes entwickelt wird, wobei dieses Entwicklerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, damit das Entwicklerbild auf dem Übertragungs(bildempfangs)material erzeugt wird. Ferner kann den Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm ein triboelektrisches Aufladeverhalten erteilt werden, das dafür geeignet ist, dass die Teilchen elektrostatisch zu dem elektrostatischen Latentbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, angezogen werden und das elektrostatische Latentbild genau als Entwicklerbild entwickeln.
Teilchen mit einem Teilchendurchmesser, der kleiner als 3,00 μm ist, können eine übermäßige Ladung beibehalten oder durch triboelektrische Aufladung erhaltene elektrische Ladungen übermäßig abschwächen, wodurch es schwierig gemacht wird, den Teilchen ein stabiles triboelektrisches Aufladeverhalten zu erteilen. Folglich besteht die Neigung, dass solche Teilchen in einer großen Menge an Bereichen auf dem Latentbildträgerelement, die kein elektrostatisches Latentbild haben, (entsprechend weißen Hintergrundsbereichen eines Bildes) anhaften, wodurch eine genaue Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes als Entwicklerbild schwierig gemacht wird. Ferner machen es solche Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 3,00 μm schwierig, eine gute Übertragbarkeit auf Übertragungs(bildempfangs)materialien mit einer unebenen Oberfläche (z.B. auf Pa pier, das wegen Fasern eine unebene Oberfläche hat) aufrechtzuerhalten, was zu einer Zunahme der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen führt. Das Latentbildträgerelement kann folglich in einem Zustand, in dem die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in einer großen Menge daran angehaftet haben, zu dem Aufladeschritt gebracht werden. Außerdem können die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in einer großen Menge an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, und folglich kann die Aufladung des Latentbildträgerelements gestört werden, was leicht dazu führt, dass die Wirkung der vorliegenden Erfindung, dass das Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements verbessert wird, weil das Kontaktaufladeelement über die leitfähigen Feinteilchen einen engen Kontakt mit dem Latentbildträgerelement hat, gestört wird. Da die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen einen geringeren Teilchendurchmesser haben, wird ferner die mechanische, die elektrostatische und im Fall von magnetischen Tonern die magnetische Sammlungskraft, die bei dem Entwicklungsschritt auf die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen einwirkt, geringer, wodurch die Haftkraft zwischen den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen und dem Latentbildträgerelement verhältnismäßig stärker wird, so dass sich der Wirkungsgrad der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Entwicklungsschritt verschlechtern kann, wodurch leicht Bildfehler wie z.B. positive Geisterbilder und Schleier, die durch eine mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen hervorgerufen werden, verursacht werden.
Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8,96 μm oder darüber machen es ebenfalls schwierig, den Teilchen eine ausreichend hohe triboelektrische Aufladbarkeit zu erteilen. Die erhaltenen Entwicklerbilder zeigen im Allgemeinen eine um so niedrigere Auflösung, je größer der Teilchendurchmesser der Entwickler ist. Bei dem Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in den die leitfähigen Feinteilchen derart eingemischt worden sind, dass Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem Entwickler in der Menge, die in dem angegebenen Bereich liegt, enthalten sind, enthält der Entwickler die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen jedoch in einer so großen Menge, dass die triboelektrische Ladungsmenge von Tonerteilchen mit einem besonders großen Teilchendurchmesser stärker zu einer Verminderung neigt. Es ist somit schwierig, den Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8,96 μm oder darüber eine triboelektrische Aufladbarkeit zu erteilen, die für eine genaue Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes als Entwicklerbild hoch genug ist, wodurch die Erzielung von Entwicklerbildern mit einer guten Auflösung schwieriger gemacht wird.
Infolgedessen sind die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm in der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm in einer Menge enthalten, die in dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, so dass Tonerteilchen, denen ein triboelektrisches Aufladeverhalten erteilt worden ist, das sich für eine genaue Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes als Entwicklerbild eignet, sichergestellt werden können. Durch Verwendung des Entwicklers im Rahmen der vorliegenden Erfindung, in den die leitfähigen Feinteilchen derart eingemischt worden sind, dass auch die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem Entwickler in einer Menge enthalten sind, die in dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, können somit Bilder erhalten werden, die eine hohe Bilddichte und eine ausgezeichnete Auflösung zeigen.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm in dem Entwickler in einer Menge enthalten sind, die zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es schwierig, Tonerteilchen sicherzustellen, denen ein triboelektrisches Aufladeverhalten erteilt worden ist, das sich für eine genaue Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes als Entwicklerbild eignet. Die erhaltenen Bilder können folglich viel Schleier, eine niedrige Bilddichte oder eine niedrige Auflösung zeigen.
Wenn in dem Entwickler andererseits die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm in einer Menge enthalten sind, die zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es schwierig, den Gehalt der vorstehend beschriebenen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem Bereich einzustellen, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschrieben ist. Ferner wird sogar in dem Fall, dass der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem Bereich liegt, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschrieben ist, die Menge der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm im Vergleich zu der Menge der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm verhältnismäßig knapp. Das gleichmäßige Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements bei der Kontaktaufladung kann somit nicht gut verbessert werden, und die Wirkung der wirksamen Verhinderung einer mangelhaften Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung kann nicht gut erzielt werden.
In der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm des Entwicklers im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm vorzugsweise in einer Menge von 20% (auf die Anzahl bezogen) bis 65% (auf die Anzahl bezogen) und insbesondere von 25% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) enthalten sein. Dadurch, dass der Gehalt der vorstehend erwähnten Teilchen in diesem Bereich eingestellt wird, wird bei der Kontaktaufladung eine stärkere Verbesserung des gleichmäßigen Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements herbeigeführt und wird auch eine stärkere Wirkung der wirksamen Verminderung einer mangelhaften Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Bilderzeugungsverfahren mit dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung herbeigeführt, wodurch es auch möglich gemacht wird, Bilder zu erhalten, die eine hohe Bilddichte, weniger Schleier und eine ausgezeichnete Auflösung zeigen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, enthält der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm zur Sicherstellung der Tonerteilchen, denen ein triboelektrisches Aufladeverhalten erteilt worden ist, das sich für eine genaue Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes als Entwicklerbild eignet, und zur Erzielung von Bildern, die eine hohe Bilddichte, weniger Schleier und eine ausgezeichnete Auflösung zeigen, 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 70% (auf die Anzahl bezogen) der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm. Die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm, die in dem Entwickler enthalten sind, können infolgedessen vorzugsweise den Tonerteilchen zuzuschreiben sein. Die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm in der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm des Entwicklers sind jedoch keinesfalls nur auf die Tonerteilchen beschränkt. An ihrer Stelle können auch die leitfähigen Feinteilchen oder andere Teilchen, die dem Entwickler zuzusetzen sind, enthalten sein.
Der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm vorzugsweise 0% (auf die Anzahl bezogen) bis 20% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8,96 μm oder darüber enthalten.
Wie vorher beschrieben wurde, enthält bei dem Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, in den die leitfähigen Feinteilchen derart eingemischt worden sind, dass Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm in dem Entwickler in der Menge, die in dem im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschriebenen Bereich liegt, enthalten sind, der Entwickler die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen in einer so großen Menge, dass es schwierig ist, den Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8,96 μm oder darüber eine triboelektrische Aufladbarkeit zu erteilen, die für eine genaue Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes als Entwicklerbild hoch genug ist. Wenn solche Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8,96 μm oder darüber in dem vorstehend erwähnten Messbereich der Teilchendurchmesser in dem Entwickler in einer Menge enthalten sind, die zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es schwierig, dem Entwickler als Ganzem eine triboelektrische Aufladbarkeit zu erteilen, die für eine genaue Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes als Entwicklerbild hoch genug ist. Infolgedessen besteht die Neigung, dass die erhaltenen Bilder eine niedrige Auflösung zeigen.
Es besteht auch die Neigung, dass die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8,96 μm oder darüber an Tonerteilchenoberflächen örtlich eine hohe triboelektrische Aufladbarkeit aufrechterhalten. Wenn die leitfähigen Feinteilchen an solchen Bereichen anhaften, können sich die leitfähigen Feinteilchen zusammen mit den Tonerteilchen verhalten, ohne schließlich von den Tonerteilchen freigesetzt zu werden, so dass die Neigung besteht, dass die Menge der leitfähigen Feinteilchen, die nach der Übertragung dem Latentbildträgerelement zuzuführen sind, abnimmt.
Die Wirkung der Förderung einer Aufladung des Latentbildträgerelements, die den leitfähigen Feinteilchen zuzuschreiben ist, die sich bei der Aufladezone dazwischen befinden, kann folglich in einigen Fällen nicht ausreichend erzielt werden. Da die Neigung besteht, dass die Menge der leitfähigen Feinteilchen, die nach der Übertragung dem Latentbildträgerelement zuzuführen sind, abnimmt, kann ferner in einigen Fällen die Wirkung einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen nicht erzielt werden.
Wenn Tonerteilchen, die einen so großen Teilchendurchmesser haben, als nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen zu der Aufladezone befördert werden, kann außerdem der Kontakt zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement beeinträchtigt werden, so dass leicht eine mangelhafte Aufladung des Latentbildträgerelements verursacht wird. Das heißt, die Wirkung der vorliegenden Erfindung, dass das gleichmäßige Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements verbessert wird, weil das Kontaktaufladeelement über die leitfähigen Feinteilchen einen engen Kontakt mit dem Latentbildträgerelement hat, kann in einigen Fällen nicht erzielt werden. Wenn ferner der Versuch gemacht wird, bei dem Entwicklungsschritt nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen, die einen großen Teilchendurchmesser haben, zu sammeln, werden solche nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die einen großen Teilchendurchmesser haben, nicht gesammelt, so dass sie Bildfehler verursachen oder bei dem Latentbilderzeugungsschritt zur Belichtung dienendes Licht unterbrechen können, wodurch in einigen Fällen Bildfehler verursacht werden.
Infolgedessen kann der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm vorzugsweise 0% (auf die Anzahl bezogen) bis 10% (auf die Anzahl bezogen) und insbesondere 0% (auf die Anzahl bezogen) bis 7% (auf die Anzahl bezogen) der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8,96 μm oder darüber enthalten. Dadurch, dass der Gehalt der vorstehend erwähnten Teilchen in diesem Bereich eingestellt wird, wird die Erzeugung von Bildern mit höherer Bilddichte, weniger Schleier und ausgezeichneter Auflösung erlaubt. Dies ist auch vorteilhafter, um aufgrund des engen Kontakts des Kontaktaufladeelements mit dem Latentbildträgerelement über die leitfähigen Feinteilchen das gleichmäßige Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements zu verbessern, und ist vorteilhaft, um eine mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei der Entwicklung und Bildfehler, die auf eine Unterbrechung von zur Belichtung dienendem Licht bei dem Latentbilderzeugungsschritt zurückzuführen sind, zu verhindern.
Der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch vorzugsweise die Beziehung "A > B" erfüllen, wobei in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm durch A% (auf die Anzahl bezogen) wiedergegeben wird und der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm durch B% (auf die Anzahl bezogen) wiedergegeben wird. Er kann insbesondere die Beziehung "A > 2B" erfüllen.
Im Einzelnen kann B% (auf die Anzahl bezogen), der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm, vorzugsweise kleiner sein als A% (auf die Anzahl bezogen), der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm. Wenn die auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm des Entwicklers im Rahmen der vorliegenden Erfindung die vorstehend angegebene Beziehung erfüllt, können sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Aufladezone in einem gleichmäßig dispergierten bzw. verteilten Zustand dazwischen befinden und kann ein gutes, gleichmäßiges Aufladeverhalten erzielt werden.
Wenn A und B nicht die Beziehung "A > B" erfüllen, kann sich die gleichmäßige Dispersion bzw. Verteilung der leitfähigen Feinteilchen, die sich bei der Aufladezone dazwischen befinden, verschlechtern oder können die leitfähigen Feinteilchen schlecht auf dem Kontaktaufladeelement zurückgehalten werden, so dass wahrscheinlich ist, dass die Wirkung des Gleichmäßigmachens der Aufladung des Latentbildträgerelements abnimmt. Ferner können die leitfähigen Feinteilchen der Aufladezone schlecht zugeführt werden, so dass als Folge einer wiederholten Anwendung für eine lange Zeit die Wirkung einer Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements abnehmen kann und die Neigung besteht, dass das Latentbildträgerelement instabil aufgeladen wird. Wenn die Beziehung "A > B" nicht erfüllt ist, werden ferner die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm, die eine verhältnismäßig schlechte Übertragbarkeit zeigen, der Aufladezone in einer größeren Menge zugeführt und dort zurückgehalten. Die Zurückhaltung der leitfähigen Feinteilchen bei der Aufladezone kann sich somit verhältnismäßig verschlechtern, und die gleichmäßige Aufladung des Latentbildträgerelements kann während einer wiederholten Anwendung des Bilderzeugungsverfahrens für eine lange Zeit gestört werden. Ferner kann die Menge der Feinteilchen der Tonerteilchen in den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zunehmen, und dadurch kann der Wirkungsgrad der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen vermindert werden, so dass leicht positive Geisterbilder und Schleier verursacht werden.
Leitfähige Feinteilchen von den Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm sind nämlich in Bezug auf die Wirkung einer Förderung der Aufladung, die erzielbar ist, weil sich die leitfähige Feinteilchen bei der Aufladezone dazwischen befinden, viel schlechter als die leitfähigen Feinteilchen mit einem Teilchendurchmesser im Teilchendurchmesserbereich von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm. Die ersteren sind auch in Bezug auf die Wirkung einer Verbesserung der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei der Entwicklung schlechter als die letzteren. Tonerteilchen von den Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm haben ein instabiles triboelektrisches Aufladeverhalten und verursachen deshalb leicht Schleier und zeigen auch ein schlechtes Übertragungsverhalten. Daraus folgt somit, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen der Aufladezone in einer größeren Menge zugeführt werden, so dass eine Störung der gleichmäßigen Aufladung des Latentbildträgerelements wahrscheinlich ist. Da ferner die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zunehmen kann und die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen eine instabile triboelektrische Aufladbarkeit ha ben, besteht die Neigung, dass der Wirkungsgrad der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei der Entwicklung abnimmt. Der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser im Teilchendurchmesserbereich von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm kann infolgedessen vorzugsweise gering sein. Im Einzelnen können die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser im Teilchendurchmesserbereich von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm in der gesamten Teilchengrößenverteilung des Entwicklers vorzugsweise in einem geringen Anteil enthalten sein.
Unter diesen Gesichtspunkten kann A% (auf die Anzahl bezogen), der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm, vorzugsweise größer sein als B% (auf die Anzahl bezogen), der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm. A% (auf die Anzahl bezogen), der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm, kann insbesondere mehr als zweimal so groß sein wie B% (auf die Anzahl bezogen), der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm.
Wenn der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm durch C% (auf die Anzahl bezogen) wiedergegeben wird, kann dieses C% (auf die Anzahl bezogen) vorzugsweise mehr als zweimal so groß und insbesondere mehr als dreimal so groß sein wie B% (auf die Anzahl bezogen), der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm.
In der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm kann B% (auf die Anzahl bezogen), der Gehalt der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 2,00 μm bis weniger als 3,00 μm, vorzugsweise 20% (auf die Anzahl bezogen) oder weniger, insbesondere 10% oder weniger und vor allem 5% oder weniger betragen.
Der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch vorzugsweise in der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm einen durch die folgende Formel wiedergegebenen Variationskoeffizienten K_n der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm haben, der vorzugsweise 5 bis 40 beträgt:
Variationskoeffizient K_n der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung = (S_n/D₁) × 100,
worin S_n die Standardabweichung der auf die Anzahl bezogenen Verteilung im Teilchendurchmesserbereich von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm bezeichnet und D₁ den anzahlgemittelten Durchmesser (μm) eines äquivalenten Kreises im Teilchendurchmesserbereich von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm bezeichnet.
Durch Einstellung des Variationskoeffizienten K_n auf 5 bis 40 kann ein gleichmäßiges Mischverhalten der Tonerteilchen und der leitfähigen Feinteilchen erzielt werden und können die leitfähigen Feinteilchen dem Latentbildträgerelement gleichmäßiger zugeführt werden. Dies erlaubt eine stärkere Verbesserung der Wirkung des Gleichmäßmachens der Aufladung des Latentbildträgerelements. Ferner kann die Ladungsmengenverteilung der Tonerteilchen scharf gemacht werden, und die Menge der Tonerteilchen und der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, durch die Schleier verursacht wird, kann vermindert werden, so dass eine Störung der Aufladung des Latentbildträgerelements stabiler verhindert werden kann. Des weiteren können die nach dar Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Entwicklungsschritt stabiler gesammelt werden, so dass das Auftreten von Bildfehlern, die durch mangelhafte Sammlung verursacht werden, mit höherer Sicherheit verhindert werden kann. Um die Ladungsmengenverteilung der Tonerteilchen schärfer zu machen, kann der Variationskoeffizient K_n insbesondere 5 bis 30 betragen.
Der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch vorzugsweise einen aus der auf das Volumen bezogenen Teilchen größenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm ermittelten massegemittelten Teilchendurchmesser (D_n) von 4 μm bis 10 μm haben und kann vorzugsweise einen durch die folgende Gleichung wiedergegebenen Variationskoeffizienten K_v der auf das Volumen bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm haben, der vorzugsweise 10 bis 30 beträgt: Variationskoeffizient Kv der auf das Volumen bezogenen Teilchengrößenverteilung = (Sv/D4) × 100,worin S_v die Standardabweichung der auf das Volumen bezogenen Verteilung im Teilchendurchmesserbereich von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm bezeichnet und D₄ den auf das Volumen bezogenen volumengemittelten Teilchendurchmesser (μm) im Teilchendurchmesserbereich von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm bezeichnet.
Wenn der Variationskoeffizient K_v der auf das Volumen bezogenen Teilchengrößenverteilung 10 bis 30 beträgt, kann die Ladungsmengenverteilung der Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm des Entwicklers scharf gemacht werden und kann die Menge der Tonerteilchen und der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, durch die Schleier verursacht wird, vermindert werden, so dass eine Störung der Aufladung des Latentbildträgerelements stabiler verhindert werden kann. Ferner kann der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung verbessert werden, so dass Bildfehler, die durch mangelhafte Sammlung verursacht werden, wirksam verhindert werden können. Der Variationskoeffizient K_v kann infolgedessen vorzugsweise 10 bis 25 betragen.
Wenn der Variationskoeffizient K_n oder K_v zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, können die Tonerteilchen nicht leicht hergestellt werden. Wenn der Variationskoeffizient K_n oder K_v zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann ein gleichmäßiges Mischverhalten der Tonerteilchen, des anorganischen Feinpulvers und der leitfähigen Feinteilchen nicht leicht erhalten werden und kann die Wirkung einer Förderung der stabilen Aufladung des Latentbildträgerelements nicht leicht erzielt werden. Ferner kann der Entwickler als Ganzes schließlich eine breite Ladungsmengenverteilung haben, so dass wegen einer Verminderung der Bilddichte und einer Zunahme von Schleier eine Verschlechterung der Bildqualität verursacht wird. Außerdem kann die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zunehmen, so dass die Aufladung gestört wird, und der prozentuale Anteil, in dem die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung gesammelt werden, kann abnehmen.
Der Variationskoeffizient K_v kann auf 15 bis 30 eingestellt werden, wodurch die Ladungsmengenverteilung der Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm des Entwicklers schärfer gemacht werden kann und die Menge der Tonerteilchen und der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, durch die Schleier verursacht wird, stärker vermindert werden kann, so dass eine Störung der Aufladung des Latentbildträgerelements noch stabiler verhindert werden kann. Ferner kann der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung stärker verbessert werden, so dass Bildfehler, die durch mangelhafte Sammlung verursacht werden, wirksamer verhindert werden können. Ferner kann der Variationskoeffizient K_v insbesondere 15 bis 25 betragen.
Der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ferner vorzugsweise eine aus dem folgenden Ausdruck ermittelte Zirkularität (mittlere Zirkularität) von weniger als 0,970 haben: Zirkularität a = L0/Lworin L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der dieselbe Fläche hat wie ein projiziertes Teilchenbild, und L die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes bezeichnet.
Wenn der Entwickler eine mittlere Zirkularität von 0,970 oder mehr hat, kann der äußere Zusatzstoff nicht leicht an den To nerteilchenoberflächen gehalten werden, so dass die Aufladung schließlich ungleichmäßig werden kann, wodurch leicht Schleier verursacht wird. Ferner kann ein äußerer Zusatzstoff schließlich wegen des Rührens des Entwicklers und wegen eines Temperaturanstiegs während des Betriebes in den Tonerteilchenoberflächen eingebettet werden, so dass die Tonerteilchenoberflächen stark verschlechtert werden, wodurch Probleme in Bezug auf das Betriebsverhalten usw. herbeigeführt werden.
Der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise im Teilchendurchmesserbereich von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm eine aus der folgenden Formel ermittelte Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von 0,045 oder weniger haben: Standardabweichung SD = {Σ(ai – am)2/n}1/2 worin a_i die Zirkularität jedes Teilchens mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm bezeichnet, a_m die mittlere Zirkularität von Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm bezeichnet und n die Anzahl aller Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 15,04 μm bezeichnet.
Wenn der Entwickler eine Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von 0,045 oder weniger hat, kann das Freisetzungsverhalten der leitfähigen Feinteilchen von den Tonerteilchen stabil sein, und die leitfähigen Feinteilchen können dem Latentbildträgerelement stabiler zugeführt werden. Infolgedessen kann eine Störung der Aufladung des Latentbildträgerelements stabiler verhindert werden, und der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Durchführung von Entwicklung und Reinigung (d.h. bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung) kann stabiler sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung, sind Teilchendurchmesser, Teilchengrößenverteilung und Zirkularitätsverteilung des Entwicklers Werte, die unter Anwendung der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung und der Zirkularitätsverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm ermittelt werden, wobei als "Teilchendurchmesser" der mit einem Durchfluss-Teilchenbildanalysator FPIA-1006 (hergestellt durch Toa Iyou Denshi K. K.) gemessene Durchmesser eines äquivalenten Kreises definiert ist.
Die Messung mit dem Durchfluss-Teilchenbildanalysator erfolgt in der folgenden Weise: 10 ml Wasser, aus dem Feinstaub durch ein Filter entfernt worden ist und das in 10^–3 cm³ infolgedessen 20 oder weniger Teilchen, die in dem Messbereich liegen, (z.B. Teilchen, bei denen die Durchmesser äquivalenter Kreises im Bereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm liegen) enthält, werden wenige Tropfen eines verdünnten Tensids (vorzugsweise eines durch Verdünnung eines Alkylbenzolsulfonats mit Wasser, aus dem Feinstaub entfernt worden ist, auf etwa 1/10 hergestellten Tensids) zugesetzt. Der erhaltenen Dispersion wird eine Messprobe in einer geeigneten Menge (z.B. 0,5 bis 20 mg) zugesetzt und 3 Minuten lang mit einem Ultraschall-Homogenisator (Ausgangsleistung: 50 W; Stufenscheibe mit einem Durchmesser von 6 mm) dispergiert, und die Teilchenkonzentration der Messprobe wird auf 7000 bis 10.000 Teilchen/10^–3 cm³ (in Bezug auf Teilchen, bei denen die Durchmesser äquivalenter Kreise im Messbereich liegen) eingestellt, um eine Probendispersion herzustellen. Unter Verwendung dieser Probendispersion werden die Teilchengrößenverteilung und die Zirkularitätsverteilung von Teilchen, bei denen die Durchmesser äquivalenter Kreise im Bereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm liegen, gemessen.
Eine Zusammenfassung der Messung ist in einem Prospekt von FPIA-1000 (Ausgabe vom Juni 1995, herausgegeben von Toa Iyou Denshi K. K.), in einer Betriebsanleitung des Messgeräts sowie in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 8-136439 beschrieben und ist wie folgt:
Man lässt die Probendispersion durch (sich entlang der Durchflussrichtung erstreckende) Kanäle einer flachen, lichtdurchlässigen Durchflusszelle (Dicke: etwa 200 μm) hindurchfließen. Ein Stroboskop und eine CCD-Kamera (Kamera mit ladungsgekoppel tem Speicher) sind an Stellen, die einander in Bezug auf die Durchflusszelle gegenüberliegen, angebracht, so dass ein Lichtweg gebildet wird, der sich quer zu der Dicke der Durchflusszelle erstreckt. Während des Durchflusses der Probendispersion wird die Dispersion durch das Stroboskop in Abständen von 1/30 s mit Lichtblitzen bestrahlt, um Bilder der durch die Zelle hindurchfließenden Teilchen zu erhalten, so dass von jedem Teilchen eine Aufnahme in Form eines zweidimensionalen Bildes, das parallel zu der Durchflusszelle eine bestimmte Ausdehnung hat, gemacht wird. Aus der Fläche des zweidimensionalen Bildes von jedem Teilchen wird der Durchmesser eines Kreises, der dieselbe Fläche wie diese Fläche des zweidimensionalen Bildes hat, als Durchmesser eines äquivalenten Kreises berechnet.
Die Umfangslänge jedes Teilchens wird aus dem zweidimensionalen Bild jedes Teilchens ermittelt, und ihr Verhältnis zu der Umfangslänge eines Kreises, der dieselbe Fläche wie die Fläche des zweidimensionalen Bildes hat, wird berechnet, um die Zirkularitätsverteilung zu ermitteln.
Die Ergebnisse (Häufigkeit (%) und Summenhäufigkeit (%) von Teilchengrößenverteilung und Zirkularitätsverteilung] können durch Einteilung des Bereichs von 0,60 μm bis 400 μm in 226 Kanäle (für eine Oktave in 30 Kanäle eingeteilt) erhalten werden, wie es in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt ist. Bei der tatsächlichen Messung werden Teilchen gemessen, bei denen die Durchmesser äquivalenter Kreise im Bereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm liegen.
In der folgenden Tabelle 1 gehört die Zahl, die in jedem Teilchendurchmesserbereich die Obergrenze bildet, selbst nicht zu diesem Bereich, was bedeutet, dass dieser Zahl "weniger als" voranzustellen ist.
Tabelle 1
Bei dem Messgerät "FPIA-1000", das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, wird von einem Berechnungsverfahren Gebrauch gemacht, bei dem die Zirkularität jedes Teilchens berechnet wird und danach bei der Berechnung der mittleren Zirkularität die Teilchen in 61 Gruppen mit einer Zirkularität im Bereich von 0,40 bis 1,00 eingeteilt werden und dementsprechend die mittlere Zirkularität unter Anwendung der mittleren Werte der Zirkularität und der Häufigkeiten der Teilchen der so eingeteilten Gruppen berechnet wird. Zwischen den Werten der mittleren Zirkularität, die durch dieses Berechnungsverfahren berechnet wird, und der mittleren Zirkularität, die durch das arithmetische Mittel der Zirkularität jedes Teilchens berechnet wird, ist jedoch nur ein sehr geringer zufälliger Fehler vorhanden, dessen Höhe im wesentlichen zu vernachlässigen ist. Infolgedessen kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung aus Gründen der Datenverarbeitung, z.B. zur Verkürzung der Rechenzeit und zur Vereinfachung der Operatoren- bzw. Rechengleichung für die Berechnung, so ein Berechnungsverfahren angewendet werden.
Der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, die Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 μm haben, in einer Anzahl von 5 Teilchen bis 500 Teilchen je 100 Tonerteilchen enthalten. Es besteht die Neigung, dass sich die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, die Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 μm haben, derart verhalten, dass sie von den Tonerteilchen freigesetzt werden und gleichmäßig an dem Kontaktaufladeelement anhaften und darauf stabil zurückgehalten werden. Wenn der Entwickler die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, die Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 μm haben, in einer Anzahl von 5 Teilchen bis 500 Teilchen je 100 Tonerteilchen enthält, wird folglich die Zuführung der leitfähigen Feinteilchen zu dem Latentbildträgerelement bei dem Entwicklungsschritt und dem Übertragungsschritt stärker gefördert und kann das Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements stabiler gleichmäßig gemacht werden. Wenn der Entwickler die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, die Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 μm haben, in einer Anzahl von 5 Teilchen bis 500 Teilchen je 100 Tonerteilchen ent hält, kann der Wirkungsgrad der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung stabiler sein.
Wenn in dem Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, die Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 μm haben, in einer Anzahl von weniger als 5 Teilchen je 100 Tonerteilchen enthalten sind, ist es schwierig, die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm, die den leitfähigen Feinteilchen zuzuschreiben sind, in einem Gehalt von von 5% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) einzumischen. In einigen Fällen nehmen die Wirkungen der vorliegenden Erfindung, z.B. die Wirkung der Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements, die der Einmischung von 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) der vorstehend erwähnten Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm zuzuschreiben ist, und die Wirkung der Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung stark ab.
Wenn andererseits in dem Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, die Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 μm haben, in einer Anzahl von bedeutend mehr als 500 Teilchen je 100 Tonerteilchen enthalten sind, ist das Verhältnis solcher Teilchen zu den Tonerteilchen so groß, dass die triboelektrische Aufladung der Tonerteilchen gestört werden kann, wodurch sich das Entwicklungsverhalten und das Übertragungsverhalten des Entwicklers verschlechtern, so dass leicht eine Verminderung der Bilddichte, eine Zunahme von Schleier, eine auf eine Zunahme von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführende Verschlechterung des gleichmäßigen Aufladeverhaltens und eine mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung verursacht werden.
Unter den vorstehend erwähnten Gesichtspunkten kann der Entwickler die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, die Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 μm haben, vorzugsweise in einer Anzahl von 5 Teilchen bis 300 Teilchen und insbesondere von 10 Teilchen bis 200 Teilchen je 100 Tonerteilchen enthalten.
Die Anzahl der Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, die Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 μm haben, je 100 Tonerteilchen in dem Entwickler ist ein Wert, der durch eine in der folgenden Weise durchgeführte Messung ermittelt wird. Das heißt, es ist ein Wert, der erhalten wird, indem i) eine mit einem Rasterelektronenmikroskop erhaltene vergrößerte Aufnahme des Entwicklers mit einer weiteren Aufnahme des Entwicklers verglichen wird, auf der in den leitfähigen Feinteilchen enthaltene Elemente abgebildet sind, wobei die weitere Aufnahme mit einem an dem Rasterelektronenmikroskop angebrachten Elementaranalysator wie z.B. einem ESMA-Gerät (Elektronenmikrosonde bzw. Röntgenmikroanalysator) erhalten wird, ii) leitfähige Feinteilchen, die je 100 Tonerteilchen in einem derartigen Zustand vorhanden sind, dass sie an Tonerteilchenoberflächen anhaften oder von diesen freigesetzt sind, gekennzeichnet werden und iii) von den so gekennzeichneten leitfähigen Feinteilchen die Anzahl der Teilchen der leitfähigen Feinteilchen, bei denen die Durchmesser äquivalenter Kreise im Bereich von 0,1 μm bis 10 μm liegen, ermittelt wird, wobei diese Anzahl mit einem Bildverarbeitungsgerät ermittelt wird (wobei z.B. 3000- bis 10.000-fach vergrößerte Bilddaten aus einem Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop FE-SEMS-800, hergestellt durch Hitachi Ltd., durch eine Schnittstelle z.B. in einen Bildanalysator LUZEX-III, hergestellt durch Nireko Co., eingeführt werden, um eine Analyse durchzuführen).
In dem Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können die leitfähigen Feinteilchen vorzugsweise in einem Gehalt von 0,1 Masse% bis 10 Masse% des gesamten Entwicklers vorhanden sein. Dadurch, dass der Gehalt der leitfähigen Feinteilchen in dem vorstehend angegebenen Bereich eingestellt wird, wird es möglich gemacht, dass die leitfähigen Feinteilchen der Aufladezone in einer für die Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements geeigneten Menge zugeführt werden und die leitfähigen Feinteilchen dem Latentbildträgerelement in einer für eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung notwendigen Menge zugeführt werden.
Wenn die leitfähigen Feinteilchen des Entwicklers in einer Menge enthalten sind, die zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es wahrscheinlich, dass die Menge der leitfähigen Feinteilchen, die der Aufladezone zugeführt werden, ungenügend wird, so dass die Wirkung einer Förderung der stabilen Aufladung des Latentbildträgerelements nicht leicht erzielt werden kann. In diesem Fall ist es auch bei dem Bilderzeugungsverfahren, bei dem von der Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung Gebrauch gemacht wird, wahrscheinlich, dass die Menge der leitfähigen Feinteilchen, die während der Entwicklung zusammen mit den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, ungenügend wird und in einigen Fällen der Wirkungsgrad der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen nicht ausreichend verbessert wird.
Wenn die leitfähigen Feinteilchen des Entwicklers andererseits in einer Menge enthalten sind, die zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, besteht die Neigung, dass die leitfähigen Feinteilchen der Aufladezone in einer übermäßigen Menge zugeführt werden, so dass leitfähige Feinteilchen, die bei der Aufladezone nicht vollständig zurückgehalten werden, in einer groben Menge auf das Latentbildträgerelement abgeladen werden können, so dass leicht eine fehlerhafte Belichtung verursacht wird. Dadurch kann auch das triboelektrische Aufladeverhalten der Tonerteilchen verschlechtert oder gestört werden oder kann eine Verminderung der Bilddichte oder eine Zunahme von Schleier verursacht werden.
Unter diesem Gesichtspunkt können die leitfähigen Feinteilchen in dem Entwickler vorzugsweise in einer Menge von 0,1 Masse% bis 10 Masse% und insbesondere von 0,2 Masse% bis 5 Masse% enthalten sein.
Die leitfähigen Feinteilchen können auch vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 10⁹ Ω·cm oder darunter haben, damit dem Entwickler die Wirkung einer Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements und die Wirkung einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen erteilt werden. Wenn die leitfähigen Feinteilchen einen spezifischen Widerstand haben, der zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann die Wirkung einer Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements zur Erzielung eines guten und gleichmäßigen Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements sogar in dem Fall gering sein, dass bewirkt wird, dass sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement oder bei dem Aufladebereich in deren Nähe dazwischen befinden, und dass über die leitfähigen Feinteilchen ein enger Kontakt des Kontaktaufladeelements mit dem Latentbildträgerelement aufrechterhalten wird. Auch bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung besteht die Neigung, dass die leitfähigen Feinteilchen elektrische Ladungen mit derselben Polarität wie die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen haben. Wenn die elektrischen Ladungen der leitfähigen Feinteilchen unter derselben Polarität wie bei den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen hoch werden, kann sich die Wirkung einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen stark verschlechtern.
Um die Wirkung einer Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements, die den leitfähigen Feinteilchen zuzuschreiben ist, zu erzielen und stabil ein gutes und gleichmäßiges Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements zu erhalten, können die leitfähigen Feinteilchen vorzugsweise einen spezifischen Widerstand haben, der niedriger ist als der spezifische Wider stand des Kontaktaufladeelements an seinem Oberflächenbereich oder an der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement, und sie können insbesondere eine spezifischen Widerstand haben, der 1/100 oder weniger des spezifischen Widerstandes dieses Kontaktaufladeelements beträgt.
Die leitfähigen Feinteilchen können ferner einen spezifischen Widerstand von 10⁶ Ω·cm oder weniger haben. Dies ist vorzuziehen, damit das Latentbildträgerelement besser gleichmäßig aufgeladen wird und einer auf nach der Übertragung zurückgebliebene isolierende Tonerteilchen, die an dem Kontaktaufladeelement angehaftet haben oder diesem beigemischt worden sind, zurückzuführenden Störung der Aufladung widersteht, und auch damit die Wirkung einer Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung stabiler erzielt wird. Die leitfähigen Feinteilchen können insbesondere einen spezifischen Widerstand von 10⁰ Ω·cm bis 10⁵ Ω·cm haben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der spezifische Widerstand der leitfähigen Feinteilchen durch das Tablettenverfahren gemessen werden, wobei die Messwerte zu seiner Ermittlung normiert werden. Im Einzelnen werden etwa 0,5 g einer Pulverprobe in einen Hohlzylinder mit einer Bodenfläche von 2,26 cm² eingebracht. Dann wird zwischen einer oberen und einer unteren Elektrode, die sich an der Oberseite bzw. an der Unterseite der Pulverprobe befinden, ein Druck von 147 N (15 kg) ausgeübt, und gleichzeitig wird daran eine Spannung von 100 V angelegt, um den Widerstandswert zu messen. Danach werden die Messwerte zur Berechnung des spezifischen Widerstandes normiert.
Die leitfähigen Feinteilchen können auch lichtdurchlässige, weiße oder blass gefärbte leitfähige Feinteilchen sein. Dies ist vorzuziehen, weil die leitfähigen Feinteilchen, die auf Übertragungs(bildempfangs)materialien übertragen werden, in diesem Fall nicht als Schleier wahrnehmbar sind. Die leitfähigen Feinteilchen können auch im Hinblick auf eine Verhinderung der Störung von zur Belichtung dienendem Licht durch die Fein teilchen bei dem Latentbilderzeugungsschritt vorzugsweise lichtdurchlässige, weiße oder blass gefärbte leitfähige Feinteilchen sein. Die leitfähigen Feinteilchen können ferner für zur bildmäßigen Belichtung dienendes Licht, mit dem das elektrostatishe Latentbild erzeugt wird, vorzugsweise einen Durchlassgrad von 30% oder mehr zeigen. Dieser Durchlassgrad kann insbesondere 35% oder mehr betragen.
Ein Beispiel für die Art der Messung des Lichtdurchlassgrades der leitfähigen Feinteilchen ist nachstehend angegeben. Der Durchlassgrad wird in einem Zustand gemessen, in dem die leitfähigen Feinteilchen in Form einer Ein-Teilchen-Schicht auf eine Klebstoffschicht einer lichtdurchlässigen Folie, die an einer Seite die Klebstoffschicht hat, aufgeklebt worden sind. Das Licht trifft senkrecht zu der Folie auf die Folie auf. Das Licht, das durch die Folie bis zu ihrer Rückseite hindurchgegangen ist, wird gesammelt, um die Lichtmenge zu messen. Der Lichtdurchlassgrad wird in Bezug auf die Netto-Lichtmenge auf Basis der Lichtmengendifferenz zwischen dem Fall, dass die Folie allein angewendet wird, und dem Fall, dass die leitfähigen Feinteilchen darauf aufgklebt worden sind, berechnet. Der Lichtdurchlassgrad kann praktisch mit einem Durchlichtdensitometer 310T, hergestellt durch X-Rite Co., gemessen werden.
Die leitfähigen Feinteilchen können auch vorzugsweise nichtmagnetisch sein. Wenn die leitfähigen Feinteilchen nichtmagnetisch sind, können leicht lichtdurchlässige, weiße oder blass gefärbte leitfähige Feinteilchen erhalten werden. Im Gegensatz dazu können leitfähige Feinteilchen, die magnetische Eigenschaften haben, nicht leicht als lichtdurchlässige, weiße oder blass gefärbte leitfähige Feinteilchen hergestellt werden. Ferner können leitfähige Feinteilchen, die magnetische Eigenschaften haben, bei einem Bilderzeugungsverfahren, bei dem der Entwickler durch eine magnetische Kraft auf einem Entwicklerträgerelement befördert und zurückgehalten wird, kaum an der Entwicklung teilnehmen. Es ist infolgedessen möglich, dass solche leitfähige Feinteilchen dem Latentbildträgerelement in ungenügender Menge zugeführt werden oder dass sich die leitfähigen Feinteilchen an der Oberfläche des Entwicklerträgerelements ansammeln, wodurch leicht die Schwierigkeit verursacht wird, dass sie die mit den Tonerteilchen durchgeführte Entwicklung stören. In dem Fall, dass leitfähige Feinteilchen, die magnetische Eigenschaften haben, magnetischen Tonerteilchen zugesetzt werden, ist es außerdem wahrscheinlich, dass die leitfähigen Feinteilchen wegen der magnetischen Kohäsionskraft nicht leicht von Tonerteilchen freigesetzt werden, was leicht zu einer Verschlechterung der Zuführung der leitfähigen Feinteilchen zu dem Latentbildträgerelement führt.
Die leitfähigen Feinteilchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung können z.B. feine Kohlenstoffpulver wie z.B. Ruß- und Graphitpulver; feine Metallpulver wie z.B. Kupfer-, Gold-, Silber-, Aluminium- und Nickelpulver; Metalloxidpulver wie z.B. Zinkoxid-, Titanoxid-, Zinnoxid-, Aluminiumoxid-, Indiumoxid-, Siliciumoxid-, Magnesiumoxid-, Bariumoxid-, Molybdänoxid-, Eisenoxid- und Wolframoxidpulver; pulverförmige Metallverbindungen wie z.B. Molybdänsulfid-, Cadmiumsulfid- und Kaliumtitanatpulver und pulverförmige Mischoxide von diesen umfassen, von denen jedes wahlweise unter Einstellung von Teilchendurchmesser und Teilchengrößenverteilung verwendet werden kann.
Von diesen können die leitfähigen Feinteilchen vorzugsweise mindestens eines enthalten, das aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid ausgewählt ist. Besonders bevorzugt werden ferner Feinteilchen, die mindestens an ihren Oberflächen ein anorganisches Oxid wie z.B. Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid haben. Diese Oxide werden bevorzugt, weil sie als leitfähige Feinteilchen einen spezifischen Widerstand haben können, der auf einen niedrigen Wert eingestellt ist, und nichtmagnetisch, weiß oder blass gefärbt sind und die leitfähigen Feinteilchen, die auf das Übertragungs(bildempfangs)material zu übertragen sind, nicht schließlich als Schleier wahrnehmbar sind.
In dem Fall, dass die leitfähigen Feinteilchen aus einem leitfähigen anorganischen Oxid bestehen oder ein leitfähiges anorganisches Oxid enthalten, kann z.B. zur Einstellung des Wider standswertes auch ein Metalloxid, in das ein Element wie z.B. Antimon oder Aluminium, das sich von dem hauptsächlichen Metallelement des leitfähigen anorganischen Oxids unterscheidet, eingebaut bzw. eingemischt ist, oder ein leitfähiges Material verwendet werden. Beispiele dafür sind aluminiumhaltiges Zinkoxid, antimonhaltige Zinn(II)-oxid-Feinteilchen und Feinteilchen, die durch Behandlung der Oberflächen von Titanoxid-, Bariumsulfat- oder Aluminiumboratteilchen mit antimonhaltigem Zinnoxid erhalten worden sind. Das Element wie z.B. Antimon oder Aluminium kann vorzugsweise in einer Menge von 0,05 Masse bis 20 Masse, insbesondere von 0,05 Masse% bis 10 Masse% und vor allem von 0,1 Masse% bis 5 Masse% in das leitfähige anorganische Oxid eingebaut bzw. eingemischt werden.
Es können auch vorzugsweise leitfähige anorganische Oxide verwendet werden, die erhalten werden, indem die vorstehend erwähnte leitfähigen anorganischen Oxide in solche mit Sauerstoffdefizit umgewandelt werden.
Handelsübliche leitfähige Titanoxid-Feinteilchen, die mit Zinnoxid oder Antimon behandelt worden sind, können z.B. EC-300 (erhältlich von Titan Kogyo K. K.); ET-300, HJ-1 und HI-2 (alle erhältlich von Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.) und W-P (erhältlich von Mitsubishi Material Co., Ltd.) umfassen.
Handelsübliche antimondotierte leitfähige Zinnoxidteilchen können z.B. T-1 (erhältlich von Mitsubishi Material Co., Ltd.) und N-100P (erhältlich von Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.) umfassen. Ferner können handelsübliche Zinn(II)-oxidteilchen z.B. SH-S (erhältlich von Nihon Kagaku Sangyo Co., Ltd.) umfassen.
Besonders bevorzugte können Metalloxide wie z.B. Zinkoxid, die Aluminium enthalten, Metalloxide wie z.B. Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid, die ein Sauerstoffdefizit haben, und Feinteilchen, die mindestens an den Teilchenoberflächen irgendeines von diesen haben, umfassen.
Die leitfähigen Feinteilchen können auch vorzugsweise einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 0,1 bis 10 μm haben. Wenn die leitfähigen Feinteilchen einen volumengemittelten Teilchendurchmesser haben, der zu weit unter diesem Bereich liegt, muss der Gehalt der leitfähigen Feinteilchen in Bezug auf den Entwickler auf einen geringen Wert eingestellt werden, damit eine Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens verhindert wird. Wenn der Gehalt der leitfähigen Feinteilchen auf einen zu geringen Wert eingestellt wird, kann die wirksame Menge der leitfähigen Feinteilchen nicht gewährleistet werden. Somit kann nicht bewirkt werden, dass sich leitfähige Feinteilchen in einer Menge, die dazu ausreicht, dass das Latentbildträgerelement gut aufgeladen wird und einer Störung der Aufladung widersteht, die auf nach der Übertragung zurückgebliebene isolierende Tonerteilchen, die bei dem Aufladeschritt an dem Kontaktaufladeelement angehaftet haben oder diesem beigemischt worden sind, zurückzuführen ist, bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement oder bei dem Aufladebereich in deren Nähe dazwischen befinden. Unter diesem Gesichtspunkt können die leitfähigen Feinteilchen einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 0,1 μm oder mehr, vorzugsweise 0,15 μm oder mehr und insbesondere 0,2 μm oder mehr haben.
Wenn die leitfähigen Feinteilchen andererseits einen volumengemittelten Teilchendurchmesser haben, der zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, können leitfähige Feinteilchen, die sich von dem Kontaktaufladeelement gelöst haben, das zur Belichtung dienende Licht, mit dem das elektrostatische Latentbild erzeugt wird, unterbrechen oder streuen, so dass in dem elektrostatischen Latentbild Fehler auftreten können, wodurch in unerwünschter Weise eine Verminderung des Grades der Bildqualität verursacht wird. Wenn die leitfähigen Feinteilchen einen volumengemittelten Teilchendurchmesser haben, der zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, nimmt außerdem die Anzahl der Teilchen der leitfähigen Feinteilchen je Masseeinheit ab, so dass keine ausreichende Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgeblie binen Tonerteilchen erzielt werden kann. Da ferner die Anzahl der Teilchen der leitfähigen Feinteilchen abnimmt und in Anbetracht dessen, dass sich die leitfähigen Feinteilchen, die sich bei dem Kontaktaufladeelement und in seiner Nähe dazwischen befinden, vermindern und verschlechtern können, weil sich leitfähige Feinteilchen von dem Kontaktaufladeelement lösen, muss der Gehalt der leitfähigen Feinteilchen in Bezug auf den Entwickler auf einen hohen Wert eingestellt werden, um zu bewirken, dass die leitfähigen Feinteilchen der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement oder dem Aufladebereich in ihrer Nähe weiter nacheinander zugeführt werden, und um ferner auch über die leitfähigen Feinteilchen einen engen Kontakt des Kontaktaufladeelements mit dem Latentbildträgerelement aufrechtzuerhalten, damit stabil ein gutes und gleichmäßiges Aufladeverhalten erzielt wird. Wenn der Gehalt der leitfähigen Feinteilchen jedoch auf einen zu hohen Wert eingestellt wird, können sich insbesondere in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit die Aufladbarkeit und das Entwicklungsverhalten des gesamten Entwicklers verschlechtern, so dass eine Abnahme der Bilddichte und ein Verstreuen von Toner verursacht werden. Unter diesen Gesichtspunkten können die leitfähigen Feinteilchen vorzugsweise einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 10 μm oder weniger und insbesondere von 5 μm oder weniger haben.
Ein Beispiel dafür, wie der volumengemittelte Teilchendurchmesser und die Teilchengrößenverteilung der leitfähigen Feinteilchen gemessen werden, ist nachstehend angegeben. An einem Gerät zur Messung der Teilchengrößenverteilung durch Laserbeugung (Model LS-230, hergestellt durch Coulter Electronics Inc.) wird ein Flüssigkeitsmodul angebracht. Als Messbereich werden Teilchendurchmesser von 0,04 μm bis 2000 μm eingestellt, und der volumengemittelte Teilchendurchmesser der leitfähigen Feinteilchen wird aus der erhaltenen auf das Volumen bezogenen Teilchengrößenverteilung berechnet. Als Messverfahren wird 10 cm³ reinem Wasser eine sehr geringe Menge eines Tensids zugesetzt, und es werden 10 mg einer Probe der leitfähigen Feinteilchen dazugegeben, die dann 10 Minuten lang mit einem Ultraschall- Dispergiergerät (Ultraschall-Homogenisator) dispergiert wird. Danach wird eine einmalige Messung durchgeführt, wobei die Messdauer 90 Sekunden beträgt.
Bei der von einem Toner oder einem Entwickler ausgehenden Messung wird 100 g reinem Wasser eine sehr geringe Menge eines Tensids zugesetzt, und es werden 2 bis 10 g des Toners oder des Entwicklers dazugegeben und dann 10 Minuten lang mit einem Ultraschall-Dispergiergerät (Ultraschall-Homogenisator) dispergiert. Danach werden die Tonerteilchen und die leitfähigen Feinteilchen durch einen Zentrifugalabscheider o.dgl. voneinander getrennt. Im Fall eines magnetischen Toners oder Entwicklers kann auch ein Magnet angewendet werden. Eine Dispersion der so abgetrennten leitfähigen Feinteilchen wird einer einmaligen Messung unterzogen, wobei die Messdauer 90 Sekunden beträgt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können als Verfahren zur Einstellung des Teilchendurchmessers und der Teilchengrößenverteilung der leitfähigen Feinteilchen ein Verfahren, bei dem das Herstellungsverfahren und die Herstellungsbedingungen derart festgelegt werden, dass der gewünschte Teilchendurchmesser und die gewünschte Teilchengrößenverteilung erhalten werden können, wenn Primärteilchen der leitfähigen Feinteilchen hergestellt werden, und außerdem ein Verfahren, bei dem bewirkt wird, dass Primärteilchen in Form von kleinen Teilchen agglomerieren, ein Verfahren, bei dem Primärteilchen in Form von großen Teilchen pulverisiert werden, oder ein Verfahren, bei dem von Pulverisieren Gebrauch gemacht wird, angewendet werden. Ferner sind ein Verfahren, bei dem bewirkt wird, dass leitfähige Teilchen an einem Teil der Oberflächen oder an den gesamten Oberflächen von Grundmaterialteilchen, die den gewünschten Teilchendurchmesser und die gewünschte Teilchengrößenverteilung haben, anhaften oder befestigt werden, und ein Verfahren, bei dem von leitfähigen Teilchen Gebrauch gemacht wird, die eine derartige Form haben, dass ein leitfähiger Bestandteil in Teilchen, die den gewünschten Teilchendurchmesser und die gewünschte Teilchengrößenverteilung haben, dispergiert worden ist, anwendbar. Jedes dieser Verfahren kann auch in Kombination angewendet werden, um den Teilchendurchmesser und die Teilchengrößenverteilung der leitfähigen Feinteilchen einzustellen.
In dem Fall, dass die Teilchen der leitfähigen Feinteilchen als Agglomerate gebildet werden, ist der Teilchendurchmesser als mittlerer Teilchendurchmesser der als Agglomerate vorliegenden Feinteilchen definiert. Es ist möglich, dass die leitfähigen Feinteilchen nicht nur im Zustand von Primärteilchen, sondern auch im Zustand von Agglomeraten der Sekundärteilchen vorhanden sind, ohne dass es ein Problem gibt. Ganz gleich, in welchem Agglomerationszustand sich die Teilchen befinden, kommt es nicht auf ihre Form an, solange sie sich als Agglomerate bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement oder bei dem Aufladebereich in ihrer Nähe dazwischen befinden und die Funktion der Unterstützung oder Förderung der Aufladung verwirklicht werden kann.
Wie vorher erwähnt wurde, hat der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung ferner ein anorganisches Feinpulver, dessen Primärteilchen einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 4 nm to 80 nm haben.
Wenn die Primärteilchen des anorganischen Feinpulvers einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser haben, der zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, oder wenn das anorganische Feinpulver, dessen Teilchendurchmesser in dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, nicht zugesetzt wird, besteht die Neigung, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement ankleben, wenn sie an dem Kontaktaufladeelement anhaften, wodurch die Erzielung eines guten und gleichmäßigen Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements schwierig gemacht wird. Es kann auch schwierig sein, die leitfähigen Feinteilchen gleichmäßig über die Tonerteilchen in dem Entwickler zu dispergieren bzw. zu verteilen, so dass leicht eine ungleichmäßige Zuführung der leitfähigen Feinteilchen zu dem Latentbildträgerelement verursacht wird. Wenn so eine ungleichmäßige Zuführung zu dem Kontaktaufladeelement auf getreten ist, kann bei dem Bereich des Latentbildträgerelements, der dem Bereich entspricht, wo die Zuführung aus der Umgebung ungenügend geworden ist, eine mangelhafte Aufladung des Latentbildträgerelements auftreten, so dass leicht Bildfehler verursacht werden. Ferner kann in dem Fall, dass die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement dazwischen befinden, während des Schrittes der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung ungleichmäßig wird, wegen einer zeitweiligen oder örtlichen Verminderung des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen eine mangelhafte Sammlung auftreten. Außerdem kann keine gute Fließfähigkeit des Entwicklers erzielt werden, und es besteht die Neigung, dass die triboelektrische Aufladung der Tonerteilchen ungleichmäßig wird. Es ist deshalb wahrscheinlich, dass die Probleme einer Zunahme von Schleier, einer Verminderung der Bilddichte und des Verstreuens von Toner auftreten.
Wenn die Primärteilchen des anorganischen Feinpulvers einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser haben, der kleiner als 4 nm ist, kann das anorganische Feinpulver stark agglomerierbar werden und neigt dazu, dass es sich nicht als Primärteilchen, sondern als Agglomerate verhält, die eine breite Teilchengrößenverteilung haben und so stark agglomerieren, dass sie sich selbst durch eine Mahlbehandlung nicht leicht auflockern lassen. Dadurch werden wegen einer Entwicklung mit solchen Agglomeraten des anorganischen Feinpulver leicht leere Bildbereiche verursacht, und es werden Bildfehler verursacht, die auf ein Zerkratzen o.dgl. des Latentbildträgerelements, des Entwicklerträgerelements oder des Kontaktaufladeelements zurückzuführen sind.
Unter diesen Gesichtspunkten können die Primärteilchen des anorganischen Feinpulvers vorzugsweise einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 6 nm bis 50 nm und insbesondere von 8 nm bis 35 nm haben.
Das heißt, im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das anorganische Feinpulver, das den vorstehend angegebenen mittleren Teilchendurchmesser der Primärteilchen hat, nicht nur zugesetzt, um zu bewirken, dass es zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Entwicklers und zum Gleichmäßigmachen der triboelektrischen Aufladung der Tonerteilchen an den Oberflächen der Tonerteilchen anhaftet, sondern auch zugesetzt, um gleichzeitig die Wirkung zu erzielen, dass die leitfähigen Feinteilchen in dem Entwickler in Bezug auf die Tonerteilchen gleichmäßig dispergiert bzw. verteilt werden und die leitfähigen Feinteilchen dem Latentbildträgerelement gleichmäßig zugeführt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der anzahlgemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen des anorganischen Feinpulvers ein Wert, der durch eine in der folgenden Weise durchgeführte Messung ermittelt wird. Das heißt, unter Vergleich einer mit einem Rasterelektronenmikroskop erhaltenen vergrößerten Aufnahme des Entwicklers mit einer weiteren Aufnahme des Entwicklers, auf der in dem anorganischen Feinpulver enthaltene Elemente abgebildet sind, wobei die weitere Aufnahme mit einem an dem Rasterelektronenmikroskop angebrachten Elementaranalysator wie z.B. einem ESMA-Gerät (Elektronenmikrosonde bzw. Röntgenmikroanalysator) erhalten wird, werden mindestens 100 Primärteilchen des anorganischen Feinpulvers, die in einem derartigen Zustand vorhanden sind, dass sie an Tonerteilchenoberflächen anhaften oder von diesen freigesetzt sind, gemessen, um ihren anzahlgemittelten Teilchendurchmesser zu ermitteln.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das anorganische Feinpulver vorzugsweise mindestens eines enthalten, das aus Feinpulvern von Siliciumdioxid, Titandioxid und Aluminiumoxid, deren Primärteilchen einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 4 nm bis 80 nm haben, ausgewählt ist. Als Siliciumdioxid-Feinpulver sind beispielsweise Siliciumdioxid-Feinpulver, bei dem es sich um das so genannte Trockenverfahren-Siliciumdioxid oder Kieselpuder (Fumed Silica) handelt, das durch Dampfphasenoxidation von Siliciumhalogeniden hergestellt wird, und Siliciumdioxid-Feinpulver, bei dem es sich um das so genannte Nassverfahren-Siliciumdioxid handelt, das aus Wasserglas o.dgl. hergestellt wird, von denen jedes verwendet werden kann, verwendbar. Das Trockenverfahren-Siliciumdioxid wird bevorzugt, weil es an der Oberfläche und im Inneren des Siliciumdioxid-Feinpulvers weniger Silanolgruppen hat und weniger Herstellungsrückstände wie z.B. Na₂O und SO₃ ^2– zurückbleiben. Es ist auch möglich, dass bei dem Schritt der Herstellung des Trockenverfahren-Siliciumdioxids zusammen mit dem Siliciumhalogenid eine andere Metallhalogenidverbindung wie z.B. Aluminiumchlorid oder Titanchlorid verwendet wird, wodurch ein zusammengesetztes Feinpulver aus Siliciumdioxid und einem anderen Metalloxid erhalten wird. Das Siliciumdioxid-Feinpulver schließt auch diese ein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das anorganische Feinpulver vorzugsweise eines sein, das einer Hydrophobierungsbehandlung unterzogen worden ist. Die Hydrophobierungsbehandlung des anorganischen Feinpulvers verhindert eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des anorganischen Feinpulvers in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit und verbessert die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen des triboelektrischen Aufladeverhaltens der Tonerteilchen, an deren Oberflächen das anorganische Feinpulver anhaftet. Dies erlaubt eine weitere Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen des bei einem Entwickler erforderlichen Entwicklungsverhaltens in Bezug auf Bilddichte, Schleier usw. Da eine von der Umgebung abhängige Veränderung des Aufladeverhaltens des anorganischen Feinpulvers und der triboelektrischen Ladungsmenge der Tonerteilchen, an deren Oberflächen das anorganische Feinpulver anhaftet, verhindert wird, kann verhindert werden, dass sich die Leichtigkeit, mit der die leitfähigen Feinteilchen von den Tonerteilchen freigesetzt werden, verändert, kann die Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen dem Latentbildträgerelement zugeführt werden, stabil gemacht werden und können die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements und die des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verbessert werden.
Als Behandlungsmittel, die für so eine Hydrophobierungsbehandlung verwendet werden, sind ein Siliconlack, modifizierte Siliconlacke verschiedener Art, ein Siliconöl, modifizierte Siliconöle verschiedener Art, eine Silanverbindung, ein Silan-Haftmittel, andere organische Siliciumverbindungen und organische Titanverbindungen verwendbar, von denen jedes allein oder in Kombination für die Behandlung verwendet werden kann. Im Einzelnen ist es besonders vorzuziehen, dass das anorganische Feinpulver mit einem Siliconöl behandelt worden ist.
Das Siliconöl kann vorzugsweise ein Siliconöl sein, das bei 25°C eine Viskosität von 10 mm²/s bis 200.000 mm²/s und insbesondere 3000 mm²/s bis 80.000 mm²/s hat. Wenn seine Viskosität zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es möglich, dass das anorganische Feinpulver instabil ist und besteht die Neigung, dass sich die Bildqualität verschlechtert, weil sich das zur Behandlung verwendete Siliconöl wegen thermischer und mechanischer Beanspruchung absondern, verlagern oder verschlechtern kann. Wenn seine Viskosität andererseits zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, besteht die Neigung, dass eine gleichmäßige Behandlung des anorganischen Feinpulvers schwierig ist.
Als das Siliconöl, das verwendet wird, werden z.B. Dimethylsiliconöl, Methylphenylsiliconöl, α-methylstyrolmodifiziertes Siliconöl, Chlorphenylsiliconöl und fluormodifiziertes Siliconöl besonders bevorzugt.
Als Verfahren zur Behandlung des anorganischen Feinpulvers mit dem Siliconöl können beispielsweise das anorganische Feinpulver, das mit einer Silanverbindung behandelt worden ist, und das Siliconöl direkt mit einem Mischer wie z.B. einem Henschel-Mischer vermischt werden oder kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem das Siliconöl auf das anorganische Feinpulver aufgesprüht wird. Alternativ kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem das Siliconöl in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst oder dispergiert wird und das anorganische Feinpulver danach zugesetzt und vermischt wird, worauf Entfernung des Lö sungsmittels folgt. Im Hinblick auf den Vorteil, dass weniger Agglomerate des anorganischen Feinpulvers auftreten können, wird das Verfahren bevorzugt, bei dem von einem Sprühgerät Gebrauch gemacht wird.
Das Siliconöl kann für die Behandlung in einer Menge von 1 Masseteil bis 23 Messeteilen und vorzugsweise von 5 Messeteilen bis 20 Messeteilen, auf 100 Masseteile des anorganischen Feinpulvers bezogen, verwendet werden. Wenn das Siliconöl in einer Menge vorhanden ist, die zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann das anorganische Feinpulver nicht gut hydrophob gemacht (hydrophobiert) werden. Wenn es in einer zu großen Menge vorhanden ist, besteht die Neigung, dass Schwierigkeiten wie z.B. Schleierbildung auftreten.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch vorzuziehen, dass das anorganische Feinpulver gleichzeitig mit der Behandlung mit einem Siliconöl oder davor mindestens mit einer Silanverbindung behandelt worden ist. Die Verwendung der Silanverbindung wird besonders bevorzugt, um die Haftung von Siliconöl an anorganischem Feinpulver zu verbessern und die hydrophoben Eigenschaften und die Aufladbarkeit des anorganischen Feinpulvers gleichmäßig zu machen.
Als Verfahren für so eine Behandlung des anorganischen Feinpulvers kann das anorganische Feinpulver beispielsweise als Vorstufenreaktion einer Silylierungsreaktion unterzogen werden, um zu bewirken, dass Silanolgruppen durch chemische Verknüpfung verschwinden, und danach als Nachstufenreaktion mit dem Siliconöl behandelt werden, um auf den Teilchenoberflächen dünne hydrophobe Schichten zu bilden.
In dem Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das anorganische Feinpulver vorzugsweise in einer Menge von 0,1 Masse% bis 3,0 Masse%, auf den gesamten Entwickler bezogen, enthalten sein. Wenn der Gehalt des anorganischen Feinpulvers zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann die Wirkung, die dem Zusatz des anorganischen Feinpulvers zuzu schreiben ist, nicht ausreichend erzielt werden. Wenn es andererseits in einer Menge enthalten ist, die zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann anorganisches Feinpulver, das im Vergleich zu den Tonerteilchen in einer übermäßigen Menge vorhanden ist, die leitfähigen Feinteilchen bedecken, so dass sich die leitfähigen Feinteilchen verhalten können, als hätten sie einen hohen Widerstand, was zu einem Verlust der Wirkung der vorliegenden Erfindung, z.B. zu einer Verminderung der Zuführung der leitfähigen Feinteilchen zu dem Latentbildträgerelement, zu einer Abnahme der Wirkung der Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements und zu einer Verminderung des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, führt. Das anorganische Feinpulver kann insbesondere in einer Menge von 0,3 Masse% bis 2,0 Masse% und vor allem von 0,5 Masse% bis 1,5 Masse%, auf den gesamten Entwickler bezogen, enthalten sein.
Das anorganische Feinpulver, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird und das einen anzahlgemittelten Primärteilchendurchmesser von 4 nm bis 80 nm hat, kann vorzugsweise ein Feinpulver sein, das eine durch das BET-Verfahren unter Anwendung der Stickstoffadsorption gemessene spezifische Oberfläche hat, die im Bereich von 20 m²/g bis 250 m²/g und insbesondere von 40 m²/g bis 200 m²/g liegt. Die spezifische Oberfläche kann durch das BET-Verfahren gemessen werden, bei dem Stickstoffgas unter Anwendung eines Geräts zur Messung der spezifischen Oberfläche [AUTOSORB 1 (hergestellt durch Yuasa Ionics Co.)] an Probenoberflächen adsorbiert wird, und die spezifische Oberfläche kann durch das BET-Mehrpunktverfahren berechnet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die Tonerteilchen gefärbte Harzteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten. Die Tonerteilchen können vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 10¹⁰ Ω·cm oder darüber und insbesondere von 10¹² Ω·cm oder darüber haben. Es ist schwierig, sowohl das erforderliche Entwicklungsverhalten als auch das erforderliche Übertragungsverhalten zu erzielen, wenn die Toner teilchen nicht im Wesentlichen isolierende Eigenschaften zeigen. Ferner besteht die Neigung, dass durch zur Entwicklung dienende elektrische Felder eine Injektion elektrischer Ladungen in die Tonerteilchen verursacht wird, wodurch die Aufladung des Entwicklers gestört werden kann, so dass Schleier verursacht wird.
Als Arten des Bindemittelharzes, das die Tonerteilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, enthalten, sind z.B. Styrolharze, Styrolcopolymerharze, Polyesterharze, Polyvinylchloridharze, Phenolharze, naturharzmodifizierte Phenolharze, naturharzmodifizierte Maleinsäureharze, Acrylharze, Methacrylharze, Polyvinylacetatharze, Siliconharze, Polyurethanharze, Polyamidharze, Furanharze, Epoxyharze, Xylolharze, Polyvinylbutyral, Terpenharze, Cumaron-Inden-Harze und Erdölharze verwendbar.
Comonomere, die zur Bildung der Styrolcopolymere mit Styrolmonomeren copolymerisierbar sind, können z.B. Styrolderivate wie z.B. Vinyltoluol; Acrylsäure oder Acrylate wie z.B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und Phenylacrylat; Methacrylsäure oder Methacrylate wie z.B. Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat und Octylmethacrylat; Dicarbonsäuren, die eine Doppelbindung haben, oder Ester davon wie z.B. Maleinsäure oder Butylmaleat, Methylmaleat und Dimethylmaleat; Acrylamid, Acrylnitril, Methacrylnitril und Butadien; Vinylchlorid; Vinylester wie z.B. Vinylacetat und Vinylbenzoat; ethylenische Olefine wie z.B. Ethylen, Propylen und Butylen; Vinylketone wie z.B. Methylvinylketon und Hexylvinylketon und Vinylether wie z.B. Methylvinylether, Ethylvinylether und Isobutylvinylether umfassen. Jedes dieser Vinylmonomere kann allein oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Hierbei kann als Vernetzungsmittel hauptsächlich eine Verbindung verwendet werden, die mindestens zwei polymerisierbare Doppelbindungen hat. Sie kann beispielsweise aromatische Divinylverbindungen wie z.B. Divinylbenzol und Divinylnaphthalin; Carbonsäureester, die zwei Doppelbindungen haben, wie z.B. Ethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat; Divinylverbindungen wie z.B. Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid und Divinylsulfon und Verbindungen, die mindestens drei Vinylgruppen haben, umfassen. Von diesen kann jede allein oder in Form einer Mischung verwendet werden.
Das Bindemittelharz kann vorzugsweise eine Glasumwandlungstemperatur (Tg) von 50°C bis 70°C haben. Wenn seine Glasumwandlungstemperatur zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann der Entwickler eine niedrige Lagerbeständigkeit haben. Wenn Tg zu hoch ist, kann der Entwickler ein schlechtes Fixierverhalten zeigen.
Der Entwickler, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise in der Wärmeaufnahmekurve eines unter Anwendung eines Differenzialthermoanalysators [eines Kalorimeters für Differenzialabtastkalorimetrie bzw. dynamische Differenz-Kalorimetrie (DSC)] erstellten DSC-Diagramms einen maximalen Wärmeaufnahmepeak haben, der im Temperaturbereich von 70°C bis weniger als 120°C liegt. Damit der Entwickler einen maximalen Wärmeaufnahmepeak hat, der in so einem Temperaturbereich liegt, kann in die Tonerteilchen vorzugsweise eine Wachskomponente eingemischt werden.
Das Wachs, das in die Tonerteilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, einzumischen ist, kann aliphatische Kohlenwasserstoffwachse wie z.B. Polyethylen mit niedriger Molmasse, Polypropylen mit niedriger Molmasse, Polyolefine, Polyolefincopolymere, Mikrowachs, Paraffinwachs und Fischer-Tropsch-Wachs; Oxide aliphatischer Kohlenwasserstoffwachse wie z.B. Polyethylenoxidwachs oder Blockcopolymere von diesen; Wachse, die hauptsächlich aus einem Fettsäureester bestehen, wie z.B. Carnaubawachs und Montanatwachs und Wachse, die erhalten werden, indem Fettsäureester zum Teil oder vollständig einer Entsäuerungsbehandlung unterzogen werden, wie z.B. entsäuertes Carnaubawachs umfassen. Es kann ferner gesät tigte geradkettige Fettsäuren wie z.B. Palmitinsäure, Stearinsäure, Montansäure und langkettige Alkylcarbonsäuren mit einer Alkylgruppe, die eine noch längere Kette hat; ungesättigte Fettsäuren wie z.B. Brassidinsäure, Elaeostearinsäure und Parinarsäure; gesättigte Alkohole wie z.B. Stearylalkohol, Aralkylalkohole, Behenylalkohol, Carnaubylalkohol, Cerylalkohol, Melissylalkohol und langkettige Alkylalkohole mit einer Alkylgruppe, die eine noch längere Kette hat; mehrwertige Alkohole wie z.B. Sorbit; Fettsäureamide wie z.B. Linolsäureamid, Ölsäureamid und Laurinsäureamid; Bisamide gesättigter Fettsäuren wie z.B. Methylenbis(stearinsäureamid), Ethylenbis(caprinsäureamid), Ethylenbis(laurinsäureamid) und Hexamethylenbis(stearinsäureamid); Amide ungesättigter Fettsäuren wie z.B. Ethylenbis(ölsäureamid), Hexamethylenbis(ölsäureamid), N,N'-Dioleyladipinsäureamid und N,N'-Dioleylsebacinsäureamid; aromatische Bisamide wie z.B. m-Xylylenbisstearinsäureamid und N,N'-Distearylisophthalsäureamid; Fettsäuremetallsalze (so genannte Metallseifen) wie z.B. Calciumstearat, Calciumlaurat, Zinkstearat und Magnesiumstearat; gepfropfte Wachse, die durch Aufpfropfen von Vinylmonomeren wie z.B. Styrol und Acrylsäure auf Fettsäure-Kohlenwasserstoffwachse erhalten werden; partiell veresterte Produkte von mehrwertigen Alkoholen mit Fettsäuren wie z.B. Behenylmonoglycerid und Methylesterverbindungen mit einer Hydroxylgruppe, die durch Hydrieren von pflanzlichen Fetten und Ölen erhalten werden, umfassen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Wachs in einer Menge von 0,5 bis 20 Messeteilen und vorzugsweise von 0,5 bis 15 Messeteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden.
Als Farbmittel, das die Tonerteilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, enthalten, sind herkömmlicherweise bekannte Farbstoffe und Pigmente wie z.B. Ruß, Flamm- bzw. Lampenruß, Eisenoxidschwarz, Ultramarinblau, Nigrosinfarbstoffe, Anilinblau, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Hansagelb G, Rhodamin 6G, Chalcooil Blue, Chromgelb, Chinacridon, Benzidingelb, Diiodeosin, Triarylmethanfarbstoffe, Monoazofarbstoffe und Bisazofarbstoffe, von denen jedes allein oder in Form einer Mischung verwendet werden kann, verwendbar.
Der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise ein magnetischer Entwickler sein, der unter Einwirkung eines Magnetfelds von 79,6 kA/m eine Magnetisierungsstärke von 10 Am²/kg bis 40 Am²/kg zeigt. Der Entwickler kann insbesondere eine Magnetisierungsstärke von 20 Am²/kg bis 35 Am²/kg zeigen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Magnetisierungsstärke aus dem folgenden Grund unter Einwirkung eines Magnetfelds von 79,6 kA/m definiert: Als Größe, die die magnetischen Eigenschaften von magnetischen Materialien ausdrückt, wird im Allgemeinen die Magnetisierungsstärke bei gesättigtem Magnetismus (Sättigungsmagnetisierung) angewendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt es jedoch auf die Magnetisierungsstärke eines magnetischen Entwicklers in einem Magnetfeld, das in dem Bilderzeugungsgerät tatsächlich auf den magnetischen Entwickler einwirkt, an. Wenn bei dem Bilderzeugungsgerät ein magnetischer Entwickler verwendet wird, beträgt bei den meisten handelsüblichen Bilderzeugungsgeräten das Magnetfeld, das auf den magnetischen Entwickler einwirkt, einige zehn kA/m bis zu hundert und einige zehn kA/m. Als typischer Wert für das Magnetfeld, das in dem Bilderzeugungsgerät tatsächlich auf den magnetischen Entwickler einwirkt, wird infolgedessen das Magnetfeld von 79,6 kA/m (1000 Oersted) gewählt, und die Magnetisierungsstärke ist in dem Magnetfeld von 79,6 kA/m definiert.
Wenn die Magnetisierungsstärke in dem Magnetfeld von 79,6 kA/m zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es schwierig, den Entwickler mit Hilfe der magnetischen Kraft zu befördern, wodurch es unmöglich gemacht wird, zu bewirken, dass der Entwickler gleichmäßig auf dem Entwicklerträgerelement getragen wird. Ferner kann in dem Fall, dass der Entwickler mit Hilfe der magnetischen Kraft befördert wird, die Aufrichtung von Büscheln des magnetischen Einkomponentenentwicklers nicht gleichmäßig bewirkt werden, so dass der Wirkungsgrad der Zuführung der leitfähigen Feinteilchen zu dem Latentbildträgerele ment abnehmen kann, was auch zu einer Abnahme des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen führt.
Wenn die Magnetisierungsstärke in dem Magnetfeld von 79,6 kA/m zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, können die Tonerteilchen eine höhere magnetische Agglomerierbarkeit zeigen, wodurch es schwierig gemacht wird, die leitfähigen Feinteilchen gleichmäßig in dem Entwickler zu dispergieren und dem Latentbildträgerelement zuzuführen. Die Wirkung der Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements und die Wirkung der Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, d.h. die Wirkungen, die der vorliegenden Erfindung zuzuschreiben sind, können somit beeinträchtigt werden.
Um so einen magnetischen Entwickler zu erhalten, kann in die Tonerteilchen ein magnetisches Material eingemischt werden. Das magnetische Material, das in die Tonerteilchen einzumischen ist, um daraus einen magnetischen Entwickler herzustellen, kann magnetische Eisenoxide wie z.B. Magnetit, Maghemit und Ferrit; Metalle wie z.B. Eisen, Cobalt und Nickel oder Legierungen von einem dieser Metalle mit einem Metall wie z.B. Aluminium, Cobalt, Kupfer, Blei, Magnesium, Zinn, Zink, Antimon, Beryllium, Bismut, Cadmium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram oder Vanadium und Mischungen von irgendwelchen dieser Materialien umfassen.
Magnetische Eigenschaften dieser magnetischen Materialien sind eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 200 Am²/kg, eine Remanenz von 1 bis 100 Am²/kg und eine Koerzitivkraft von 1 bis 30 kA/m unter Einwirkung eines Magnetfelds von 795,8 kA/m. Diese magnetischen Materialien können in einer Menge von 20 Masseteilen bis 200 Messeteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden. Von diesen magnetischen Materialien werden diejenigen, die hauptsächlich aus Magnetit bestehen, besonders bevorzugt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Magnetisierungsstärke des magnetischen Entwicklers mit einem Schwingproben-Magnetometer (VSMP-1-10, hergestellt durch Toei Kogyo K. K.) unter einem äußeren Magnetfeld von 79,6 kA/m gemessen werden. Die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Materials können bei einer Temperatur von 25°C unter einem äußeren Magnetfeld von 796 kA/m gemessen werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Entwickler vorzugsweise als Triboelektrizität in Bezug auf sphärisches Eisenpulver, das einen derartigen Teilchendurchmesser hat, dass es durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 149 μm hindurchgehen kann und durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 74 μm nicht hindurchgehen kann, eine durch den Absolutwert ausgedrückte triboelektrische Ladungsmenge von 20 bis 100 mC/kg haben. Wenn der Absolutwert der triboelektrischen Ladungsmenge des Entwicklers zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann sich das Übertragungsverhalten der Tonerteilchen verschlechtern, wodurch eine Zunahme der Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verursacht wird. Somit besteht die Neigung, dass sich das Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements verschlechtert, und die Beanspruchung der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen kann zunehmen, so dass leicht eine mangelhafte Sammlung verursacht wird. Wenn der Absolutwert der triboelektrischen Ladungsmenge des Entwicklers zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann der Entwickler eine höhere elektrostatische Agglomerierbarkeit zeigen, wodurch es schwierig gemacht wird, die leitfähigen Feinteilchen gleichmäßig in dem Entwickler zu dispergieren und dem Latentbildträgerelement zuzuführen. Die Wirkung der Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements und die Wirkung der Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, d.h. die Wirkungen, die der vorliegenden Erfindung zuzuschreiben sind, können somit beeinträchtigt werden.
Im Einzelnen zeigt der Entwickler im Fall des magnetischen Entwicklers gleichzeitig magnetische Agglomerierbarkeit, so dass die elektrostatische Agglomerierbarkeit stärker unterdrückt werden muss.
Der Entwickler kann infolgedessen als Triboelektrizität in Bezug auf das sphärische Eisenpulver, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 149 μm hindurchgeht und auf einem Sieb mit einer Maschenweite von 74 μm zurückbleibt, insbesondere eine durch den Absolutwert ausgedrückte triboelektrische Ladungsmenge von 25 bis 50 mC/kg haben.
Unter Bezugnahme auf eine Zeichnung wird ein Verfahren zur Messung der triboelektrischen Ladungsmenge des Entwicklers im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschrieben. 4 veranschaulicht ein Messgerät für die Messung der triboelektrischen Ladungsmenge von Entwicklern, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zuerst wird eine Mischung des Entwicklers, dessen triboelektrische Ladungsmenge zu messen ist, und eines Tonerträgers in Form von sphärischem Eisenpulver, das einen derartigen Teilchendurchmesser hat, dass es durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 149 μm hindurchgeht und auf einem Sieb mit einer Maschenweite von 74 μm zurückbleibt, (wobei z.B. das sphärische Eisenpulver DSP138, erhältlich von Dowa Teppun K. K., verwendet werden kann) in einem Masseverhältnis von 5:95 (z.B. 0,5 g des Entwicklers und 9,5 g des Eisenpulvers) in einer Umgebung mit 23°C und 60% rel.F. (relativer Feuchte) in eine aus Polyethylen hergestellte Flasche mit einem Fassungsvermögen von 50 bis 100 ml eingefüllt und 100-mal geschüttelt. Dann werden etwa 0,5 g der vorstehend erwähnten Mischung in einen aus einem Metall hergestellten Messbehälter 22, der an seinem Boden mit einem leitfähigen Sieb 23, das eine Maschenweite von 31 μm hat, ausgestattet ist, eingebracht, und der Behälter wird mit einer aus einem Metall hergestellten Platte 24 bedeckt. Die Gesamtmasse des Messbehälters 22 zu dieser Zeit wird gewogen und durch W1 (g) ausgedrückt. Dann wird in einer Saugvorrichtung 21 (die mindestens in dem Bereich, der mit dem Messbehälter 22 in Kontakt kommt, aus einem Isolatormaterial hergestellt ist) Luft aus einer Absaugöffnung 27 abgesaugt, und ein Luftstrom-Steuerventil 26 wird derart betrieben, dass der Druck, der durch ein Vakuumanzeigegerät 25 angezeigt wird, auf 2450 Pa eingestellt wird. In diesem Zustand wird (etwa 1 Minute lang) gut abgesaugt, um den Toner durch Absaugen zu entfernen. Das Potenzial, das zu dieser Zeit durch ein Potenziometer 29 angezeigt wird, wird durch V (Volt) ausgedrückt. Hier bezeichnet die Bezugszahl 28 einen Kondensator, dessen Kapazität durch C (μF) ausgedrückt wird. Die Gesamtmasse des Messbehälters nach Beendigung des Absaugens wird auch gewogen und durch W2 (g) ausgedrückt. Die triboelektrische Ladungsmenge (Triboelektrizitätsmenge) des Entwicklers wird in der durch den folgenden Ausdruck gezeigten Weise berechnet: Triboelektrizitätsmenge (mC/kg) = (C × V)/(W1 – W2)
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Entwickler vorzugsweise ein Ladungssteuerungsmittel enthalten. Von Ladungssteuerungsmitteln können diejenigen, die den Entwickler derart einstellen können, dass er positiv aufladbar ist, z.B. die folgenden Substanzen umfassen: Nigrosin und Nigrosinprodukte, die mit einem Fettsäure-Metallsalz modifiziert sind; quaternäre Ammoniumsalze wie z.B. Tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonat und Tetrabutylammoniumtetrafluoroborat und analoge Verbindungen von diesen, d.h. Opiumsalze wie z.B. Phosphoniumsalze, und Lackpigmente von diesen; Triphenylmethanfarbstoffe und Lackpigmente von diesen [wobei die Lackbildner Wolframatophosphorsäure, Molybdatophosphorsäure, Wolframatomolybdatophosphorsäure, Tannin, Laurinsäure, Gallussäure, Hexacyanoeisen(III)-säure und Hexacyanoeisen(II)-säure einschließen]; Metallsalze höherer Fettsäuren; Diorganozinnoxide wie z.B. Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid und Dicyclohexylzinnoxid; Diorganozinnborate wie z.B. Dibutylzinnborat, Dioctylzinnborat und Dicyclohexylzinnborat; Guanidinverbindungen und Imidazolverbindungen. Jede dieser Substanzen kann allein oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Von diesen können vorzugsweise Triphenylmethanfarbstoffverbindungen und quaternäre Ammoniumsalze, deren Gegenionen nicht Halogene sind, verwendet werden. Als positive Ladungssteuerungsmittel können auch Homopolymere von Monomeren, die durch die folgende allgemeine Formel (4) wiedergegeben werden, und Copolymere mit den früher beschriebenen polymerisierbaren Monomeren wie z.B. Styrol, Acrylaten oder Methacrylaten verwendet werden. In diesem Fall haben diese Ladungssteuerungsmittel die Funktion als Bindemittelharze (als gesamtes Bindemittelharz oder als Teil davon).
In der Formel bezeichnen R¹, R² und R³ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen.
Bei dem Aufbau der vorliegenden Erfindung werden als positive Ladungssteuerungsmittel Verbindungen, die durch die folgende allgemeine Formel (5) wiedergegeben werden, besonders bevorzugt.
In der Formel können R¹, R², R³, R⁴, R⁵ und R⁶ gleich oder voneinander verschieden sein und bezeichnen jeweils ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe. R⁷, R⁸ und R⁹ können gleich oder voneinander verschieden sein und bezeichnen jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe oder eine Alkoxylgruppe. A^⊖ bezeichnet ein Anion wie z.B. ein Sulfation, ein Nitration, ein Boration, ein Phosphation, ein Hydridion, ein Organosulfation, ein Organosulfonation, ein Organophosphation, ein Carboxylation, ein Organoboration oder ein Tetrafluoroboration.
Ein Ladungssteuerungsmittel, das den Entwickler derart einstellen kann, dass er negativ aufladbar ist, kann die folgenden Substanzen umfassen: Wirksam sind organische Metallkomplexsalze und Chelatverbindungen einschließlich Monoazo-Metallkomplexen, Acetylaceton-Metallkomplexen und Metallkomplexen aromatischer Hydroxycarbonsäuren und aromatischer Dicarbonsäuren. Sie können außerdem auch aromatische Hydroxycarbonsäuren, aromatische Mono- und Polycarbonsäuren und Metallsalze, Anhydride oder Ester davon und Phenolderivative wie z.B. Bisphenol umfassen.
Im Einzelnen werden Azo-Metallkomplexe bevorzugt, die durch die folgende allgemeine Formel (6) wiedergegeben werden.
In der Formel bezeichnet M ein Koordinationszentralmetall, das Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Mn oder Fe umfasst. Ar bezeichnet eine Arylgruppe wie z.B. eine Phenylgruppe oder eine Naphthylgruppe, die einen Substituenten haben kann. In so einem Fall umfasst der Substituent eine Nitrogruppe, ein Halogenatom, eine Carboxylgruppe, eine Anilidogruppe und eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen. X, X', Y und Y' bezeichnen jeweils -O-, -CO-, -NH- oder -NR- (worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnet). K^⊕ bezeichnet ein Wasserstoff-, Natrium-, Kalium-, Ammonium- oder aliphatisches Ammoniumion.
Als Zentralmetall wird vor allem Fe oder Cr bevorzugt. Als Substituent wird ein Halogenatom, eine Alkylgruppe oder eine Anilidogruppe bevorzugt. Als Gegenion wird ein Wasserstoff-, Ammonium- oder aliphatisches Ammoniumion bevorzugt.
Außerdem können auch basische Metallkomplexsalze organischer Säuren, die durch die folgende allgemeine Formel (7) wiederge geben werden, negative Aufladbarkeit erteilen und sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar.
In der Formel bezeichnet M ein Koordinationszentralmetall, das Cr, Co, Ni, Mn, Fe, Zn, Al, Si, B oder Zr umfasst. A bezeichnet
(das einen Substituenten wie z.B. eine Alkylgruppe haben kann),
(worin X ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Nitrogruppe oder eine Alkylgruppe bezeichnet),
(worin R ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen bezeichnet); Y^⊕ bezeichnet Wasserstoff, Natrium, Kalium, Ammonium oder aliphatisches Ammonium. Z bezeichnet -O- oder
In der allgemeinen Formel (7) wird als Zentralmetall vor allem Fe, Al, Zn, Zr oder Cr bevorzugt. Als Substituent wird ein Halogenatom, eine Alkylgruppe oder eine Anilidogruppe bevorzugt. Als Gegenion wird ein Wasserstoff-, Alkalimetall-, Ammonium- oder aliphatisches Ammoniumion bevorzugt. Es kann auch vorzugs weise eine Mischung von Komplexsalzen mit verschiedenen Gegenionen verwendet werden.
Verfahren zum Einmischen des Ladungssteuerungsmittels in den Entwickler sind ein Verfahren, bei dem es innerlich in die Tonerteilchen hineingegeben wird, und ein Verfahren, bei dem es den Tonerteilchen äußerlich zugesetzt wird. Die Menge des verwendeten Ladungssteuerungsmittels hängt von der Art des Bindemittelharzes, von dem Vorhandensein irgendwelcher anderer Zusatzstoffe und von der Herstellungsweise des Toners einschließlich der Dispergierweise ab und kann nicht absolut festgelegt werden. Das Ladungssteuerungsmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 10 Messeteilen und insbesondere von 0,1 bis 5 Messeteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden.
Es ist vorzuziehen, dass bei der Herstellung der Tonerteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren angewendet wird, bei dem die vorstehend beschriebenen Materialien, die Bestandteile der Tonerteilchen sind, mit einer Kugelmühle oder einem anderen Mischgerät gründlich vermischt werden, wonach die erhaltene Mischung mit einer Heißknetmaschine wie z.B. Heizwalzen, einem Kneter oder einem Extruder gut geknetet wird und das geknetete Produkt zur Verfestigung abgekühlt wird, worauf Pulverisieren, Klassieren und wahlweise Oberflächenbehandlung wie z.B. Einstellung der Gestalt der Tonerteilchen folgen, wodurch die Tonerteilchen erhalten werden.
Als Behandlung zur Einstellung der Gestalt von Tonerteilchen stehen ein Verfahren, bei dem Tonerteilchen, die durch Pulverisieren erhalten worden sind, in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel dispergiert werden, um die Tonerteilchen zu erhitzen oder zu quellen; ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem man die Tonerteilchen durch Heißluftströme hindurchgehen lässt, und ein mechanisches Schlagverfahren, bei dem man auf die Tonerteilchen mechanische Energie einwirken lässt, zur Verfügung. Als Verfahren zum Ausüben von mechanischer Schlagkraft steht ein Verfahren zur Verfügung, bei dem in einem Gerät wie z.B. Mechanofusion System, hergestellt durch Hosokawa Micron Corporation, oder Hybridization System, hergestellt durch Nara Kikai Seisakusho, Tonerteilchen durch Zentrifugalkraft mittels Rührschaufeln mit hoher Drehzahl an die Innenwand eines Gehäuses gepresst werden, damit auf die Tonerteilchen durch eine Kraft wie z.B. eine Kompressionskraft oder eine Reibungskraft eine mechanische Schlagkraft ausgeübt wird.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Behandlung zum Ausüben mechanischer Schläge durchgeführt wird, kann die Atmosphärentemperatur während der Behandlung auf eine Temperatur eingestellt werden, die um die Glasumwandlungstemperatur Tg der Tonerteilchen herum liegt (Tg plus oder minus 30°C). Dies ist unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung von Agglomeration und im Hinblick auf die Produktivität vorzuziehen. Im Einzelnen kann die Behandlung zum Kugeligmachen (Sphärischmachen) von Tonerteilchen durch thermomechanische Schläge bei einer Temperatur von "Tg plus oder minus 20°C" durchgeführt werden. Dies ist vorzuziehen, um zu veranlassen, dass die leitfähigen Feinteilchen wirksam sind.
Ein Beispiel für ein Verfahren zur Durchführung einer Behandlung zum Kugeligmachen der Tonerteilchen (nachstehend oft als "Behandlung zum Kugeligmachen" bezeichnet) durch wiederholtes Ausüben thermomechanischer Schläge wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben.
6 ist eine schematische Zeichnung, die den Aufbau einer Behandlungsvorrichtung zum Kugeligmachen von Tonerteilchen zeigt, die in den später angegebenen Tonerherstellungsbeispielen Ts-3 und Tp-3 angewendet wird. 7 ist eine schematische Teilschnittzeichnung, die den Aufbau eines in 6 gezeigten Behandlungsabschnitts I zeigt.
Diese Behandlungsvorrichtung zum Kugeligmachen von Tonerteilchen ist eine Vorrichtung, bei der Tonerteilchen durch Zentrifugalkraft mittels Rührschaufeln mit hoher Drehzahl an die Innenwand eines Gehäuses gepresst werden, damit auf die Toner teilchen mindestens durch Kompressionskraft und Reibungskraft thermomechanische Schläge ausgeübt werden. Wie in 7 gezeigt ist, ist der Behandlungsabschnitt I mit vier in senkrechter Richtung angeordneten Laufrädern 72a, 72b, 72c und 72d ausgestattet. Diese Laufräder 72a, 72b, 72c und 72d werden durch Drehen einer Antriebswelle 73 mit einem Elektromotor 84 derart gedreht, dass sich die Umfangsgeschwindigkeit an ihren äußersten Rändern auf 100 m/s beläuft. Hier beträgt die Drehzahl der Laufräder 72a, 72b, 72c und 72d z.B. 130 s^–1. Dann wird ein Sauggebläse 85 (siehe 6) derart betrieben, dass Luft mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit angesaugt wird, die im wesentlichen so hoch ist wie oder höher ist als die Strömungsgeschwindigkeit von Luftströmen, die durch die Drehung von Schaufeln 79a bis 79d, die in einem Stück mit den Laufrädern 72a, 72b, 72c und 72d gebildet sind, erzeugt werden. Die Tonerteilchen werden durch Ansaugen aus einem Förderer 86 zusammen mit der Luft in einen Einfülltrichter 82 eingeführt, und die darein eingeführten Tonerteilchen werden in die Mitte einer ersten zylindrischen Behandlungskammer 89a eingeführt. In der ersten zylindrischen Behandlungskammer 89a werden diese Tonerteilchen durch die Schaufel 79a und eine Seitenwand 77 einer Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen. Dann werden die Tonerteilchen, die der Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen worden sind, durch eine erste Pulveraustragöffnung 90a, die sich in der Mitte einer Leitplatte 78a befindet, in die Mitte einer zweiten zylindrischen Behandlungskammer 89b eingeführt und werden durch die Schaufel 79b und die Seitenwand 77 einer weiteren Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen.
Die Tonerteilchen, die in der zweiten zylindrischen Behandlungskammer 89b einer Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen worden sind, werden durch eine zweite Pulveraustragöffnung 90b, die sieh in der Mitte einer Leitplatte 78b befindet, in die Mitte einer dritten zylindrischen Behandlungskammer 89c eingeführt und werden durch die Schaufel 79c und die Seitenwand 77 einer weiteren Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen. Die auf diese Weise behandelten Tonerteilchen werden ferner durch eine dritte Pulveraustragöffnung 90c, die sich in der Mitte einer Leitplatte 78c befindet, in die Mitte einer vierten zylindrischen Behandlungskammer 89d eingeführt und werden durch die Schaufel 79d und die Seitenwand 77 einer Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen. Ferner werden die auf diese Weise behandelten Teilchen durch eine vierte Pulveraustragöffnung 90d, die sich in der Mitte einer Leitplatte 78d befindet, durch ein Austragrohr 93 ausgetragen. Die Luft, die die Tonerteilchen befördert, geht durch die erste bis vierte zylindrische Behandlungskammer 89a bis 89d hindurch und wird dann durch das Austragrohr 93, einen Zyklon 91, ein Sackfilter 92 und das Sauggebläse 85 aus dem Vorrichtungssystem ausgetragen.
Die Tonerteilchen, die in die zylindrischen Behandlungskammern 89a bis 89d eingeführt werden, erfahren durch die Schaufeln 79a bis 79d eine sofortige mechanische Schlagwirkung und stoßen ferner mit der Seitenwand 77 zusammen, so dass sie einer mechanischen Schlagkraft ausgesetzt werden. Durch die Drehung der Schaufeln 79a bis 79d, die jeweils eine vorgeschriebene Größe haben und an den Laufrädern 72a, 72b, 72c und 72d angebracht sind, werden in dem oberen Raum an den Laufradflächen Konvektionsströme verursacht, die von der Mitte zum Umfang und vom Umfang zur Mitte zirkulieren. Die Tonerteilchen stagnieren in den zylindrischen Behandlungskammern 89a bis 89d und erfahren dort eine Behandlung zum Kugeligmachen. Wegen der Wärme, die durch diese mechanische Schlagkraft erzeugt wird, werden die Tonerteilchen durch die mechanische Schlagkraft kugelig (sphärisch) gemacht, wenn die Oberflächen der Tonerteilchen fast auf die Glasumwandlungstemperatur des die Tonerteilchen bildenden Bindemittelharzes erhitzt werden. Die Tonerteilchen werden mit einem guten Wirkungsgrad kontinuierlich kugelig gemacht, indem sie durch die jeweiligen zylindrischen Behandlungskammern 89a bis 89d hindurchgehen.
Der Grad, in dem die Tonerteilchen kugelig gemacht werden, (Sphärizitätsgrad) kann z.B. durch die Verweilzeit und die Temperatur der Tonerteilchen bei dem Behandlungsabschnitt zum Kugeligmachen gesteuert werden. Er wird im Einzelnen durch die Umlaufgeschwindigkeit und die Drehzahl der Laufräder, die Höhe, die Breite und die Anzahl der Schaufeln; den Abstand zwischen dem Schaufelumfang und der Seitenwand, die Luftansauggeschwindigkeit des Sauggebläses sowie die Temperatur der Tonerteilchen während ihrer Einführung in den Behandlungsabschnitt zum Kugeligmachen und die Temperatur der Luft, die die Tonerteilchen befördert, usw. gesteuert.
Was eine chargenweise arbeitende Vorrichtung anbetrifft, so ist die Anwendung des im Handel erhältlich gemachten Hybridization System, hergestellt durch Nara Seisakusho K. K., eines der bevorzugten Beispiele.
Zur Einstellung der Gestalt der Tonerteilchen, die durch ein Pulverisierverfahren erhalten werden, können die als Bestandteile der Tonerteilchen dienenden Materialien wie z.B. das Sindemittelharz ausgewählt werden und können die Bedingungen während des Pulverisierens zweckmäßig eingestellt werden. Da jedoch die Tendenz besteht, dass der Versuch einer Erhöhung der Zirkularität von Tonerteilchen durch Anwendung einer Luftstrahlmühle zu einer niedrigeren Produktivität führt, ist es vorzuziehen, eine mechanisches Mahlgerät anzuwenden und Bedingungen festzulegen, unter denen die Zirkularität von Tonerteilchen erhöht werden kann.
Um den Variationskoeffizienten der Teilchengrößenverteilung von Tonerteilchen niedrig zu halten, ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die Produktivität vorziehen, dass bei dem Klassierschritt ein Mehrkammersichter angewendet wird. Ferner ist es zur Verminderung des Anteils der ultrafeinen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 bis weniger als 2,00 μm an den Tonerteilchen vorziehen, dass bei dem Pulverisierschritt eine mechanisches Mahlgerät angewendet wird.
Den auf diese Weise erhaltenen Tonerteilchen wird der äußere Zusatzstoff zugesetzt, und dann werden diese mit einem Mischgerät vermischt, worauf wahlweise ferner Sieben folgt. Auf diese Weise kann der Entwickler hergestellt werden, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Als Herstellungsgerät, das angewendet wird, wenn die Tonerteilchen durch das Pulverisierverfahren hergestellt werden, kann ein Mischgerät Henschel Mixer (hergestellt durch Mitsui Mining und Smelting Co., Ltd.); Super Mixer (hergestellt durch Kawata K. K.); Ribocone (hergestellt durch Ohkawara Seisakusho K. K.); Nauta Mixer, Turbulizer und Cyclomix (hergestellt durch Hosokawa Micron Corporation); Spiral Pin Mixer (hergestellt durch Taiheiyo Kiko K. K.) und Rhedige Mixer (hergestellt durch Matsubo K. K.) umfassen. Als Knetgerät kann es KRC Kneader (hergestellt durch Kurimoto Tekkosho K. K.); Buss Co-kneader (hergestellt durch Buss Co.); TEM-type Extruder (hergestellt durch Toshiba Machine Co., Ltd.); TEX Twin-screw Extruder (hergestellt durch Nippon Seiko K. K.); PCM Kneader (hergestellt durch Ikegai Tekkosho K. K.); Three-Roll Mill, Mixing Roll Mill, und Kneader (hergestellt durch Inoue Seisakusho K. K.); Kneadex (hergestellt durch Mitsui Mining und Smelting Co., Ltd.); MS-Type Pressure Kneader, Kneader Ruder (hergestellt durch Moriyama Seisakusho K. K.) und Banbury Mixer (hergestellt durch Kobe Seikosho K. K.) umfassen. Als Mahlgerät kann es Counter Jet Mill, Micron Jet und Inomizer (hergestellt durch Hosokawa Micron Corporation); IDS-Type Mill und PJM Jet Grinding Mill (hergestellt durch Nippon Pneumatic Kogyo K. K.); Cross Jet Mill (hergestellt durch Kurimoto Tekkosho K. K.); Ulmax (hergestellt durch Nisso Engineering K. K.); SK Jet O-Mill (hergestellt durch Seishin Kigyo K. K.); Criptron (hergestellt durch Kawasaki Heavy Industries, Ltd) und Turbo Mill (hergestellt durch Turbo Kogyo K. K.) umfassen. Es ist mehr vorzuziehen, dass von diesen ein mechanisches Mahlgerät wie z.B. Criptron und Turbo Mill angewendet wird. Als Klassiergerät bzw. Sichter kann es Classyl, Micron Classifier und Spedic Classifier (hergestellt durch Seishin Kigyo K. K. J; Turbo Classifier (hergestellt durch Nisshin Engineering K. K.); Micron Separator, Turboprex (ATP) und TSP Separator (hergestellt durch Hosokawa Micron Corporation); Elbow Jet (hergestellt durch Nittetsu Kogyo K. K.); Dispersion Sparator (hergestellt durch Nippon Pneumatic Kogyo K. K.) und YM Microcut (hergestellt durch Yasukawa Shoji K. K.) umfassen. Als Siebgerät, das angewendet wird, um grobes Pulver usw. zu sieben, kann es Ultrasonic (hergestellt durch Koei Sangyo K. K.); Rezona Sieve und Gyrosifter (hergestellt durch Tokuju Kosakusho K. K.); Vibrasonic System (hergestellt durch Dulton Co.); Soniclean (hergestellt durch Shinto Kogyo K. K.); Turbo Screener (hergestellt durch Turbo Kogyo K. K.); Microsifter (hergestellt durch Makino Sangyo K. K.); und Kreisschwingsiebe umfassen.
Als Zusatzstoffe für den Entwickler, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden und mit denen verschiedene Eigenschaften erteilt werden sollen, können beispielsweise die folgenden verwendet werden:

(1) Als Schleifmittel können Metalloxide wie z.B. Ceroxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und Chromoxid, Nitride wie z.B. Siliciumnitrid, Carbide wie z.B. Siliciumcarbid und Metallsalze wie z.B. Strontiumtitanat, Calciumsulfat, Bariumsulfat und Calciumcarbonat verwendet werden.
(2) Als Gleitmittel können Fluorkunstharzpulver wie z.B. Polyvinylidenfluorid- und Polytetrafluorethylenpulver, Siliconharzpulver und Fettsäure-Metallsalze wie z.B. Zinkstearat und Calciumstearat verwendet werden.

Jeder dieser Zusatzstoffe kann in einer Menge von 0,05 bis 10 Messeteilen und vorzugsweise 0,1 bis 5 Messeteilen, auf 100 Masseteile der Tonerteilchen bezogen, verwendet werden. Diese Zusatzstoffe können allein oder in Kombination von mehr als einem verwendet werden.
(Entwicklungsvorrichtung, Betriebskassette und Bilderzeugungsverfahren)
Die Entwicklungsvorrichtung und das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung, bei denen der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft verwendet werden kann, werden nachstehend beschrieben. Auch die Betriebskassette der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Entwicklungsvorrichtung, die mindestens (I) einen Entwicklerbe hälter, in den der Entwickler aufzunehmen ist, (II) ein Entwicklerträgerelement, das dazu dient, den in den Entwicklerbehälter aufgenommenen Entwickler darauf zu tragen und den Entwickler zu einer Entwicklungszone zu befördern, und (III) ein Entwicklerschichtdicken-Regulierelement zum Regulieren der Schichtdicke des auf dem Entwicklerträgerelement zu tragenden Entwicklers hat.
Das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung hat (I) einen Aufladeschritt, bei dem ein Latentbildträgerelement elektrostatisch aufgeladen wird; (II) einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem Bilddaten als elektrostatisches Latentbild auf die aufgeladene Oberfläche des Latentbildträgerelements, das in dem Aufladeschritt aufgeladen worden ist, geschrieben werden; (III) einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild durch eine Entwicklungsvorrichtung, die ein Entwicklerträgerelement hat, auf dem der Entwickler getragen wird und das den Entwickler zu einer dem Latentbildträgerelement gegenüberliegenden Entwicklungszone befördert, entwickelt wird, damit es als Entwicklerbild sichtbar gemacht wird; (IV) einen Übertragungsschritt, bei dem das Entwicklerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)blatt übertragen wird; und (Y) einen Fixierschritt, bei dem das Entwicklerbild, das auf das Übertragungs(bildempfangs)blatt übertragen worden ist, durch eine Fixiereinrichtung fixiert wird. Diese Schritte werden zur Erzeugung von Bildern wiederholt.
Eine erste Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens der vorliegenden Erfindung ist dann ein Verfahren, bei dem von der Kontaktaufladung Gebrauch gemacht wird, bei der der Aufladeschritt der Schritt ist, bei dem das Latentbildträgerelement elektrostatisch aufgeladen wird, eine Aufladeeinrichtung mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird und das Latentbildträgerelement aufgeladen wird, indem an die Aufladeeinrichtung in dem Zustand, wenn sich die leitfähigen Feinteilchen des Entwicklers bei der Kontaktzone zwischen der Aufladeeinrichtung und dem Latentbildträgerelement dazwischen befinden, eine Spannung angelegt wird.
Bei einer zweiten Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens der vorliegenden Erfindung ist der Entwicklungsschritt der Schritt, bei dem das elektrostatische Latentbild sichtbar gemacht wird und gleichzeitig der Entwickler, der nach der Übertragung des Entwicklerbildes auf ein als Aufzeichnungsmaterial dienendes Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Latentbildträgerelement zurückgeblieben ist, gesammelt wird.
Im Einzelnen ist das Bilderzeugungsverfahren gemäß dieser zweiten Ausführungsform ein Verfahren, bei dem von dem so genannten System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung Gebrauch gemacht wird, bei dem der Entwicklungsschritt auch als Schritt dient, bei dem der Entwickler, der nach der Übertragung des Entwicklerbildes auf ein als Aufzeichnungsmaterial dienendes Übertragungs(bildempfangs)material auf dem Latentbildträgerelement zurückgeblieben ist, gesammelt wird.
Die Betriebskassette der vorliegenden Erfindung hat mindestens ein Latentbildträgerelement, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen, eine Aufladeeinrichtung zur elektrostatischen Aufladung des Latentbildträgerelements und eine Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung des auf dem Latentbildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes unter Verwendung des Entwicklers zur Erzeugung eines Entwicklerbildes; wobei die Entwicklungsvorrichtung und das Latentbildträgerelement miteinander zusammenhängend als eine Einheit angeordnet und derart aufgebaut sind, dass sie an dem Hauptkörper eines Bilderzeugungsgeräts abnehmbar angebracht werden können.
Eine erste Ausführungsform der Betriebskassette der vorliegenden Erfindung ist eine Ausführungsform, bei der von der Kontaktaufladung Gebrauch gemacht wird, bei der die Aufladeeinrichtung mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt ist und das Latentbildträgerelement aufgeladen wird, indem in dem Zustand, wenn sich die leitfähigen Feinteilchen des Entwicklers bei der Kontaktzone zwischen der Aufladeeinrichtung und dem Latentbildträgerelement dazwischen befinden, eine Spannung angelegt wird. Bei einer zweiten Ausführungsform der Betriebskassette der vorliegenden Erfindung führt die Entwicklungsvorrichtung unter Verwendung des Entwicklers eine Entwicklung des auf dem Latentbildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes durch, damit es als Entwicklerbild sichtbar gemacht wird, und sammelt sie gleichzeitig den Entwickler, der nach der Übertragung des Entwicklerbildes auf ein als Aufzeichnungsmaterial dienendes Übertragungs(bildempfangs)blatt auf dem Latentbildträgerelement zurückgeblieben ist.
Die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine Entwicklungsvorrichtung sein, die mindestens i) ein Entwicklerträgerelement, das dem Latentbildträgerelement gegenüberliegend angeordnet ist, und ii) ein Entwicklerschichtdicken-Regulierelement zur Bildung einer dünnen Entwicklerschicht auf diesem Entwicklerträgerelement hat, wobei der Entwickler von der auf dem Entwicklerträgerelement gebildeten Entwicklerschicht zu dem Latentbildträgerelement bewegt wird, damit das Entwicklerbild erzeugt wird.
Die Entwicklungsvorrichtung, die Betriebskassette und das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlich beschrieben.
Zuerst wird bei dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung der Aufladeschritt unter Anwendung einer kontaktfreien Aufladevorrichtung wie z.B. einer Koronaaufladevorrichtung als Aufladeeinrichtung oder unter Anwendung einer Kontaktaufladevorrichtung, bei der ein leitfähiges Aufladeelement (Kontaktaufladeelement oder Kontaktaufladevorrichtung) vom Walzentyp (Aufladewalze), Pelzbürstentyp, Magnetbürstentyp oder Rakeltyp mit einem als aufzuladendes Element diendenen Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird und an dieses Kontaktaufladeelement (nachstehend als "Kontaktaufladeelement" bezeichnet) eine bestimmte Aufladevorspannung angelegt wird, um die Oberfläche des aufzuladenden Elements elektrostatisch auf eine bestimmte Polarität und ein bestimmtes Potenzial aufzuladen, durchgeführt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die An wendung einer Kontaktaufladevorrichtung vorzuziehen, weil sie die Vorteile einer geringeren Ozonerzeugung und eines niedrigeren Stromverbrauches als bei einer kontaktfreien Aufladevorrichtung wie z.B. der Koronaaufladevorrichtung hat.
Es wird angenommen, dass die nach der Übertragung auf dem Latentbildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen solche, die einem Muster von zu erzeugenden Bildern entsprechen, und solche, die so genanntem Schleiertoner an Flächen, wo kein Bild erzeugt wird, zuzuschreiben sind, umfasst. Was die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die einem Muster von zu erzeugenden Bildern entsprechen, anbetrifft, so ist ihre vollständige Sammlung bei Entwicklung und gleichzeitiger Reinigung schwierig. Wenn ihre Sammlung unzulänglich ist, können nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen, die nicht gut gesammelt worden sind, als solche auf anschließend erzeugten Bildern erscheinen, so dass ein Bildmuster-Geisterbild verursacht wird. Bei solchen nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die einem Bildmuster entsprechen, kann der Wirkungsgrad der Sammlung bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung stark verbessert werden, indem das Muster der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen eingeebnet wird. Beispielsweise kann in dem Fall, dass der Entwicklungsschritt ein Kontaktentwicklungsvorgang ist, für eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit des Entwicklerträgerelements, auf dem der Entwickler getragen wird, und der Bewegungsgeschwindigkeit des Latentbildträgerelements, das mit dem Entwicklerträgerelement in Kontakt ist, gesorgt werden, wodurch das Muster der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen eingeebnet werden kann und gleichzeitig die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen mit einem guten Wirkungsgrad gesammelt werden können. In dem Fall, dass Tonerteilchen nach der Übertragung in einer großen Menge auf dem Latentbildträgerelement zurückbleiben wie z.B. bei einem plötzlichen Abschalten einer Stromquelle während der Bilderzeugung oder während eines Papierstaus kann jedoch ein Muster-Geisterbild auftreten, weil das Muster der nach der Übertragung auf dem Latentbildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen die durch bildmäßige Belichtung erfolgende Latentbilderzeugung behindert. Als Gegenmaßnahme dagegen kann im Fall der Anwendung einer Kontaktaufladevorrichtung das Muster der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen durch das Kontaktaufladeelement eingeebnet werden. Die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen können somit sogar in dem Fall, dass der Entwicklungsschritt ein kontaktfreier Entwicklungsvorgang ist, mit einem guten Wirkungsgrad gesammelt werden, und es kann verhindert werden, dass ein Muster-Geisterbild auftritt, das auf eine mangelhafte Sammlung zurückzuführen ist. Auch in dem Fall, dass die Tonerteilchen nach der Übertragung in einer großen Menge auf dem Latentbildträgerelement zurückbleiben, staut das Kontaktaufladeelement die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zuerst auf, ebnet das Muster der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen ein und lädt die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen nach und nach auf dem Latentbildträgerelement ab. Ein Muster-Geisterbild, das auf eine Behinderung der Latentbilderzeugung zurückzuführen ist, kann auf diese Weise verhindert werden. Was eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements wegen einer Verunreinigung des Kontaktaufladeelements im Fall des Aufstauens einer großen Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen durch das Kontaktaufladeelement anbetrifft, so kann die Verschlechterung des gleichmäßigen Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements auf ein Ausmaß, das bei der praktischen Anwendung kein Problem verursacht, verhindert werden, indem der besondere Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Unter diesem Gesichtspunkt ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Anwendung der Kontaktaufladevorrichtung vorzuziehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann für eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Kontaktaufladeelements und der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Latentbildträgerelements gesorgt werden. Die Geschwindigkeitsdifferenz, die zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Kontaktauflade elements und der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Latentbildträgerelements bereitgestellt wird, kann eine starke Zunahme des Drehmoments zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement und ein beträchtliches Abschaben der Oberflächen des Kontaktaufladeelements und des Latentbildträgerelements verursachen. Wenn bewirkt wird, dass sich Bestandteile des Entwicklers bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement dazwischen befinden, kann jedoch ein Schmierwirkung (Reibungsverminderungswirkung) erzielt werden. Dadurch wird es möglich gemacht, für eine Geschwindigkeitsdifferenz zu sorgen, ohne dass eine starke Zunahme des Drehmoments und ein beträchtliches Abschaben verursacht werden.
Die Bestandteile, die der Entwickler hat und die sich bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement dazwischen befinden, können vorzugsweise mindestens die vorstehend beschriebenen leitfähigen Feinteilchen enthalten. Insbesondere kann der auf die gesamten Entwieklerbestandteile, die sich bei der Kontaktzone dazwischen befinden, bezogene Anteil des Gehalts der leitfähigen Feinteilchen höher sein als der Anteil des Gehalts der leitfähigen Feinteilchen, die in dem Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthalten sind (d.h. der leitfähigen Feinteilchen in dem Entwickler vor seiner Verwendung bei der Bilderzeugung der vorliegenden Erfindung). Da die Bestandteile, die der Entwickler hat und die sich bei der Kontaktzone dazwischen befinden, mindestens die leitfähigen Feinteilchen enthalten, können Leitungswege zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement sichergestellt werden und kann verhindert werden, dass sich das gleichmäßige Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements verschlechtert, wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden. Da der auf die gesamten Entwicklerbestandteile, die sich bei der Kontaktzone dazwischen befinden, bezogene Anteil des Gehalts der leitfähigen Feinteilchen höher ist als der Anteil des Gehalts der leitfähigen Feinteilchen, die in dem Entwickler im Rahmen der vorliegenden Er findung enthalten sind, kann ferner verhindert werden, dass sich das gleichmäßige Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements verschlechtert, wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden. Außerdem kann sogar in dem Fall, dass für eine verhältnismäßig große Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement gesorgt wird, verhindert werden, dass das Kontaktaufladeelement und das Latentbildträgerelement abgeschabt oder zerkratzt werden, weil der Aufladezone die leitfähigen Feinteilchen zugeführt werden, die in einer großen Anzahl die Teilchen im Teilchendurchmesserbereich von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm, die ausgezeichnete Schmiereigenschaften zeigen, enthalten.
Es ist möglich, dass die Aufladevorspannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, nur eine Gleichspannung ist. Selbst durch so eine Spannung kann ein gutes Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements erzielt werden. Sie kann auch eine Spannung sein, die durch Überlagerung einer Gleichspannung mit einer Wechselspannung erzeugt wird. Als Wellenformen so einer Wechselspannung kann von der Sinuswellenform, der Rechteckwellenform und der Dreieckwellenform irgendeine zweckmäßig angewendet werden. Die Wechselspannung kann auch eine Spannung von Impulswellen sein, die durch periodisches Ein- und Ausschalten einer Gleichstromquelle erzeugt wird. Als Wechselspannung kann somit eine Vorspannung angewendet werden, die eine derartige Wellenform hat, dass sich ihr Spannungswert periodisch verändert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Aufladevorspannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, vorzugsweise in einem Bereich liegen, in dem keine Entladungsprodukte erzeugt werden. Im Einzelnen kann sie vorzugsweise niedriger sein als die Spannung, bei der zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem aufzuladenden Element (Latentbildträgerelement) eine Entladung aufzutreten beginnt. Ferner wird ein Aufladesys tem bevorzugt, bei dem ein Direktinjektionsauflademechanismus vorherrscht.
Bei dem Verfahren zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung können nach der Übertragung auf dem Latentbildträgerelement zurückgebliebene isolierende Tonerteilchen mit dem Kontaktaufladeelement in Kontakt kommen und daran anhaften oder diesem beigemischt werden, so dass eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements verursacht wird. Im Fall des Aufladesystems, bei dem ein Entladungsauflademechanismus vorherrscht, besteht die Neigung, das sich das Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements um den Zeitpunkt, in dem die Tonerschicht, die an der Oberfläche des Kontaktaufladeelements angehaftet hat, schließlich einen Widerstand hat, der die Entladespannung behindern kann, plötzlich verschlechtert. Andererseits kann sich im Fall des Aufladesystems, bei dem ein Direktinjektionsauflademechanismus vorherrscht, das gleichmäßige Aufladeverhalten des aufzuladenden Elements (Latentbildträgerelements) verschlechtern, wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die an dem Kontaktaufladeelement angehaftet haben oder diesem beigemischt worden sind, die Wahrscheinlichkeit eines Kontaktes zwischen der Oberfläche des Kontaktaufladeelements und dem aufzuladenden Element vermindert haben. Dadurch können der Kontrast und die Gleichmäßigkeit von elektrostatischen Latentbildern vermindert werden, so dass eine Verminderung der Bilddichte verursacht wird und bewirkt wird, dass starker Schleier auftritt.
Gemäß dem Mechanismus der Verschlechterung des Aufladeverhaltens bei dem Entladungsauflademechanismus und bei dem Direktinjektionsauflademechanismus sind die Wirkung der Verhinderung einer Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements und die Wirkung der Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements, die den leitfähigen Feinteilchen zuzuschreiben sind, bei denen bewirkt wird, dass sie sich mindestens bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Aufladeelement, das mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird, dazwischen befinden, bei dem Direktin jektionsauflademechanismus deutlicher. Der Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann infolgedessen vorzugsweise bei dem Direktinjektionsauflademechanismus angewendet werden.
Im Einzelnen muss bei dem Entladungsauflademechanismus der auf die gesamten Entwicklerbestandteile, die sich bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Aufladeelement, das mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird, und bei dem in deren Nähe befindlichen Aufladebereich dazwischen befinden, bezogene Anteil des Gehalts der leitfähigen Feinteilchen höher gemacht werden, damit dadurch, dass veranlasst wird, dass sich mindestens die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Aufladeelement, das mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird, dazwischen befinden, bewirkt werden kann, dass die Tonerschicht, die durch die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, gebildet wird, nicht schließlich einen Widerstand hat, der die Entladespannung, die von dem Kontaktaufladeelement an das Latentbildträgerelement angelegt wird, behindern kann. Infolgedessen muss eine viel größere Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen auf das Latentbildträgerelement abgeladen werden, damit die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die auf diese Weise anhaften oder beigemischt werden, derart eingeschränkt wird, dass die Tonerschicht, die an dem Kontaktaufladeelement angehaftet hat oder diesem beigemischt worden ist, nicht schließlich einen Widerstand haben kann, der die Entladespannung behindern kann. Dadurch wird leicht die Erzeugung von Latentbildern behindert.
Andererseits können bei dem Direktinjektionsauflademechanismus über die leitfähigen Feinteilchen leicht Kontaktstellen zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem aufzuladenden Element sichergestellt werden, indem bewirkt wird, dass sich mindestens die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Aufladeelement, das mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird, dazwischen be finden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die an dem Kontaktaufladeelement angehaftet haben oder diesem beigemischt worden sind, die Wahrscheinlichkeit des Kontaktes zwischen der Oberfläche des Kontaktaufladeelements und dem aufzuladenden Element vermindern, und kann verhindert werden, dass sich das Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements verschlechtert.
Im Einzelnen kann in dem Fall, dass für eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Kontaktaufladeelements und der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Latentbildträgerelements gesorgt wird, die Menge der gesamten Entwicklerbestandteile, die sich bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, durch die Reibung zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement eingeschränkt werden. Dadurch kann mit höherer Sicherheit verhindert werden, dass die Aufladung des Latentbildträgerelements behindert wird, und können auch die Möglichkeiten zum Kontakt der leitfähigen Feinteilchen mit dem Latentbildträgerelement bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement beträchtlich erhöht werden. Die Direktinjektionsaufladung des Latentbildträgerelements über die leitfähigen Feinteilchen kann auf diese Weise stärker gefördert werden. Andererseits findet bei der Entladungsaufladung die Entladung nicht bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement, sondern bei einem Bereich, wo das Latentbildträgerelement und das Kontaktaufladeelement nicht in Kontakt sind und einen sehr kleinen Zwischenraum haben, statt. Die Wirkung einer Verhinderung der Behinderung der Aufladung kann folglich nicht erwartet werden, was der Tatsache zuzuschreiben ist, dass die Menge der gesamten Entwicklerbestandteile, die sich bei der Kontaktzone dazwischen befinden, eingeschränkt ist.
Es ist auch unter diesen Gesichtspunkten im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzuziehen, das Aufladesystem anzuwenden, bei dem der Direktinjektionsauflademechanismus vorherrscht. Das Aufladesystem, bei dem der Direktinjektionsauflademechanismus vorherrscht und das nicht auf der Entladungsaufladung basiert, wird bevorzugt.
Zum Verwirklichen so eines Aufladesystems kann die Aufladevorspannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, vorzugsweise niedriger sein als die Spannung, bei der die Entladung zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem aufzuladenden Element (Latentbildträgerelement) stattzufinden beginnt.
Was den Aufbau anbetrifft, bei dem für eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Kontaktaufladeelements und der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Latentbildträgerelements gesorgt wird, so kann die Geschwindigkeitsdifferenz vorzugsweise erzielt werden, indem das Kontaktaufladeelement derart angetrieben wird, dass es sich dreht.
Die Richtung der Bewegung an der Oberfläche des Kontaktaufladeelements und die Richtung der Bewegungsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Latentbildträgerelement können vorzugsweise einander entgegengesetzt sein. Im Einzelnen können sich das Kontaktaufladeelement und das Latentbildträgerelement in einander entgegengesetzten Richtungen bewegen. Damit die nach der Übertragung auf dem Latentbildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen, die zu dem Kontaktaufladeelement getragen werden, zeitweilig in bzw. auf dem Kontaktaufladeelement gesammelt und dort eingeebnet werden, können das Kontaktaufladeelement und das Latentbildträgerelement vorzugsweise in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden. Das Kontaktaufladeelement kann z.B. vorzugsweise einen Aufbau haben, bei dem es derart angetrieben wird, dass es sich dreht und zusätzlich eine Drehrichtung hat, die bei der Kontaktzone zwischen ihnen der Bewegungsrichtung der Oberfläche des Latentbildträgerelements entgegengesetzt ist. Das heißt, die Aufladung wird in einem Zustand durchgeführt, bei dem die nach der Übertragung auf dem Latentbildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen zuerst durch die Drehung in entgegengesetzten Richtungen auseinander gezogen werden. Dadurch wird es möglich gemacht, überwiegend den Direktinjektionsauflademechanismus durchzuführen und zu verhindern, dass die Latentbilderzeugung gestört wird. Außerdem macht es die Verbesserung der Wirkung der Einebnung des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen möglich, den Wirkungsgrad der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu verbessern und mit höherer Sicherheit zu verhindern, dass wegen mangelhafter Sammlung ein Muster-Geisterbild auftritt.
Für eine Geschwindigkeitsdifferenz kann auch in dem Fall gesorgt werden, dass das Kontaktaufladeelement in derselben Richtung bewegt wird wie die Bewegungsrichtung der Oberfläche des Latentbildträgerelements. Das Aufladeverhalten bei der Direktinjektionsaufladung hängt jedoch von dem Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement zu der Bewegungsgeschwindigkeit des Latentbildträgerelements ab. Zur Erzielung desselben Verhältnisses der Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement zu der Bewegungsgeschwindigkeit des Latentbildträgerelements wie im Fall entgegengesetzter Richtungen muss die Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktaufladeelements, das in derselben Richtung gedreht wird, folglich größer gemacht werden als im Fall entgegengesetzter Richtungen. Im Hinblick auf die Bewegungsgeschwindigkeit ist es somit vorteilhafter, dass das Aufladeelement in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird. Es ist auch bei der Wirkung der Einebung des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen vorteilhafter, dass das Aufladeelement in einer Richtung bewegt wird, die der Bewegungsrichtung der Oberfläche des Latentbildträgerelements entgegengesetzt ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement zu der Bewegungsgeschwindigkeit des Latentbildträgerelements (nachstehend als geschwindigkeitsbezogene Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz be zeichnet) vorzugsweise 10% bis 500% und insbesondere 20% bis 400% betragen.
Wenn die geschwindigkeitsbezogene Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann die Wahrscheinlichkeit des Kontakts zwischen der Oberfläche des Kontaktaufladeelements und dem Latentbildträgerelement nicht ausreichend erhöht werden, wodurch es in einigen Fällen bei der Direktinjektionsaufladung schwierig gemacht wird, das Aufladeverhalten bzw. die Aufladbarkeit des Latentbildträgerelements aufrechtzuerhalten. Außerdem können die vorstehend erwähnte Wirkung, dass die Menge der leitfähigen Feinteilchen, die sich bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, durch die Reibung zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement eingeschränkt werden kann, und die Wirkung der Einebnung des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung des Entwicklers bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung in einigen Fällen nicht erzielt werden.
Wenn die geschwindigkeitsbezogene Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, hat dies zur Folge, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktaufladeelements erhöht wird. Infolgedessen können die Entwicklerbestandteile, die zu der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement befördert werden, verstreut werden, wodurch leicht eine Verschmutzung in dem (Bilderzeugungs)gerät verursacht wird und auch die Neigung besteht, dass das Latentbildträgerelement und das Kontaktaufladeelement abgerieben oder zerkratzt werden, so dass sie schließlich eine kurze Lebensdauer haben.
In dem Fall, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Kontaktaufladeelements 0 beträgt, (beim Stillstand des Kontaktaufladeelements), befindet sich die Kontaktstelle des Kontaktaufladeelements mit dem Latentbildträgerelement an einer festgelegten Stelle. Infolgedessen ist wahrscheinlich, dass der Kontaktbereich des Kontaktaufladeelements mit dem Latentbildträgerelement abgerieben oder verschlechtert wird, und besteht die Neigung, dass sich die Wirkung der Verhinderung einer Störung der Aufladung des Latentbildträgerelements und die Wirkung der Einebnung des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung des Entwicklers bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung in unerwünschtem Maße verschlechtern.
Die geschwindigkeitsbezogene Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz, die die hier beschriebene Geschwindigkeitsdifferenz anzeigt, kann durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden: Geschwindigkeitsbezogene Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz (%) = |[(Vc – Vp)/Vp] × 100|.
In der Gleichung bezeichnet Vc die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Kontaktaufladeelements, bezeichnet Vp die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Latentbildträgerelements und ist die Bewegungsgeschwindigkeit Vc der Oberfläche des Kontaktaufladeelements ein Wert, dem dasselbe Vorzeichen gegeben wird wie der Bewegungsgeschwindigkeit Vp der Oberfläche des Latentbildträgerelements, wenn sich bei ihrer Kontaktzone die Oberfläche des Kontaktaufladeelements in derselben Richtung bewegt wie die Oberfläche des Latentbildträgerelements.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Kontaktaufladeelement vorzugsweise elastisch sein, damit die nach der Übertragung auf dem Latentbildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Kontaktaufladeelement zeitweilig gesammelt werden und ferner die leitfähigen Feinteilchen auf dem Kontaktaufladeelement getragen werden und zur überwiegenden Durchführung der Direktinjektionsaufladung die Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement bereitgestellt wird. Das Kontaktaufladeelement kann vorzugsweise auch elastisch sein, um das Muster der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen mit Hilfe des Kontaktaufladeelements einzuebnen, wodurch der Wirkungsgrad der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verbessert wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Latentbildträgerelement aufgeladen, indem an das Aufladeelement eine Spannung angelegt wird, und folglich kann das Aufladeelement auch vorzugsweise leitfähig sein. Infolgedessen kann das Aufladeelement vorzugsweise ein Magnetbürsten-Kontaktaufladeelement sein, das eine leitfähige elastische Walze und einen Magnetbürstenbereich mit magnetischen Teilchen, die magnetisch an die Walze gebunden sind, hat, wobei dieser Magnetbürstenbereich mit dem aufzuladenden Element in Kontakt gebracht wird, oder ein Bürstenelement sein, das aus leitfähigen Fasern besteht. Im Hinblick auf den Vorteil, dass der Aufbau des Aufladeelements einfach gemacht werden kann, kann das Aufladeelement vorzugsweise eine leitfähige elastische Walze oder eine leitfähige Bürstenwalze sein. Im Hinblick auf den Vorteil, dass die Entwicklerbestandteile (z.B. die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen und die leitfähigen Feinteilchen), die an dem Aufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, leicht ohne Verstreuen stabil zurückgehalten werden können, kann das Aufladeelement vorzugsweise die leitfähige elastische Walze sein.
Was die Härte der als Walzenelement dienenden leitfähigen elastischen Walze anbetrifft, so kann durch eine zu niedrige Härte bewirkt werden, dass das Walzenelement eine so instabile Gestalt hat, dass es mit dem aufzuladenden Element schlecht in Kontakt kommt. Ferner können die leitfähigen Feinteilchen, die sich bei der Kontaktzone zwischen dem Walzenelement und dem Latentbildträgerelement dazwischen befinden, die Oberfläche der leitfähigen elastischen Walze abschaben oder zerkratzen, so dass kein stabiles Aufladeverhalten erzielt werden kann. Andererseits kann durch eine zu hohe Härte nicht nur bewirkt werden, dass es unmöglich ist, die Aufladekontaktzone zwischen dem Walzenelement und dem aufzuladenden Element zu gewährleisten, sondern auch der Mikrokontakt mit der Oberfläche des aufzuladenden Elements (Latentbildträgerelements) verschlechtert werden. Somit kann kein stabiles Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements erzielt werden. Außerdem kann sich die Wirkung der Einebnung des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verschlechtern, wodurch es unmöglich gemacht wird, den Wirkungsgrad der Sammlung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu verbessern. Infolgedessen kann zwar eine Erhöhung des Kontaktdruckes der leitfähigen elastischen Walze gegen das Latentbildträgerelement in Betracht gezogen werden, jedoch ist wahrscheinlich, dass dadurch ein Abschaben, Zerkratzen o.dgl. des Walzen-Kontaktaufladeelements oder des Latentbildträgerelement verursacht werden. Unter diesen Gesichtspunkten kann die als Walzenelement dienende leitfähige elastische Walze vorzugsweise eine Asker-C-Härte haben, die 20 bis 50, insbesondere 25 bis 50 und vor allem 25 bis 40 beträgt. Hierbei ist die Asker-C-Härte die Härte, die mit einem Härtemessgerät vom Federtyp [Asker-C (hergestellt durch Kohbunshi Keiki K. K.)] in der in JIS K-6301 vorgeschriebenen Weise gemessen wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Härte unter einer Belastung von 9,8 N bei einer Walze gemessen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Oberfläche des als Kontaktaufladeelement dienenden Walzenelements vorzugsweise sehr kleine Zellen bzw. Hohlräume oder Unebenheiten haben, damit die leitfähigen Feinteilchen stabil darauf zurückgehalten werden können.
Es ist auch wichtig, dass das leitfähige elastische Walzenelement Elastizität zeigt, damit ein ausreichender Kontaktzustand mit dem Latentbildträgerelement erzielt wird und das Walzenelement gleichzeitig als Elektrode wirkt, die einen genügend niedrigen Widerstand hat, um das sich bewegende Latentbildträgerelement aufzuladen. Andererseits ist es auch notwendig, eine Ableitung von Spannung zu verhindern, wenn in dem Latentbildträgerelement schadhafte Bereiche wie z.B. feine Löcher bzw. Nadellöcher vorhanden sind. In dem Fall, dass als aufzuladendes Element ein Latentbildträgerelement wie z.B. ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element angewendet wird, kann das leitfähige elastische Walzenelement zur Erzielung eines ausreichenden Aufladeverhaltens und von Beständigkeit gegen Ableitung einen spezifischen Widerstand von 10³ bis 10⁸ Ω·cm und vorzugsweise von 10⁴ bis 10⁷ Ω·cm haben.
Der spezifische Volumenwiderstand des leitfähigen elastischen Walzenelements kann in der folgenden Weise gemessen werden: Eine Walze wird mit einer zylindrischen Aluminiumtrommel, die einen Durchmesser von 30 mm hat, derart in Presskontakt gehalten, dass auf die Walze ein Kontaktdruck von 49 N/m ausgeübt wird, wobei zur Messung zwischen der Spindel bzw. Welle der Walze und der Aluminiumtrommel eine Spannung von 100 V angelegt wird.
Die leitfähige elastische Walze kann z.B. hergestellt werden, indem auf ihrer Welle als flexibles Element eine Schicht mit mittelhohem Widerstand aus einem Gummi oder Schaumstoff gebildet wird. Die Schicht mit mittelhohem Widerstand kann aus einem Harz (z.B. einem Polyurethanharz), leitfähigen Teilchen (z.B. Ruß), einem Härtungs- bzw. Vulkanisiermittel und einem Treib- bzw. Blähmittel usw. auf der Welle gebildet werden, um eine Walze zu bilden. Danach kann die gebildete Walze wahlweise geschnitten werden, und ihre Oberfläche kann zur Erzielung der gewünschten Gestalt geschliffen werden; auf diese Weise kann die leitfähige elastische Walze hergestellt werden.
Materialien für die leitfähige elastische Walze sind keinesfalls auf elastische Schaumstoffe eingeschränkt. Als elastische Materialien können sie Gummimaterialien wie z.B. Ethylen/Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), Polyurethan, Butadien-Acrylnitril-Kautschuk (NBR), Silicongummi und Isoprenkautschuk umfassen. Zur Einstellung des spezifischen Widerstandes kann auch ein leitfähiges Material wie z.B. Ruß oder ein Metalloxid dispergiert werden. Es können auch elastische Materialien verwendet werden, die durch Aufblähen bzw. Verschäumen von diesen erhalten worden sind. Der spezifische Widerstand kann ferner unter Verwendung eines ionenleitfähigen Materials ohne Dispergieren eines leitfähigen Materials oder unter Verwendung des ionenleitfähigen Materials in Kombination mit dem leitfähigen Material eingestellt werden.
Die leitfähige elastische Walze ist mit einer vorgeschriebenen Presskraft in Kontakt mit dem als aufzuladendes Element dienen den Latentbildträgerelement angeordnet, wobei gegen ihre Elastizität ein Widerstand ausgeübt wird. Für die Breite bzw. den Spalt bei dieser Aufladekontaktzone gibt es keine besondere Einschränkung. Sie kann vorzugsweise eine Breite bzw. einen Spalt von 1 mm oder darüber und insbesondere von 2 mm oder darüber haben, damit ein stabiler und enger Kontakt zwischen der leitfähigen elastischen Walze und dem Latentbildträgerelement erzielt wird.
Das Aufladeelement, das bei dem Aufladeschritt im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann ein Aufladeelement sein, mit dem das Latentbildträgerelement durch Anlegen einer Spannung an eine aus leitfähigen Fasern bestehende Bürste aufgeladen wird (Bürstenelement). So eine als Kontaktaufladeelement dienende Aufladebürste kann aus allgemein verwendeten Fasern und einem zur Einstellung des Widerstandes darin dispergierten leitfähigen Material bestehen. Als Fasern können allgemein bekannte Fasern verwendet werden, die z.B. Polyamid-, Acryl-, Kunstseiden-, Polycarbonat- oder Polyesterfasern umfassen. Als leitfähiges Material können allgemein bekannte leitfähige Materialien verwendet werden, die z.B. Metalle wie z.B. Nickel, Eisen, Aluminium, Gold und Silber; Metalloxide wie z.B. Eisenoxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Antimonoxid und Titanoxid und auch leitfähige Pulver wie z.B. Ruß umfassen. Diese leitfähigen Pulver können wahlweise vorher einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, damit sie hydrophob gemacht werden oder ihr Widerstand eingestellt wird. Im Fall ihrer Verwendung werden diese leitfähigen Pulver unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit in Fasern und der Produktivität ausgewählt.
Die Aufladebürste, die als Kontaktaufladeelement dient, umfasst eine stationäre Bürste und eine Bürste in Form einer drehbaren Walze. So eine walzenförmige Aufladebürste umfasst z.B. eine Walzenbürste, die erhalten wird, indem ein Band mit leitfähigen Fasern, aus denen ein Florgewebe hergestellt worden ist, spiralförmig um eine aus einem Metall hergestellte Spindel bzw. Welle herumgewickelt wird. Die leitfähigen Fasern können eine Faserdicke von 1 Denier bis 20 Denier (einen Faserdurchmesser von etwa 10 μm bis 500 μm), eine Bürstenfaserlänge von 1 mm bis 15 mm und eine Bürstendichte von 10.000 bis 300.000 Garnen bzw. Fäden je Quadratinch (1,5 × 10⁷ bis 4,5 × 10⁸ Garnen bzw. Fäden je Quadratmeter) haben. So eine Bürste kann vorzugsweise angewendet werden.
Als Aufladebürste kann vorzugsweise eine Bürste angewendet werden, die eine möglichst hohe Bürstendichte hat, und eine Faser kann auch vorzugsweise aus einigen bis hunderten feinen Fasern bzw. Einzelfäden gebildet sein. Beispielsweise können in dem Fall, dass die Faser bzw. das Garn 300 Denier/50 Einzelfäden hat, 50 feine Fasern bzw. Einzelfäden mit jeweils 6 Denier gebündelt werden und als eine Faser bzw. ein Garn verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Aufladestellen bzw. -punkte für die Direktinjektionsaufladung jedoch hauptsächlich in Abhängigkeit von der Dichte, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktaufladezone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement und in ihrer Nähe dazwischen befinden, festgelegt. Somit wird der Spielraum für die Auswahl des Kontaktaufladeelements erweitert.
Die Aufladebürste kann vorzugsweise wie im Fall der leitfähigen elastischen Walze einen spezifischen Widerstand von 10³ Ω·cm bis 10⁸ Ω·cm und insbesondere von 10⁴ Ω·cm bis 10⁷ Ω·cm haben, damit ein ausreichendes Aufladeverhalten und Beständigkeit gegen Ableitung erzielt werden.
Materialien für die Aufladebürste können die leitfähigen Kunstseidenfasern REC-B, REC-C, REC-M1 und REC-M10, erhältlich von Unichika Ltd.; und auch SA-7, erhältlich von Toray Industries, Inc.; Thunderon, erhältlich von Nihon Sanmo K. K.; Belltron, erhältlich von Kanebo, Ltd.; Clacarbo, erhältlich von Claray Co., Ltd., ein Produkt, das durch Dispergieren von Kohlenstoff in Kunstseide erhalten wird; und Roabal, erhältlich von Mitsubishi Rayon Co., Ltd., umfassen. Im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen können vorzugsweise insbesondere REC-B, REC-C, REC-M1 und REC-M10 verwendet werden.
Das Kontaktaufladeelement kann auch Flexibilität zeigen. Dies ist im Hinblick auf den Vorteil vorzuziehen, dass die Möglichkeiten für einen Kontakt der leitfähigen Feinteilchen mit dem Latentbildträgerelement bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement größer gemacht werden können, wodurch ein hoher Kontakt erzielt und eine Verbesserung des Direktinjektionsaufladeverhaltens herbeigeführt wird. Das Kontaktaufladeelement kommt nämlich über die leitfähigen Feinteilchen in engen Kontakt mit dem Latentbildträgerelement, und die leitfähigen Feinteilchen, die bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, reiben die Oberfläche des Latentbildträgerelements dicht. Die Aufladung des Latentbildträgerelements durch das Kontaktaufladeelement wird somit überwiegend durch die sichere und stabile Direktinjektionsaufladung, die über die leitfähigen Feinteilchen erfolgt, beherrscht, ohne dass von einer Entladungserscheinung Gebrauch gemacht wird. Folglich kann durch die Anwendung der Direktinjektionsaufladung, die über die leitfähigen Feinteilchen erfolgt, ein hoher Wirkungsgrad der Aufladung erzielt werden, der durch Walzenaufladung o.dgl., die durch herkömmliche Entladungsaufladung erfolgt, nicht erzielbar gewesen ist, und dem Latentbildträgerelement kann ein Potenzial erteilt werden, das im Wesentlichen gleich der an das Kontaktaufladeelement angelegten Spannung ist. Da das Kontaktaufladeelement Flexibilität zeigt, können außerdem die Wirkung eines zeitweiligen Aufstauens der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen und die Wirkung der Einebnung des Musters der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verstärkt werden, wenn dem Kontaktaufladeelement eine große Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zugeführt wird. Somit kann sicherer verhindert werden, dass wegen einer Störung der Latentbilderzeugung und einer mangelhaften Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen mangelhafte Bilder auftreten.
Was die Menge anbetrifft, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, so kann die Schmierwirkung, die den leitfähigen Feinteilchen zuzuschreiben ist, bei einer zu geringen Menge nicht ausreichend erzielt werden, was zu einer starken Reibung zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement führt, so dass es schwierig werden kann, das Kontaktaufladeelement derart anzutreiben, dass es sich mit einer Geschwindigkeitsdifferenz in Bezug auf das Latentbildträgerelement dreht. In dem Fall, dass sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone in einer zu geringen Menge dazwischen befinden, kann nämlich ein übermäßiges Antriebsdrehmoment bewirkt werden, so dass im Fall einer zwangsläufigen Drehung die Neigung besteht, dass die Oberfläche des Kontaktaufladeelements oder des Latentbildträgerelements zerkratzt wird. Außerdem kann in einigen Fällen keine ausreichende Wirkung der Vergrößerung der Kontaktmöglichkeiten, die den leitfähigen Feinteilchen zuzuschreiben ist, erzielt werden, und es ist möglich, dass kein gutes Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements erzielbar ist. Andererseits kann in dem Fall, dass sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone in einer zu großen Menge dazwischen befinden, bewirkt werden, dass die leitfähigen Feinteilchen selbst in einer sehr großen Menge von dem Kontaktaufladeelement herunterfallen. Dadurch kann eine Störung der Latentbilderzeugung wie z.B. eine Unterbrechung von zur bildmäßigen Belichtung dienendem Licht verursacht werden, so dass die Neigung zu einer Beeinträchtigung der Bilderzeugung besteht.
Gemäß Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung angestellt haben, kann die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, vorzugsweise 1000 Teilchen/mm² oder mehr und insbesondere 10.000 Teilchen/mm² oder mehr betragen. Da die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen dazwischen befinden, 1000 Teilchen/mm² oder mehr beträgt, kann das Antriebsdrehmoment keinesfalls übermäßig werden und kann die Schmierwirkung, die den leitfähigen Feinteilchen zuzuschreiben ist, ausreichend erzielt werden. Wenn die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen dazwischen befinden, viel weniger als 1000 Teilchen/mm² beträgt, kann die gewünschte Wirkung der Vergrößerung der Kontaktmöglichkeiten nicht ausreichend erzielt werden, so dass wahrscheinlich ist, dass eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latentbildträgerelements verursacht wird.
In dem Fall, dass das Direktinjektionsaufladesystem angewendet wird, um bei dem Bilderzeugungsverfahren mit dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung eine gleichmäßige Aufladung des Latentbildträgerelements durchzuführen, besteht auch die Möglichkeit, dass sich das Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements verschlechtert, wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden. Um eine gute Direktinjektionsaufladung durchzuführen, indem verhindert wird, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, oder indem eine Störung der Aufladung des Latentbildträgerelements, die verursacht werden kann, wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt werden, überwunden wird, kann die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, vorzugsweise 10.000 Teilchen/mm² oder mehr betragen. Wenn die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen dazwischen befinden, viel weniger als 10.000 Teilchen/mm² beträgt, besteht die Neigung, dass sich das Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements verschlechtert, wenn die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen in einer größen Menge vorhanden sind.
Der geeignete Bereich der Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen bei dem Aufladeschritt auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, hängt auch davon ab, welche Wirkung auf das gleichmäßige Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements dadurch erzielbar ist, in welcher Dichte die leitfähigen Feinteilchen auf das Latentbildträgerelement aufgetragen sind.
Während der Aufladung des Latentbildträgerelements ist natürlich eine Kontaktaufladung notwendig, die mindestens gleichmäßiger ist als die Aufzeichnungsauflösung. Wie in 3, einer graphischen Darstellung, die die Kennlinie der menschlichen Sichtempfindung zeigt, gezeigt ist, nähert sich jedoch bei Ortsfrequenzen von 10/mm oder darüber die Anzahl der unterscheidbaren Gradationsstufen auf Bildern unendlich an 1 an, das heißt, jede Ungleichmäßigkeit der Bilddichte wird schließlich nicht unterscheidbar. Im Sinne einer positiven Ausnutzung dieser Kennlinie folgt daraus, dass, wenn ein Anhaften der leitfähigen Feinteilchen an dem Latentbildträgerelement bewirkt wird, bewirkt werden kann, dass die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement in einer Dichte von mindestens 10 Feinteilchen/mm vorhanden sind und die Direktinjektionsaufladung in diesem Zustand durchgeführt werden kann. Daraus folgt, dass sogar in dem Fall, dass auf dem Latentbildträgerelement bei einem Bereich davon, wo die leitfähigen Feinteilchen nicht vorhanden sind, eine mikroskopisch kleine mangelhafte Aufladung aufgetreten ist, die Ungleichmäßigkeit der Bilddichte, die durch so eine mangelhafte Aufladung verursacht wird, auf Bildern nicht problematisch ist, weil sie in einem Ortfrequenzbereich auftritt, der außerhalb der Kennlinie der menschlichen Sichtempfindung liegt.
Was die Frage anbetrifft, ob die mangelhafte Aufladung, die auf Bildern als Ungleichmäßigkeit der Bilddichte erscheint, wahrnehmbar ist oder nicht, wenn sich die Dichte, in der die leitfähigen Feinteilchen auf das Latentbildträgerelement aufgetragen sind, verändert, so kann eine Wirkung der Verhinderung des Auftretens einer ungleichmäßigen Aufladung beobachtet werden, solange darauf selbst eine geringe Anzahl von leitfähigen Feinteilchen (z.B. 10 Teilchen/mm²) aufgetragen ist, jedoch ist so eine Wirkung in der Hinsicht, ob die Ungleichmäßigkeit der Bilddichte auf Bildern für das menschliche Auge erträglich ist oder nicht, noch ungenügend. In dem Fall, dass 100 Teilchen/mm² oder mehr der leitfähigen Feinteilchen aufgetragen werden, kommt es plötzlich dazu, dass bei einer objektiven Bewertung von Bildern vorteilhafte Ergebnisse erhalten werden. Bei einer weiteren Erhöhung der aufgetragenen Menge auf 1000 Teilchen/mm² oder mehr gibt es schließlich auf Bildern kein Problem, das durch mangelhafte Aufladung verursacht wird.
Bei der Aufladung, die durch das Direktinjektionsaufladesystem erfolgt, das sich von dem Entladungsaufladesystem grundlegend unterscheidet, wird die Aufladung in einem Zustand durchgeführt, in dem das Kontaktaufladeelement mit dem aufzuladenden Element sicher in Kontakt ist. Selbst in dem Fall, dass die leitfähigen Feinteilchen in einer übermäßigen Menge auf das Latentbildträgerelement aufgetragen sind, gibt es jedoch notwendigerweise irgendeinen Bereich, der nicht in Kontakt kommen kann. Dieses Problem kann jedoch bei der praktischen Anwendung gelöst werden, indem die leitfähigen Feinteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung unter positiver Ausnutzung der Kennlinie der menschlichen Sichtempfindung aufgetragen werden.
Der obere Grenzwert der Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, beläuft sich auf die Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen gleichmäßig in einer Schicht auf das Latentbildträgerelement aufgetragen sind. Daraus, dass sie in einer diese Menge überschreitenden Menge aufgetragen werden, folgt nicht, dass die Wirkung verbessert wird, vielmehr können übermäßige leitfähige Feinteilchen nach dem Aufladeschritt abgeladen werden, so dass die Schwierigkeiten verursacht werden, dass die Teilchen zur Belichtung dienendes Licht unterbrechen oder streuen.
Der obere Grenzwert der Dichte, in der die leitfähigen Feinteilchen aufgetragen werden, kann in Abhängigkeit von z.B. dem Teilchendurchmesser der leitfähigen Feinteilchen und von der Zurückhaltung der leitfähigen Feinteilchen auf dem Kontaktaufladeelement verschieden sein und kann nicht verallgemeinernd vorgeschrieben werden. Es kann allenfalls angemerkt werden, dass die Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen gleichmäßig in einer Schicht auf das Latentbildträgerelement aufgetragen sind, als Obergrenze angesehen werden kann.
Wenn die Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, mehr als 500.000 Teilchen/mm² beträgt, besteht in Abhängigkeit von dem Teilchendurchmesser usw. der leitfähigen Feinteilchen die Neigung, dass die leitfähigen Feinteilchen in einer sehr großen Menge von dem Latentbildträgerelement herunterfallen, so dass das Innere des Bilderzeugungsgeräts verunreinigt wird und auch in einigen Fällen unabhängig von der Lichtdurchlässigkeit der leitfähigen Feinteilchen selbst bewirkt wird, dass die Lichtmenge, mit der das Latentbildträgerelement belichtet wird, ungenügend ist. Solange diese Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen vorhanden sind, nicht mehr als 500.000 Teilchen/mm² beträgt, kann die Menge der herunterfallenden Teilchen auf einen geringen Wert unterdrückt werden, so dass bewirkt werden kann, dass eine Verunreinigung in dem (Bilderzeugungs)gerät, die auf ein Verstreuen der leitfähigen Feinteilchen zurückzuführen ist, in geringerem Maße auftritt, und auch eine Störung der Belichtung besser verhindert werden kann.
Es ist auch eine Untersuchung über die Wirkung der Verbesserung des Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die mit der Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, zusammenhängt, angestellt worden, wobei Folgendes gefunden wurde: In dem Fall, dass die Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen nach der Aufladung und vor der Entwicklung auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, mehr als 100 Teilchen/mm² beträgt, ist der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen im Vergleich zu dem Fall, dass auf dem Latentbildträgerelement keine leitfähigen Feinteilchen vorhanden sind, deutlich verbessert, und bis zu einer Menge, bei der die leitfähigen Feinteilchen gleichmäßig in einer Schicht auf das Latentbildträgerelement aufgetragen sind, werden durch die Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung Bilder erzeugt, die frei von Bildfehlern sind. Wie in dem Fall der Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen nach der Übertragung und vor der Aufladung auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, wird die Neigung beobachtet, dass die Absonderung bzw. das Herunterfallen der leitfähigen Feinteilchen von dem Latentbildträgerelement allmählich deutlich wird, wenn die Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen vorhanden sind, mehr als 500.000 Teilchen/mm² erreicht, wodurch die Latentbilderzeugung beeinträchtigt wird, so dass eine Zunahme von Schleier verursacht wird.
Im Einzelnen kann die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, auf 1000 Teilchen/mm² oder mehr eingestellt werden und kann die Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, derart eingestellt werden, dass sie 100 Teilchen/mm² oder mehr und nicht viel mehr als 500.000 Teilchen/mm² beträgt. Dies ist vorzuziehen, damit mit einem guten Aufladeverhalten des Latenbildträgerelements, mit einem guten Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen und ohne Bildfehler, die auf eine Verunreinigung in dem (Bilderzeugungs)gerät oder auf eine Störung der Belichtung zurückzuführen sind, Bilder erzeugt werden. Die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, kann vorzugsweise auf 10.000 Teilchen/mm² oder mehr eingestellt werden.
Die Beziehung zwischen der Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, und der Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, kann nicht verallgemeinernd festgelegt werden, weil es Einflussgrößen wie z.B. (1) die Zuführung(smenge) der leitfähigen Feinteilchen zu der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement, (2) das Anhaften bzw. Haftvermögen der leitfähigen Feinteilchen an dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement, (3) die Fähigkeit des Kontaktaufladeelements, die leitfähigen Feinteilchen zurückzuhalten, und (4) die Fähigkeit des Latentbildträgerelements, die leitfähigen Feinteilchen zu rückzuhalten, gibt. Experimentell ist bei der Messung der Menge der Teilchen, die sich abgesondert haben und auf das Latentbildträgerelement gelangt sind, (der Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen bei dem Latentbilderzeugungsschritt auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind) gefunden worden, dass sie im Bereich von 100 bis 100.000 Teilchen/mm² lag, wenn die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befanden, 1000 bis 1.000.000 Teilchen/mm² betrug.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Messung der Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, und der Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, beschrieben.
Zur Ermittlung der Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, ist es vorzuziehen, dass der Wert direkt bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement gemessen wird. In dem Fall, dass die Bewegungsrichtung der Oberfläche des Kontaktaufladeelements, die die Kontaktzone bildet, der Bewegungsrichtung der Oberfläche des Latentbildträgerelements entgegengesetzt ist, werden jedoch die meisten der Teilchen, die auf dem Latentbildträgerelement vorhanden gewesen sind, bevor es mit dem Kontaktaufladeelement in Kontakt kam, durch das Kontaktaufladeelement, das damit in Kontakt kommt, während es sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt, abgelöst bzw. weggenommen. Infolgedessen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Menge der Teilchen, die auf der Oberfläche des Kontaktaufladeelement vorhanden sind, unmittelbar bevor sie die Kontaktzone erreichen, als die Menge, in der sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Kontaktaufladeelement dazwischen befinden, angesehen.
Im Einzelnen wird die Drehung des Latentbildträgerelements und der leitfähigen elastischen Walze (des Kontaktaufladeelements) in dem Zustand angehalten, indem dem daran keine Aufladevorspannung angelegt wird, und die Oberflächen des Latentbildträgerelements und der leitfähigen elastischen Walze werden unter Anwendung eines Videomikroskops (OVM100N, hergestellt durch Olympus) und eines digitalen Standbildrekorders (SR-3100, hergestellt durch Deltis) aufgenommen. Die leitfähige elastische Walze wird unter denselben Bedingungen wie beim Inkontaktbringen der leitfähigen elastischen Walze mit dem Latentbildträgerelement mit einem Objektträger in Kontakt gebracht, und die Kontaktfläche wird von der Rückseite des Objektträgers her an 10 oder mehr Stellen unter Anwendung des Videomikroskops durch ein Objektiv hindurch mit 1000facher Vergrößerung aufgenommen. Zur regionalen Trennung einzelner Teilchen von dem erhaltenen digitalen Bild werden die Daten mit einem bestimmten Schwellenwert zu binären Daten verarbeitet, und die Anzahl der Regionen, wo die Teilchen vorhanden sind, wird unter Anwendung einer gewünschten Bildverarbeitungssoftware gemessen. Was die Menge der auf dem Latentbildträgerelement vorhandenen Teilchen betrifft, so wird auch die Oberfläche des Latentbildträgerelements mit demselben Videomikroskop aufgenommen und eine ähnliche Bildverarbeitung durchgeführt, um die Messung durchzuführen.
Die Menge, in der die leitfähigen Feinteilchen auf dem Latentbildträgerelement vorhanden sind, wird gemessen, indem die Oberfläche des Latentbildträgerelements nach der Übertragung und vor der Aufladung sowie nach der Aufladung und vor der Entwicklung in derselben Weise wie vorstehend beschrieben unter Anwendung einer Bildverarbeitungssoftware aufgenommen wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Latentbildträgerelement eine äußerste Oberflächenschicht haben, die einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁹ Ω·cm bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm und vorzugsweise von 1 × 10¹⁰ Ω·cm bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm hat. Dies ist vorzuziehen, weil ein besseres Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements erzielt werden kann. Bei dem Aufladesystem, bei dem von der direkten Injektion elektrischer Ladungen Ge brauch gemacht wird, können elektrische Ladungen mit einem guten Wirkungsgrad zugeführt und empfangen werden, wenn der spezifische Widerstand an der Seite des aufzuladenden Elements auf einen niedrigen Wert eingestellt wird. Zu diesem Zweck kann die äußerste Oberflächenschicht vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10¹⁴ Ω·cm oder darunter haben. Andererseits kann die äußerste Oberflächenschicht vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁹ Ω·cm oder darüber haben, damit elektrostatische Latentbilder der Funktion des Latentbildträgerelement entsprechend für eine vorgeschriebene Zeit aufrechterhalten werden. Sie kann vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10¹⁰ Ω·cm oder darüber haben, damit elektrostatische Latentbilder aufrechterhalten werden, wobei sogar bei sehr kleinen Latentbildern in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit keine Unordnung verursacht wird.
Das Latentbildträgerelement kann ferner ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element sein, und die äußerste Oberflächenschicht des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements kann einen spezifischen Volumenwiderstand haben, der 1 × 10⁹ Ω·cm bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm beträgt. Dies ist mehr vorzuziehen, weil sogar bei einem (Bilderzeugungs)gerät mit einer hohen Betriebsgeschwindigkeit ein ausreichendes Aufladeverhalten des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements erzielt werden kann.
Das Latentbildträgerelement kann auch vorzugsweise eine lichtempfindliche Trommel oder ein lichtempfindliches Band sein, das eine Schicht hat, die aus einem photoleitfähigen Isolatormaterial wie z.B. amorphem Selen, CdS, ZnO₂ oder amorphem Silicium gebildet ist. Vorzugsweise kann vor allem ein lichtempfindliches Element verwendet werden, das eine lichtempfindliche Schicht aus amorphem Silicium oder eine organische lichtempfindliche Schicht hat.
Die organische lichtempfindliche Schicht kann eine einzige lichtempfindliche Schicht sein, die in derselben Schicht eine Ladungen erzeugende Substanz und eine Ladungen transportierende Substanz enthält, oder kann eine lichtempfindliche Schicht mit getrennten Funktionen sein, die aus einer Ladungstransportschicht und einer Ladungserzeugungsschicht besteht. Eines der bevorzugten Beispiele ist eine mehrschichtige lichtempfindliche Schicht, die aus einem leitfähigen Schichtträger sowie einer Ladungserzeugungsschicht und einer Ladungstransportschicht, die übereinander in dieser Reihenfolge darauf gebildet sind, besteht.
Eine Einstellung des Oberflächenwiderstandes des Latentbildträgerelements erlaubt eine stabilere gleichmäßige Aufladung des Latentbildträgerelements.
Um die Ladungsinjektion durch Einstellung des Oberflächenwiderstandes des Latentbildträgerelements wirksamer zu machen oder zu beschleunigen, ist es auch vorzuziehen, dass auf der Oberfläche des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements eine Ladungsinjektionsschicht angeordnet wird. Die Ladungsinjektionsschicht kann vorzugsweise einen Aufbau haben, bei dem leitfähige Feinteilchen in einem Harz dispergiert sind.
Die Ladungsinjektionsschicht kann z.B. in einer der folgenden Formen bereitgestellt werden:

(i) Die Ladungsinjektionsschicht wird auf einem anorganische lichtempfindlichen Element aus Selen oder amorphem Silicium oder auf einem organischen lichtempfindlichen Element mit einer einzigen Schicht angeordnet;
(ii) es wird bewirkt, dass eine Oberflächenschicht, die als Ladungstransportschicht eines organischen lichtempfindlichen Elements mit getrennten Funktionen dient und eine Ladungen transportierende Substanz und ein Harz hat, auch die Funktion einer Ladungsinjektionsschicht hat (z.B. indem die Ladungstransportschicht durch Dispergieren einer Ladungen transportierenden Substanz und leitfähiger Feinteilchen in einem Harz gebildet wird oder indem durch eine Ladungen transportierende Substanz selbst oder durch den Zustand, in dem sie vorhanden ist, be wirkt wird, dass die Ladungstransportschicht die Funktion einer Ladungsinjektionsschicht hat); und
(iii) die Ladungsinjektionsschicht wird als äußerste Oberflächenschicht auf einem organischen lichtempfindlichen Element mit getrennten Funktionen angeordnet;

Die Ladungsinjektionsschicht kann z.B. aus einer Schicht aus einem anorganischen Material wie z.B. einer abgeschiedenen Metallschicht oder aus einer Harzschicht mit einem darin dispergierten leitfähigen Pulver, die in einem Bindemittelharz dispergierte leitfähige Feinteilchen hat, bestehen. Die abgeschiedene Schicht kann durch Vakuumaufdampfung gebildet werden, und die Harzschicht mit einem darin dispergierten leitfähigen Pulver kann durch Auftragen mit einem geeigneten Auftragverfahren wie z.B. Tauchen, Sprühauftrag, Walzenauftrag und Strahlauftrag gebildet werden.
Die Ladungsinjektionsschicht kann auch aus einer Mischung oder einem Copolymer eines isolierenden Bindemittelharzes mit einem ionenleitfähigen Harz, das eine hohe Lichtdurchlässigkeit hat, bestehen oder kann aus einem einzigen Harzmaterial mit einem mittelhohen Widerstand, das Photoleitfähigkeit zeigt, bestehen.
Die äußerste Oberflächenschicht des Latentbildträgerelements ist insbesondere eine Harzschicht, in der leitfähige Feinteilchen, die mindestens aus einem Metalloxid bestehen, (nachstehend als "leitfähige Oxidfeinteilchen" bezeichnet) dispergiert worden sind. Im Einzelnen ist es vorzuziehen, dass die äußerste Oberflächenschicht des Latentbildträgerelements in dieser Weise gebildet wird, weil bewirkt werden kann, dass das elektrophotographische lichtempfindliche Element einen niedrigen Oberflächenwiderstand hat, so dass elektrische Ladungen mit einem besseren Wirkungsgrad zugeführt und empfangen werden können, und auch weil wegen des niedrigen Oberflächenwiderstandes verhindert werden kann, dass durch Diffusion elektrischer Ladungen des Latenbildes verschwommene oder unscharfe Latentbilder verursacht werden, während das Latentbildträgerelement elektrostatische Latentbilder aufrechterhält.
Im Fall der vorstehend erwähnten Harzschicht, in der die leitfähigen Oxidfeinteilchen dispergiert worden sind, können die leitfähigen Oxidfeinteilchen vorzugsweise einen Teilchendurchmesser haben, der kleiner ist als die Wellenlänge des darauf auftreffenden Lichts, um zu verhindern, dass das auftreffende Licht durch die dispergierten Teilchen gestreut wird. Die zu dispergierenden leitfähigen Oxidfeinteilchen können infolgedessen vorzugsweise einen Teilchendurchmesser von 0,5 μm oder darunter haben. Die leitfähigen Oxidfeinteilchen können vorzugsweise in einer Menge von 2 Masse% bis 90 Masse% und insbesondere von 5 Masse% bis 70 Masse, auf die Gesamtmasse der äußersten Schicht bezogen, enthalten sein. Wenn die leitfähigen Oxidfeinteilchen in einer Menge enthalten sind, die zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es schwierig, den gewünschten spezifischen Volumenwiderstand zu erzielen. Wenn sie andererseits in einer Menge enthalten sind, die zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann dies eine niedrige Schichtfestigkeit zur Folge haben. Infolgedessen besteht die Neigung, dass die Ladungsinjektionsschicht abgekratzt wird, so dass eine Verkürzung der Lebensdauer des lichtempfindlichen Elements wahrscheinlich ist. Ferner besteht die Neigung, dass eine zu starke Verminderung des Widerstandes wegen eines Fließens des Latentbildpotenzials mangelhafte Bilder verursacht.
Die Ladungsinjektionsschicht kann auch vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 μm bis 10 μm und insbesondere von 5 μm oder darunter haben, damit die Schärfe der Konturen von Latentbildern sichergestellt wird. Im Hinblick auf die Haltbarkeit der Ladungsinjektionsschicht beträgt die Schichtdicke vorzugsweise höchstens 1 μm.
Das Bindemittel der Ladungsinjektionsschicht kann dasselbe sein wie das Bindemittel einer darunter liegenden Schicht. In so einem Fall besteht jedoch die Möglichkeit, dass beim Auftragen der Ladungsinjektionsschicht die Oberfläche der darunter liegenden Schicht (z.B. der Ladungstransportschicht) gestört wird, so dass es notwendig ist, besondere Auftragverfahren auszuwählen.
Der spezifische Volumenwiderstand der äußersten Oberflächenschicht des Latentbildträgerelements im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird hierbei in der folgenden Weise gemessen: Auf einer Polyethylenterephthalatfolie (PET-Folie), auf deren Oberfläche Gold abgeschieden bzw. aufgedampft worden ist, wird eine Schicht gebildet, die dieselbe Zusammensetzung wie die äußerste Oberflächenschicht des Latentbildträgerelements hat, und der spezifische Volumenwiderstand dieser Schicht wird mit einem Messgerät zur Messung des spezifischen Volumenwiderstandes (4140BpAMATER, hergestellt durch Sewlett-Packard Corp.) in einer Umgebung mit einer Temperatur 23°C und einer Feuchtigkeit von 65% unter Anlegen einer Spannung von 100 V gemessen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Oberfläche des Latentbildträgerelements vorzugsweise Trennbarkeit erteilt werden, und die Oberfläche des Latentbildträgerelements kann vorzugsweise einen Kontaktwinkel mit Wasser von mindestens 85 Grad zeigen. Die Oberfläche des Latentbildträgerelements kann insbesondere einen Kontaktwinkel mit Wasser von mindestens 90 Grad zeigen.
Das Merkmal, dass die Oberfläche des Latentbildträgerelements einen hohen Kontaktwinkel hat, zeigt, dass die Oberfläche des Latentbildträgerelements eine hohe Trennbarkeit hat. Wegen dieser Wirkung wird der Wirkungsgrad der Sammlung des Entwicklers bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung verbessert. Ferner kann die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen sehr stark vermindert werden, so dass eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens des Latenbild trägerelements, die auf die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen ist, verhindert werden kann.
Der Oberfläche des Latentbildträgerelements kann in der folgenden Weise Trennbarkeit erteilt werden:

(i) Bei dem Harz selbst, das die äußerste Schicht bildet, wird ein Harz mit einer niedrigen Oberflächenenergie verwendet;
(ii) der äußersten Oberflächenschicht wird ein Zusatzstoff zugesetzt, der Wasserabweisungsvermögen oder Lipophilie erteilen kann; und
(iii) in der äußersten Schicht wird ein Material, das eine hohe Trennbarkeit zeigt, in Form eines Pulvers dispergiert.

Was den Fall (i) anbetrifft, so kann der Zweck erreicht werden, indem in die Struktur des Harzes eine fluorhaltige Gruppe oder eine siliciumhaltige Gruppe eingeführt wird. Im Fall (ii) kann als Zusatzstoff ein Tensid zugesetzt werden. Im Fall (iii) kann eine Verbindung, die Fluoratome enthält, wie z.B. Polyethylentetrafluorid, Polyvinylidenfluorid und Fluorkohlenstoffharz, ein Siliconharz oder ein Polyolefinharz verwendet werden.
Durch diese Maßnahmen kann bewirkt werden, dass die Oberfläche des Latentbildträgerelements einen Kontaktwinkel mit Wasser von mindestens 85 Grad zeigt.
Von diesen kann die äußerste Oberflächenschicht des Latentbildträgerelements vorzugsweise eine Schicht sein, in der Gleitmittel-Feinteilchen, die aus mindestens einem Material bestehen, das aus fluorhaltigen Harzen, Siliconharzen und Polyolefinharzen ausgewählt ist, dispergiert worden sind. Es ist besonders vorzuziehen, dass ein fluorhaltiges Harz wie z.B. Polyethylentetrafluorid oder Polyvinylidenfluorid verwendet wird. Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Fall (iii) das fluorhaltige Harz als Pulver verwendet wird, kann es vorteilhaft in der äußersten Oberflächenschicht dispergiert werden.
Zum Einmischen so eines Pulvers in die Oberflächenschicht kann auf der äußersten Oberflächenschicht des Latentbildträgerelements eine Schicht, die aus einem Bindemittelharz mit dem darin dispergierten Pulver besteht, bereitgestellt werden. Alternativ ist es im Fall eines organischen lichtempfindlichen Elements, das ursprünglich hauptsächlich aus einem Harz besteht, möglich, dass das Pulver lediglich in der äußersten Oberflächenschicht dispergiert wird, ohne dass eine zusätzliche Oberflächenschicht bereitgestellt wird.
Das vorstehend erwähnte Pulver, das Trennbarkeit zeigt, kann der Oberflächenschicht des Latentbildträgerelements in einer Menge von 1 Masse% bis 60 Masse% und insbesondere von 2 Masse% bis 50 Masse%, auf die Gesamtmasse der Oberflächenschicht bezogen, zugesetzt werden. Wenn es in einer Menge zugesetzt wird, die zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen nicht ausreichend vermindert werden und ist es möglich, dass der Wirkungsgrad der Sammlung des Entwicklers bei dem System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung nicht ausreichend ist. Sein Zusatz in einer Menge, die zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist nicht vorzuziehen, weil die Schicht eine niedrige Festigkeit haben kann und die Menge des auf das Latentbildträgerelement auftreffenden Lichts sehr gering sein kann, so dass das Aufladeverhalten des Latenbildträgerelements beeinträchtigt wird. Im Hinblick auf die Bildqualität kann der Teilchendurchmesser des Pulvers vorzugsweise 1 μm oder weniger und insbesondere 0,5 μm oder weniger betragen. Wenn sein Teilchendurchmesser zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, besteht die Neigung, dass Linienbilder wegen einer Streuung des auftreffenden Lichts eine mangelhafte Schärfe haben, so dass eine Beeinträchtigung der Auflösung wahrscheinlich ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird zur Messung des Kontaktwinkels reines Wasser verwendet und wird als Messgerät ein Kontaktwinkelmessgerät (Model CA-DS, hergestellt durch Kyowa Kaimen Kagaku K. K.) angewendet.
Nachstehend wird eine der bevorzugten Ausführungsformen eines als Latentbildträgerelement dienenden lichtempfindlichen Elements, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, beschrieben.
Es umfasst im Wesentlichen einen leitfähigen Schichtträger und eine lichtempfindliche Schicht, die hinsichtlich der Funktionen in eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht aufgeteilt ist.
Als leitfähiger Schichtträger wird ein zylindrisches Element oder eine Folie angewendet, die aus einem Metall wie z.B. Aluminium oder Edelstahl, einem Kunststoff mit einer Deckschicht, die aus einer Aluminiumlegierung oder einer Indiumoxid-Zinnoxid-Legierung gebildet ist, einem Papier oder einem Kunststoff, der mit leitfähigen Teilchen imprägniert ist, oder einem Kunststoff, der ein leitfähiges Polymer hat, besteht.
Auf dem leitfähigen Schichtträger kann eine Unter- bzw. Grundierschicht bereitgestellt werden, um die Haftung der lichtempfindlichen Schicht zu verbessern, die Beschichtungsfähigkeit zu verbessern, den Schichtträger zu schützen, auf dem Schichtträger vorhandene Schäden zu bedecken, den Wirkungsgrad der Ladungsinjektion aus dem Schichtträger zu verbessern oder die lichtempfindliche Schicht vor einem elektrischen Durchschlag zu schützen.
Die Unter- bzw. Grundierschicht kann aus einem Material wie z.B. Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Methylcellulose, Nitrocellulose, einem Ethylen-Acrylsäure-Copolymer, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Casein, Polyamid, Copolyamid, Leim, Gelatine, Polyurethan oder Aluminiumoxid gebildet werden. Die Unter- bzw. Grundierschicht kann im Allgemeinen in einer Dicke von 0,1 μm bis 10 μm und vorzugsweise von 0,1 μm bis 3 μm vorhanden sein.
Die Ladungserzeugungsschicht wird durch Auftragen einer Dispersion, die durch Dispergieren einer Ladungen erzeugenden Sub stanz in einem geeigneten Bindemittel hergestellt wird, oder durch Vakuumaufdampfung der Ladungen erzeugenden Substanz gebildet. Die Ladungen erzeugende Substanz umfasst Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Indigopigmente, Perylenpigmente, polycyclische Chinonpigmente, Squaryliumfarbstoffe (von Quadratsäure abgeleitet), Pyryliumsalze, Thiopyryliumsalze, Triphenylmethanfarbstoffe und anorganische Substanzen wie z.B. Selen und amorphes Silicium. Phthalocyaninpigmente werden besonders bevorzugt, um die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements auf die für die vorliegende Erfindung erforderliche Empfindlichkeit einzustellen. Das Bindemittel kann beispielsweise Harze wie z.B. Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polyvinylbutyralharz, Polystyrolharz, Acrylharz, Methacrylharz, Phenolharz, Siliconharz, Epoxyharz und Vinylacetatharz umfassen. Das Bindemittel, das in der Ladungserzeugungsschicht enthalten ist, kann in einer Menge von nicht mehr als 80 Masse% und vorzugsweise von 0 Masse% bis 40 Masse% vorhanden sein. Die Ladungserzeugungsschicht kann vorzugsweise eine Dicke von 5 μm oder weniger und insbesondere von 0,05 μm bis 2 μm haben.
Die Ladungstransportschicht hat die Funktion, Ladungsträger aus der Ladungserzeugungsschicht zu empfangen und sie zu transportieren. Die Ladungstransportschicht wird durch Auftragen einer Lösung, die durch Auflösen einer Ladungen transportierenden Substanz – wahlweise zusammen mit einem Bindemittelharz – in einem Lösungsmittel hergestellt wird, gebildet und kann im Allgemeinen eine Schichtdicke von 5 μm bis 40 μm haben. Die Ladungen transportierende Substanz kann polycyclische aromatische Verbindungen, die in der Hauptkette oder der Seitenkette eine Struktur wie z.B. Biphenylen, Anthracen, Pyren oder Phenanthren haben; stickstoffhaltige cyclische Verbindungen wie z.B. Indol, Carbazol, Oxadiazol und Pyrazolin; Hydrazonverbindungen; Styrylverbindungen und Selen, Selen-Tellur, amorphes Silicium und Cadmiumsulfid umfassen.
Das Bindemittelharz, in dem die Ladungen transportierende Substanz zu dispergieren ist, kann Harze wie z.B. Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polymethacrylat, Polystyrolharz, Acrylharz und Polyamidharz und organische photoleitfähige Polymere wie z.B. Poly-N-vinylcarbazole und Polyvinylanthracen umfassen.
Um die Ladungsinjektion wirksamer zu machen oder zu beschleunigen, kann als Oberflächenschicht eine Schicht bereitgestellt werden, bei der leitfähige Feinteilchen in einem Harz dispergiert worden sind. Als Harze für die Oberflächenschicht können Harze wie z.B. Polyester, Polycarbonat, Acrylharz, Epoxyharz und Phenolharz sowie ein Härtungsmittel für diese Harze allein oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Beispiele für die leitfähigen Feinteilchen können Teilchen aus Metallen oder Metalloxiden umfassen. Sie können vorzugsweise Ultrafeinteilchen aus Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Bismutoxid, zinnoxidbeschichtetem Titanoxid, zinnbeschichtetem Indiumoxid, antimonbeschichtetem Zinnoxid oder Zirkoniumoxid umfassen. Diese können allein verwendet werden oder können in Form einer Mischung von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
5 ist eine schematische Zeichnung, die den Schichtaufbau eines Latentbildträgerelements (lichtempfindlichen Elements), das mit einer Ladungsinjektionsschicht als Oberflächenschicht versehen ist, zeigt. Im Einzelnen ist das lichtempfindliche Element eine gebräuchliche lichtempfindliche Trommel mit einem organischen Photoleiter, die einen leitfähigen Schichtträger (Aluminiumtrommel) 11 umfasst, auf dem eine leitfähige Schicht 12, eine zur Verhinderung der Injektion von positiver Ladung dienende Schicht 13, eine Ladungserzeugungsschicht 14 und eine Ladungatransportschicht 15 in dieser Reihenfolge übereinanderliegend durch Beschichten angeordnet worden sind, wobei auf der Ladungstransportschicht 15 ferner durch Beschichten eine Ladungsinjektionsschicht 16 gebildet worden ist, um das Aufladeverhalten bzw. die Aufladbarkeit, die der Injektion elektrischer Ladungen zuzuschreiben ist, zu verbessern.
Bei der Ladungsinjektionsschicht 16, die als äußerste Oberflächenschicht des Latentbildträgerelements gebildet wird, ist es wichtig, dass die Oberflächenschicht einen spezifischen Volu menwiderstand von 1 × 10⁹ Ω·cm bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm hat. Selbst in dem Fall, dass keine in dieser Weise aufgebaute Ladungsinjektionsschicht 16 bereitgestellt wird, ist dieselbe Wirkung erzielbar, wenn z.B. die Ladungstransportschicht 15, die als äußerste Oberflächenschicht dienen kann, einen spezifischen Volumenwiderstand hat, der in dem vorstehend angegebenen Bereich liegt. Ein gutes Aufladeverhalten, das der Injektion elektrischer Ladungen zuzuschreiben ist, ist z.B. gleichermaßen auch erzielbar, wenn ein lichtempfindliches Element auf Basis von amorphem Silicium, dessen Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von etwa 1 × 10¹³ Ω·cm hat, angewendet wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können der Latentbilderzeugungsschritt, bei dem auf der aufgeladenen Oberfläche des Latentbildträgerelements ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird, und die Latentbilderzeugungseinrichtung vorzugsweise ein Schritt, bei dem auf die Oberfläche des Latentbildträgerelements durch bildmäßige Belichtung Bilddaten in Form eines elektrostatischen Latentbildes geschrieben werden, bzw. eine Einrichtung für bildmäßige Belichtung sein. Die Einrichtung für bildmäßige Belichtung ist keineswegs auf eine Laserstrahlabtastbelichtungseinrichtung, durch die digitale Latentbilder erzeugt werden, beschränkt, sondern kann auch eine andere Licht emittierende Einrichtung wie z.B. eine gebräuchliche Belichtungseinrichtung für analoge bildmäßige Belichtung oder eine LED (Leuchtdiode) sein. Sie kann ferner auch eine Einrichtung sein, bei der eine Licht emittierende Einrichtung wie z.B. eine Fluoreszenzlampe und ein Flüssigkristallverschluss o.dgl. kombiniert sind. Jede dieser Einrichtungen ist geeignet, solange elektrostatische Latentbilder, die den Bilddaten entsprechen, erzeugt werden können.
Das Latentbildträgerelement kann ein dielektrisches Aufzeichnungselement für elektrostatische Aufzeichnung sein. In diesem Fall wird eine als Oberfläche des Latentbildträgerelements dienende dielektrische Oberfläche einer gleichmäßigen Primäraufladung auf eine vorgeschriebene Polarität und ein vorgeschriebenes Potenzial unterzogen, und danach wird ihre elektrostatische Ladung durch eine Ladungsentfernungseinrichtung wie z.B. einen Ladungsentfernungsstiftkopf oder einen Elektronenstrahler (Elektronenkanone) selektiv entfernt, um das gewünschte elektrostatische Latentbild einzuschreiben und zu erzeugen.
Wie vorher beschrieben wurde, können die Tonerteilchen bei dem Entwickler im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Zirkularität (mittlere Zirkularität) von weniger als 0,970 haben, jedoch ist es möglich, dass Tonerteilchen, die eine niedrige Zirkularität haben, eine ungenügende Ladungsmenge bereitstellen, wodurch leicht eine Verminderung des Wirkungsgrades der Übertragung verursacht wird. Außerdem kann trotz einer guten Einstellung des Teilchendurchmessers der leitfähigen Feinteilchen, die den Tonerteilchen zugesetzt werden, eine Verschlechterung der triboelektrischen Aufladbarkeit der Tonerteilchen in vielen Fällen noch nicht vollständig verhindert werden. Infolgedessen ist es in dem Fall, dass die Tonerteilchen so eine mittlere Zirkularität von weniger als 0,970 haben und auch die ihnen zugesetzten leitfähigen Feinteilchen haben, notwendig, dass die Fähigkeit zur Erteilung von Ladung, die dem Entwicklerträgerelement zuzuschreiben ist, verbessert wird.
Infolgedessen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Entwicklerträgerelement ein Element angewendet, das einen Schichtträger und eine auf dem Schichtträger gebildete Harzdeckschicht hat, wobei in diese Harzdeckschicht ein positiv aufladbares Material eingemischt worden ist. Um zu verhindern, dass der Entwickler übermäßig aufgeladen wird, und zu bewirken, dass er eine zweckmäßige Ladungsmenge hat, können in die Harzdeckschicht vorzugsweise ferner als leitfähiges Material mindestens leitfähige Feinteilchen eingemischt werden, um aus der Harzdeckschicht eine leitfähige Harzdeckschicht zu bilden.
Als Deckschicht-Bindemittelharz (d.h. als Bindemittelharz, das für die Harzdeckschicht verwendet wird) können irgendwelche allgemein bekannten Harze verwendet werden. Es sind beispielsweise thermoplastische Harze wie z.B. Styrolharze, Vinylharze, Styrol-Dien-Harze, Polyethersulfonharze, Polycarbonatharze, Po lyphenylenoxidharze, Polyamidharze, Fluorkohlenstoffharze, Celluloseharze und Acrylharze und wärmehärtbare oder photochemisch härtbare Harze wie z.B. Epoxyharze, Polyesterharze, Alkydharze, Phenolharze, Melaminharze, Polyurethanharze, Harnstoffharze, Siliconharze und Polyimidharze verwendbar. Im Einzelnen kann die Verwendung von Harzen, die eine ausgezeichnete Trennbarkeit zeigen, wie z.B. von Siliconharzen und Fluorkohlenstoffharzen oder von Harzen, die eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit haben, wie z.B. von Polyethersulfonharzen, Polycarbonatharzen, Polyphenylenoxidharzen, Polyamidharzen, Phenolharzen, Polyesterharzen, Polyurethanharzen, Styrolharzen und Acrylharzen mehr vorzuziehen sein.
Diesen Harzen kann vorzugsweise ein positiv aufladbares Material zugesetzt werden.
Das positiv aufladbare Material kann jedes von denen sein, die auf eine positive Polarität aufgeladen werden können, wenn sie allein mit Eisenpulver vermischt und triboelektrisch aufgeladen werden. Solange es in dem Deckschicht-Bindemittelharz, in dem es dispergiert ist, eine positive Ladung zeigt, und wenn es in Kombination mit so einem Harz verwendet wird, ist es ferner nicht unbedingt auf diejenigen beschränkt, die positiv aufladbar sind, wenn sie allein mit Eisenpulver vermischt und triboelektrisch aufgeladen werden.
So ein positiv aufladbares Material kann diejenigen umfassen, die üblicherweise als positive Ladungssteuerungsmittel verwendet werden, wie z.B. Nigrosinfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe, quaternäre Ammoniumsalze, Guanidinderivate, Imidazolderivate, Aminverbindungen und Polyaminverbindungen; anorganische Pulver wie z.B. synthetisches Siliciumdioxid, Quarzpulver, Aluminiumoxidpulver und Hydrotalcitverbindungen und Copolymere, die als an ihrem Aufbau beteiligtes Monomer ein Acrylamid haben, das eine Sulfongruppe enthält. Es steht auch ein Verfahren zur Verfügung, bei dem diese anorganischen Pulver verwendet werden, nachdem sie mit einem Aminosilan-Haftmittel behandelt worden sind.
Im Einzelnen können für eine vorteilhafte Aufladung des Entwicklers vorzugsweise die nachstehend gezeigten Verbindungen verwendet werden.
(1) Als positiv aufladbares Material kann in das Harz vorzugsweise eine stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung eingemischt werden.
Als stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung, die hierbei verwendet wird, können diejenigen verwendet werden, die einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 20 μm oder darunter und vorzugsweise von 0,1 μm bis 15 μm haben. Eine stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung, die einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von mehr als 20 μm hat, ist nicht vorzuziehen, weil die stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung in der leitfähigen Harzdeckschicht für die Bildung eines als Entwicklerträgerelement dienenden Entwicklungszylinders schlecht dispergierbar ist, so dass eine gut wirksame Verbesserung des Aufladeverhaltens schwierig gemacht wird.
Die stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, kann Verbindungen wie z.B. Imidazol, Imidazolin, Imidazolon, Pyrazolin, Pyrazol, Pyrazolon, Oxazolin, Oxazol, Oxazolon, Thiazolin, Thiazol, Thiazolon, Selenazolin, Selenazol, Selenazolon, Oxadiazol, Thiadiazol, Tetrazol, Benzimidazol, Benzotriazol, Benzoxazol, Benzothiazol, Benzoselenazol, Pyrazin, Pyrimidin, Pyridazin, Triazin, Oxazin, Thiazin, Tetrazin, Polyazain, Indol, Isoindol, Indazol, Carbazol, Chinolin, Pyridin, Isochinolin, Cinnolin, Chinazolin, Chinoxalin, Phthalazin, Purin, Pyrrol, Triazol und Phenazin umfassen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden zur Förderung der Wirkung, die der Wechselwirkung des Entwicklerträgerelements und des Entwicklers, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zuzuschreiben ist, insbesondere Imidazolverbindungen bevorzugt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann in der leitfähigen Harzdeckschicht des Entwicklerträgerelements von den Imidazol verbindungen eine Imidazolverbindung, die durch die folgende Formel (1) oder (2) wiedergegeben wird, verwendet werden. Diese ist mehr vorzuziehen, weil dem Entwickler eine schnelle und und gleichmäßige Aufladbarkeit erteilt und auch die Festigkeit der leitfähigen Harzdeckschicht verbessert werden kann. Formel (1)
worin R₁ und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten bezeichnen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Alkylgruppe, einer Aralkylgruppe und einer Arylgruppe besteht, wobei R₁ und R₂ gleich oder verschieden sein können; und R₃ und R₄ jeweils eine geradkettige Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen bezeichnen, wobei R₃ und R₄ gleich oder verschieden sein können; oder Formel (2)
worin R₅ und R₆ jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten bezeichnen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Alkylgruppe, einer Aralkylgruppe und einer Arylgruppe besteht, wobei R₅ und R₆ gleich oder verschieden sein können; und R₇ eine geradkettige Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen bezeichnet.
Als Grund dafür, dass es vorzuziehen ist, die Imidazolverbindung mit der vorstehend angegebenen Struktur zu verwenden, wird Folgendes angenommen: Die Imidazolverbindung mit der durch Formel (1) oder (2) wiedergegebenen Struktur hat als Substituenten die geradkettige Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen, so dass sie eine gute Dispergierbarkeit in dem Deckschicht-Bindemittelharz zeigt. Sie kann somit zusammen mit den Bestandteilen der leitfähigen Harzdeckschicht des Entwicklungszylinders gut dispergiert werden, und es kann eine leitfähige Harzdeckschicht gebildet werden, deren Oberfläche einen besonders guten Dispersionszustand zeigt, so dass der Entwicklungszylinder dem Entwickler eine bessere triboelektrische Aufladbarkeit erteilen kann.
In der stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung mit der durch die vorstehende Formel (1) oder (2) wiedergegebenen Struktur, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendbar ist, kann die stickstoffhaltige heterocyclische Gruppe, die diese Verbindung bildet, ein einzelner Ring oder ein mit einer anderen Gruppe kondensierter Ring sein, oder sie kann einen Substituenten haben. In dem Fall, dass die stickstoffhaltige heterocyclische Gruppe einen Substituenten hat, kann so ein Substituent außerdem z.B. eine Alkylgruppe, eine Aralkylgruppe, eine Alkenylgruppe, eine Alkinylgruppe, eine Alkoxylgruppe, eine Arylgruppe, eine substituierte Aminogruppe, eine Ureidogruppe, eine Urethangruppe, eine Aryloxygruppe, eine Sulfamoylgruppe, eine Carbamoylgruppe, eine Alkyl- oder Arylthiogruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfonylgruppe, eine Alkyl- oder Arylsulfinylgruppe, eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, eine Cyanogruppe, eine Sulfogruppe, eine Aryloxycarbonylgruppe, eine Acylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Acyloxygruppe, eine Carbonamidgruppe, eine Sulfonamidgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Phosphorsäureamidgruppe, eine Diacylaminogruppe und eine Imidgruppe umfassen. Jeder dieser Substituenten kann einen weiteren Substituenten haben. Beispiele für so einen weiteren Substituenten sind die Substituenten, die hier als Substituenten der stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung aufgezählt werden.
Nachstehend wird der Gehalt der stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung und der leitfähigen Feinteilchen in der leitfähigen Harzdeckschicht beschrieben. Dies ist jedoch nur ein Bereich, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt wird, und die vorliegende Erfindung ist keineswegs darauf beschränkt.
Erstens kann die stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung, die in der leitfähigen Harzdeckschicht dispergiert ist, vorzugsweise in einer Menge von 0,5 Messeteilen bis 60 Messeteilen und insbesondere von 1 Masseteil bis 50 Messeteilen, auf 100 Masseteile des Deckschicht-Bindemittelharzes bezogen, enthalten sein, wobei besonders vorteilhafte Ergebnisse erzielbar sind. Im Einzelnen kann der Zusatz der stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung weniger wirksam sein, wenn die stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung in einer Menge von weniger als 0,5 Messeteilen enthalten ist. Wenn sie in einer Menge von mehr als 60 Messeteilen enthalten ist, ist es schwierig, den spezifischen Volumenwiderstand der leitfähigen Harzdeckschicht auf einen niedrigen Wert einzustellen, so dass leicht die Erscheinung einer übermäßigen Aufladung verursacht wird.
Die leitfähigen Feinteilchen, die in Kombination mit der stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung in einem dispergierten Zustand in die leitfähige Harzdeckschicht eingemischt sind, können vorzugsweise in einer Menge von 40 Messeteilen oder weniger und insbesondere von 2 Messeteilen bis 35 Messeteilen, auf 100 Masseteile des Deckschicht-Bindemittelharzes bezogen, enthalten sein, wobei besonders vorteilhafte Ergebnisse erzielbar sind. Im Einzelnen kann die leitfähige Harzdeckschicht eine niedrige Deckschichtfestigkeit haben und kann in unerwünschter Weise eine Verminderung der Ladungsmenge des Entwicklers beobachtet werden, wenn die leitfähigen Feinteilchen in einer Menge von mehr als 40 Messeteilen enthalten sind.
(2) Bei dem Entwicklerträgerelement im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch vorzuziehen, dass die Deckschicht als positiv aufladbares Material eine stickstoffhaltige Verbindung enthält. So eine Verbindung kann Copolymere umfassen, die eine von einem stickstoffhaltigen Vinylmonomer abgeleitete Einheit enthalten. Als Monomere, die solche Copolymere bilden, werden polymerisierbare Vinylmonomere bevorzugt. Das Bindemittelharz, das in der Harzdeckschicht enthalten ist, hat ein Copolymer eines polymerisierbaren Vinylmonomers mit einer hohen mechanischen Festigkeit und eines stickstoffhaltigen Vinylmonomers, das dem Entwickler eine hohe negative triboelektrische Aufladbarkeit erteilt, so dass das Entwicklerträgerelement eine Harzdeckschicht hat, die eine hohe Abriebfestigkeit und eine hohe Beständigkeit gegen Anhaften von Toner oder gegen Ankleben von geschmolzenem Toner hat und sogar nach dem Betrieb mit vielen Blättern ein gutes triboelektrisches Aufladeverhalten zeigen kann.
Da dieses Copolymer auch das stickstoffhaltige Vinylmonomer hat, wird das Dispergieren von leitfähigen Feinteilchen wie z.B. Ruß oder Graphit in der Harzdeckschicht verbessert. Somit kann die Harzdeckschicht einen vorteilhaft niedrigen elektrischen Widerstand haben, und auch die Gleichmäßigkeit des triboelektrischen Aufladeverhaltens der Oberfläche der Harzdeckschicht wird verbessert, so dass die triboelektrische Aufladbarkeit des Entwicklers höher sein kann und auch die Ladungsmengenverteilung des Entwicklers scharf sein kann und des weiteren auch die Deckschichtfestigkeit der Harzdeckschicht selbst verbessert wird. Dies verspricht somit ein noch besseres Betriebsverhalten beim Betrieb mit vielen Blättern.
Es ist nicht genau bekannt, warum das Dispergieren von leitfähigen Feinteilchen wie z.B. Ruß oder Graphit in der Harzdeckschicht verbessert wird. Es wird angenommen, dass der Einbau polarer Gruppen, die von in dem stickstoffhaltigen Vinylmonomer enthaltenen Stickstoffatomen herrühren, die Dispergierbarkeit des Harzes in einem Lösungsmittel und insbesondere in einem polaren Lösungsmittel verbessert und folglich die Benetzbarkeit leitfähiger Feinteilchen in einer Lösung, in der das Harz gelöst ist, verbessert wird, so dass beim Auftragen einer flüssigen Dispersion mit den in der Lösung dispergierten leitfähigen Feinteilchen zur Bildung der Harzdeckschicht das Dispergieren der leitfähigen Feinteilchen in der gebildeten Harzdeckschicht verbessert wird. Besonders in dem Fall, dass es sich bei den leitfähigen Feinteilchen um eine Substanz wie z.B. Ruß handelt, die an ihren Oberflächen polare Gruppen hat, wird die Affinität wegen der polaren Gruppen, die von Stickstoffatomen herrühren, stärker verbessert, so dass dies wirksamer ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Copolymerisations-Molverhältnis bei dem Copolymer, das das polymerisierbare Vinylmonomer (M) und das stickstoffhaltige Vinylmonomer (N) hat, vorzugsweise "M:N = 4:1 bis 999:1" genügen. Wenn das Verhältnis M:N mehr als 999:1 beträgt, kann der Zusatz des stickstoffhaltigen Vinylmonomers kaum wirksam sein, d.h. die Wirkung der Verbesserung des triboelektrischen Aufladeverhaltens ist sehr gering, so dass es möglich ist, dass die Wirkung, die von der Copolymerisation dieser Monomere erwartet wird, schließlich kaum beobachtet wird. Wenn das Verhältnis M:N weniger als 4:1 beträgt, kann die Harzdeckschicht z.B. wegen einer Abnahme des Tg-Wertes nicht stabil sein und besteht die Möglichkeit, dass das Fähigkeit zur Erteilung von Ladung und die Abriebfestigkeit der Harzdeckschicht als Folge eines Anstiegs der Temperatur des Hauptkörpers eines elektrophotographischen Geräts beeinträchtigt werden können oder dass der Entwickler zum Ankleben neigt. Wenn der Anteil des stickstoffhaltigen Vinylmonomers über den vorstehend angegebenen Bereich hinausgehend erhöht wird, ist ferner die Ladungserteilungswirkung gesättigt, so dass ein derartiges Vorgehen nicht erforderlich ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das polymerisierbare Vinylmonomer, das die Hauptkomponente des vorstehend erwähnten Copolymers sein kann, z.B. Styrol, α-Methylstyrol; Monocarbonsäuren mit einer Doppelbindung oder Esterverbindungen davon wie z.B. Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Phenylacrylat, Cyclohexylaarylat, Hydroxyethylacrylat, Dimethyl(amino)ethylacrylat, Diethyl(amino)ethylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Octylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Dimethyl(amino)ethylmethacrylat, Diethyl(amino)ethylmethacrylat, Acrylnitril und Methacrylnitril und Acrylamid und Dicarbonsäuren mit einer Doppelbindung oder Esterverbindungen davon wie z.B. Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat und Dimethylmaleat umfassen. Jedes dieser Monomere kann allein oder in Form eine Mischung von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Im Einzelnen ist der Einbau eines Säuremonomers oder Säureestermonomers mit einer Vinylgruppe für die Stabilität der Aufladung des Entwicklers auf dem Entwicklerträgerelement wirksam. In so einem Fall ist es für die Wirkung der Stabilisierung der triboelektrischen Ladungsmenge etwas besser, das Säuremonomer zu verwenden als das Säureestermonomer.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass als polymerisierbares Vinylmonomer Methylmethacrylat verwendet wird. Das Methylmethacrylat hat im Fall seiner Verwendung in Form eines Polymers eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit. Ferner kann ein gutes triboelektrisches Aufladeverhalten gegenüber dem Entwickler erzielt werden, wenn es in das Bindemittelharz der Oberflächenschicht des Entwicklungszylinders eingemischt wird. Wenn es als Homopolymer verwendet wird, kann es jedoch oft ein ungenügendes triboelektrisches Aufladeverhalten zeigen und ist auch die Dispergierbarkeit von Pigmenten wie z.B. Ruß und Graphit nicht sehr gut. Seine Verwendung als Copolymer, in dem das stickstoffhaltige Vinylmaonomer enthalten ist wie im Rahmen der vorliegenden Erfindung, erlaubt eine Verbesserung des triboelektrischen Aufladeverhaltens. Ferner ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Methylmethacrylatkomponente vorzugsweise in einem prozentualen Anteil von 80% oder mehr enthalten, so dass selbst bei seinem Vergleich mit dem Homopolymer von Methylmethacrylat die mechanische Festigkeit, z.B. die Abriebfestigkeit, keineswegs beeinträchtigt wird. Ferner ist die stickstoffhaltige Vinylmonomerkomponente enthalten, so dass beim Dispergieren der Pigmentkomponente wie z.B. der leitfähigen Feinteilchen in der Harzdeckschicht ihre Dispergierbarkeit verbessert wird. Dies ist auch in dieser Hinsicht für die Abriebfestigkeit usw. vorzuziehen.
Das Copolymer, das eine von dem stickstoffhaltigen Vinylmonomer abgeleitete Einheit enthält, kann als massegemittelte Molmasse Mw vorzugsweise eine Molmasse im Bereich von 3000 bis 50.000 haben. Wenn es eine Molmasse Mw hat, die weniger als 3000 beträgt, ist die niedermolekulare Komponente in einer so übermäßig großen Menge vorhanden, dass der Entwickler leicht an dem Entwicklungszylinder anhaftet oder anklebt oder die Harzdeckschicht ein schlechtes Aufladeverhalten zeigen kann. Wenn es andererseits eine Molmasse Mw von mehr als 50.000 hat, ist seine Molmasse so hoch und hat es in dem Lösungsmittel eine so hohe Harzviskosität, dass es ein mangelhaftes Auftragen oder im Fall des Zusatzes von Pigmenten ein mangelhaftes Dispergieren verursachen kann, so dass die Harzdeckschicht eine ungleichmäßige Zusammensetzung haben kann, wodurch eine instabile Aufladung des Entwicklers verursacht wird, und es ist auch möglich, dass die Harzdeckschicht keine stabile Oberflächenrauheit hat, so dass eine Abnahme der Abriebfestigkeit verursacht wird.
Das Copolymer, das eine von dem stickstoffhaltigen Vinylmonomer abgeleitete Einheit enthält, kann vorzugsweise ein Verhältnis Mw/Mn von nicht mehr als 3,5 haben. Mw/Mn drückt das Verhältnis seiner massegemittelten Molmasse (Mw) zu seiner anzahlgemittelten Molmasse (Mn) aus. Wenn das Verhältnis Mw/Mn mehr als 3,5 beträgt, nimmt der Anteil der niedermolekularen Komponente zu, so dass oft ein Anhaften des Entwicklers oder ein Ankleben von geschmolzenem Entwickler verursacht wird oder eine Verschlechterung des triboelektrischen Aufladeverhaltens gegenüber dem Entwickler verursacht wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Molmassenverteilung des Copolymers, das eine von dem stickstoffhaltigen Vinylmonomer abgeleitete Einheit enthält, auf einem GPC-Chromatogramm (Gel-Permeationschromatogramm) in der folgenden Weise gemessen: Säulen werden in einem Heizschrank bei 40°C stabilisiert. Zu den Säulen, die bei dieser Temperatur gehalten werden, lässt man THF (Tetrahydrofuran) als Lösungsmittel in einer Durchflussmenge von 1 ml je Minute fließen, und etwa 100 μl einer Lösung der Probe in THF werden in die Säulen eingespritzt, um eine Messung durchzuführen. Bei der Messung der Molmasse der Probe wird die der Probe zugeschriebene Molmassenverteilung aus der Beziehung zwischen dem logarithmischen Wert und der Zählimpulszahl einer Eichkurve, die unter Anwendung mehrerer Arten von monodispersen Standard-Polystyrolproben erstellt worden ist, berechnet. Als Standard-Polystyrolproben, die für die Er stellung der Eichkurve angewendet werden, werden zweckmäßigerweise Proben mit Molmassen von 100 bis 10.000.000 angewendet, die von Toso Co., Ltd. oder Showa Denko K. K. erhältlich sind, wobei mindestens etwa 10 Standard-Polystyrolproben angewendet werden. Als Detektor wird ein Brechungsindexdetektor angewendet. Als Säulen sollte eine Kombination von mehreren handelsüblichen Polystyrolgelsäulen angewendet werden. Sie können z.B. vorzugsweise eine Kombination von Shodex GPC KF-801, KF-802, KF-803, KF-804, KF-805, KF-806, KF-807 und KF-800P, erhältlich von Showa Denko K. K.; oder eine Kombination von TSKgel G1000H (H_XL), G2000H (H_XL), G3000H (H_XL), G4000H (H_XL), G5000H (H_XL), G6000H (H_XL), G7000H (H_XL) und TSK guard column, erhältlich von Toso Co., Ltd., umfassen.
Typische Beispiele für das stickstoffhaltige Vinylmonomer können z.B. p-Dimethylaminostyrol, Dimethylaminomethylacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Dimethylaminopropylacrylat, Diethylaminomethylacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Dimethylaminomethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylat, Diethylaminomethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat umfassen. Es kann ferner stickstoffhaltige heterocyclische N-Vinylverbindungen wie z.B. N-Vinylimidazol, N-Vinylbenzimidazol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylpyrrol, N-Vinylpiperidin, N-Vinylmorpholin und N-Vinylindol umfassen.
Im Einzelnen ist die Verwendung von stickstoffhaltigen Vinylmonomeren, die durch die folgende Formel (3) wiedergegeben werden, wie z.B. von Dimethylaminomethylacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Dimethylaminopropylacrylat, Diethylaminomethylacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Dimethylaminomethylmethacrylat, Diethylaminomethylmethacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylat, Diethylaminomethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat, oder von Vinylmonomeren, die eine quaternäre Ammoniumgruppe enthalten, vorzuziehen.
worin R₇, R₈, R₉ und R₁₀ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnen und n eine ganze Zahl von 1 bis 4 bezeichnet.
Insbesondere ist die Verwendung von stickstoffhaltigen Vinylmonomeren, die durch die folgende Formel (4) wiedergegeben werden, wie z.B. von Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat, vorzuziehen.
worin R¹, R² und R³ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnen.
Als stickstoffhaltige Vinylmonomere, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, können Vinylmonomere, die eine quaternäre Ammoniumgruppe enthalten, verwendet werden. Vinylmonomere, die eine quaternäre Ammoniumgruppe enthalten, können durch die folgende Formel (8) wiedergegebene Vinylmonomere, die eine quaternäre Ammoniumgruppe enthalten, umfassen.
worin R₅ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bezeichnet; R₆ eine Alkylengruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnet; R₇, R₈ und R₉ jeweils eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe oder eine Propylgruppe bezeichnen; X₁ -COO- oder -CONH- bezeichnet und A^– ein Anion wie z.B. Cl^– oder (1/2) SO₄ ^2– bezeichnet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Copolymer, in dem das stickstoffhaltige Vinylmonomer enthalten ist, selbst als Deckschicht-Bindemittelharz verwendet werden, oder es kann einem anderen Bindemittelharz zugesetzt werden. In dem Fall, dass es einem anderen Bindemittelharz zugesetzt wird, können allgemein bekannte Bindemittelharze, wie sie vorher beschrieben wurden, verwendet werden. Unter Berücksichtigung der bei dem Entwicklerträgerelement erforderlichen mechanischen Festigkeit werden wärmehärtbare Harze mehr bevorzugt, jedoch können auch thermoplastische Harze verwendet werden, solange es sich um diejenigen handelt die eine ausreichende mechanische Festigkeit zeigen.
Solche Harze können, wenn sie als Ladungssteuerungsmittel betrachtet werden, auch in Form ihrer Mischung mit wärmehärtbaren Harzen, die eine viel höhere Festigkeit als diese haben, verwendet werden. Auch in so einem Fall kann das positive Aufladeverhalten bzw. die positive Aufladbarkeit des als Entwicklerträgerelement dienenden Entwicklungszylinders wegen der Wirkung, die dem stickstoffhaltigen Vinylmonomer zuzuschreiben ist, gut sein.
(3) Bei dem Entwicklerträgerelement im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch vorzuziehen, dass in die Harzdeckschicht an der Oberfläche des Entwicklerträgerelements als positiv aufladbares Material mindestens ein Copolymer eines polymerisierbaren Vinylmonomers mit einem sulfonsäurehaltigen Acrylamid-Monomer eingemischt wird und gleichzeitig als Deckschicht-Bindemittelharz ein Harz verwendet wird, das in seiner Molekülstruktur mindestens eine von einer (-NH₂)-Gruppe, einer (=NH)-Gruppe und einer (-NH-)-Bindung enthält.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es nicht klar, warum die Harzdeckschicht die Fähigkeit zeigt, eine positive Ladung zu erteilen. Es wird angenommen, dass beim Dispergieren des Copolymers eines polymerisierbaren Vinylmonomers mit einem sulfonsäurehaltigen Acrylamid-Monomer in dem Deckschicht-Bindemittelharz, das in seiner Molekülstruktur mindestens eine von ei ner (-NH₂)-Gruppe, einer (=NH)-Gruppe und einer (-NH-)-Bindung hat, das erstere gleichmäßig in dem letzteren dispergiert wird und die gesamte Harzmischung wegen der wechselseitigen strukturellen Wirkung des vorstehend erwähnten Copolymers und des Bindemittelharzes schließlich eine gleichmäßige und ausreichende Fähigkeit zur Erteilung von positiver Ladung zeigt.
Das vorstehend erwähnte Copolymer im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise ein Copolymer sein, bei dem das Copolymerisationsverhältnis (Masseverhältnis) des polymerisierbaren Vinylmonomers zu dem sulfonsäurehaltigen Acrylamid-Monomer 98:2 bis 80:20 beträgt und dessen massegemittelte Molmasse 2000 bis 50.000 beträgt. Wenn das sulfonsäurehaltige Acrylamid-Monomer in einem Anteil von weniger als 2 Masse% enthalten ist, kann das Copolymer eine mangelhafte Fähigkeit zur Induktion positiver elektrischer Ladungen zu dem Entwickler zeigen. Wenn es in einem Anteil von mehr als 20 Masse% enthalten ist, kann eine Verschlechterung der Beständigkeit gegen Umgebungseinflüsse wie z.B. der Feuchtigkeitsbeständigkeit auftreten oder kann in unerwünschter Weise eine Verschlechterung der Deckschichteigenschaften auftreten. Ferner ist in dem Fall, dass das Copolymer eine massegemittelte Molmasse von weniger als 2000 hat, die niedermolekulare Komponente in einer so übermäßig hohen Menge enthalten, dass der Entwickler leicht an dem Entwicklungszylinder anhaftet oder anklebt oder die Harzdeckschicht eine mangelhafte Fähigkeit zur Erteilung von Ladung zeigen kann. Wenn das Copolymer andererseits eine massegemittelte Molmasse von mehr als 50.000 hat, kann es eine schlechte Verträglichkeit mit dem Harz zeigen und ist es möglich, dass schließlich wegen Veränderungen der Umgebungsbedingungen oder im Laufe der Zeit kein stabiles Aufladeverhalten erzielbar ist. Ferner kann es in dem Lösungsmittel eine so hohe Harzviskosität haben, dass es ein mangelhaftes Auftragen oder im Fall des Zusatzes von Pigmenten ein mangelhaftes Dispergieren verursachen kann, so dass die Harzdeckschicht eine ungleichmäßige Zusammensetzung haben kann, wodurch eine instabile Aufladung des Entwicklers verursacht wird, und ferner ist es möglich, dass die Harzdeckschicht keine stabile Oberflächenrauheit hat, was eine Verminderung der Abriebfestigkeit zur Folge hat.
Das vorstehend erwähnte sulfongruppenhaltige Acrylamid-Monomer, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise in einer Menge von 1 Masseteil bis 100 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, zugesetzt werden. Bei einer Menge von weniger als 1 Masseteil kann keine Verbesserung der Fähigkeit zur Erteilung von Ladung, die seinem Zusatz zuzuschreiben ist, beobachtet werden. Eine Menge von mehr als 100 Masseteilen kann ein schlechtes Dispergieren in dem Bindemittelharz zur Folge haben, was leicht zu einer niedrigen Deckschichtfestigkeit führt.
Das polymerisierbare Vinylmonomer, das bei der Herstellung des vorstehend erwähnten Copolymers im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, kann Styrol, α-Methylstyrol, Methylacrylat oder -methacrylat, Ethylacrylat oder -methacrylat, Propylacrylat oder -methacrylat, n-Butylacrylat oder -methacrylat, Isobutylacrylat oder -methacrylat, Cyclohexylacrylat oder -methacrylat, Dimethyl(amino)ethylacrylat oder -methacrylat, Diethyl(amino)ethylacrylat oder -methacrylat, Hydroxyethylacrylat oder -methacrylat, Acryl- oder Methacrylsäure, Vinylacetat und Vinylpropionat umfassen. Jedes dieser Monomere kann allein oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Es kann vorzugsweise die Kombination von Styrol mit Acrylat oder Methacrylat umfassen. Ferner haben Bindemittelharze für Toner oder Entwickler im Allgemeinen in vielen Fällen eine Glasumwandlungstemperatur von 70°C oder darunter oder von 60°C oder darunter. Wenn das vorstehend erwähnte polymerisierbare Vinylmonomer verwendet wird, kann infolgedessen zur Vermeidung des Anhaftens des Entwicklers an der Oberfläche der Harzdeckschicht das Deckschicht-Bindemittelharz vorzugsweise durch zweckmäßige Auswahl derart hergestellt werden, dass eine Harzdeckschicht, die eine Glasumwandlungstemperatur von 65°C oder darüber, vorzugsweise 70°C oder darüber und insbesondere 90°C oder darüber hat, gebildet werden kann.
Das sulfongruppenhaltige Acrylamid-Monomer kann 2-Acrylamidopropansulfonsäure, 2-Acrylamido-n-butansulfonsäure, 2-Acrylamido-n-hexansulfonsäure, 2-Acrylamido-n-octansulfonsäure, 2-Acrylamido-n-dodecansulfonsäure, 2-Acrylamido-n-tetradecansulfonsäure, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, 2-Acrylamido-2-phenylpropansulfonsäure, 2-Acrylamido-2,2,4-trimethylpentansulfonsäure, 2-Acrylamido-2-methylphenylethansulfonsäure, 2-Acrylamido-2-(4-chlorphenyl)-propansulfonsäure, 2-Acrylamido-2-carboxymethylpropansulfonsäure, 2-Acrylamido-2-(2-pyridyl)-propansulfonsäure, 2-Acrylamido-1-methylpropansulfonsäure, 3-Acrylamido-3-methylbutansulfonsäure, 2-Methacrylamido-n-decansulfonsäure und 2-Methacrylamido-n-tetradecansulfonsäure umfassen. Es kann vorzugsweise 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure sein.
Ein Polymerisationsinitiator, der verwendbar ist, wenn das polymerisierbare Vinylmonomer und das sulfongruppenhaltige Acrylamid-Monomer copolymerisiert werden, kann ein Initiator vom Peroxidtyp oder ein Initiator vom Azotyp sein. Ein Initiator vom Peroxidtyp, dessen Zersetzungsprodukt eine Carboxylgruppe hat und für ein negatives Aufladeverhalten wirksam ist, wird bevorzugt. Der Initiator kann vorzugsweise in einer Menge von 0,5 Masse% bis 5 Masse%, auf die Masse der Monomermischung bezogen, verwendet werden. Als Polymerisationsverfahren dafür kann ohne besondere Einschränkungen jedes Verfahren wie z.B. Lösungspolymerisation, Suspensionspolymerisation und Massepolymerisation angewendet werden. Die Anwendung der Suspensionspolymerisation, bei der eine Mischung der vorstehend erwähnten Monomere einer Copolymerisation in einem organischen Lösungsmittel, das einen niederen Alkohol wie z.B. Methanol, Isopropanol oder Butanol enthält, unterzogen wird, wird besonders bevorzugt.
In so einem Fall wird als Bindemittelharz für die Harzdeckschicht in dem Entwicklerträgerelement das Bindemittelharz verwendet, in dem das Copolymer des polymerisierbaren Vinylmonomers mit dem sulfongruppenhaltigen Acrylamid-Monomer enthalten ist und das in seiner gesamten Molekülstruktur oder in einem Teil davon mindestens eine von einer (-NH₂)-Gruppe, einer (=NH)-Gruppe und einer (-NH-)-Bindung enthält.
Materialien, die die (-NH₂)-Gruppe haben, können primäre Amine, die durch R-NH₂ wiedergegeben werden, oder Polyamine, die diese haben, und primäre Amide, die durch RCO-NH₂ wiedergegeben werden, oder Polyamide, die diese haben, umfassen; Materialien, die die (=NH)-Gruppe haben, können sekundäre Amine, die durch R=NH wiedergegeben werden, oder Polyamine, die diese haben, und sekundäre Amide, die durch (RCO)₂=NH wiedergegeben werden, oder Polyamide, die diese haben, umfassen; und Materialien, die die (-NH-)-Bindung haben, können zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Polyaminen und Polyamiden Polyurethane umfassen, die eine (-NHCO-)-Bindung haben. Harze, die mindestens eines dieser Materialien oder irgendeines von diesen als Copolymere enthalten und industriell synthetisiert werden, können vorzugsweise verwendet werden. Von diesen werden Phenolharze, Polyamidharze und Urethanharze, die unter Verwendung von Ammoniak als Katalysator gebildet werden, bevorzugt. Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung angestellt haben, ist gefunden worden, dass als Phenolharz für die Bildung des Bindemittelharzes, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein Phenolharz, bei dessen Herstellungsverfahren von einer stickstoffhaltigen Verbindung als Katalysator Gebrauch gemacht wird, verwendet werden kann und dass dies während der Wärmehärtung leicht eine strukturelle Wechselwirkung mit dem vorstehend erwähnten Copolymer verursacht, wodurch bewirkt wird, dass die gesamte Harzmischung schließlich eine gleichmäßige und ausreichende Fähigkeit zur Erteilung von positiver Ladung zeigt.
So ein Phenolharz kann infolgedessen als eines der Materialien, die die Harzdeckschicht, die auf dem Entwicklerträgerelement im Rahmen der vorliegenden Erfindung gebildet wird, bilden, verwendet werden, damit eine gute Fähigkeit zur Erteilung von negativer Ladung erzielt wird. Die stickstoffhaltige Verbindung, die bei seinem Herstellungsverfahren als Katalysator verwendet wird, kann als saure Katalysatoren Ammonium- oder Aminosalze von Säuren wie z.B. Ammoniumsulfat, Ammoniumphosphat, Ammoniumsulfamid, Ammoniumcarbonat, Ammoniumacetat und Ammoniummaleat umfassen. Als basische Katalysatoren kann sie Ammoniak und Aminoverbindungen wie z.B. Dimethylamin, Diethylamin, Diisopropylamin, Diisobutylamin, Diamylamin, Trimethylamin, Triethylamin, Tri-n-butylamin, Triamylamin, Dimethylbenzylamin, Diethylbenzylamin, Dimethylanilin, Diethylanilin, n,n-Di-n-butylanilin, n,n-Diamylanilin, n,n-Di-t-amylanilin, n-Methylethanolamin, n-Ethylethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Dimethylethanolamin, Diethylethanolamin, Ethyldiethanolamin, n-Butyldiethanolamin, Di-n-butylethanolamin, Triisopropanolamin, Ethylendiamin und Hexamethylentetramin; Pyridin und Derivate davon wie z.B. Pyridin, α-Picolin, β-Picolin, γ-Picolin, 2,4-Lutidin und 2,6-Lutidin und stickstoffhaltige heterocyclische Verbindungen wie z.B. Chinolinverbindungen, Imidazol, 2-Methylimidazol, 2,4-Dimethylimidazol, 2-Ethyl-4-methylimidazol, 2-Phenylimidazol, 2-Phenyl-4-methylimidazol und 2-Heptadecylimidazol umfassen.
Das Polyamidharz für die Bildung des Bindemittelharzes, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann z.B. Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 610, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 9, Polyamid 13 und Q2-Polyamid oder Copolymere von Polyamiden (Copolyamide), die irgendwelche dieser Polyamide als Hauptkomponenten haben, sowie N-alkylmodifizierte Polyamide und N-alkoxylalkylmodifizierte Polyamide, von denen jedes vorzugsweise verwendet werden kann, umfassen. Es kann ferner verschiedene Harze, die mit Polyamid modifiziert sind, wie z.B. polyamidmodifizierte Phenolharze umfassen. Ferner können vorzugsweise irgendwelche Harze verwendet werden, solange es sich um Harze handelt, die eine Polyamidharzkomponente enthalten, wie z.B. Epoxyharze, bei denen von Polyamidharz Gebrauch gemacht wird.
Als Urethanharz für die Bildung des Bindemittelharzes, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können vorzugsweise irgendwelche Harze verwendet werden, solange es sich um Harze handelt, die eine Urethanbindung enthalten. Diese Ure thanbindung wird durch Additionspolymerisationsreaktion eines Polyisocyanats mit einem Polyol erhalten.
Als Polyisocyanat, das als Hauptausgangsmaterial dieses Polyurethanharzes dient, sind Diphenylenmethan-4,4'-diisocyanat (MDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), Polymethylenpolyphenylpolyisocyanat, Toluylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat, carbodiimidmodifiziertes Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat, Trimethylhexamethylendiisocyanat, Orthotoluidindiisocyanat, Naphthylendiisocyanat, Xyloldiisocyanat, Paraphenylendiisocyanat, Lysindiisocyanatmethylester und Dimethyldiisocyanat verwendbar.
Als Polyol, das als Hauptausgangsmaterial dieses Polyurethanharzes dient, sind Polyesterpolyole wie z.B. Polyethylenadipatester, Polybutylenadipatester, Polydiethylenglykoladipatester, Polyhexenadipatester und Polycaprolactonester und Polyetherpolyole wie z.B. Polytetramethylenglykol und Polypropylenglykol verwendbar.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der spezifische Volumenwiderstand der unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Materials an der Oberfläche des Entwicklerträgerelements gebildeten Harzdeckschicht vorzugsweise auf 10³ Ω·cm oder darunter und insbesondere auf 10³ Ω·cm bis 10^–2 Ω·cm eingestellt werden. Im Einzelnen besteht in dem Fall, dass die Harzdeckschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von mehr als 10³ Ω·cm hat, die Neigung, dass eine übermäßige Aufladung auftritt, wodurch leicht ein auffälliges Geisterbild oder eine Verminderung der Bilddichte verursacht wird. Infolgedessen werden bei der Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in das Bindemittelharz, bei dem es sich um das film- bzw. schichtbildende Material der Harzdeckschicht handelt, als leitfähiges Material leitfähige Feinteilchen in dispergiertem Zustand eingemischt, um den spezifischen Volumenwiderstand der Sarzdeckschicht an der Oberfläche des Entwicklerträgerelements in dem vorstehend erwähnten vorzuziehenden Bereich einzustellen. Es ist vorzuziehen, dass als das leitfähige Material, das hierbei verwendet wird, eines verwendet wird, das als Teilchendurchmesser einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 20 μm oder darunter und insbesondere von 10 μm oder darunter hat. Zur Vermeidung einer Unebenheit, die an der Oberfläche der Harzdeckschicht gebildet werden kann, ist es ferner vorzuziehen, dass eines verwendet wird, das einen Teilchendurchmesser von 1 μm oder darunter hat.
Das leitfähige Material, das hierbei verwendbar ist, kann beispielsweise Ruß wie z.B. Flammruß, Lampenruß, Thermalruß, Acetylenruß und Kanalruß; Metalloxide wie z.B. Titanoxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Molybdänoxid, Kaliumtitanat, Antimonoxid und Indiumoxid; Metalle wie z.B. Aluminium, Kupfer, Silber und Nickel und anorganische Füllstoffe wie z.B. Graphit, Metallfasern und Kohlenstofffasern umfassen. Jedes dieser leitfähigen Materialien kann dem Inneren der Harzdeckschicht in einer Menge von 100 Masseteilen oder weniger, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, zugesetzt werden. Bei seinem Zusatz in einer Menge von mehr als 100 Masseteilen besteht die Neigung, dass eine Verminderung der Schichtfestigkeit der Harzdeckschicht verursacht wird. Ferner führt der Zusatz einer großen Menge des leitfähigen Materials leicht zu einer Verminderung der Ladungsmenge des Entwicklers.
Bei der Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Harzdeckschicht, die sich an der Oberfläche des angewendeten Entwicklerträgerelements befindet, vorzugsweise derart aufgebaut sein, dass sie zusätzlich zu dem positiv aufladbaren Material und dem leitfähigen Material, die vorstehend beschrieben wurden, ferner sphärische Teilchen mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von etwa 0,3 μm bis 30 μm enthält. Mit einem derartigen Aufbau kann die Oberflächenrauheit des Entwicklerträgerelements stabil gemacht werden und kann die Menge des auf das Entwicklerträgerelement aufgetragenen Entwicklers optimiert werden. Durch das Einmischen von sphärischen Teilchen in die Harzdeckschicht wird ferner bewirkt, dass die Oberfläche des Entwicklerträgerelements eine gleichmäßige Oberflächenrauheit beibehält, und gleichzeitig kann bewirkt werden, dass sich die Oberflächenrauheit der Harzdeckschicht sogar in dem Fall weniger verändert, dass die Oberfläche der Harzdeckschicht abgerieben worden ist. Dies kann folglich wirksam sein, um das Verursachen einer Verschmutzung durch Entwickler und des Anklebens von geschmolzenem Entwickler an dem Entwicklerträgerelement zu erschweren. Außerdem treten solche sphärischen Teilchen, die auf diese Weise eingemischt worden sind, mit der stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung, die in der Harzdeckschicht enthalten ist, in Wechselwirkung, wodurch die Wirkung der Ladungssteuerung, die der stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung zuzuschreiben ist, erhöht wird und die Fähigkeit zur schnellen und gleichmäßigen Erteilung von Ladung stärker verbessert wird. Sie haben auch die Wirkung einer Stabilisierung der Fähigkeit zur Erteilung von Ladung.
Die sphärischen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können vorzugsweise einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 0,3 μm bis 30 μm und insbesondere von 2 μm bis 20 μm haben. Wenn die sphärischen Teilchen, die in die Harzdeckschicht eingemischt sind, im Einzelnen einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von weniger als 0,3 μm haben, kann die Wirkung, dass der Oberfläche des Entwicklerträgerelements eine gleichmäßige Rauheit erteilt wird, gering sein, kann die Wirkung der Verbesserung des Aufladeverhaltens gering sein, kann die schnelle und gleichmäßige Aufladung des Entwicklers ungenügend sein und besteht die Neigung, dass als Folge eines Abriebs der Harzdeckschicht eine übermäßige Aufladung des Entwicklers, eine Verunreinigung durch Entwickler und ein Ankleben von geschmolzenem Entwickler auftreten, wodurch leicht ein auffälliges Geisterbild und eine Verminderung der Bilddichte verursacht werden. So ein Teilchendurchmesser ist folglich nicht vorzuziehen. Andererseits ist der Fall, dass die sphärischen Teilchen einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von mehr als 30 μm haben, unerwünscht, weil die Harzdeckschicht dazu neigt, eine zu hohe Oberflächenrauheit zu haben, wodurch eine gute Aufladung des Entwicklers schwierig gemacht wird und auch eine Verminderung der mechanischen Festigkeit der Harzdeckschicht verursacht wird.
Als sphärische Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können diejenigen verwendet werden, die eine tatsächliche Dichte von 3 g/cm³ oder weniger, vorzugsweise von 2,7 g/cm³ oder weniger und insbesondere von 0,9 bis 2,3 g/cm³ haben. Im Einzelnen ist der Fall, dass die sphärischen Teilchen eine tatsächliche Dichte von mehr als 3 g/cm³ haben, nicht vorzuziehen, weil die Dispergierbarkeit der sphärischen Teilchen in der Harzdeckschicht ungenügend sein kann, so dass es schwierig gemacht wird, der Oberfläche der Harzdeckschicht eine gleichmäßige Rauheit zu erteilen, und ferner kein gleichmäßiges Dispergieren der stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung erlaubt wird, was dazu führt, dass die Fähigkeit, dem Entwickler schnell und gleichmäßig eine Ladung zu erteilen, ungenügend ist, und eine ungenügende Festigkeit der Harzdeckschicht zur Folge hat. Andererseits ist auch der Fall, dass die sphärischen Teilchen eine tatsächliche Dichte von weniger als 0,9 g/cm³ haben, nicht vorzuziehen, weil die Dispergierbarkeit der sphärischen Teilchen in der Harzdeckschicht ungenügend sein kann.
Unter Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als "sphärische Teilchen" bezeichnet werden, sind Teilchen zu verstehen, bei denen das Länge/Breite-Verhältnis etwa 1,0 bis 1,5 beträgt. Es ist vorzuziehen, dass sphärische Teilchen verwendet werden, bei denen das Länge/Breite-Verhältnis 1,0 bis 1,2 beträgt; solche Teilchen kommen einer wahren Kugelform näher. Im Einzelnen ist der Fall, dass die sphärischen Teilchen ein Länge/Breite-Verhältnis von mehr als 1,5 haben, im Hinblick auf eine schnelle und gleichmäßige Aufladung des Entwicklers und auf die Schichtfestigkeit der Harzdeckschicht nicht vorzuziehen, weil sich die Dispergierbarkeit der sphärischen Teilchen in der Harzdeckschicht vermindern kann, weil sich die Dispergierbarkeit des positiv aufladbaren Materials in der Deckschicht vermindern kann und weil auch die Oberflächenrauheit der Harzdeckschicht ungleichmäßig werden kann.
Als sphärische Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können bekannte sphärische Teilchen verwendet werden. Sie können beispielsweise sphärische Harzteil chen, sphärische Metalloxidteilchen und sphärische Carbidteilchen umfassen. Ferner können die sphärischen Harzteilchen z.B. sphärische Harzteilchen umfassen, die direkt durch Suspensionspolymerisation, Dispersionspolymerisation o.dgl. erhalten werden und einen gewünschten Teilchendurchmesser haben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden von diesen besonders sphärische Harzteilchen bevorzugt, weil durch ihren Zusatz in einer geringeren Menge eine geeignete Oberflächenrauheit erzielt werden kann und leicht eine sehr gleichmäßige Oberflächengestalt erreicht werden kann. Solche sphärischen Harzteilchen können Teilchen aus Acrylharzen wie z.B. Polyacrylat und Polymethacrylat, Teilchen aus Polyamidharzen wie z.B. Polyamid bzw. Nylon, Teilchen aus Polyolefinharzen wie z.B. Polyethylen und Polypropylen, Siliconharzteilchen, Phenolharzteilchen, Polyurethanharzteilchen, Styrolharzteilchen und Benzoguanaminteilchen umfassen. Diese Harzteilchen sind nicht auf diejenigen beschränkt, die durch die vorstehend erwähnte Polymerisation erhalten werden. Harzteilchen, die durch ein Pulverisierverfahren erhalten werden, können einer thermischen oder physikalischen bzw. mechanischen Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann bewirkt werden, dass an den Oberflächen der vorstehend erwähnten sphärischen Teilchen ein anorganisches Feinpulver anhaftet oder anklebt. Das anorganische Feinpulver, das hierbei verwendet wird, kann beispielsweise Oxide wie z.B. SiO₂, SrTiO₃, CeO₂, CrO, Al₂O₃, ZnO und MgO; Nitride wie z.B. Si₃N₄, Carbide wie z.B. SiC und Sulfate oder Carbonate wie z.B. CaSO₄, BaSO₄ und CaCO₃ umfassen. Im Einzelnen können solche anorganischen Feinpulver vorzugsweise diejenigen sein, die mit einem Haftmittel behandelt worden sind, um ihre Haftung an dem Bindemittelharz zu verbessern, den sphärischen Teilchen Hydrophobie zu erteilen usw.
Das Haftmittel, das hierbei verwendet wird, umfasst z.B. Silan-Haftmittel, Titan-Haftmittel und Zirkoaluminat-Haftmittel. Im Einzelnen können die Silan-Haftmittel beispielsweise Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethyl ethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, α-Chlorethyltrichlorsilan, β-Chlorethyltrichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilylmercaptan, Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylat, Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3-Diphenyltetramethyldisiloxan und ein Dimethylpolysiloxan, das je Molekül 2 bis 12 Siloxaneinheiten hat und bei dem an jedes Si in seinen endständigen Einheiten eine Hydroxylgruppe gebunden ist, umfassen.
Es kann bewirkt werden, dass das anorganische Feinpulver, das vorzugsweise auf diese Weise mit dem Haftmittel behandelt worden ist, an den Oberflächen der sphärischen Teilchen anhaftet oder anklebt. Durch solch eine Behandlung können die Dispergierbarkeit der sphärischen Teilchen in der leitfähigen Harzdeckschicht, die Gleichmäßigkeit oder die Fleckenbeständigkeit der Oberfläche der Harzdeckschicht, die Fähigkeit, dem Entwickler Ladung zu erteilen, und die Abriebfestigkeit der leitfähigen Harzdeckschicht verbessert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es ferner vorzuziehen, dass als die vorstehend erwähnten sphärischen Teilchen leitfähige Teilchen verwendet werden. Im Einzelnen erschweren die sphärischen Teilchen, die Leitfähigkeit zeigen, wegen ihrer eigenen Leitfähigkeit die Ansammlung von Ladung an den Oberflächen der sphärischen Teilchen. Somit kann bewirkt werden, dass der Entwickler weniger an dem Entwicklerträgerelement anhaftet, und kann die Fähigkeit, dem Entwickler Ladung zu erteilen, verbessert werden. Die sphärischen Teilchen, die hierbei verwendet werden, können vorzugsweise diejenigen sein, deren Leitfähigkeit durch einen spezifischen Volumenwiderstand von 10⁶ Ω·cm oder darunter und insbesondere von 10^–3 Ω·cm bis 10⁶ Ω·cm ausgedrückt wird. Im Einzelnen sind in dem Fall, dass die sphärischen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, einen spezifischen Volumenwiderstand von mehr als 10⁶ Ω·cm haben, solche Teilchen nicht vorzuziehen, weil sphärische Teilchen, die als Folge eines Abriebs an der Oberfläche der Harzdeckschicht freiliegen, als Keime dienen können, um die herum leicht eine Verschmutzung durch Entwickler und ein Ankleben von geschmolzenem Entwickler auftreten, und ferner die Erzielung einer schnellen und gleichmäßigen Aufladung schwierig machen.
Es ist vorzuziehen, dass als Verfahren zur Erzielung der leitfähigen sphärischen Teilchen, die so einen spezifischen Volumenwiderstand haben, Verfahren angewendet werden, wie sie nachstehend beschrieben werden, jedoch ist das Verfahren nicht unbedingt auf diese beschränkt.
Im Einzelnen kann das Verfahren zur Erzielung von leitfähigen sphärischen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendbar sind, z.B. ein Verfahren umfassen, bei dem sphärische Harzteilchen oder Mesophase-Kohlenstoff-Mikroperlen (Mesocarbon Microbeads) gebrannt und dadurch in Kohlenstoff umgewandelt und/oder graphitisiert werden, wodurch sphärische Kohlenstoffteilchen mit einer niedrigen Dichte und einer guten Leitfähigkeit erhalten werden. Harze, die hierbei in den sphärischen Harzteilchen verwendet werden, können z.B. Phenolharze, Naphthalinharze, Furanharze, Xylolharze, Divinylbenzol-Polymere, ein Styrol-Divinylbenzol-Copolymer und Polyacrylnitril umfassen. Ferner können die Mesophase-Kohlenstoff-Mikroperlen im Allgemeinen hergestellt werden, indem sphärische Kristalle, die während des Erhitzens und Brennens eines Mesophase-Pechs (Mesopitch) gebildet werden, mit einer großen Menge eines Lösungsmittels wie z.B. Teer, Mittelöl oder Chinolin gewaschen werden.
Ein Verfahren zur Erzielung von mehr vorzuziehenden leitfähigen sphärischen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, kann ein Verfahren umfassen, bei dem ein Masse-Mesophase-Pech (Bulk-Mesophase Pitch) durch ein mechanochemisches Verfahren auf die Oberflächen von sphärischen Teilchen wie z.B. Phenolharz-, Naphthalinharz-, Furanharz-, Xylolharz-, Divinylbenzol-Polymer-, Styrol-Divinylbenzol-Copolymer- oder Polyacrylnitril-Teilchen aufgetragen wird und die so beschichteten Teilchen in einer oxidierenden Atmosphäre erhitzt werden, worauf Brennen in einer Inertatmosphäre oder im Vakuum folgt, wodurch die Teilchen in Kohlenstoff umgewandelt und/oder graphitisiert werden, so dass leitfähige sphärische Kohlenstoffteilchen erhalten werden. Sphärische Kohlenstoffteilchen, die durch dieses Verfahren erhalten werden, haben bei den beschichteten Bereichen der sphärischen Kohlenstoffteilchen eine Kristallisation erfahren und sind in Bezug auf die Leitfähigkeit verbessert worden. Diese werden folglich als sphärische Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, mehr bevorzugt.
Wenn die leitfähigen sphärischen Kohlenstoffteilchen durch eines der vorstehend erwähnten Verfahren erhalten werden, kann die Leitfähigkeit der erhaltenen sphärischen Kohlenstoffteilchen durch Veränderung der Brennbedingungen eingestellt bzw. gesteuert werden, und sphärische Kohlenstoffteilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendbar sind, können leicht erhalten werden. Zur stärkeren Verbesserung der Leitfähigkeit können die sphärischen Kohlenstoffteilchen, die durch die vorstehend erwähnten Verfahren erhalten worden sind, in einem derartigen Grade mit leitfähigem Metall und/oder Metalloxid beschichtet werden, dass die tatsächliche Dichte der leitfähigen sphärischen Teilchen 3 g/cm³ nicht überschreitet.
Ein weiteres Verfahren zur Erzielung der leitfähigen sphärischen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann ein Verfahren umfassen, bei dem Kernteilchen, die aus sphärischen Harzteilchen bestehen, und leitfähige Feinteilchen, die einen kleineren Teilchendurchmesser als die Kernteilchen haben, in einem geeigneten Mischungsverhältnis mechanisch vermischt werden, um zu bewirken, dass die leitfähigen Feinteilchen durch die Wirkung der Van-der-Waals-Kraft und der elektrostatischen Kraft gleichmäßig am Umfang der Kernteilchen anhaften, und die Oberflächen der Kernteilchen danach durch örtlichen Temperaturanstieg, der z.B. durch Einwirkung mechani scher Stöße verursacht wird, erweicht werden, so dass die leitfähigen Feinteilchen die Oberflächen der Kernteilchen bedecken, wodurch sphärische Harzteilchen erhalten werden, die einer leitfähig machenden Behandlung unterzogen worden sind.
Es ist vorzuziehen, dass als Kernteilchen sphärische Harzteilchen verwendet werden, die aus einer organischen Verbindung bestehen und eine geringe tatsächliche Dichte haben. Das Harz dafür kann z.B. PMMA, Acrylharz, Polybutadienharz, Polystyrolharz, Polyethylen, Polypropylen, Polybutadien oder Copolymere von irgendwelchen dieser Harze, Benzoguanaminharz, Phenolharze, Polyamidharze, Nylonkunststoffe, Fluorkohlenstoffharze, Siliconharze, Epoxyharze und Polyesterharze umfassen. Es ist vorzuziehen, dass als leitfähige Feinteilchen (Überzugsteilchen), die verwendet werden, wenn bewirkt wird, dass sie die Oberflächen der Kernteilchen (Grundteilchen) bedecken, Überzugsteilchen verwendet werden, die einen Teilchendurchmesser haben, der 1/8 oder weniger des Durchmessers der Grundteilchen beträgt, damit die Überzüge aus leitfähigen Feinteilchen gleichmäßig gebildet werden können.
Noch ein weiteres Verfahren zur Erzielung der leitfähigen sphärischen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, kann ein Verfahren umfassen, bei dem die leitfähigen Feinteilchen gleichmäßig in sphärischen Harzteilchen dispergiert werden, um dadurch leitfähige sphärische Teilchen zu erhalten, in denen die leitfähigen Feinteilchen dispergiert sind. Ein Verfahren zum gleichmäßigen Dispergieren der leitfähigen Feinteilchen in den sphärischen Harzteilchen kann z.B. ein Verfahren, bei dem ein Bindemittelharz und die leitfähigen Feinteilchen geknetet werden, damit die letzteren in dem ersteren dispergiert werden, und das Produkt danach zu seiner Verfestigung abgekühlt wird und dann zu Teilchen mit einem vorgegebenen Teilchendurchmesser pulverisiert wird, worauf eine mechanische Behandlung und eine thermische Behandlung folgen, um die Teilchen sphärisch (kugelförmig) zu machen; und ein Verfahren, bei dem ein Polymerisationsinitiator, die leitfähigen Feinteilchen und andere Zusatzstoffe in polymerisierbare Mono mere hineingegeben werden und darin mit einem Dispergiergerät gleichmäßig dispergiert werden, um eine polymerisierbare Monomermischung zu erhalten, worauf eine Suspensionspolymerisation in einer wässrigen Phase, die einen Dispersionsstabilisator enthält, mit einem Rührer folgt, um einen vorgegebenen Teilchendurchmesser zu erzielen, wobei sphärische Teilchen erhalten werden, in denen leitfähige Feinteilchen dispergiert sind, umfassen.
Auch im Fall der leitfähigen sphärischen Harzteilchen mit den in dem Bindemittelharz dispergierten leitfähigen Feinteilchen, die durch diese Verfahren erhalten worden sind, können unter Verwendung dieser leitfähigen sphärischen Teilchen als Kernteilchen diese ferner auf mechanischem Wege in einem geeigneten Mischungsverhältnis in derselben Weise wie vorstehend erwähnt mit zusätzlichen leitfähigen Feinteilchen, die einen kleineren Teilchendurchmesser als die sphärischen Harzteilchen haben, vermischt werden, um zu bewirken, dass die zusätzlichen leitfähigen Feinteilchen durch die Wirkung der Van-der-Waals-Kraft und der elektrostatischen Kraft gleichmäßig am Umfang der leitfähigen sphärischen Teilchen anhaften, und die Oberflächen der leitfähigen sphärischen Teilchen werden danach durch örtlichen Temperaturanstieg, der durch Einwirkung mechanischer Stöße verursacht wird, erweicht, damit die zusätzlichen leitfähigen Feinteilchen an den Oberflächen der Kernteilchen ankleben, so dass die Oberflächen der Kernteilchen mit den zusätzlichen leitfähigen Feinteilchen bedeckt werden, wodurch die Leitfähigkeit stärker verbessert wird.
Die sphärischen Teilchen, die in der leitfähigen Harzdeckschicht dispergiert sind, können vorzugsweise in einer Menge von 2 Masseteilen bis 120 Masseteilen und insbesondere von 2 Masseteilen bis 80 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Deckschicht-Bindemittelharzes bezogen, enthalten sein. Im Einzelnen kann der Zusatz der sphärischen Teilchen weniger wirksam sein, wenn die sphärischen Teilchen in einer Menge von weniger als 2 Masseteilen enthalten sind. Wenn sie in einer Menge von mehr als 120 Masseteilen enthalten sind, kann sich das Aufladeverhalten gegenüber dem Entwickler zu stark verschlechtern.
Bei der Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann in der Harzdeckschicht, die sich an der Oberfläche des Entwicklerträgerelements befindet, zusätzlich zu dem vorstehend erwähnten Aufbau ferner ein Gleitmittel dispergiert werden. Dies ist vorzuziehen, weil die Wirkung der vorliegenden Erfindung stärker gefördert werden kann. Gleitmittel, die hierbei verwendbar sind, können z.B. Teilchen aus Graphit, Molybdändisulfid, Bornitrid, Glimmer, Graphitfluorid, Silberniobselenid, Calciumchlorid-Graphit, Talk und Fettsäure-Metallsalzen wie z.B. Zinkstearat umfassen. Von diesen können vorzugsweise insbesondere Graphitteilchen verwendet werden, weil die Leitfähigkeit der leitfähigen Harzdeckschicht nicht beeinträchtigt wird. Ferner können als diese Gleitmittel diejenigen verwendet werden, die einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von vorzugsweise 0,2 μm bis 20 μm und insbesondere von 0,3 bis 15 μm haben.
Das Gleitmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 5 Masseteilen bis 120 Masseteilen und insbesondere von 10 Masseteilen bis 100 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Deckschicht-Bindemittelharzes bezogen, zugesetzt werden. Im Einzelnen kann die Schichtfestigkeit abnehmen und kann die Ladungsmenge des Toners vermindert werden, wenn der Gehalt der Gleitmittelteilchen mehr als 120 Masseteile beträgt. Wenn das Gleitmittel in einer Menge von weniger als 5 Masseteilen enthalten ist, besteht die Neigung, dass die Oberfläche der Harzdeckschicht leicht durch den Entwickler verunreinigt wird, wenn sie z.B. unter Verwendung eines Entwicklers, der einen geringen Teilchendurchmesser von 7 μm oder weniger hat, lange in Betrieb genommen wird.
Das Entwicklerträgerelement, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, besteht mindestens aus einem Schichtträger und der leitfähigen Harzdeckschicht, die aus den vorstehend beschriebenen Materialien gebildet wird. Als Schichtträger kann ein Metallzylinder angewendet werden. Als Metallzylinder kann vorzugsweise z.B. ein aus Edelstahl oder Aluminium hergestellter Zylinder angewendet werden.
Wenn die Harzdeckschicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Bestandteile gebildet wird, kann ihre durch den arithmetischen Mittenrauwert (nachstehend als "Ra" bezeichnet) ausgedrückte Oberflächenrauheit vorzugsweise derart eingestellt werden, dass sie 0,3 μm bis 3,5 μm und insbesondere 0,5 bis 3,0 μm beträgt. Im Einzelnen kann sich in dem Fall, dass die leitfähige Harzdeckschicht einen Ra-Wert von weniger als 0,3 μm hat, die Fähigkeit zur Beförderung des Entwicklers verschlechtern, so dass die Erzielung einer ausreichenden Bilddichte unmöglich gemacht wird. Wenn die leitfähige Harzdeckschicht andererseits einen Ra-Wert von mehr als 3,5 μm hat, kann die beförderte Menge des Entwicklers übermäßig hoch werden, wodurch eine gute Aufladung des Entwicklers unmöglich gemacht wird.
Die Harzdeckschicht, die in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann vorzugsweise eine Schichtdicke von 25 μm oder darunter, insbesondere von 20 μm oder darunter und vor allem von 4 μm bis 20 μm haben. Solch eine Dicke ist für die Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke vorzuziehen. Es gibt keine besondere Einschränkung der Dicke auf diesen Schichtdickenwert. Die Harzdeckschicht mit so einer Schichtdicke, die von den Materialien für die Bildung der Harzdeckschicht abhängt, kann in einer Auftragsmasse von etwa 4000 mg/m² bis 20.000 mg/m² gebildet werden.
Nachstehend werden Verfahren zur Messung physikalischer Eigenschaften, die die vorliegende Erfindung betreffen, beschrieben.
(1) Messung der Ladungspolarität einer Harzdeckschicht:
– Herstellung einer Probenfolie:
Eine Lösung des Harzes einer Harzdeckschicht, dessen Ladungspolarität gemessen werden soll, (eines Harzes, aus dem Kohlen stoff und Graphit entfernt worden sind) wird auf eine SUS-Edelstahlfolie aufgetragen, und der gebildete feuchte Überzug wird getrocknet und erhitzt, um daraus eine Schicht für die Herstellung einer Probenfolie zu bilden (wobei die Temperatur und die Dauer des Trocknens und Erhitzens im Fall eines thermoplastischen Harzes diejenigen sind, bei denen die Lösung vollständig eingedampft wird; und im Fall eines wärmehärtbaren Harzes diejenigen sind, bei denen das Harz vollständig vernetzt wird). Diese Probenfolie wird in geerdetem Zustand über Nacht in einer Umgebung mit 23°C und 60% rel.F. (relativer Feuchte) belassen.
– Einstellung von Teilchen:
Eisenpulver (Teilchendurchmesser: etwa 100 μm) wird in geerdetem Zustand über Nacht oder länger in einer Umgebung mit 23°C und 60% rel.F. belassen.
– Art der Messung:
Die Messung erfolgt in einer Umgebung mit 23°C und 60% rel.F. Zuerst wird die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte Probenfolie auf ein in 8 gezeigtes Oberflächenladungsmengen-Messgerät (TS-100AS, hergestellt durch Toshiba Chemical Corporation) aufgelegt. Ein Potenziometer 55 wird geerdet, und sein Wert wird auf 0 eingestellt. Das Eisenpulver 51, das in der vorstehend beschriebenen Weise feuchtigkeitskonditioniert worden ist, wird in einen Fallbehälter 52 eingefüllt. Es wird ein START-Schalter betätigt, um das Eisenpulver 51 für eine Zeit von 20 Sekunden auf die Probenfolie 53 fallen zu lassen und die auf die Probenfolie gefallene Eisenpulverprobe in einen Aufnahmebehälter 54, der vorher in geerdetem Zustand gehalten worden ist, aufzunehmen. Die Polarität, die das Potenziometer 55 hierbei anzeigt, wird abgelesen und wird als Ladungspolarität angesehen. Die Bezugszahl 56 bezeichnet übrigens einen Kondensator.
(2) Messung des arithmetischen Mittenrauwertes (Ra):
Durch das Verfahren zur Messung der Oberflächenrauheit gemäß JIS B0601 werden Werte an sechs Stellen [(drei Stellen in Achsenrichtung) × (zwei Stellen in Umfangsrichtung)] mit dem Messgerät Surfcoader SE-3300, hergestellt durch Kosaka Laboratory Ltd., gemessen, und ihr Mittelwert wird berechnet.
(3) Messung des spezifischen Volumenwiderstandes von Teilchen:
Probenteilchen werden in einen Aluminiumring mit einem Durchmesser von 40 mm eingebracht und unter 2500 N gepresst, um den spezifischen Volumenwiderstand des Presslings mit einem Messgerät zur Messung des spezifischen Widerstandes (LOW-RESTAR AP oder HI-RESTAR IP, beide durch Mitsubishi Chemical Corporation hergestellt) unter Anwendung einer Vierpunktsonde zu messen. Die Messung erfolgt in einer Umgebung mit 20 bis 25°C und 50 bis 60% rel.F.
(4) Messung des spezifischen Volumenwiderstandes einer Harzdeckschicht:
Zur Herstellung einer Messprobe wird auf einer 100 μm dicken PET-Folie eine 7 μm bis 20 μm dicke Harzdeckschicht gebildet. Bei dieser Probe wird ihr spezifischer Widerstand mit einem digitalen Spannungsabfall-Ohmmeter (hergestellt durch Kawaguchi Denki Seisakusho), das dem ASTM Standard (D-991-82) und dem Japan Rubber Association Standard SRIS (2301-1969), die für die Messung des spezifischen Volumenwiderstandes von leitfähigen Gummis und Kunststoffen angewendet werden, entspricht und mit einer Vierdraht-Elektrode ausgestattet ist, gemessen. Die Messung erfolgt in einer Umgebung mit 20 bis 25°C und 50 bis 60% rel.F.
(5) Messung der tatsächlichen Dichte von sphärischen Teilchen:
Die tatsächliche Dichte der sphärischen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wird mit einem Trockendichtemesser (ACUPIC 1330, hergestellt durch Shimadzu Corporation) gemessen.
(6) Messung des Teilchendurchmessers von sphärischen Teilchen:
Die Messung erfolgt unter Anwendung eines Teilchengrößenverteilungsmessgeräts (Coulter Model LS-130, hergestellt durch Coulter Electronics Inc.), das ein Laserbeugungs-Teilchengrö8enverteilungsmessgerät ist. Für das Messverfahren wird ein Modul für wässrige Proben angewendet. Als Messlösungsmittel wird reines Wasser verwendet. Der Innenraum eines Messsystems des Teilchengrößenverteilungsmessgeräts wird etwa 5 Minuten lang mit dem reinen Wasser gewaschen, und in das Messsystem werden als Schaumverhinderungsmittel 10 bis 25 mg Natriumsulfit hineingegeben, um eine Hintergrundfunktion durchzuführen. Dann werden in 10 ml reines Wasser drei oder vier Tropfen eines Tensids hineingegeben, und ferner werden 5 bis 25 mg einer Messprobe zugesetzt. Die wässrige Lösung, in der die Probe suspendiert worden ist, wird etwa 1 bis 3 Minuten lang mit einem Ultraschall-Dispergiergerät dispergiert, wobei eine Probenflüssigkeit erhalten wird. Die Probenflüssigkeit wird zur Durchführung einer Messung nach und nach in das Messsystem des vorstehend erwähnten Messgeräts hineinggeben. Hierbei wird die Probenkonzentration in dem Messsystem zur Durchführung der Messung derart eingestellt, dass ihr PIDS-Wert auf dem Bildschirm des Messgeräts 45 bis 55% beträgt. Dann wird der anzahlgemittelte Teilchendurchmesser ermittelt, der aus der auf die Anzahl bezogenen Verteilung berechnet wird.
(7) Messung des Teilchendurchmessers der in dem Entwickler enthaltenen leitfähigen Feinteilchen:
Teilchendurchmesser leitfähiger Feinteilchen werden unter Anwendung eines Elektronenmikroskops gemessen. Eine Aufnahme wird mit 60.000facher Vergrößerung gemacht. Wenn dies schwierig ist, wird eine mit einer niedrigeren Vergrößerung gemachte Aufnahme vergrößert, um eine 60.000fache Vergrößerung zu erhalten. Auf der Aufnahme werden Teilchendurchmesser von Primärteilchen ge messen. Hierbei werden Längen und Breiten gemessen, und der Wert, der durch Mittelung der Messwerte erhalten wird, wird als Teilchendurchmesser angesehen. Dieser wird bei 100 Proben gemessen, und der 50-%-Wert der Messungen wird als mittlerer Teilchendurchmesser angesehen.
Entwicklungsbedingungen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzuziehen sind, werden nachstehend beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass eine Entwicklerschicht in einer flächenbezogenen Masse von 3 bis 30 g/m² auf dem Entwicklerträgerelement gebildet wird. Wenn die Entwicklerschicht in einer flächenbezogenen Masse von 3 bis 30 g/m² auf dem Entwicklerträgerelement gebildet wird, kann leicht eine gleichmäßige Entwicklerschicht gebildet werden, und die leitfähigen Feinteilchen können dem Latentbildträgerelement gleichmäßig zugeführt werden, wodurch das Latentbildträgerelement leicht gleichmäßig aufgeladen werden kann. Wenn die Menge des Entwicklers auf dem Entwicklerträgerelement zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, ist es schwierig, eine ausreichende Bilddichte zu erzielen, und besteht die Neigung, dass jede sehr kleine Unregelmäßigkeit bzw. Unebenheit der Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement wegen einer ungleichmäßigen Zuführung der leitfähigen Feinteilchen als ungleichmäßige Bilddichte und als ungleichmäßige Aufladung des Latentbildträgerelements in Erscheinung tritt. Wenn die Menge des Entwicklers auf dem Entwicklerträgerelement zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, besteht die Neigung, dass die Tonerteilchen eine ungenügende triboelektrische Aufladung erfahren, so dass leicht ein Verstreuen von Toner verursacht wird und die Neigung besteht, dass die Aufladung des Latentbildträgerelements wegen einer Zunahme von Schleier und wegen einer Abnahme des Wirkungsgrades der Übertragung beeinträchtigt wird.
Es ist auch mehr vorzuziehen, dass auf dem Entwicklerträgerelement eine Entwicklerschicht in einer flächenbezogenen Masse von 5 bis 25 g/m² gebildet wird. Wenn die Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement in einer flächenbezogenen Masse von 5 bis 25 g/m² gebildet wird, kann der Entwickler auf dem Entwicklerträgerelement leicht gleichmäßiger triboelektrisch aufgeladen werden und kann bewirkt werden, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die gesammelt worden sind, die triboelektrische Aufladung der Tonerteilchen, die in der Nähe des Entwicklerträgerelements vorhanden sind, weniger beeinflussen, so dass ein stabileres Verhalten bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung erzielt werden kann. Wenn die Menge des Entwicklers auf dem Entwicklerträgerelement zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, besteht die Neigung, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die gesammelt worden sind, die triboelektrische Aufladung der Tonerteilchen, die in der Nähe des Entwicklerträgerelements vorhanden sind, derart beeinflussen, dass eine Unregelmäßigkeit bzw. Unebenheit der Entwicklerschicht, die auf eine übermäßige triboelektrische Aufladung einiger Tonerteilchen zurückzuführen ist, verursacht wird, was in einigen Fällen einen ungleichmäßigen Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zur Folge hat. Wenn die Menge des Entwicklers auf dem Entwicklerträgerelement zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, können die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die gesammelt worden sind, wieder zu der Entwicklungszone befördert werden, ohne dass sie wieder ausreichend triboelektrisch aufgeladen werden, und können an der Entwicklung teilnehmen, so dass sie leichter Schleier verursachen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann sich die Oberfläche des Entwicklerträgerelements, die den Entwickler trägt, in derselben Richtung bewegen wie die Richtung der Bewegung der Oberfläche des Latentbildträgerelements, oder sie kann sich in der entgegengesetzten Richtung bewegen. In dem Fall, dass die Bewegungsrichtung der ersteren dieselbe Richtung ist wie die der letzteren, kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Entwicklerträgerelements vorzugsweise mindestens 100% der Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Latentbildträgerele ments betragen. Wenn sie weniger als 100% beträgt, kann dies eine schlechte Bildqualität zur Folge haben.
Solange das Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Entwicklerträgerelements zu der Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Latentbildträgerelements mindestens 100% beträgt (d.h. die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Entwicklerträgerelements so hoch wie oder höher als die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Latentbildträgerelements ist), können die Tonerteilchen von der Seite des Entwicklerträgerelements der Seite des Latentbildträgerelements ausreichend zugeführt werden, so dass leicht eine ausreichende Bilddichte erzielt werden kann und auch die leitfähigen Feinteilchen ausreichend zugeführt werden können. Somit kann ein gutes Aufladeverhalten des Latenbildträgerelements bzw. gegenüber dem Latenbildträgerelement erzielt werden.
Außerdem kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Entwicklerträgerelements vorzugsweise 1,05- bis 3,0-mal so hoch sein wie die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Latentbildträgerelements. Bei einer Zunahme des Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnisses wird der Entwickler der Entwicklungszone in einer größeren Menge zugeführt, und der Entwickler wird öfter auf das elektrostatische Latentbild aufgenommen und von diesem abgelöst, wobei er bei dem Bereich (Nicht-Bildbereich), wo kein Entwickler erforderlich ist, wiederholt abgestreift wird und dem Bereich (Bildbereich), wo er erforderlich ist, zugeliefert wird, so dass der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verbessert werden kann und das Auftreten von Muster-Geisterbildern, die auf eine mangelhafte Sammlung zurückzuführen sind, mit höherer Sicherheit verhindert werden kann. Außerdem können Bilder, die Latentbilder genau wiedergeben, erhalten werden. Ferner wird bei dem Kontaktentwicklungsverfahren bei einer Zunahme des Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnisses der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen wegen der Reibung zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Entwicklerträgerelement stärker verbessert. Wenn das Bewegungsgeschwindigkeitsverhältnis weit über dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, besteht jedoch die Neigung, dass wegen eines Verstreuens des Entwicklers von der Oberfläche des Entwicklerträgerelements Schleier und Bildflecken auftreten. Somit besteht bei dem Kontaktentwicklungsverfahren die Neigung, dass das Latentbildträgerelement oder das Entwicklerträgerelement aufgrund von Abrieb oder Kratzen, das durch ihre Reibung verursacht wird, eine kurze Lebensdauer hat. Wenn das Entwicklerschichtdicken-Regulierelement, das die Menge des Entwicklers auf dem Entwicklerträgerelement reguliert, über den Entwickler mit dem Entwicklerträgerelement in Kontakt gehalten wird, besteht die Neigung, dass das Entwicklerschichtdicken-Regulierelement oder das Entwicklerträgerelement aufgrund von Abrieb oder Kratzen, das durch ihre Reibung verursacht wird, eine kurze Lebensdauer hat. Unter dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Entwicklerträgerelements insbesondere 1,1- bis 2,5-mal so hoch sein wie die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Latentbildträgerelements.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement zur Anwendung des kontaktfreien Entwicklungssystems vorzugsweise in einer Dicke gebildet werden, die kleiner ist als der vorgegebene Abstand, in dem das Entwicklerträgerelement von dem Latentbildträgerelement getrennt angeordnet ist. Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich gemacht worden, bei einer hohen Bildqualität eine Bilderzeugung mit dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung, bei der von dem kontaktfreien Entwicklungssystem Gebrauch gemacht wird und die in der Vergangenheit schwierig gewesen ist, zu verwirklichen. Bei dem Entwicklungsschritt wird das kontaktfreie Entwicklungssystem angewendet, bei dem die Entwicklerschicht ohne Kontakt mit dem Latentbildträgerelement angeordnet ist und das elektrostatische Latentbild, das sich auf dem Latentbildträgerelement befindet, als Entwicklerbild sichtbar gemacht wird. Infolgedessen tritt selbst in dem Fall, dass in den Entwickler eine große Menge von leitfähigen Feinteilchen, die einen niedrigen Wert des elektrischen Widerstan des haben, hiningegeben wird, kein Entwicklungsschleier auf, der durch die in das Latentbildträgerelement injizierte Entwicklungsvorspannung verursacht werden kann. Somit können gute Bilder erhalten werden.
In diesem Fall kann das Entwicklerträgerelement auch vorzugsweise dem Latentbildträgerelement gegenüberliegend derart angeordnet werden, dass der Abstand zwischen ihnen 100 bis 1000 μm beträgt. Wenn der Abstand, in dem das Entwicklerträgerelement von dem Latentbildträgerelement getrennt angeordnet ist, zu weit unter dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann sich das Entwicklungsverhalten des Entwicklers bei jeder Schwankung des Abstandes stark verändern. Somit wird dadurch die Massenfertigung eines Bilderzeugungsgeräts, das stabilen Bildeigenschaften genügt, schwierig gemacht. Wenn der Abstand, in dem das Entwicklerträgerelement von dem Latentbildträgerelement getrennt angeordnet ist, zu weit über dem vorstehend angegebenen Bereich liegt, kann die Fähigkeit der Tonerteilchen, dem Latentbild auf dem Latentbildträgerelement nachzufolgen, mangelhaft sein. Somit wird dadurch leicht eine Verschlechterung der Bildqualität wie z.B. eine Verminderung der Auflösung und eine Abnahme der Bilddichte verursacht. Ferner besteht die Meigung, dass der Wirkungsgrad der Zuführung der leitfähigen Feinteilchen zu dem Latentbildträgerelement abnimmt, und ist eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens gegenüber dem Latenbildträgerelement wahrscheinlich.
Unter diesen Gesichtspunkten kann das Entwicklerträgerelement insbesondere dem Latentbildträgerelement gegenüberliegend derart angeordnet werden, dass der Abstand zwischen ihnen 100 μm bis 600 μm beträgt. Wenn der Abstand, in dem das Entwicklerträgerelement von dem Latentbildträgerelement getrennt angeordnet ist, 100 μm bis 600 μm beträgt, kann die Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung vorherrschender durchgeführt werden. Wenn der Abstand zu weit über diesem Bereich liegt, kann der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu der Entwicklungsvor richtung abnehmen, so dass leicht Schleier verursacht wird, der auf die mangelhafte Sammlung zurückzuführen ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Entwicklung vorzugsweise durch einen Entwicklungsschritt erfolgen, der unter Erzeugung eines elektrischen Wechselfeldes zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Latentbildträgerelement durchgeführt wird. Das elektrische Wechselfeld kann erzeugt werden, indem zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Latentbildträgerelement eine Wechselspannung angelegt wird. Die angelegte Entwicklungsvorspannung kann eine sein, die durch Überlagerung einer Wechselspannung über eine Gleichspannung erzeugt wird.
Als Wellenformen so einer Wechselspannung kann zweckmäßig eine von einer Sinuswellenform, einer Rechteckwellenform und einer Dreieckwellenform angewendet werden. Sie können auch Impulswellen sein, die durch periodisches Ein- und Ausschalten einer Gleichstromquelle erzeugt werden. Als Wellenform der Wechselspannung kann somit eine Wellenform angewendet werden, deren Spannungswert sich periodisch verändert.
Zwischen dem Entwicklerträgerelement, das den Entwickler trägt und befördert, und dem Latentbildträgerelement kann vorzugsweise mindestens ein elektrisches Wechselfeld mit einer elektrischen Spitze-Spitze-Feldstärke von 3 × 10⁶ bis 10 × 10⁶ V/m und einer Frequenz von 100 bis 5000 Hz erzeugt werden, indem die Entwicklungsvorspannung angelegt wird. Die Erzeugung des in dem vorstehend erwähnten Bereich liegenden elektrischen Wechselfeldes durch Anlegen der Entwicklungsvorspannung macht eine gleichmäßige Bewegung der dem Entwickler zugesetzten leitfähigen Feinteilchen zu der Seite des Latentbildträgerelements einfach. Ferner kann die gleichmäßige Aufladung (insbesondere die Direktinjektionsaufladung) des Latentbildträgerelements durch den gleichmäßigen und innigen Kontakt, der bei der Aufladezone über die leitfähigen Feinteilchen zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement erzielt wird, deutlich gefördert werden.
Ferner findet wegen der Erzeugung des elektrischen Wechselfeldes durch Anlegen der Entwicklungsvorspannung selbst in dem Fall bei der Entwicklungszone keine Injektion elektrischer Ladungen in das Latentbildträgerelement statt, dass zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Latentbildträgerelement eine hohe Potenzialdifferenz vorhanden ist, so dass ein Entwicklungsschleier, der verursacht werden kann, wenn durch die Entwicklungsvorspannung elektrische Ladungen in das Latentbildträgerelement injiziert werden, selbst in dem Fall nicht auftritt, dass dem Entwickler eine große Menge der leitfähigen Feinteilchen zugesetzt wird. Somit können gute Bilder erhalten werden.
Wenn das elektrische Wechselfeld, das durch Anlegen der Entwicklungsvorspannung zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Latentbildträgerelement erzeugt wird, eine Feldstärke hat, die zu weit unter dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, besteht die Neigung, dass die Menge der leitfähigen Feinteilchen, die dem Latentbildträgerelement zugeführt werden, ungenügend ist, so dass eine Verschlechterung der gleichmäßigen Aufladung des Latentbildträgerelements wahrscheinlich ist. Ferner besteht wegen einer schwachen Entwicklungskraft bzw. Entwickelbarkeit die Neigung, dass Bilder mit einer niedrigen Bilddichte erzeugt werden. Wenn die Feldstärke des elektrischen Wechselfeldes andererseits zu weit über dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, kann die Entwicklungskraft bzw. Entwickelbarkeit so stark sein, dass sie dazu neigt, eine Abnahme der Auflösung wegen des Zusammenbrechens dünner Linien, eine Verminderung der Bildqualität wegen einer Zunahme von Schleier und eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens gegenüber dem Latenbildträgerelement zu verursachen, und leicht Bildfehler verursacht, die auf eine Ableitung der Entwicklungsvorspannung zu dem Latentbildträgerelement zurückzuführen sind.
Wenn das elektrische Wechselfeld, das durch Anlegen der Entwicklungsvorspannung zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Latentbildträgerelement erzeugt wird, eine Frequenz hat, die zu weit unter dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, kann eine gleichmäßige Zuführung der leitfähigen Feinteilchen zu dem Latentbildträgerelement schwierig sein, so dass wahrscheinlich ist, dass bei der gleichmäßigen Aufladung des Latentbildträgerelements eine Ungleichmäßigkeit verursacht wird. Wenn das elektrische Wechselfeld eine Frequenz hat, die zu weit über dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, besteht die Neigung, dass die Menge der leitfähigen Feinteilchen, die dem Latentbildträgerelement zugeführt werden, ungenügend ist, so dass eine Verschlechterung der gleichmäßigen Aufladung des Latentbildträgerelements wahrscheinlich ist.
Zwischen dem Entwicklerträgerelement, das den Entwickler trägt und befördert, und dem Latentbildträgerelement kann insbesondere mindestens ein elektrisches Wechselfeld mit einer elektrischen Spitze-Spitze-Feldstärke von 4 × 10⁶ bis 10 × 10⁶ V/m und einer Frequenz von 500 bis 4000 Hz erzeugt werden, indem die Entwicklungsvorspannung angelegt wird. Die Erzeugung des in dem vorstehend erwähnten Bereich liegenden elektrischen Wechselfeldes durch Anlegen der Entwicklungsvorspannung macht eine gleichmäßige Bewegung der dem Entwickler zugesetzten leitfähigen Feinteilchen zu der Seite des Latentbildträgerelements einfach, erlaubt nach der Übertragung ein gleichmäßiges Auftragen der leitfähigen Feinteilchen auf das Latentbildträgerelement und erlaubt sogar im Fall der Anwendung des kontaktfreien Entwicklungssystems die Aufrechterhaltung eines hohen Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen.
Wenn das elektrische Wechselfeld, das durch Anlegen der Entwicklungsvorspannung zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Latentbildträgerelement erzeugt wird, eine Feldstärke hat, die zu weit unter dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, kann sich der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu der Entwicklungsvorrichtung verschlechtern, so dass leicht Schleier verursacht wird, der auf die mangelhafte Sammlung zurückzuführen ist. Wenn das elektrische Wechselfeld, das durch Anlegen der Entwicklungsvorspannung zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Latentbildträgerelement erzeugt wird, ferner eine Frequenz hat, die zu weit unter dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, kann der Entwickler weniger oft auf das elektrostatische Latentbild aufgenommen und von diesem abgelöst werden, so dass die Neigung besteht, dass der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zu der Entwicklungsvorrichtung vermindert wird und auch die Bildqualität verschlechtert wird. Wenn die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes zu weit über dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, kann die Menge der Tonerteilchen, die Änderungen des elektrischen Feldes nachfolgen können, gering sein, wodurch der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen vermindert wird, so dass wegen des mangelhaften Wirkungsgrades der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen leicht ein positives Geisterbild verursacht wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Übertragungsschritt ein Schritt sein, bei dem das Entwicklerbild (Tonerbild), das durch den Entwicklungsschritt erzeugt worden ist, auf ein Zwischenübertragungselement übertragen wird, und das Entwicklerbild danach wieder übertragen wird, und zwar auf ein Aufzeichnungsmaterial wie z.B. Papier. Im Einzelnen kann das Übertragungs(bildempfangs)material, auf das das Entwicklerbild übertragen wird, auch ein Zwischenübertragungselement wie z.B. eine Übertragungstrommel sein. In dem Fall, dass das Übertragungs(bildempfangs)material als Zwischenübertragungselement dient, wird das fertige Entwicklerbild durch erneute Übertragung des Entwicklerbildes von dem Zwischenübertragungselement auf ein Aufzeichnungsmaterial wie z.B. Papier erhalten. Durch die Anwendung so eines Zwischenübertragungselements kann die Menge der nach der Übertragung auf dem Latentbildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen unabhängig von der Verwendung verschiedener Aufzeichnungsmaterialien wie z.B. Kartonpapier vermindert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Zwischenübertragungselement während der Übertragung auch vorzugsweise über das (als Aufzeichnungsmaterial dienende) Übertragungs(bildempfangs)material mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt sein. Bei dem Schritt der Kontaktübertragung, bei dem das Entwicklerbild, das sich auf dem Latentbildträgerelement befindet, auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, während ein Übertragungselement über das Übertragungs(bildempfangs)material mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird, kann das Übertragungselement als Kontaktdruck vorzugsweise einen linearen Druck von 2,94 bis 980 N/m und insbesondere von 19,6 bis 490 N/m ausüben. Wenn das Übertragungselement einen Kontaktdruck ausübt, der zu weit unter dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, besteht unerwünschterweise die Neigung, dass eine Abweichung bei der Beförderung von Übertragungs(bildempfangs)materialien und eine mangelhafte Übertragung auftreten. Ein Kontaktdruck, der zu weit über dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, kann eine Verschlechterung der Oberfläche des Latentbildträgerelements oder ein Anhaften von Entwickler an dieser Oberfläche verursachen, was zur Folge hat, dass ein Ankleben von geschmolzenem Entwickler an der Oberfläche des Latentbildträgerelements verursacht wird.
Als Übertragungselement bei dem Übertragungsschritt kann vorzugsweise eine Vorrichtung angewendet werden, die eine Übertragungswalze oder ein Übertragungsband hat. Die Übertragungswalze kann mindestens eine Spindel bzw. Welle und eine die Welle bedeckende leitfähige elastische Schicht haben, und die leitfähige elastische Schicht kann vorzugsweise ein elastisches Element sein, das aus einer massiven Schicht oder Schaumstoffschicht besteht, die aus einem elastischen Material wie z.B. Polyurethankautschuk oder Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), in dem ein Leitfähigkeit erteilendes Mittel wie z.B. Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid oder Siliciumcarbid eingemischt und dispergiert worden ist, um den elektrischen Widerstand (den spezifischen Volumenwiderstand) auf einen mittelhohen Wert von 10⁶ Ω·cm bis 10¹⁰ Ω·cm einzustellen, hergestellt ist.
Eine vorzuziehende Übertragungsbedingung im Fall der Übertragungswalze kann ein durch die Übertragungswalze ausgeübter Kontaktdruck von 2,94 bis 490 N/m und insbesondere von 19,6 bis 294 N/m sein. Wenn der Kontaktdruck in Form des linearen Dru ckes zu weit unter dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, kann die Menge der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zunehmen, so dass eine Beeinträchtigung des Aufladeverhaltens gegenüber dem Latentbildträgerelement wahrscheinlich ist. Wenn der Kontaktdruck zu weit über dem vorstehend erwähnten Bereich liegt, besteht die Neigung, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen leitfähigen Feinteilchen wegen der Presskraft übertragen werden, so dass sich die Zuführung der nach der Übertragung zurückgebliebenen leitfähigen Feinteilchen zu dem Latentbildträgerelement oder dem Kontaktaufladeelement vermindern kann, wodurch die Wirkung der Förderung der Aufladung des Latentbildträgerelements schlechter wird und der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei dem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung abnimmt. Ferner können auch um Linienbilder herum auffällige Entwicklerflecken auftreten.
Bei dem Kontaktübertragungsschritt, bei dem das Entwicklerbild auf das Übertragungs(bildempfangs)material übertragen wird, während das Übertragungselement über das Übertragungs(bildempfangs)material mit dem Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird, kann die Gleichspannung vorzugsweise ±0,2 V bis ±10 kV betragen.
Die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ferner bei einem Bilderzeugungsgerät, das ein lichtempfindliches Element in Form einer Trommel mit einem geringen Durchmesser von höchstens 30 mm hat, besonders wirksam anwendbar. Da im Einzelnen nach dem Übertragungsschritt und vor dem Aufladeschritt kein unabhängiger Reinigungsschritt vorgesehen ist, können die Schritte der Aufladung, Belichtung, Entwicklung und Übertragung mit einem größeren Freiheitsgrad bzw. Spielraum bereitgestellt werden, und in Kombination mit dem lichtempfindlichen Element, das einen geringen Durchmesser von nicht mehr als 30 mm hat, kann das Bilderzeugungsgerät kompakt und raumsparend gemacht werden. Auch bei bandförmigen lichtempfindlichen Elementen können die einzelnen Schritte gleichermaßen mit einem größeren Freiheitsgrad bzw. Spielraum bereitgestellt werden. Die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist infolgedessen auch für ein Bilderzeugungsgerät wirksam, bei dem von einem lichtempfindlichen Band Gebrauch gemacht wird, das bei dem Kontaktbereich einen Krümmungsradius von nicht mehr als 25 mm bildet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann eine Betriebskassette, die mindestens das Latentbildträgerelement und die vorstehend beschriebene Entwicklungsvorrichtung hat, an dem Hauptkörper des Bilderzeugungsgeräts abnehmbar angebracht werden. Ferner kann diese Betriebskassette auch die vorstehend beschriebene Aufladeeinrichtung haben.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch Angabe von Beispielen ausführlicher beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf diese Beispiele beschränkt.
Zuerst wird nachstehend ein Beispiel für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements als Latentbildträgerelement, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, angegeben.
Beispiel für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements
Es wurde ein lichtempfindliches Element hergestellt, bei dem von einem organischen photoleitfähigen Material (OPC) zur negativen Aufladung Gebrauch gemacht wird (nachstehend oft als "lichtempfindliches OPC-Element" bezeichnet). Als Schichtträger des lichtempfindlichen Elements wurde ein aus Aluminium hergestellter Zylinder mit einem Durchmesser von 24 mm angewendet. Auf diesem Zylinder wurden der Reihe nach die folgende erste bis fünfte Schicht übereinanderliegend durch Tauchauftrag gebildet. Auf diese Weise wurde ein lichtempfindliches Element mit dem in 5 gezeigten Schichtaufbau hergestellt.
Die erste Schicht ist eine leitfähige Schicht 12, die eine etwa 20 μm dicke Harzschicht mit dispergierten leitfähigen Teilchen ist (hauptsächlich aus Phenolharz bestehend, in dem Zinnoxid- und Titanoxidpulver dispergiert worden sind) und bereitgestellt wird, um Oberflächenfehler usw. des Aluminium-Schichtträgers 11 einzuebnen und auch um Moiré zu verhindern, das durch Reflexion von zur Belichtung dienendem Laserlicht verursacht wird.
Die zweite Schicht ist eine zur Sperrung der Injektion von positiver Ladung dienende Schicht 13, die eine etwa 1 μm dicke Schicht mit mittelhohem Widerstand ist und die Funktion hat, dass sie verhindern kann, dass die negativen elektrischen Ladungen, die durch Aufladung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erzeugt werden, durch die positiven elektrischen Ladungen, die aus dem Aluminium-Schichtträger 11 injiziert werden, gelöscht werden, und deren Widerstand durch methoxymethyliertes Polyamid auf etwa 10⁶ Ω·cm eingestellt ist.
Die dritte Schicht ist eine Ladungserzeugungsschicht 14, die eine etwa 0,3 μm dicke Schicht ist, die aus Butyralharz, in dem ein Bisazopigment dispergiert worden ist, gebildet ist und Paare von positiver und negativer elektrischer Ladung erzeugt, wenn sie einer Laserbelichtung unterzogen wird.
Die vierte Schicht ist eine Ladungstransportschicht 15, die eine etwa 25 μm dicke Schicht ist, die aus Polycarbonatharz, in dem eine Hydrazonverbindung dispergiert worden ist, gebildet ist und ein p-Halbleiter ist. Die negativen elektrischen Ladungen, die durch Aufladung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erzeugt werden, können sich folglich nicht durch diese Schicht bewegen. Nur die positiven elektrischen Ladungen, die in der Ladungserzeugungsschicht erzeugt werden, können zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements transportiert werden.
Die fünfte Schicht ist eine Ladungsinjektionsschicht 16, die eine Schicht ist, die aus einem photochemisch härtbaren Acrylharz, in dem leitfähiges ultrafeines Zinnoxid und Polytetrafluorethylenharz mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,25 μm dispergiert worden sind, gebildet ist. Im Einzelnen wird eine Auftragflüssigkeit, die hergestellt wird, indem 100 Masse Zinnoxidteilchen (Teilchendurchmesser: etwa 0,03 μm), die mit Antimon dotiert worden sind, so dass sie einen niedrigen Widerstand haben, 20 Masse% Polytetrafluorethylenharzteilchen und 1,2 Masse% eines Dispergiermittels in dem Acrylharz dispergiert werden, durch Sprühauftrag in einer Dicke von etwa 2,5 μm aufgebracht, um die Ladungsinjektionsschicht 16 zu bilden.
Der spezifische Volumenwiderstand an der äußersten Oberflächenschicht des auf diese Weise erhaltenen lichtempfindlichen Elements betrug 5 × 10¹² Ω·cm, und der Kontaktwinkel der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Wasser betrug 102 Grad.
Als Nächstes wird nachstehend ein Beispiel für die Herstellung eines Aufladeelements, das in Beispielen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, angegeben.
Aufladeelement-Herstellungsbeispiel
Unter Anwendung einer Walze aus SUS-Edelstahl mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von 264 mm als Spindel bzw. Welle wurde auf der Welle eine Polyurethanschaumstoffschicht mit mittelhohem Widerstand, die mit Ruß als leitfähigen Teilchen, einem Härtungsmittel, einem Blähmittel usw. formuliert worden war, in Form einer Walze gebildet, worauf ferner Schneiden und Polieren folgten, um ihre Form und Oberflächeneigenschaften einzustellen. Auf diese Weise wurde eine Aufladewalze mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Länge von 234 mm, die eine flexible Polyurethanschaumstoffwalze hatte, hergestellt.

Bei der erhaltenen Aufladewalze betrug der spezifische Widerstand ihrer Polyurethanschaumstoffwalze 10⁵ Ω·cm, und ihre Härte in Form der Asker-C-Härte betrug 30 Grad. Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-1

Styrol-Butylacrylat-Butylmaleat-Halbester-Copolymer (Tg: 63°C; Molmasse: Mp 12.000, Mn 6500, Mw 230.000)	100 Teile
Eisen(II, III)-oxid (mittlerer Teilchendurchmesser: 0,22 μm; Koerzitivkraft Hc: 5,2 kA/m, Sättigungsmagnetisierung σs: 85 Am²/kg und Remanenz σr: 5,0 Am²/kg unter einem Magnetfeld von 795,5 kA/m)	90 Teile
Monoazo-Eisenkomplex (negatives Ladungssteuerungsmittel)	2 Teile
Niedermolekulares Ethylen-Propylen-Copolymer	4 Teile
	(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einem Mischer vermischt, und die erhaltene Mischung wurde unter Anwendung eines auf eine Temperatur von 130°C erhitzten Extruders schmelzgeknetet; das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde gekühlt; das erhaltene gekühlte Produkt wurde grobzerkleinert, und das erhaltene grobzerkleinerte Produkt wurde mit einer Feinmühle, bei der von Luftstrahlen Gebrauch gemacht wird, pulverisiert. Das erhaltene pulverisierte Produkt wurde ferner unter Anwen dung eines Mehrkammersichters, bei dem der Coanda-Effekt ausgenutzt wird, klassiert, wobei Tonerteilchen Ts-1 erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,9 μm hatten, der aus der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm ermittelt wurde. Der spezifische Widerstand der Tonerteilchen Ts-1 betrug 10¹⁴ Ω·cm oder mehr.
Die Zirkularitätsverteilung wurde in der bei den Ausführungsformen der Erfindung beschriebenen Weise mit dem Durchfluss- Teilchenbildanalysator FPIA-1000 (hergestellt durch Toa Iyou Denshi K. K.) gemessen. Um die Messung ausführlicher zu beschreiben, wurden 10 ml Wasser, aus dem Feinstaub durch ein Filter entfernt worden war (was vorzugsweise derart erfolgte, dass die Anzahl der Teilchen, deren als Durchmesser äquivalenter Kreise ausgedrückte Teilchendurchmesser in dem Bereich von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm liegen, in 10^–3 cm³ über schlagsweise 20 oder weniger betrug), und wenige Tropfen eines verdünnten Tensids (vorzugsweise eines Tensids, das durch Verdünnen eines Alkylbenzolsulfonats mit Wasser, aus dem Feinstaub entfernt worden war, auf eine Konzentration von etwa 1/10 hergestellt wurde) in eine aus Hartglas hergestellte Schraubflasche mit einem Innendurchmesser von 30 mm und einer Höhe von 65 mm (z.B. eine Schraubflasche für 30 ml, SV-30, erhältlich von Nichiden Rikagarasu K. K.) hineingegeben. Diesem wurde eine Messprobe in einer geeigneten Menge (z.B. 0,5 bis 20 mg) derart zugesetzt, dass die Teilchenkonzentration der Messprobe in Bezug auf Teilchen im gemessenen Bereich der Durchmesser äquivalenter Kreise 7000 bis 10.000 Teilchen/10^–3 cm³ betrug, und 3 Minuten lang mit einem Ultraschall-Homogenisator (wobei eine stufenförmige Scheibe mit einem Durchmesser von 6 mm auf Ultrasonic Homogenizer UH-50, hergestellt durch K. K. SMT, mit einer Ausgangsleistung von 50 W und einer Frequenz von 20 kHz angewendet wurde und eine Behandlung durchgeführt wurde, bei der der Skalenwert des Leistungssteuerungspegels auf 7 eingestellt wurde, d.h. mit einer Dispergierleistung, die etwa halb so groß war wie die maximale Leistung, die im Fall der Anwendung derselben Scheibe erhalten wird) dispergiert, um eine Probendispersion herzustellen. Unter Verwendung dieser Probendispersion wurden die Teilchengrößenverteilung und die Zirkularitätsverteilung von Teilchen, die Durchmesser äquivalenter Kreise von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm hatten, gemessen.
Der Gehalt (%, auf die Anzahl bezogen) und die Zirkularität der Teilchen im Teilchendurchmesserbereich von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm wurden aus der so erhaltenen Teilchengrößenverteilung ermittelt. Diese physikalischen Eigenschaften der Tonerteilchen Ts-1 sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-2
Das in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-1 erhaltene grobzerkleinerte Produkt wurde mit einer mechanischen Mühle pulverisiert. Das erhaltene pulverisierte Produkt wurde unter Anwendung des Mehrkammersichters klassiert, wobei Tonerteilchen Ts-2 erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,8 μm hatten, der aus der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm ermittelt wurde. Der spezifische Widerstand der Tonerteilchen Ts-2 betrug 10¹⁴ Ω·cm oder mehr.
Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-3
Das in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-2 erhaltene klassierte Produkt wurde einer Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen, indem die Teilchen mit der in 6 und 7 gezeigten Behandlungsvorrichtung zum Kugeligmachen von Tonerteilchen wiederholt einer thermomechanischen Stoßkraft ausgesetzt wurden, wobei Tonerteilchen Ts-3 erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,5 μm hatten, der aus der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm ermittelt wurde.
Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-4

Das in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-2 erhaltene klassierte Produkt wurde einer Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen, indem bewirkt wurde, dass die Teilchen ohne Verzögerung durch 300°C heiße Luft hindurchgingen, wobei Tonerteilchen Ts-4 erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,9 μm hatten. Der spezifische Widerstand der Tonerteilchen Ts-4 betrug 10¹⁴ Ω·cm oder mehr. Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Tp-1

Polyesterharz (Tg: 60°C; Säurezahl: 20 mg KOH/g; Hydroxylzahl: 30 mg KOH/g; Molmasse: Mp 7000, Mn 3000, Mw 55.000)	100 Teile
Eisen(II, III)-oxid (mittlerer Teilchendurchmesser: 0,20 μm; Hc: 9,2 kA/m, σs: 82 Am²/kg und σr: 11,5 Am²/kg unter einem Magnetfeld von 795,5 kA/m)	90 Teile

Monoazo-Eisenkomplex (negatives Ladungssteuerungsmittel) Niedermolekulares Ethylen-Propylen-Copolymer 4 Teile	2 Teile
	(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden in derselben Weise wie in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-1 schmelzgeknetet, grobzerkleinert und mit einer Feinmühle, bei der von Luftstrahlen Gebrauch gemacht wird, pulverisiert, wobei Tonerteilchen Tp-1 erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 8,1 μm hatten, der aus der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm ermittelt wurde. Der spezifische Widerstand der Tonerteilchen Tp-1 betrug 10¹⁴ Ω·cm oder mehr.
Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Tp-2
Das in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Tp-1 erhaltene grobzerkleinerte Produkt wurde mit einer mechanischen Mühle pulverisiert. Das erhaltene pulverisierte Produkt wurde unter Anwendung des Mehrkammersichters klassiert, wobei Tonerteilchen Tp-2 erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,0 μm hatten, der aus der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm ermittelt wurde. Der spezifische Widerstand der Tonerteilchen Tp-2 betrug 10¹⁴ Ω·cm oder mehr.
Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Tp-3
Das in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Tp-2 erhaltene klassierte Produkt wurde einer Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen, indem die Teilchen mit der in 6 und 7 gezeigten Behandlungsvorrichtung zum Kugeligmachen von Tonerteilchen wiederholt einer thermomechanischen Stoßkraft ausgesetzt wurden, wobei Tonerteilchen Tp-3 erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,7 μm hatten, der aus der auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung im Teilchendurch messerbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm ermittelt wurde.
Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Tp-4
Das in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Tp-2 erhaltene klassierte Produkt wurde einer Behandlung zum Kugeligmachen unterzogen, indem bewirkt wurde, dass die Teilchen ohne Verzögerung durch 300°C heiße Luft hindurchgingen, wobei Tonerteilchen Tp-4 erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,2 μm hatten. Der spezifische Widerstand der Tonerteilchen Tp-4 betrug 10¹⁴ Ω·cm oder mehr.
Die Werte typischer physikalischer Eigenschaften der vorstehend beschriebenen Tonerteilchen Ts-1 bis Ts-4 und Tp-1 bis Tp-4 sind in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel für die Herstellung von anorganischem Feinpulver I-1
Hydrophobes Trockenverfahren-Siliciumdioxid-Feinpulver, das mit Hexamethyldisilazan und danach mit Dimethylsiliconöl behandelt worden war, wurde als anorganisches Feinpulver I-1 bezeichnet. Der anzahlgemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen dieses anorganischen Feinpulvers I-1 betrug 12 nm, und die spezifische Oberfläche nach BET betrug 120 m²/g.
Beispiel für die Herstellung von anorganischem Feinpulver I-2
Trockenverfahren-Siliciumdioxid-Feinpulver, das mit Hexamethyldisilazan behandelt worden war, wurde als anorganisches Feinpulver I-2 bezeichnet. Der anzahlgemittelte Teilchendurchmesser der Primärteilchen dieses anorganischen Feinpulvers I-2 betrug 16 nm, und die spezifische Oberfläche nach BET betrug 170 m²/g.
Die Werte typischer physikalischer Eigenschaften der vorstehend beschriebenen anorganischen Feinpulver I-1 und I-2 sind in Tabelle 3 gezeigt.
Beispiele für die Herstellung von leitfähigen Feinteilchen C-1 bis C-3
Zinkoxide mit volumengemittelten Teilchendurchmessern von 0,07 μm, 1,52 μm und 2,03 μm wurden als leitfähige Feinteilchen C-1, C-2 bzw. C-3 bezeichnet. Der spezifische Widerstand dieser leitfähigen Feinteilchen, der durch das bei den Ausführungsformen der Erfindung beschriebene Tablettenverfahren gemessen wurde, betrug 1,2 × 10³ Ω·cm, 8,9 × 10³ Ω·cm bzw. 2,7 × 10⁴ Ω·cm.
Beispiele für die Herstellung von leitfähigen Feinteilchen C-4 bis C-6
Zinkoxide mit volumengemittelten Teilchendurchmessern von 0,50 μm, 1,15 μm und 5,22 μm wurden als leitfähige Feinteilchen C-4, C-5 bzw. C-6 bezeichnet. Der spezifische Widerstand dieser leitfähigen Feinteilchen, der durch das bei den Ausführungsformen der Erfindung beschriebene Tablettenverfahren gemessen wurde, betrug 7,3 × 10⁴ Ω·cm, 1,2 × 10⁵ Ω·cm bzw. 1,8 × 10⁷ Ω·cm.
Beispiel für die Herstellung von leitfähigen Feinteilchen C-7
Leitfähige Feinteilchen, die aus Titanoxidpulver mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,1 μm bestanden, an denen Zinnoxid in einem Anteil von 50 Masse% anhaftete, wurden als leitfähige Feinteilchen C-7 bezeichnet. Der spezifische Widerstand der leitfähigen Feinteilchen, der durch das bei den Ausführungsformen der Erfindung beschriebene Tablettenverfahren gemessen wurde, betrug 3,1 × 10² Ω·cm.
Die Werte typischer physikalischer Eigenschaften der vorstehend beschriebenen leitfähigen Feinteilchen C-1 bis C-7 sind in Tabelle 4 gezeigt.
Entwickler-Herstellungsbeispiel Rs-0
100 Messeteilen der in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-1 erhaltenen magnetischen Tonerteilchen Ts-1 wurden 1,23 Masse teile des anorganischen Feinpulvers I-1 zugesetzt, worauf gleichmäßiges Vermischen mit einem Mischer folgte, wobei ein Entwickler Rs-0 erhalten wurde.
Die auf die Anzahl bezogene Teilchengrößenverteilung des magnetischen Entwicklers Rs-0 im Teilchendurchmesserbereich von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm wurde in der vorstehend bei den Tonerteilchen-Herstellungsbeispielen beschriebenen Weise mit dem Durchfluss-Teilchenbildanalysator FPIA-1000 (hergestellt durch Toa Iyou Denshi K. K.) gemessen.
Entwickler-Herstellungsbeispiel Rs-1
100 Messeteilen der in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Ts-1 erhaltenen magnetischen Tonerteilchen Ts-1 wurden 1,23 Masseteile des anorganischen Feinpulvers I-1 und 1,03 Masseteile der leitfähigen Feinteilchen C-4 zugesetzt, worauf gleichmäßiges Vermischen mit einem Mischer folgte, wobei ein Entwickler Rs-1 erhalten wurde.
Entwickler-Herstellungsbeispiele Rs-2 bis Rs-7
Entwickler Rs-2, Rs-3, Rs-4, Rs-5, Rs-6 und Rs-7 wurden in derselben Weise wie in Entwickler-Herstellungsbeispiel Rs-1 erhalten, außer dass in Entwickler-Herstellungsbeispiel Rs-1 die leitfähigen Feinteilchen C-1 durch die leitfähigen Feinteilchen C-5, C-2, C-3, C-7, C-6 bzw. C-1 ersetzt wurden.
Entwickler-Herstellungsbeispiele Rs-8 bis Rs-10
Entwickler Rs-8, Rs-9 und Rs-10 wurden in derselben Weise wie in Entwickler-Herstellungsbeispiel Rs-1 erhalten, außer dass anstelle der darin verwendeten Tonerteilchen Ts-1 die Tonerteilchen Ts-2, Ts-3 bzw. Ts-4 verwendet wurden.
Entwickler-Herstellungsbeispiel Rp-0
100 Messeteilen der in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Tp-1 erhaltenen magnetischen Tonerteilchen Tp-1 wurden 1,23 Masseteile des anorganischen Feinpulvers I-2 zugesetzt, worauf gleichmäßiges Vermischen mit einem Mischer folgte, wobei ein Entwickler Rp-0 erhalten wurde.
Entwickler-Herstellungsbeispiel Rp-1
100 Messeteilen der in Tonerteilchen-Herstellungsbeispiel Tp-1 erhaltenen magnetischen Tonerteilchen Tp-1 wurden 1,23 Masseteile des anorganischen Feinpulvers I-2 und 1,03 Masseteile der leitfähigen Feinteilchen C-4 zugesetzt, worauf gleichmäßiges Vermischen mit einem Mischer folgte, wobei ein Entwickler Rp-1 erhalten wurde.
Entwickler-Herstellungsbeispiele Rp-2 bis Rp-7
Entwickler Rp-2, Rp-3, Rp-4, Rp-5, Rp-6 und Rp-7 wurden in derselben Weise wie in Entwickler-Herstellungsbeispiel Rp-1 erhalten, außer dass in Entwickler-Herstellungsbeispiel Rp-1 die leitfähigen Feinteilchen C-4 durch die leitfähigen Feinteilchen C-5, C-2, C-3, C-7, C-6 bzw. C-1 ersetzt wurden.
Entwickler-Herstellungsbeispiele Rp-8 bis Rp-10
Entwickler Rp-8, Rp-9 und Rp-10 wurden in derselben Weise wie in Entwickler-Herstellungsbeispiel Rp-1 erhalten, außer dass anstelle der darin verwendeten Tonerteilchen Tp-1 die Tonerteilchen Tp-2, Tp-3 bzw. Tp-4 verwendet wurden.
In Bezug auf die vorstehend beschriebenen Entwickler Rs-0 bis Rs-10 und Rp-0 bis Rp-10 sind in Tabelle 5 ihre massegemittelten Teilchendurchmesser und der Gehalt (%, auf die Anzahl bezogen) der Teilchen in den Teilchendurchmesserbereichen von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm und von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm gezeigt.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dp-l-1
Als positiv aufladbares Material in Form einer stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindung wurden Teilchen einer durch Formel B-1 wiedergegebenen Imidazolverbindung mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 3 μm verwendet.

Phenolharzlösung vom Resoltyp (Methanolgehalt: 50%) 400 Teile

Stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung B-1 (Imidazolverbindung) 15 Teile

Isopropylalkohol 335 Teile

(Masseteile)
Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Sandmühle unter Verwendung von Glasteilchen, die einen Durchmesser von 2 mm hatten, 1 Stunde lang dispergiert, und danach wurden die Glasteilchen durch Sieben abgetrennt. Diese Harzlösung wurde mit einer Stabauftragvorrichtung (#60) auf ein Blech aus SUS-Edelstahl aufgebracht, worauf zur Aushärtung 30-minütiges Erhitzen bei 150°C folgte, um ein Probenblech (mit einer Harzdeckschicht) herzustellen. Dieses Probenblech wurde in geerdetem Zustand über Nacht in einer Umgebung mit 23°C und 60% rel.F. belassen. Dann wurde die triboelektrische Ladungspolarität der Harzdeckschicht des Probenbleches gegenüber Eisenpulver in der vorher beschriebenen Weise gemessen, wobei gefunden wurde, dass sie positive Aufladbarkeit zeigte.

Als leitfähige sphärische Teilchen wurden 100 Teile sphärische Phenolharzteilchen mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 7,8 μm durch eine automatisierte Reibschale (hergestellt durch Ishikawa Kogyo) gleichmäßig mit 14 Teilen pulverisiertem Bulk-Mesophase-Pech aus Steinkohlenteer, das einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 2 μm oder weniger hatte, beschichtet. Dann wurden die beschichteten Teilchen an der Luft einer Thermostabilisierungsbehandlung bei 280°C unterzogen, worauf Brennen bei 2000°C in einer Stickstoffatmosphäre zum Graphitieren der Teilchen folgte und ferner Klassieren folgte, wobei sphärische leitfähige Kohlenstoffteilchen mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 7,2 μm erhalten wurden.

Leitfähiger Ruß	20 Teile
Graphit mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 3,4 μm	80 Teile
Phenolharzlösung vom Resoltyp (Methanolgehalt: 50%)	400 Teile
Stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung B-1 (Imidazolverbindung)	15 Teile
Sphärische Kohlenstoffteilchen (anzahlgemittelter Teilchendurchmesser: 7,2 μm)	10 Teile
Isopropylalkohol	125 Teile
	(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Sandmühle unter Verwendung von Zirkoniumdioxidteilchen, die einen Durchmesser von 2 mm hatten, als Mahlkörperteilchen 3 Stunden lang dispergiert. Danach wurden die Zirkoniumdioxidteilchen durch Sieben abgetrennt. Der Feststoffgehalt der erhaltenen Dispersion wurde mit Isopropylalkohol auf 40% eingestellt, wobei eine Auftragflüssigkeit [c (Kohlenstoff)/GF (Graphit)/B (Phenolharz)/CA (stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung B-1)/R (sphärische Teilchen) = 0,2/0,8/2,0/0,15/0,1] erhalten wurde. Diese Auftragflüssigkeit wurde mit einer Stabauftragvorrichtung auf eine isolierende Folie aufgebracht, worauf Trocknen folgte. Die erhaltene Probe wurde in eine Standardform geschnitten, und ihr spezifischer Volumenwiderstand wurde mit einem Gerät zur Messung niedriger spezifischer Widerstände (LOW-RESTAR, hergestellt durch Mitsubishi Chemical Corporation) gemessen, wobei gefunden wurde, dass er 3,52 Ω·cm betrug.
Unter Verwendung dieser Auftragflüssigkeit wurde durch Aufsprühen auf einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 16 mm eine Deckschicht gebildet. Die gebildete Deckschicht wurde anschließend zur Aushärtung 30 Minuten lang mit einem Heißluft trockenofen bei 150°C erhitzt. Auf diese Weise wurde ein Entwicklerträgerelement Dp-l-1 hergestellt. Ra (der arithmetische Mittenrauwert) der Oberfläche der leitfähigen Deckschicht dieses Entwicklerträgerelements wurde mit Surfcoader SE-3300 (hergestellt durch Kosaka Laboratory Ltd.) über eine Bewertungsstrecke von 4 mm und an sechs Stellen gemessen, und ihr Mittelwert wurde berechnet, wobei gefunden wurde, dass Ra 1,21 μm betrug.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiele Dp-l-2 bis Dp-l-4 Als stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung wurden Teilchen von durch die Formeln B-2 bis B-4 wiedergegebenen Imidazolverbindungen mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 3 μm verwendet.
Die Harzdeckschichten, die diese Verbindungen enthielten, wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dp-l-1 gebildet, und ihre triboelektrische Ladungspolarität gegenüber Eisenpulver wurde gemessen, wobei gefunden wurde, dass sie alle positive Aufladbarkeit zeigten.
Unter Anwendung dieser Materialien wurden Dispergieren und Auftragen in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dp-l-1 durchgeführt, wobei Entwicklerträgerelemente Dp-l-2 bis Dp-l-4 hergestellt wurden, und ihre physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise gemessen. Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dp-n-1

Phenolharzlösung vom Resoltyp (Methanolgehalt: 50%) 600 Teile

Stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung B-1 (Imidazolverbindung) 20 Teile

Isopropylalkohol 447 Teile

(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Sandmühle unter Verwendung von Glasteilchen, die einen Durchmesser von 2 mm hatten, 1 Stunde lang dispergiert, und danach wurden die Glasteilchen durch Sieben abgetrennt. Diese Harzlösung wurde mit einer Stabauftragvorrichtung (#60) auf ein Blech aus SUS-Edelstahl aufgebracht, worauf zur Aushärtung 30-minütiges Erhitzen bei 150°C folgte, um ein Probenblech (mit einer Harzdeckschicht) herzustellen. Dieses Probenblech wurde in geerdetem Zustand über Nacht in einer Umgebung mit 23°C und 60% rel.F. belassen. Dann wurde die triboelektrische Ladungspolarität der Harzdeckschicht des Probenbleches gegenüber Eisenpulver in der vorher beschriebenen Weise gemessen, wobei gefunden wurde, dass sie positive Aufladbarkeit zeigte.

Leitfähiger Ruß	20 Teile
Graphit mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 3,4 μm	80 Teile
Phenolharzlösung vom Resoltyp (Methanolgehalt: 50%)	600 Teile
Stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung B-1 (Imidazolverbindung)	20 Teile
Sphärische Kohlenstoffteilchen (anzahlgemittelter Teilchendurchmesser: 3,7 μm)	10 Teile
Isopropylalkohol	700 Teile
	(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Sandmühle 2 Stunden lang dispergiert, nachdem ihnen als Mahlkörperteilchen Zirkoniumdioxidperlen, die einen Durchmesser von 2 mm hatten, zugesetzt worden waren, und dann wurden die Perlen durch Sieben abgetrennt. Der Feststoffgehalt der erhaltenen Dispersion wurde mit Isopropylalkohol auf 40% eingestellt, wobei eine Auftragflüssigkeit [c (Kohlenstoff)/GF (Graphit)/B (Bindemittelharz)/CA (stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung B-1)/R (sphärische Teilchen) = 0,2/0,8/3,0/0,2/0,1] erhalten wurde.
Diese wurde in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dp-l-1 aufgebracht, wobei ein Entwicklerträgerelement Dp-n-1 hergestellt wurde, und seine physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise gemessen.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiele Dp-n-2 bis Dp-n-4
Entwicklerträgerelemente Dp-n-2 bis Dp-n-4 wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dp-n-1 hergestellt, außer dass in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dp-n-1 die stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung B-1 durch die stickstoffhaltigen heterocyclischen Verbindungen B-2 bis B-4 ersetzt wurde. Ihre physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise gemessen.

Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 6 gezeigt. Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dm-l-1

Phenolharzlösung vom Resoltyp (Feststoffgehalt: 50%)	320 Teile
Methylmethacrylat-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer P-1 (Feststoffgehalt: 50%) (Molverhältnis: 90:10 Mw: 10.200; Mn: 4500; Mw/Mn: 2,3)	80 Teile
MEK (Methylethylketon)	400 Teile
	(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Sandmühle unter Verwendung von Glasteilchen, die einen Durchmesser von 2 mm hatten, 1 Stunde lang dispergiert, und danach wurden die Glasteilchen durch Sieben abgetrennt. Diese Harzlösung wurde mit einer Stabauftragvorrichtung (#60) auf ein Blech aus SUS-Edelstahl aufgebracht, worauf zur Aushärtung 30-minütiges Erhitzen bei 150°C folgte, um ein Probenblech (mit einer Harzdeckschicht) herzustellen. Dieses Probenblech wurde in geerdetem Zustand über Nacht in einer Umgebung mit 23°C und 60% rel.F. belassen. Dann wurde die triboelektrische Ladungspolarität der Harzdeckschicht des Probenbleches gegenüber Eisenpulver in der bei den Ausführungsformen der Erfindung beschriebenen Weise gemessen, wobei gefunden wurde, dass sie positive Aufladbarkeit zeigte.

Als sphärische Teilchen wurden 100 Teile sphärische Phenolharzteilchen mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 7,8 μm durch eine automatisierte Reibschale (hergestellt durch Ishikawa Kogyo) gleichmäßig mit 14 Teilen pulverisiertem Bulk-Mesophase-Pech aus Steinkohlenteer, das einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 2 μm oder weniger hatte, beschichtet. Dann wurden die beschichteten Teilchen an der Luft einer Thermostabilisierungsbehandlung bei 280°C unterzogen, worauf Brennen bei 2000°C in einer Stickstoffatmosphäre zum Graphitieren der Teilchen folgte und ferner Klassieren folgte, wobei sphärische leitfähige Kohlenstoffteilchen mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 11,7 μm erhalten wurden.

Ruß	20 Teile
Kristalliner Graphit mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 4,8 μm	80 Teile
Phenolharzlösung vom Resoltyp (Feststoffgehalt: 50%)	320 Teile
Methylmethacrylat-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer P-1 (Feststoffgehalt: 50%) (Molverhältnis: 90:10; Mw: 10.200 Mn: 4500; Mw/Mn: 2,3)	80 Teile

Sphärische Kohlenstoffteilchen (anzahlgemittelter Teilchendurchmesser: 11,7 μm)	30 Teile
MEK	130 Teile
	(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Sandmühle unter Verwendung von Zirkoniumdioxidteilchen, die einen Durchmesser von 2 mm hatten, 3 Stunden lang dispergiert. Danach wurden die Zirkoniumdioxidteilchen durch Sieben abgetrennt. Der Feststoffgehalt der erhaltenen Dispersion wurde mit MEK auf 40% eingestellt, wobei eine Auftragflüssigkeit [c (Kohlenstoff)/GF (Graphit)/B (Phenolharz)/D (Copolymer P-1)/R (sphärische Teilchen) = 0,2/0,8/1,6/0,4/0,3] erhalten wurde. Diese Auftragflüssigkeit wurde mit einer Stabauftragvorrichtung auf eine isolierende Folie aufgebracht, worauf Trocknen folgte. Die erhaltene Probe wurde in eine Standardform geschnitten, und ihr spezifischer Volumenwiderstand wurde mit einem Gerät zur Messung niedriger spezifischer Widerstände (LOW-RESTAR, hergestellt durch Mitsubishi Chemical Corporation) gemessen, wobei gefunden wurde, dass er 5,03 Ω·cm betrug.
Unter Verwendung dieser Auftragflüssigkeit wurde durch Aufsprühen auf einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 16 mm eine Deckschicht gebildet. Die gebildete Deckschicht wurde anschließend zur Aushärtung 30 Minuten lang mit einem Heißlufttrockenofen bei 150°C erhitzt. Auf diese Weise wurde ein Entwicklerträgerelement Dm-l-1 hergestellt. Der Ra-Wert der Oberfläche der leitfähigen Deckschicht dieses Entwicklerträgerelements wurde mit Surfcoader SE-3300 (hergestellt durch Kosaka Laboratory Ltd.) über eine Bewertungsstrecke von 4 mm und an sechs Stellen gemessen, und ihr Mittelwert wurde berechnet, wobei gefunden wurde, dass Ra 1,27 μm betrug.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiele Dm-l-2 bis Dm-l-4
Entwicklerträgerelemente Dm-l-2 to Dm-l-4 wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dm-l-1 hergestellt, außer dass anstelle des Copolymers P-1, das in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dm-l-1 verwendet wurde, Copolymere P-2 bis P-4 verwendet wurden, bei denen die Molmasse des Copolymers und/oder das Molverhältnis des Methacrylats zu dem Dimethylaminoethylmethacrylat in der nachstehend gezeigten Weise verändert waren. Ihre physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise gemessen.
In Entwicklerträgerelement Dm-l-2 verwendetes Copolymer:

Methylmethacrylat-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer P-2 (Feststoffgehalt: 40%) (Molverhältnis: 90:10; Mw: 40.000; Mn: 19.000; Mw/Mn: 2,1)

In Entwicklerträgerelement Dm-l-3 verwendetes Copolymer:

Methylmethacrylat-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer P-3 (Feststoffgehalt: 40%) (Molverhältnis: 90:10; Mw: 3700; Mn: 2300; Mw/Mn: 1,6)

In Entwicklerträgerelement Dm-l-4 verwendetes Copolymer:

Methylmethacrylat-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer P-4 (Feststoffgehalt: 40%) (Molverhältnis: 70:30; Mw: 8500; Mn: 2900; Mw/Mn: 2,9) Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dm-n-1

Phenolharzlösung vom Resoltyp (Feststoffgehalt: 50%) 460 Teile

Methylmethacrylat-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer P-1 (Feststoffgehalt: 50%) 140 Teile

MEK 400 Teile

(Masseteile)

Ruß	20 Teile
Kristalliner Graphit mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 4,8 μm	80 Teile
Phenolharzlösung vom Resoltyp (Feststoffgehalt: 50%)	460 Teile
Methylmethacrylat-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer P-1 (Feststoffgehalt: 50%)	140 Teile
Sphärische Kohlenstoffteilchen (anzahlgemittelter Teilchendurchmesser: 7,2 μm)	30 Teile
MEK	130 Teile
	(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Sandmühle 2 Stunden lang dispergiert, nachdem ihnen als Mahlkörperteilchen Zirkoniumdioxidperlen, die einen Durchmesser von 2 mm hatten, zugesetzt worden waren, und dann wurden die Perlen durch Sieben abgetrennt. Der Feststoffgehalt der erhaltenen Dispersion wurde mit MEK auf 40% eingestellt, wobei eine Auftragflüssigkeit [c (Kohlenstoff)/GF (Graphit)/B (Bindemittelharz)/D (Copolymer P-1)/R (sphärische Teilchen) = 0,2/0,8/2,3/0,7/0,3] erhalten wurde.
Diese wurde in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dm-l-1 aufgebracht, wobei ein Entwicklerträgerelement Dm-n-1 hergestellt wurde, und seine physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise gemessen.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiele Dm-n-2 bis Dm-n-4
Entwicklerträgerelemente Dm-n-2 bis Dm-n-4 wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dm-n-1 hergestellt, außer dass in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Dm-n-1 das Copolymer durch die Copolymere P-2 bis P-4 ersetzt wurde. Ihre physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise gemessen.
Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 7 gezeigt. Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 (Herstellung eines Ladungssteuerungsharzes)

Methanol 300 Teile

Toluol 100 Teile

Styrol 468 Teile

2-Ethylhexylacrylat 90 Teile

2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure 42 Teile

Lauroylperoxid 6 Teile

(Masseteile)
Die vorstehend angegebenen Materialien wurden in einen Kolben eingefüllt, und ein Rührer, ein Thermometer und eine Stickstoffzuführungseinrichtung wurden daran angebracht. Eine Lösungspolymerisation wurde bei 65°C in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt, die 10 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wobei die Polymerisationsreaktion beendet wurde. Das erhaltene Polymer wurde unter vermindertem Druck getrocknet, worauf Pulverisieren folgte, wobei ein Ladungssteuerungsharz F-1 mit einer massegemittelten Molmasse von 10.000 erhalten wurde.
Anschließend wurden Ladungssteuerungsharze F-2 und F-3 erhalten, indem die Zusammensetzungsverhältnisse in der in Tabelle 8 gezeigten Weise verändert wurden.
50 Masseteile des Ladungssteuerungsharzes F-1 wurden in 50 Masseteilen Methylethylketon gelöst, um eine Ladungssteuerungsharzlösung F-1 herzustellen.

Phenolharzlösung (Methanolgehalt: 50%) 340 Teile

Ladungssteuerungsharzlösung F-1 (MEK-Gehalt: 50%) 60 Teile

Isopropylalkohol 267 Teile

(Masseteile)

Ruß	20 Teile
Graphit mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm	80 Teile
Phenolharzlösung, unter Verwendung von Ammoniak als Katalysator hergestellt (Methanolgehalt: : 50%)	340 Teile
Ladungssteuerungsharzlöung F-1 (MEK-Gehalt: 50%)	60 Teile
Sphärische Kohlenstoffteilchen (anzahlgemittelter Teilchendurchmesser: 11,7 μm)	20 Teile
Isopropylalkohol	120 Teile
	(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Sandmühle 2 Stunden lang dispergiert, nachdem ihnen als Mahlkörperteilchen Zirkoniumdioxidperlen, die einen Durchmesser von 2 mm hatten, zugesetzt worden waren, und dann wurden die Perlen durch Sieben abgetrennt. Der Feststoffgehalt der erhaltenen Dispersion wurde mit Isopropylalkohol auf 40% eingestellt, wobei eine Auftragflüssigkeit [c (Kohlenstoff)/GF (Graphit)/B (Bindemittelharz)/CA (Ladungssteuerungsharz F-1)/R (sphärische Teilchen) = 0,2/0,8/1,7/0,3/0,2] erhalten wurde. Diese Auftragflüssigkeit wurde mit einer Stabauftragvorrichtung auf eine isolierende Folie aufgebracht, worauf Trocknen folgte. Die erhaltene Probe wurde in eine Standardform geschnitten, und ihr spezifischer Volumenwiderstand wurde mit einem Gerät zur Messung niedriger spezifischer Widerstände (LOW-RESTAR, hergestellt durch Mitsubishi Chemical Corporation) gemessen, wobei gefunden wurde, dass er 2,13 Ω·cm betrug.
Unter Verwendung dieser Auftragflüssigkeit wurde durch Aufsprühen auf einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 16 mm eine 15 μm dicke Deckschicht gebildet. Die gebildete Deckschicht wurde anschließend zur Aushärtung 30 Minuten lang mit einem Heilufttrockenofen bei 150°C erhitzt. Auf diese Weise wurde ein Entwicklerträgerelement Df-l-1 hergestellt.
Der Ra-Wert der Oberfläche der leitfähigen Deckschicht dieses Entwicklerträgerelements wurde mit Surfcoader SE-3300 (hergestellt durch Kosaka Laboratory Ltd.) über eine Bewertungsstrecke von 4 mm und an sechs Stellen gemessen, und ihr Mittelwert wurde berechnet, wobei gefunden wurde, dass Ra 1,07 μm betrug.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-2
Ein Entwicklerträgerelement Df-l-2 wurde in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 hergestellt, außer dass in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 das Phenolharz, das unter Verwendung von Ammoniak als Katalysator hergestellt worden war, durch ein unter Verwendung von Hexamethylentetramin als Katalysator hergestelltes Phenolharz ersetzt wurde. Seine physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 gemessen.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-3
Ein Entwicklerträgerelement Df-l-3 wurde in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 hergestellt, außer dass anstelle des in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 verwendeten Ladungssteuerungsharzes F-1 ein Ladungssteuerungsharz F-2 verwendet wurde, das durch Veränderung des Zusammensetzungsverhältnisses in der in Tabelle 8 gezeigten Weise erhalten worden war, und das unter Verwendung von Ammoniak als Katalysator hergestellte Phenolharz durch Polyamidharz ersetzt wurde. Seine physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 gemessen.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-4
Ein Entwicklerträgerelement Df-l-4 wurde in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 hergestellt, außer dass anstelle des in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 verwendeten Ladungssteuerungsharzes F-1 ein Ladungssteuerungsharz F-3 verwendet wurde, das durch Veränderung des Zusammensetzungsverhältnisses in der in Tabelle 8 gezeigten Weise erhalten worden war, und das unter Verwendung von Ammoniak als Katalysator hergestellte Phenolharz durch Polyurethanharz ersetzt wurde. Seine physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 gemessen. Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1

Phenolharzlösung (Methanolgehalt: 50%) 500 Teile

Ladungssteuerungsharzlösung F-1 (MEK-Gehalt: 50%) 100 Teile

Isopropylalkohol 400 Teile

(Masseteile)

Ruß	20 Teile
Graphit mit einem anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm	80 Teile
Phenolharzlösung, unter Verwendung von Ammoniak als Katalysator hergestellt (Methanolgehalt: : 50%)	500 Teile
Ladungssteuerungsharzlöung F-1 (MEK-Gehalt: 50%)	100 Teile
Sphärische Kohlenstoffteilchen (anzahlgemittelter Teilchendurchmesser: 7,2 μm)	20 Teile
Isopropylalkohol	120 Teile
	(Masseteile)

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Sandmühle 2 Stunden lang dispergiert, nachdem ihnen als Mahlkörperteilchen Zirkoniumdioxidperlen, die einen Durchmesser von 2 mm hatten, zugesetzt worden waren, und dann wurden die Perlen durch Sieben abgetrennt. Der Feststoffgehalt der erhaltenen Dispersion wurde mit Isopropylalkohol auf 40% eingestellt, wobei eine Auftragflüssigkeit [c (Kohlenstoff)/GF (Graphit)/B (Bindemittelharz)/CA (Ladungssteuerungsharz F-1)/R (sphärische Teilchen) = 0,2/0,8/2,5/0,5/0,2] erhalten wurde.
Diese wurde in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 aufgebracht, wobei ein Entwicklerträgerelement Df-n-1 hergestellt wurde, und seine physikali schen Eigenschaften wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-l-1 gemessen.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-2
Ein Entwicklerträgerelement Df-n-2 wurde in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1 hergestellt, außer dass in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1 das Phenolharz, das unter Verwendung von Ammoniak als Katalysator hergestellt worden war, durch ein unter Verwendung von Hexamethylentetramin als Katalysator hergestelltes Phenolharz ersetzt wurde. Seine physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1 gemessen.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-3
Ein Entwicklerträgerelement Df-n-3 wurde in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1 hergestellt, außer dass anstelle des in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1 verwendeten Ladungssteuerungsharzes F-1 ein Ladungssteuerungsharz F-2 verwendet wurde, das durch Veränderung des Zusammensetzungsverhältnisses in der in Tabelle 8 gezeigten Weise erhalten worden war, und das unter Verwendung von Ammoniak als Katalysator hergestellte Phenolharz durch Polyamidharz ersetzt wurde. Seine physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1 gemessen.
Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-4
Ein Entwicklerträgerelement Df-n-4 wurde in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1 hergestellt, außer dass anstelle des in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1 verwendeten Ladungssteuerungsharzes F-1 ein Ladungssteuerungsharz F-3 verwendet wurde, das durch Veränderung des Zusammensetzungsverhältnisses in der in Tabelle 8 gezeigten Weise erhalten worden war, und das unter Verwendung von Ammoniak als Katalysator hergestellte Phenolharz durch Polyurethanharz ersetzt wurde. Seine physikalischen Eigenschaften wurden in derselben Weise wie in Entwicklerträgerelement-Herstellungsbeispiel Df-n-1 gemessen.
Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 8 gezeigt.
(Bilderzeugungsgerät)
1 ist eine schematische Zeichnung, die ein Beispiel für den Aufbau eines Bilderzeugungsgeräts zeigt, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Dieses Bilderzeugungsgerät ist ein Laserdrucker (Aufzeichnungsgerät) mit dem System zur Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung (System ohne Reinigungsvorrichtung), bei dem von einem elektrophotographischen Verfahren mit einem Übertragungssystem Gebrauch gemacht wird. Dies ist ein Beispiel für ein Bilderzeugungsgerät, das eine Betriebskassette hat, aus der eine Reinigungseinheit mit einem Reinigungselement wie z.B. einer Reinigungsrakel entfernt worden ist, bei dem als Entwickler von einem magnetischen Einkomponentenentwickler (d.h. von einem magnetischen Toner, der magnetische Tonerteilchen und einen äußeren Zusatzstoff hat) Gebrauch gemacht wird und eine kontaktfreie Entwicklung durchgeführt wird, bei der das Entwicklerträgerelement und das Latentbildträgerelement derart angeordnet sind, dass die auf dem ersteren befindliche Entwicklerschicht mit der Oberfläche des letzteren keinen Kontakt hat.
(1) Aufbau des Bilderzeugungsgeräts:
Bezugszahl 1 bezeichnet ein lichtempfindliches OPC-Element vom Drehtrommeltyp des vorstehend beschriebenen Beispiels für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements, das als Latentbildträgerelement dient und derart angetrieben wird, dass es sich im Uhrzeigersinn (in Pfeilrichtung) mit einer Umfangsgeschwindigkeit (Betriebsgeschwindigkeit) von 100 mm/s dreht.
Bezugszahl 2 bezeichnet eine Aufladewalze des Aufladeelement-Herstellungsbeispiels, die als Kontaktaufladeelement dient und im Wesentlichen aus einer Spindel bzw. Welle 2a und einer elastischen Schicht 2b besteht. Die Aufladewalze 2 ist derart angeordnet, dass sie mit dem lichtempfindlichen Element 1 gegen ihre Elastizität und mit einer vorgegebenen Presskraft in Presskontakt gehalten wird. Symbol n bezeichnet eine Kontaktzone zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Aufladewalze. In den vorliegenden Beispielen wird die Aufladewalze 2 derart angetrieben, dass sie sich bei der Kontaktzone n, dem Kontaktbereich mit dem lichtempfindlichen Element 1, mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 141 mm/s (geschwindigkeitsbezogene Bewegungsgeschwindigkeitsdifferenz: 250%) in der Gegenrichtung (in der Richtung, die der Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Elements 1 entgegengesetzt ist) dreht. Ferner werden vorher auf die Oberfläche der Aufladewalze 2 leitfähige Feinteilchen m aufgebracht, die dieselben sind wie die leitfähigen Feinteilchen m, die den Tonerteilchen t äußerlich zugesetzt worden sind.
An die Welle 2a der Aufladewalze 2 wird von einer zum Anlegen einer Aufladevorspannung dienenden Stromquelle S1 eine als Aufladevorspannung dienende Gleichspannung von –700 V angelegt. In den vorliegenden Beispielen wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 durch das Direktinjektionsaufladesystem gleichmäßig auf ein Potenzial (–680 V) aufgeladen, das im Wesentlichen gleich der an die Aufladewalze 2 angelegten Spannung ist. Dies wird später ausführlich beschrieben.
Bezugszahl 3 bezeichnet einen Laserstrahlabtaster (Belichtungseinrichtung), der eine Laserdiode, einen Polygonspiegel usw. hat. Dieser Laserstrahlabtaster emittiert Laserstrahlen (Wellenlänge: 740 nm), deren Intensität entsprechend zeitseriellen elektrischen digitalen Bildelementsignalen (Pixelsignalen) gewünschter Bilddaten modifiziert ist, und das Laserlicht bewirkt eine Abtastbelichtung der gleichmäßig aufgeladenen Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1. Als Folge dieser Abtastbe lichtung wird ein elektrostatisches Latentbild erzeugt, das den gewünschten Bilddaten entspricht.
Bezugszahl 4 bezeichnet eine Entwicklungsvorrichtung. Das elektrostatische Latentbild an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 wird durch diese Entwicklungsvorrichtung als Entwicklerbild entwickelt. Die Entwicklungsvorrichtung 4 der vorliegenden Beispiele ist eine kontaktfreie Umkehrentwicklungsvorrichtung, bei der als Entwickler von einem Entwickler 4d, der ein negativ aufladbarer isolierender Einkomponentenentwickler ist, Gebrauch gemacht wird. Der Entwickler 4d hat Tonerteilchen t und leitfähige Feinteilchen m.
Bezugszahl 4a bezeichnet einen nichtmagnetischen Entwicklungszylinder mit einem Durchmesser von 16 mm, der im Inneren mit einer Magnetwalze 4b ausgestattet ist und als Entwicklerträgerelement und -beförderungselement dient. Dieser Entwicklungszylinder 4a ist dem lichtempfindlichen Element 1 gegenüberliegend derart angeordnet, dass zwischen ihnen ein Abstand von 300 μm gelassen wird, und wird bei einer Entwicklungszone a (Entwicklungsbereich), d.h. bei dem Bereich, wo er dem lichtempfindlichen Element 1 gegenüberliegt, in einer Richtung, die dieselbe ist wie die Drehrichtung des lichtempfindlichen Elements 1, mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/s, die 120% der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 1 beträgt, gedreht.
Der Entwickler 4d wird durch eine elastische Rakel 4c in einer dünnen Schicht auf diesen Entwicklungszylinder 4a aufgetragen. Die elastische Rakel 4c reguliert die Schichtdicke des Entwicklers 4d, der sich auf dem Entwicklungszylinder 4a befindet, und erteilt dem Entwickler auch elektrische Ladungen.
Während der Entwicklungszylinder 4a gedreht wird, wird der auf den Entwicklungszylinder 4a aufgetragene Entwickler 4d zu der Entwicklungszone befördert, d.h. zu dem Bereich, wo der Entwicklungszylinder 4a dem lichtempfindlichen Element 1 gegenüberliegt. Ferner wird an den Entwicklungszylinder 4a von einer zum Anlegen einer Entwicklungsvorspannung dienenden Stromquelle S2 eine Entwicklungsvorspannung angelegt. Hierbei wurde als Entwicklungsvorspannung eine Spannung angewendet, die durch Überlagerung einer Rechteckwechselspannung mit einer Frequenz von 1600 Hz und einer Spitze-Spitze-Spannung von 1500 V (elektrische Feldstärke: 5 × 10⁶ V/m) über eine Gleichspannung von –420 V erzeugt wurde, und zwischen dem Entwicklungszylinder 4a und dem lichtempfindlichen Element 1 wurde eine Einkomponenten-Sprungentwicklung (Tonerschleuderentwicklung) durchgeführt.
Bezugszahl 5 bezeichnet eine als Kontaktübertragungselement dienende Übertragungswalze mit einem mittelhohen Widerstand, die unter einem linearen Druck von 98 N/m mit dem lichtempfindlichen Element 1 in Kontakt gehalten wird, um eine Übertragungskontaktzone b zu bilden. Dieser Übertragungskontaktzone b wird von einem Papierzuführungsabschnitt (nicht gezeigt) mit einer vorgegebenen zeitlichen Steuerung ein als Aufzeichnungsmaterial dienendes Übertragungs(bildempfangs)material P zugeführt, und ferner wird daran von einer zum Anlegen einer Übertragungsvorspannung dienenden Stromquelle S3 eine vorgegebene Übertragungsvorspannung angelegt. Auf diese Weise wird das Entwicklerbild, das auf der Seite des lichtempfindlichen Elements 1 getragen wird, nacheinander auf die Oberfläche des der Übertragungskontaktzone b zugeführten Übertragungs(bildempfangs)materials P übertragen.
In den vorliegenden Beispielen wurde als Übertragungswalze 5 eine Walze mit einem spezifischen Widerstand von 5 × 10⁸ Ω·cm angewendet, um unter Anlegen einer Gleichspannung von +3000 V eine Übertragung durchzuführen. Im Einzelnen wird das Übertragungs(bildempfangs)material P, das der Übertragungskontaktzone b zugeführt wird, durch diese Übertragungskontaktzone b eingeklemmt und befördert, und das auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 erzeugte und getragene Entwicklerbild wird mittels einer elektrostatischen Kraft und einer Presskraft nacheinander auf die Oberfläche des Übertragungs(bildempfangs)materials P übertragen.
Bezugszahl 6 bezeichnet eine Fixiervorrichtung eines Heißfixiersystems o.dgl. Das Übertragungs(bildempfangs)material P, das der Übertragungskontaktzone (dem Übertragungsspalt) zugeführt worden ist und zu dem das an der Seite des lichtempfindlichen Elements 1 befindliche Entwicklerbild übertragen worden ist, wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 abgetrennt und in diese Fixiervorrichtung eingeführt, wo das Entwicklerbild daran fixiert wird, und dann als Produkt, auf dem ein Bild erzeugt worden ist, (als Druck oder Kopie) aus dem Bilderzeugungsgerät ausgetragen.
Aus dem Bilderzeugungsgerät, das in den vorliegenden Beispielen angewendet wird, ist jede Reinigungseinrichtung entfernt worden. Der Entwickler, der nach der Übertragung des Entwicklerbildes auf das Übertragungs(bildempfangs)material P auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 zurückgeblieben ist, (die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen) werden nicht durch eine Reinigungseinrichtung entfernt. Statt dessen erreicht der zurückgebliebene Entwickler während der Drehung des lichtempfindlichen Elements 1 über die Aufladezone n die Entwicklungszone a und wird durch Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung in der Entwicklungsvorrichtung 4 entfernt (gesammelt).
Das Bilderzeugungsgerät ist in den vorliegenden Beispielen mit einer Betriebskassette 7 aufgebaut, die drei Betriebseinheiten, d.h. das lichtempfindliche Element 1, die Aufladewalze 2 und die Entwicklungsvorrichtung 4, die eine Gesamteinheit bilden, hat und an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgeräts abnehmbar angebracht werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Kombination von Betriebseinheiten, die in eine Betriebskassette einzubauen sind, keineswegs auf die vorstehend erwähnte eingeschränkt, und es kann jede gewünschte Kombination angewendet werden. In der Zeichnung bezeichnet Bezugszahl 8 ein Führungs- und Trägerelement zum Abnehmen und Anbringen der Betriebskassette.
(2) Verhalten der leitfähigen Feinteilchen:
Die leitfähigen Feinteilchen m, die in dem Entwickler 4d der Entwicklungsvorrichtung 4 enthalten sind, bewegen sich zusammen mit den Tonerteilchen t in einer geeigneten Menge zu der Seite des lichtempfindlichen Elements 1.
Das Entwicklerbild (d.h. Tonerteilchen), die sich auf dem lichtempfindlichen Element 1 befinden, werden bei der Übertragungszone b durch den Einfluss der Übertragungsvorspannung zu der Seite des als Aufzeichnungsmaterial dienenden Übertragungs(bildempfangs)materials P angezogen, so dass sie sich aktiv bewegen. Die leitfähigen Feinteilchen m, die sich auf dem lichtempfindlichen Element 1 befinden, bewegen sich jedoch wegen ihrer Leitfähigkeit nicht aktiv zu der Seite des Übertragungs(bildempfangs)materials P und bleiben im Wesentlichen auf dem lichtempfindlichen Element 1 haften und werden dort gehalten, so dass sie darauf zurückbleiben.
Da das Bilderzeugungsgerät in den vorliegenden Beispielen keine unabhängige Reinigungseinrichtung hat, werden die nach der Übertragung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 zurückgebliebenen Tonerteilchen und leitfähigen Feinteilchen zu der Aufladezone n, d.h. zu der Kontaktzone zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der als Kontaktaufladeelement dienenden Aufladewalze 2, befördert, während das lichtempfindliche Element 1 gedreht wird, und haften schließlich an der Aufladewalze 2 an. Die Direktinjektionsaufladung des lichtempfindlichen Elements 1 wird folglich in einem Zustand durchgeführt, wenn sich die leitfähigen Feinteilchen m bei der Kontaktzone n zwischen dem lichtempfindlichen Element 1 und der Aufladewalze 2 befinden.
Wegen des Vorhandenseins der leitfähigen Feinteilchen können der innige Kontakt und der Kontaktwiderstand zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 selbst in dem Fall aufrechterhalten werden, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen an der Aufladewalze 2 angehaftet haben, so dass bewirkt werden kann, dass die Aufladewalze 2 eine Direktinjektionsaufladung des lichtempfindlichen Elements 1 durchführt.
Die Aufladewalze 2 kommt nämlich über die leitfähigen Feinteilchen m mit dem lichtempfindlichen Element 1 in innigen Kontakt, und die leitfähigen Feinteilchen m reiben die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 dicht. Die Aufladung des lichtempfindlichen Elements 1 durch die Aufladewalze 2 kann somit überwiegend durch die stabile und sichere Direktinjektionsaufladung, bei der nicht von der Entladungserscheinung Gebrauch gemacht wird, bestimmt werden, so dass ein hoher Wirkungsgrad der Aufladung, der durch eine herkömmliche Walzenaufladung usw. nicht erzielbar gewesen ist, erzielt werden kann. Dem lichtempfindlichen Element 1 kann folglich ein Potenzial erteilt werden, das im Wesentlichen gleich der an die Aufladewalze 2 angelegten Spannung ist.
Die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die an der Aufladewalze 2 anhaften, werden nach und nach von der Aufladewalze 2 auf das lichtempfindliche Element 1 abgeladen, so dass sie schließlich mit der Bewegung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 die Entwicklungszone a erreichen und dann durch Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung in der Entwicklungsvorrichtung 4 entfernt (gesammelt) werden.
Die Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung ist ein System, bei dem die Tonerteilchen, die nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element 1 zurückgeblieben sind, während des nächsten Entwicklungsvorganges und späterer Entwicklungsvorgänge bei dem Bilderzeugungsschritt (d.h. während der Entwicklung von Latentbildern, die nach einer Entwicklung wieder durch den Aufladeschritt und den Belichtungsschritt erzeugt worden sind) durch eine zur Entfernung von Schleier dienende Vorspannung der Entwicklungsvorrichtung (d.h. durch eine zur Entfernung von Schleier dienende Potenzialdifferenz V_back zwischen der an die Entwicklungsvorrichtung angelegten Gleichspannung und dem Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements) gesammelt werden. Im Fall der Umkehrentwicklung wie bei dem in den vorliegenden Beispielen angewandten Bilderzeugungsgerät wird diese Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung durch die Wirkung eines elektrischen Feldes, mit dem die Tonerteilchen durch eine Entwicklungsvorspannung von dem Bereich mit Dunkelbereichspotenzial zu dem Entwicklungszylinder gesammelt werden, und eines elektrischen Feldes, mit dem bewirkt wird, dass die Tonerteilchen von dem Entwicklungszylinder her an dem Bereich mit Hellbereichspotenzial anhaften (d.h. eine Entwicklung bewirkt wird), durchgeführt.
Während das Bilderzeugungsgerät arbeitet, bewegen sich die leitfähigen Feinteilchen, die in dem Entwickler der Entwicklungsvorrichtung enthalten sind, bei der Entwicklungszone auch zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 und werden mit der Bewegung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 über die Übertragungszone b zu der Aufladezone n befördert. Auf diese Weise werden der Aufladezone n weiter nacheinander frische leitfähige Feinteilchen zugeführt, so dass selbst in dem Fall, dass die Menge der leitfähigen Feinteilchen m bei der Aufladezone als Folge eines Herunterfallens o.dgl. abgenommen hat oder dass sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Aufladezone verschlechtert haben, das Auftreten einer Verschlechterung des Aufladeverhaltens verhindert werden kann und ein gutes Aufladeverhalten gegenüber dem lichtempfindlichen Element 1 stabil aufrechterhalten werden kann.
Bei dem Bilderzeugungsgerät mit dem Kontaktaufladesystem, dem Übertragungssystem und dem Tonerrückführungssystem kann das als Latentbildträgerelement dienende lichtempfindliche Element 1 somit unter Anwendung der Aufladewalze 2, eines einfach aufgebauten Kontaktaufladeelements, durch Anlegen einer niedrigen Spannung gleichmäßig aufgeladen werden. Außerdem kann die ozonfreie Direktinjektionsaufladung sogar in dem Fall, dass die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen die Aufladezone erreicht haben, für eine lange Zeit stabil aufrechterhalten werden. Infolgedessen kann ein kostengünstiges Bilderzeugungsgerät mit einfachem Aufbau, das frei von Problemen ist, die auf Ozonprodukte oder auf eine mangelhafte Aufladung zurückzuführen sind, erhalten werden.
Wie vorher beschrieben wurde, müssen die leitfähigen Feinteilchen einen spezifischen Widerstand von 1 × 10⁹ Ω·cm oder darunter haben, damit sich das Aufladeverhalten nicht verschlechtert. Wenn die leitfähigen Feinteilchen einen spezifischen Widerstand haben, der höher als 1 × 10⁹ Ω·cm ist, können elektrische Ladungen selbst in dem Fall, dass die Aufladewalze 2 über die leitfähigen Feinteilchen mit dem lichtempfindlichen Element 1 in innigen Kontakt kommt, nicht ausreichend in das lichtempfindliche Element 1 injiziert werden, und die leitfähigen Feinteilchen reiben die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 dicht. Dadurch wird die Aufladung des lichtempfindlichen Elements 1 auf das gewünschte Potenzial schwierig gemacht. Im Fall der Anwendung der Kontaktentwicklungsvorrichtung, bei der der Entwickler mit dem lichtempfindlichen Element 1 direkt in Kontakt kommt, können ferner elektrische Ladungen durch die Entwicklungsvorspannung über die leitfähigen Feinteilchen, die bei der Entwicklungszone a in dem Entwickler vorhanden sind, in das lichtempfindliche Element 1 injiziert werden.
Da die Entwicklungsvorrichtung in den vorliegenden Beispielen eine kontaktfreie Entwicklungsvorrichtung ist, wird die Entwicklungsvorspannung auf keinen Fall in das lichtempfindliche Element 1 injiziert, und es können gute Bilder erhalten werden. Ferner findet bei der Entwicklungszone a keine Injektion elektrischer Ladungen in das lichtempfindliche Element 1 statt, so dass z.B. durch Anlegen einer Wechselvorspannung eine hohe Potenzialdifferenz zwischen dem Entwicklungszylinder 4a und dem lichtempfindlichen Element 1 erzielt werden kann. Dadurch wird eine gleichmäßige Entwicklung mit den leitfähigen Feinteilchen m leicht gemacht. Die leitfähigen Feinteilchen m können somit gleichmäßig auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 aufgetragen werden, so dass bei der Aufladezone ein gleichmäßiger Kontakt erzielt wird und ein gutes Aufladeverhalten verwirklicht wird, und es können gute Bilder erhalten werden.
Wegen der Schmierwirkung (reibungsvermindernden Wirkung), die den leitfähigen Feinteilchen, die sich bei der Kontaktstelle zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 dazwischen befinden, zuzuschreiben ist, kann auf einfache und wirksame Weise für eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 gesorgt werden. Wegen dieser Schmierwirkung kann die Reibung zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 vermindert werden, so dass das Antriebsdrehmoment verringert wird, und kann ein Abrieb oder ein Zerkratzen der Oberfläche der Aufladewalze 2 oder des lichtempfindlichen Elements 1 verhindert werden. Ferner können dadurch, dass für diese Geschwindigkeitsdifferenz gesorgt wird, die Möglichkeiten der leitfähigen Feinteilchen, bei der Zone des gegenseitigen Kontakts (Aufladezone) zwischen der Aufladewalze 2 und dem lichtempfindlichen Element 1 mit dem lichtempfindlichen Element 1 in Kontakt zu kommen, beträchtlich erhöht werden, so dass eine hohe Kontaktwirkung erzielt wird. Dadurch wird somit die Durchführung einer guten Direktinjektionsaufladung möglich gemacht.
In den vorliegenden Beispielen wird die Aufladewalze 2 derart angetrieben, dass sie sich dreht, und sie ist derart aufgebaut, dass sie sich in einer Richtung dreht, die der Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Elements 1 entgegengesetzt ist, wodurch die Wirkung erzielt wird, dass die nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element 1 zurückgebliebenen Tonerteilchen, die zu der Aufladezone n befördert werden, zeitweilig in der Aufladewalze 2 gesammelt werden, um die Dicke der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen, die bei der Aufladezone n dazwischengetreten sind, einzuebnen. Infolgedessen kann das Auftreten einer mangelhaften Aufladung, die auf eine örtliche Beschränkung der nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei der Aufladezone zurückzuführen ist, verhindert werden, und es kann ein stabileres Aufladeverhalten erzielt werden.
Außerdem wird es dadurch, dass die Aufladewalze 2 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, möglich gemacht, die Aufla dung in einem derartigen Zustand durchzuführen, dass die nach der Übertragung auf dem Latentbildträgerelement zurückgebliebenen Tonerteilchen durch so eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung zuerst auseinander gezogen werden, wodurch eine vorherrschende Durchführung des Direktinjektionsauflademechanismus möglich gemacht wird. Ferner wird dadurch keine Verschlechterung des Aufladeverhaltens verursacht, die verursacht werden kann, wenn eine übermäßige Menge der leitfähigen Feinteilchen von der Aufladewalze 2 herunterfällt.
Beispiel L-1
Bei dem vorstehend erwähnten Bilderzeugungsgerät, das in 1 gezeigt ist, wurde zur Durchführung eines Drucktestes eine Kombination des Entwicklers Rs-1 mit dem Entwicklerträgerelement Dp-l-1 angewendet. In die auf diese Weise hergestellte Entwicklerkassette wurden 120 g des Entwicklers Rs-1 eingefüllt, und sie wurde angewendet, bis die Menge des Entwicklers als Folge eines kontinuierlichen Druckens von Bildern mit einem Flächenbedeckungsgrad von 5% auf 3500 Blättern in einer Bewertungsumgebung mit 23°C/60% rel.F. auf einen geringen Betrag abgenommen hatte. Als Übertragungs(bildempfangs)material wurde Kopierpapier im Format A4 (90 g/m²) angewendet. Als Ergebnis wurde erhalten, dass die Bilddichte ausreichend hoch war, kaum Schleier auftrat und ferner sogar nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern keine Verschlechterung des Entwicklungsverhaltens beobachtet wurde.
Nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern wurde auch derjenige Bereich der Aufladewalze, der der Kontaktzone n zwischen ihr und dem lichtempfindlichen Element 1 entsprach, betrachtet, wobei festgestellt wurde, dass die Kontaktzone im Wesentlichen vollständig mit den leitfähigen Feinteilchen C-4 bedeckt war, obwohl nur eine sehr geringe Menge von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen beobachtet wurde.
Vom Beginn (Anfangsstadium) an und sogar nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern traten auch keine auf mangelhaf te Aufladung zurückzuführende Bildfehler auf, und es wurde ein gutes Direktinjektionsaufladeverhalten erzielt, weil die leitfähigen Feinteilchen C-4 bei der Kontaktzone n zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Aufladewalze vorhanden waren und die leitfähigen Feinteilchen C-4 ferner einen ausreichend hohen spezifischen Widerstand hatten.
Da als Latentbildträgerelement ein lichtempfindliches Element angewendet wurde, dessen äußerste Oberflächenschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 × 10¹² Ω·cm hatte, konnte eine Direktinjektionsaufladung verwirklicht werden, durch die elektrostatische Latentbilder stabil aufrechterhalten werden konnten, Buchstaben- bzw. (Schrift)zeichenbilder mit scharfen Konturen erhalten wurden und sogar nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern ein ausreichendes Aufladeverhalten erzielbar war. Nach einer Direktinjektionsaufladung, die nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern durchgeführt wurde, betrug beim Anlegen einer Aufladevorspannung von –700 V das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Element –690 V, so dass im Vergleich zum Beginn (Anfangsstadium) keine Verschlechterung des Aufladeverhaltens beobachtet wurde und keine Verminderung der Bildqualität beobachtet wurde, die auf eine Verschlechterung des Aufladeverhaltens zurückzuführen war.
Außerdem war in Verbindung mit der Tatsache, dass als Latentbildträgerelement ein lichtempfindliches Element angewendet wurde, dessen Oberfläche mit Wasser einen Kontaktwinkel von 102 Grad zeigte, der Wirkungsgrad der Übertragung sowohl im Anfangsstadium als auch nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern gut. Ferner hat sich selbst unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Menge der nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element zurückgebliebenen Tonerteilchen gering war, daraus, dass die Menge der nach der Übertragung auf der Aufladewalze zurückgebliebenen Tonerteilchen sehr gering war und auf Nicht-Bildbereichen kaum Schleier auftrat, erwiesen, dass der Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen bei der Entwicklung gut war.
Gedruckte Bilder wurden in der nachstehend beschriebenen Weise beurteilt.
(a) Bilddichte:
Die Bewertung erfolgte durch die Bilddichte eines Bildes, das im Anfangsstadium gedruckt wurde, und eines Bildes, das auf dem ersten Blatt gedruckt würde, nachdem das kontinuierliche Drucken auf 3500 Blättern beendet worden war, das Gerät dann zwei Tage lang stillstand und die Stromquelle wieder eingeschaltet wurde. Hierbei wurde die Bilddichte mit einem Aufsichtdensitometer ("Macbeth Reflection Densitometer", hergestellt durch Macbeth Co.) als relative Bilddichte im Vergleich zu einem Bild, das auf einem weißen Hintergrundsbereich mit einer Bilddichte von 0,00 eines Originals gedruckt war, gemessen. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 11 gezeigt. In Tabelle 11 bezeichnen die Buchstabensymbole bei "Bilddichte" die folgende Bewertung.

A:: Sehr gut; Bilddichte ist selbst für graphische Bilder, die mit einer hohen Qualität zu präsentieren sind, hoch genug (1,40 oder mehr).
B:: Gut; Bilddichte ist für nichtgraphische Bilder, die eine hohe Qualität haben sollen, hoch genug (1,35 oder mehr).
C:: Durchschnittlich; Bilddichte ist akzeptierbar, da sie für die Erkennung von (Schrift)zeichen bzw. Buchstaben hoch genug ist (1,20 bis weniger als 1,35).
D:: Schlecht; sehr niedrige Bilddichte (weniger als 1,20).

(b) Bildschleier:
Proben gedruckter Bilder wurden im Anfangsstadium und nach kontinuierlichem Drucken auf 3500 Blättern genommen. Die Schleierdichte (%) wurde aus der Differenz zwischen dem Weißgrad bei weißen Hintergrundsbereichen gedruckter Bilder und dem Weißgrad eines Übertragungs(bildempfangs)papiers berechnet. Der Weißgrad wurde mit einem Rückstrahlungsmessgerät ("Reflectometer", hergestellt durch Tokyo Denshoku K. K.) gemessen. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 11 gezeigt. In Tabelle 11 be zeichnen die Buchstabensymbole bei "Schleier" die folgende Bewertung.

A:: Sehr gut; Schleier ist im Allgemeinen mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar (weniger als 1,5%).
B:: Gut; Schleier ist nur bei genauer Betrachtung wahrnehmbar (1,5% bis weniger als 2,5%).
C:: Durchschnittlich; Schleier ist leicht wahrnehmbar, jedoch akzeptierbar (2,5% bis weniger als 4,0%).
D:: Schlecht; Schleier wird als Bildfleck wahrgenommen (4,0% oder darüber).

(c) Geisterbild:
Es wurde ein Latentbild mit aneinander angrenzenden flächenhaften weißen Bereichen und flächenhaften schwarzen Bereichen entwickelt, und danach wurde ein Halbton-Latentbild entwickelt. Der auf dem entwickelten Halbtonbild auftretende Hell-Dunkel-Unterschied, der an den Grenzen zwischen flächenhaften weißen Bereichen und flächenhaften schwarzen Bereichen verursacht wurde, wurde einer Sichtprüfung unterzogen, um eine Bewertung gemäß den folgenden Maßstäben durchzuführen.

A:: Es wird überhaupt kein Hell-Dunkel-Unterschied wahrgenommen.
B:: Es wird ein geringer Hell-Dunkel-Unterschied wahrgenommen.
C:: Es wird ein kleiner Hell-Dunkel-Unterschied wahrgenommen, der jedoch bei der praktischen Anwendung akzeptierbar ist.
D:: Es wird ein auffälliger Hell-Dunkel-Unterschied wahrgenommen.

(d) Wirkungsgrad der Übertragung:
Der Wirkungsgrad der Übertragung wurde im Anfangsstadium und nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern bewertet. Zur Bewertung des Wirkungsgrades der Übertragung wurden die bei der Erzeugung eines flächenhaften schwarzen Bildes nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element zurückgebliebenen Tonerteilchen mit einem Mylar-Klebeband abgelöst. Das Mylar-Klebeband mit den so abgelösten Tonerteilchen wurde auf weißes Papier aufgeklebt. Von der bei diesem Klebeband gemessenen Macbeth-Bilddichte wurde die Macbeth-Bilddichte abgezogen, die bei einem Mylar-Klebeband allein (ohne Toner), das auf weißes Papier aufgeklebt worden war, gemessen wurde, wobei Zahlenwerte erhalten wurden, mit denen die Bewertung erfolgte. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 11 gezeigt. In Tabelle 11 bezeichnen die Buchstabensymbole bei "Wirkungsgrad der Übertragung" die folgende Bewertung.

A:: Sehr gut (weniger als 0,05).
B:: Gut (0,05 bis weniger als 0,10).
C:: Durchschnittlich (0,10 bis weniger als 0,20).
D:: Schlecht (0,20 oder mehr).

(e) Aufladeverhalten gegenüber dem lichtempfindlichen Element:
Das lichtempfindliche Element wurde in üblicher Weise nach dem kontinuierlichen Drucken auf etwa 40 bis 50 Blättern und nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern aufgeladen, wobei das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements gemessen wurde, indem ein Messfühler an der Stelle angeordnet wurde, wo sich die Entwicklungsvorrichtung befand. Das Aufladeverhalten gegenüber dem lichtempfindlichen Element wurde anhand der Potenzialdifferenz zwischen den beiden Fällen bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 11 gezeigt. Sie zeigt, dass sich das Aufladeverhalten des lichtempfindlichen Elements um so mehr verschlechtert, je größer der negative Wert der Potenzialdifferenz ist.
(f) Mangelhafte Musterrückgewinnung (Muster-Geisterbild): (auf mangelhafte Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen zurückzuführen)
Ein Muster aus identischen vertikalen Linien (Wiederholung von vertikalen Linien mit einer Breite von 2 Punkten und Zwischenräumen mit einer Breite von 98 Punkten) wurde kontinuierlich gedruckt, und danach wurde ein Halbtonbild-Drucktest durchgeführt, um durch Sichtprüfung zu bewerten, ob helle und dunkle Stellen (Geisterbilder), die dem Muster aus vertikalen Linien entsprachen, auftraten oder nicht. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 11 gezeigt. In Tabelle 11 bezeichnen die Buch stabensymbole bei "Mangelhafte Musterrückgewinnung" die folgende Bewertung.

A:: Sehr gut; helle und dunkle Stellen treten nicht auf.
B:: Gut; es wird beobachtet, dass in geringem Maße helle und dunkle Stellen aufgetreten sind.
C:: Durchschnittlich; helle und dunkle Stellen treten in geringem Maße auf, jedoch in einem bei der praktischen Anwendung akzeptierbaren Grade.
D:: Schlecht; auffälliges Auftreten von hellen und dunklen Stellen.

(g) Bildflecken
Zur Bewertung von Bildflecken wurden Bilder nach dem Fixieren einer Sichtprüfung unterzogen, um eine Bewertung gemäß den folgenden Bewertungsmaßstäben durchzuführen. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 11 gezeigt.

A:: Es treten keine Bildflecken auf.
B:: Bildflecken treten in geringem Maße auf, jedoch sind die Bilder nur in sehr geringem Maße beeinträchtigt.
C:: Bildflecken treten bis zu einem gewissem Grade auf, jedoch in einem bei der praktischen Anwendung akzeptierbaren Grade.
D:: Es treten starke Bildflecken auf.

Die vorstehend erwähnten Ergebnisse sind in Tabelle 11 als Bewertung von Beispiel L-1 gezeigt.
Beispiele L-2 bis L-60 und L-85 bis L-108
Bei in Tabellen 9 und 10 gezeigten Kombinationen von Entwicklern und Entwicklerträgerelementen wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabellen 11 bis 15 gezeigt.
Beispiele L-61 bis L-72
Bei in Tabelle 10 gezeigten Kombinationen von Entwicklern und Entwicklerträgerelementen wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 gezeigt. In diesen Beispielen trat vom Beginn (Anfangsstadium) an etwas mehr Schleier auf, und ein Muster-Geisterbild wurde in geringem Maße beobachtet. Auch das Aufladeverhalten gegenüber dem lichtempfindliche Element war nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern etwas schlechter, jedoch in einem bei der praktischen Anwendung akzeptierbaren Grade.
Beispiele L-73 bis L-84
Bei in Tabelle 10 gezeigten Kombinationen von Entwicklern und Entwicklerträgerelementen wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. In diesen Beispielen war die Bilddichte vom Beginn (Anfangsstadium) an etwas niedrig, und es wurde auch beobachtet, dass ein Muster-Geisterbild auftrat, jedoch in einem bei der praktischen Anwendung akzeptierbaren Grade.
Vergleichsbeispiel L-0
Es wurde eine Bewertung bei der Kombination des Entwicklers Rs-0, dem äußerlich keine leitfähigen Feinteilchen zugesetzt worden waren, und des Entwicklerträgerelements Dp-l-1 durchgeführt. Wie in Tabelle 11 gezeigt ist, wurden als Ergebnisse eine starke Verschlechterung des Aufladeverhaltens gegenüber dem lichtempfindlichen Element und ein starkes Auftreten von Schleier erhalten.
Vergleichsbeispiele L-1 bis L-9 und L-22
Es wurden Entwicklerträgerelemente angewendet, die aus einem Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 16 mm bestanden, der mit amorphen Aluminiumoxidteilchen (#80) abgestrahlt worden war, so dass er einen Ra-Wert von 0,32 μm hatte. Bei den in Tabellen 9 und 10 gezeigten Kombinationen mit Entwicklern wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabellen 11 bis 15 gezeigt. Die Bilddichte war niedrig.
Vergleichsbeispiele L-10 bis L-21
Bei in Tabelle 10 gezeigten Kombinationen von Entwicklern und Entwicklerträgerelementen wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 15 gezeigt. Es bestand die Neigung, dass die auf den Tonerteilchenoberflächen befindlichen leitfähigen Feinteilchen herunterfielen, wodurch sich das Aufladeverhalten des lichtempfindlichen Elements. stark verschlechterte. Schleier und Bildflecken waren ebenfalls auffällig.
Beispiele N-1 bis N-60 und N-85 bis N-108
Bei in Tabellen 16 und 17 gezeigten Kombinationen von Entwicklern und Entwicklerträgerelementen wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabellen 18 bis 21 gezeigt.
Beispiele N-61 bis N-72
Bei in Tabelle 17 gezeigten Kombinationen von Entwicklern und Entwicklerträgerelementen wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 20 gezeigt. In diesen Beispielen trat vom Beginn (Anfangsstadium) an etwas mehr Schleier auf, und ein Muster-Geisterbild wurde in geringem Maße beobachtet. Auch das Aufladeverhalten gegenüber dem lichtempfindliche Element war nach dem kontinuierlichen Drucken auf 3500 Blättern etwas schlechter, jedoch in einem bei der praktischen Anwendung akzeptierbaren Grade.
Beispiele N-73 bis N-84
Bei in Tabelle 17 gezeigten Kombinationen von Entwicklern und Entwicklerträgerelementen wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 21 gezeigt. In diesen Beispielen war die Bilddichte vom Beginn (Anfangsstadium) an etwas niedrig, und es wurde auch be obachtet, dass ein Muster-Geisterbild auftrat, jedoch in einem bei der praktischen Anwendung akzeptierbaren Grade.
Vergleichsbeispiel N-0
Es wurde eine Bewertung bei der Kombination des Entwicklers Rp-0, dem äußerlich keine leitfähigen Feinteilchen zugesetzt worden waren, und des Entwicklerträgerelements Dp-n-1 durchgeführt. Wie in Tabelle 18 gezeigt ist, wurden als Ergebnisse eine starke Verschlechterung des Aufladeverhaltens gegenüber dem lichtempfindlichen Element und ein starkes Auftreten von Schleier erhalten.
Vergleichsbeispiele N-1 bis N-9 und N-22
Es wurden dieselben abgestrahlten Aluminium-Entwicklerträgerelemente wie in den Vergleichsbeispielen L-1 bis L-9 und L-22 angewendet. Bei den in Tabellen 16 und 17 gezeigten Kombinationen mit Entwicklern wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabellen 18 bis 22 gezeigt. Die Bilddichte war niedrig.
Vergleichsbeispiele N-10 bis N-21
Bei in Tabelle 17 gezeigten Kombinationen von Entwicklern und Entwicklerträgerelementen wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel L-1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 22 gezeigt. Es bestand die Neigung, dass die auf den Tonerteilchenoberflächen befindlichen leitfähigen Feinteilchen herunterfielen, wodurch sich das Aufladeverhalten des lichtempfindlichen Elements stark verschlechterte. Schleier und Bildflecken waren ebenfalls auffällig.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Entwickler erhalten worden, mit dem ein Bilderzeugungsverfahren mit einem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung, das einen ausgezeichneten Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteil chen verspricht, und insbesondere ein Bilderzeugungsverfahren mit einem Schritt der Entwicklung und gleichzeitigen Reinigung, das sogar im Fall der Anwendung des kontaktfreien Entwicklungssystems, dessen Anwendung bisher schwierig gewesen ist, einen ausgezeichneten Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen verspricht, durchgeführt werden kann.
Bei einem Bilderzeugungsgerät mit einem Kontaktaufladesystem, einem Übertragungssystem und einem Tonerrückführungssystem ist es möglich gemacht worden, dass ein Bilderzeugungsgerät für Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung bereitgestellt wird, das eine Störung der Erzeugung von Latentbildern verhindert, einen ausgezeichneten Wirkungsgrad der Sammlung von nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen verspricht und das Auftreten von Muster-Geisterbildern verhindern kann.
Es ist auch ein Entwickler erhalten worden, der das Verhalten in Bezug auf die Zuführung der leitfähigen Feinteilchen zu dem Kontaktaufladeelement steuern kann und bewirken kann, dass das Latentbildträgerelement gut aufgeladen wird und einer Störung der Aufladung, die auf nach der Übertragung zurückgebliebene Tonerteilchen, die an dem Kontaktaufladeelement anhaften oder diesem beigemischt sind, zurückzuführen ist, widersteht. Es ist auch dafür gesorgt worden, dass eine Betriebskassette erhalten werden kann, die ein gutes Verhalten in Bezug auf die Entwicklung bei gleichzeitiger Reinigung zeigen kann, die Abfalltonermenge stark vermindern kann und auch in Bezug auf Kostengünstigkeit und Miniaturisierung vorteilhaft ist.
Ferner kann als Kontaktaufladeelement ein einfaches Element angewendet werden, und die ozonfreie Direktinjektionsaufladung kann für eine lange Zeit unabhängig von einer Verunreinigung des Kontaktaufladeelements durch die nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonerteilchen stabil aufrechterhalten werden, und ferner kann ein gleichmäßiges Aufladeverhalten des Latentbildträgerelements erzielt werden. Infolgedessen ist eine Betriebskassette erhältlich, die frei von Problemen, die auf Ozonprodukte und auf eine mangelhafte Aufladung zurückzuführen sind, sein kann, einfach aufgebaut ist und den Vorteil der Kostengünstigkeit hat.
Außerdem treten in dem Fall, dass das Latentbildträgerelement für eine lange Zeit wiederholt angewendet wird, während bewirkt wird, dass sich die leitfähigen Feinteilchen bei der Kontaktzone zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem Latentbildträgerelement dazwischen befinden, auf seiner Oberfläche kaum Kratzer auf und kann verhindert werden, dass auf Bildern Bildfehler auftreten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fähigkeit, dem Entwickler gleichmäßig und schnell eine Ladung zu erteilen, stärker verbessert werden als bei Entwicklerträgerelementen, die üblicherweise angewendet werden, und auch das Betriebsverhalten kann stärker verbessert werden. Folglich kann der Zustand aufrechterhalten werden, dass für eine lange Zeit gute Bilder erzeugt werden können.
Somit können gemäß der vorliegenden Erfindung wegen des Entwicklerträgerelements, das ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten und eine gute Fähigkeit zur Erteilung von Ladung zeigt und keinen Abrieb oder keine Verunreinigung (durch Entwickler) der Harzdeckschicht an der Oberfläche des Entwicklerträgerelements als Folge wiederholten Kopierens oder Druckens verursacht, für eine lange Zeit Bilder erzeugt werden, die sogar in verschiedenen Umgebungen eine gute Schärfe der Linien von (Schrift)zeichen bzw. Buchstaben, eine hohe Bilddichte und eine hohe Bildqualität zeigen, ohne dass eine Abnahme der Bilddichte, ein Entwicklungszylinder-Geisterbild und starker Schleier verursacht werden.
Außerdem können gemäß der vorliegenden Erfindung wegen des Entwicklerträgerelements, das die Fähigkeit, dem Entwickler eine negative Ladung zu erteilen, sogar unter verschiedenen Umgebungsbedingungen für eine lange Zeit stabilisieren kann, ferner die Entwicklerschicht gleichmäßig machen kann und keinen Abrieb der leitfähigen Harzdeckschicht an der Oberfläche des Entwicklerträgerelements und keine Verunreinigung des Entwicklungszylinders durch Entwickler und kein Ankleben von geschmolzenem Entwickler an dem Entwicklungszylinder verursacht, für eine lange Zeit Bilder von hoher Qualität erzeugt werden, die frei von einer Abnahme der Bilddichte, dem Auftreten von Geisterbildern und starkem Schleier sind. Tabelle 2
Tabelle 3

HMD:: Hexamethyldisilazan

Tabelle 4
Tabelle 5
Tabelle 6
Tabelle 9
Tabelle 9 (Fortsetzung)
Tabelle 10
Tabelle 10 (Fortsetzung)
Tabelle 16
Tabelle 16 (Fortsetzung)
Tabelle 17
Tabelle 17 (Fortsetzung)

Claims

Entwicklungsvorrichtung, die einen Entwicklerbehälter, in den ein Entwickler aufzunehmen ist, ein Entwicklerträgerelement, das dazu dient, den in den Entwicklerbehälter aufgenommenen Entwickler darauf zu tragen und den Entwickler zu einer Entwicklungszone zu befördern, und ein Entwicklerschichtdicken-Regulierelement zum Regulieren der Schichtdicke des auf dem Entwicklerträgerelement zu tragenden Entwicklers umfasst; wobei der erwähnte Entwickler Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und leitfähige Feinteilchen umfasst; wobei die erwähnten Tonerteilchen eine aus dem folgenden Ausdruck ermittelte Zirkularität a von weniger als 0,970 haben: Zirkularität a = L0/Lworin L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der dieselbe Fläche hat wie ein projiziertes Teilchenbild, und L die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes bezeichnet; und das erwähnte Entwicklerträgerelement mindestens einen Schichtträger und eine auf dem Schichtträger gebildete Harzdeckschicht hat; wobei die erwähnte Harzdeckschicht mindestens ein Deckschicht-Bindemittelharz und ein positiv aufladbares Material enthält.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnte Harzdeckschicht ein leitfähiges Material enthält.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnte Harzdeckschicht ein Gleitmittel enthält.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnte Harzdeckschicht ein leitfähiges Material und ein Gleitmittel enthält.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erwähnte positiv aufladbare Material eine stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung ist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnte stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung eine Imidazolverbindung ist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die erwähnte Imidazolverbindung eine Verbindung ist, die durch die folgende Formel (1) oder (2) wiedergegeben wird: Formel (1)
worin R₁ und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten bezeichnen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Alkylgruppe, einer Aralkylgruppe und einer Arylgruppe besteht, wobei R₁ und R₂ gleich oder verschieden sein können; und R₃ und R₄ jeweils eine geradkettige Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen bezeichnen, wobei R₃ und R₄ gleich oder verschieden sein können; oder Formel 2
worin R₅ und R₆ jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten bezeichnen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Alkylgruppe, einer Aralkylgruppe und einer Arylgruppe besteht, wobei R₅ und R₆ gleich oder verschieden sein können; und R₇ eine geradkettige Alkylgruppe mit 3 bis 30 Kohlenstoffatomen bezeichnet.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnte Harzdeckschicht als das erwähnte positiv aufladbare Material eine stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung enthält und auch ein leitfähiges Material und sphärische Teilchen, die einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 0,3 μm bis 30 μm haben, enthält.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die erwähnten sphärischen Teilchen Harzteilchen sind.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die erwähnten sphärischen Teilchen leitfähige sphärische Teilchen sind, die eine tatsächliche Dichte von 3 g/cm³ oder weniger haben.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erwähnte positiv aufladbare Material ein Copolymer ist, das mindestens einen Einheit enthält, die von einem stickstoffhaltigen Vinylmonomer abgeleitet ist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der das erwähnte Copolymer eine massegemittelte Molmasse Mw von 3000 bis 50.000 hat.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der das erwähnte Copolymer ein Verhältnis von massegemittelter Molmasse Mw zu anzahlgemittelter Molmasse Mn, Mw/Mn, von 3,5 oder weniger hat.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der das erwähnte stickstoffhaltige Vinylmonomer mindestens ein Monomer enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Acryl- oder Methacrylsäurederivat mit einer stickstoffhaltigen Gruppe und einer stickstoffhaltigen heterocyclischen N-Vinylverbindung besteht.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 11, bei der das erwähnte stickstoffhaltige Vinylmonomer ein Monomer ist, das durch die folgende Formel (3) wiedergegeben wird: Formel (3)
worin R₇, R₈, R₉ und R₁₀ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnen und n eine ganze Zahl von 1 bis 4 bezeichnet.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erwähnte positiv aufladbare Material ein Copolymer eines polymerisierbaren Vinylmonomers mit einem sulfonsäurehaltigen Acrylamid-Monomer ist und das erwähnte Deckschicht-Bindemittelharz in seiner Molekülstruktur mindestens eine von einer (-NH₂)-Gruppe, einer (=NH)-Gruppe und einer (-NH-)-Bindung hat.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der das erwähnte Copolymer das polymerisierbare Vinylmonomer und das sulfonsäurehaltige Acrylamid-Monomer in einem Copolymerisationsverhältnis (Masse%) von 98:2 bis 80:20 enthält und eine massegemittelte Molmasse Mw von 2000 bis 50.000 hat.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der das erwähnte Copolymer ein Copolymer eines polymerisierbaren Vinylmonomers mit 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure ist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der das erwähnte Deckschicht-Bindemittelharz mindestens ein Phenolharz enthält.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 19, bei der das erwähnte Phenolharz ein Phenolharz ist, das unter Verwendung einer stickstoffhaltigen Verbindung als Katalysator hergestellt wird und in seiner Struktur irgendeine von einer (-NH₂)-Gruppe, einer (=NH)-Gruppe und einer (-NH-)-Bindung hat.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der das erwähnte Deckschicht-Bindemittelharz mindestens ein Polyamidharz enthält.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 16, bei der das erwähnte Deckschicht-Bindemittelharz mindestens ein Polyurethanharz enthält.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnte Harzdeckschicht Teilchen enthält, die einen anzahlgemittelten Teilchendurchmesser von 0,3 μm bis 30 μm haben.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 23, bei der die erwähnten Teilchen eine tatsächliche Dichte von 3 g/cm³ oder weniger haben.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 24, bei der die erwähnten Teilchen leitfähige sphärische Teilchen sind.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erwähnte Entwickler in seiner auf die Anzahl bezogenen Teilchengrößenverteilung, die Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm betrifft, 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 60% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 1,00 μm bis weniger als 2,00 μm und 15% (auf die Anzahl bezogen) bis 70% (auf die Anzahl bezogen) Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,00 μm bis weniger als 8,96 μm enthält.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnten leitfähigen Feinteilchen einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 0,1 μm bis 10 μm haben.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 27, bei der die erwähnten leitfähigen Feinteilchen einen spezifischen Volumenwiderstand von 10⁰ Ω·cm bis 10⁹ Ω·cm haben.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnten leitfähigen Feinteilchen nichtmagnetisch sind.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erwähnten leitfähigen Feinteilchen mindestens ein Oxid enthalten, das aus Zinkoxid, Zinnoxid und Titanoxid ausgewählt ist.
Betriebskassette, die ein Latentbildträgerelement, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen; eine Aufladeeinrichtung zur elektrostatischen Aufladung des Latentbildträgerelements und eine Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung des auf dem Latentbildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes unter Verwendung eines Entwicklers zur Erzeugung eines Entwicklerbildes umfasst, wobei die erwähnte Entwicklungsvorrichtung und das erwähnte Latentbildträgerelement miteinander zusammenhängend als eine Einheit angeordnet und derart aufgebaut sind, dass sie an dem Hauptkörper eines Bilderzeugungsgeräts abnehmbar angebracht werden können; wobei der erwähnte Entwickler Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und leitfähige Feinteilchen umfasst; wobei die erwähnten Tonerteilchen eine aus dem folgenden Ausdruck ermittelte Zirkularität a von weniger als 0,970 haben: Zirkularität a = L0/Lworin L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der dieselbe Fläche hat wie ein projiziertes Teilchenbild, und L die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes bezeichnet; die erwähnte Entwicklungsvorrichtung mindestens einen Entwicklerbehälter, in den der Entwickler aufzunehmen ist, ein Ent wicklerträgerelement, das dazu dient, den in den Entwicklerbehälter aufgenommenen Entwickler darauf zu tragen und den Entwickler zu einer Entwicklungszone zu befördern, und ein Entwicklerschichtdicken-Regulierelement zum Regulieren der Schichtdicke des auf dem Entwicklerträgerelement zu tragenden Entwicklers hat und das erwähnte Entwicklerträgerelement mindestens einen Schichtträger und eine auf dem Schichtträger gebildete Harzdeckschicht hat; wobei die erwähnte Harzdeckschicht mindestens ein Deckschicht-Bindemittelharz und ein positiv aufladbares Material enthält.
Betriebskassette nach Anspruch 31, bei der die erwähnte Entwicklungsvorrichtung unter Verwendung des Entwicklers eine Entwicklung des auf dem Latentbildträgerelement erzeugten elektrostatischen Latentbildes durchführt, damit es als Entwicklerbild sichtbar gemacht wird, und gleichzeitig den Entwickler sammelt, der nach der Übertragung des Entwicklerbildes auf ein als Aufzeichnungsmaterial dienendes Übertragungs(bildempfangs)blatt auf dem Latentbildträgerelement zurückgeblieben ist.
Betriebskassette nach Anspruch 31, bei der die erwähnte Aufladeeinrichtung mit dem erwähnten Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird und das erwähnte Latentbildträgerelement beim Anlegen einer Spannung an den Kontaktbereich in dem Zustand, wenn sich die erwähnten leitfähigen Feinteilchen des erwähnten Entwicklers mindestens bei der Kontaktzone dazwischen befinden, elektrostatisch auflädt.
Betriebskassette nach Anspruch 31, bei der die erwähnte Entwicklungsvorrichtung eine Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 30 ist.
Bilderzeugungsverfahren, das einen Aufladeschritt, bei dem ein Latentbildträgerelement elektrostatisch aufgeladen wird; einen Latentbilderzeugungsschritt, bei dem Bilddaten als elektrostatisches Latentbild auf die aufgeladene Oberfläche des Latentbildträgerelements, das in dem Aufladeschritt aufgeladen worden ist, geschrieben werden; einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild durch eine Entwicklungsvorrichtung, die ein Entwicklerträgerelement hat, auf dem ein Entwickler getragen wird und das den Entwickler zu einer dem Latentbildträgerelement gegenüberliegenden Entwicklungszone befördert, entwickelt wird, damit es als Entwicklerbild sichtbar gemacht wird; einen Übertragungsschritt, bei dem das Entwicklerbild auf ein Übertragungs(bildempfangs)blatt übertragen wird; und einen Fixierschritt, bei dem das Entwicklerbild, das auf das Übertragungs(bildempfangs)blatt übertragen worden ist, durch eine Fixiereinrichtung fixiert wird; umfasst, wobei diese Schritte zur Erzeugung von Bildern wiederholt werden; wobei der erwähnte Entwickler Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und leitfähige Feinteilchen umfasst; wobei die erwähnten Tonerteilchen eine aus dem folgenden Ausdruck ermittelte Zirkularität a von weniger als 0,970 haben: Zirkularität a = L0/Lworin L₀ die Umfangslänge eines Kreises bezeichnet, der dieselbe Fläche hat wie ein projiziertes Teilchenbild, und L die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes bezeichnet; die erwähnte Entwicklungsvorrichtung mindestens einen Entwicklerbehälter, in den der Entwickler aufzunehmen ist, ein Entwicklerträgerelement, das dazu dient, den in den Entwicklerbehälter aufgenommenen Entwickler darauf zu tragen und den Entwickler zu einer Entwicklungszone zu befördern, und ein Entwicklerschichtdicken-Regulierelement zum Regulieren der Schicht dicke des auf dem Entwicklerträgerelement zu tragenden Entwicklers hat und das erwähnte Entwicklerträgerelement mindestens einen Schichtträger und eine auf dem Schichtträger gebildete Harzdeckschicht hat; wobei die erwähnte Harzdeckschicht mindestens ein Deckschicht-Bindemittelharz und ein positiv aufladbares Material enthält.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 35, bei dem der erwähnte Entwicklungsschritt den Schritt umfasst, bei dem das elektrostatische Latentbild sichtbar gemacht wird und gleichzeitig der Entwickler, der nach der Übertragung des Entwicklerbildes auf ein als Aufzeichnungsmaterial dienendes Übertragungs(bildempfangs)blatt auf dem Latentbildträgerelement zurückgeblieben ist, gesammelt wird.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 35, bei dem der erwähnte Aufladeschritt der Schritt ist, bei dem das erwähnte Latentbildträgerelement elektrostatisch aufgeladen wird, während ein Aufladeelement mit dem erwähnten Latentbildträgerelement in Kontakt gehalten wird; wobei das erwähnte Latentbildträgerelement aufgeladen wird, indem an das Aufladeelement in dem Zustand, wenn sich die erwähnten leitfähigen Feinteilchen des erwähnten Entwicklers mindestens bei der Kontaktzone zwischen der erwähnten Aufladeeinrichtung und dem erwähnten Latentbildträgerelement dazwischen befinden, eine Spannung angelegt wird.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 35, bei dem die erwähnte Entwicklungsvorrichtung eine Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 30 ist.