DE60317281T2

DE60317281T2 - Toner sowie Bildformungsapparat worin der Toner eingesetzt wird

Info

Publication number: DE60317281T2
Application number: DE60317281T
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Miyakawa
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2023-09-02
Also published as: US20040096765A1; DE60317281D1; EP1394622A3; EP1394622A2; JP3981919B2; JP2004093735A; US7022447B2; EP1394622B1; CN1489003A; CN1291282C

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner zur Verwendung für elektrophotografisches oder elektrostatisches Drucken. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, einen Toner bereitzustellen, der in der Lage ist, eine hohe Transfereffizienz ohne Nebel zu zeigen und der Tonerpartikel umfasst, die ein färbendes Mittel und externe Additive enthalten, und eine Bilderzeugungsvorrichtung, die denselben verwendet, bereitzustellen.
Bei der Elektrophotographie-Technik wird, nachdem ein auf einem Photorezeptor mit einem photoleitenden Material gebildetes elektrostatisches latentes Bild mit Tonerpartikeln entwickelt wurde, das Tonerbild auf ein Transfermedium, wie ein Papierblatt, mit Wärme, Druck und ähnlichem fixiert, wodurch eine Kopie oder ein Druck gebildet wird.
Es ist eine allgemeine Vorgehensweise, externe Additive zu einem Toner zuzugeben, um die Eigenschaften des Toners zu verbessern. Als externe Additive werden im Allgemeinen Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid und ähnliche allein oder in Kombination eingesetzt. Um die Eigenschaften der entsprechenden externen Additive auszunutzen, ist in diesem Fall die Verwendung in Kombination eher geläufig als die einzelne Verwendung.
Die Charakteristik des Toners hängt jedoch von den Eigenschaften der Tonerteilchen, wie der Teilchengröße, ab, und ist deshalb instabil. Zum Beispiel gibt es eine Verteilung der Ladungsmenge, so dass ein negativ geladener Toner unweigerlich positiv geladene Tonerteilchen einschließt.
Bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, die das Bild mittels einer negativen Ladungsumkehrentwicklung erzeugt, führt dies zu dem Problem des Erhöhens des Nebels, da solche Tonerteilchen an Nichtbildteilen des Photorezeptors, auf dem das elektrostatische latente Bild gebildet wird, anhaften. Insbesondere, wenn sich die Anzahl der Bilderzeugungen erhöht, enthält der Toner Teilchen, deren ursprüngliche Eigenschaften sich verändern. Im Ergebnis erhöht sich die Menge des Toners, der Nebeltoner ist.
Es wird in Betracht gezogen, dass eine große Menge an Siliziumdioxid zugegeben wird, um die Eigenschaften des Toners beizubehalten, um die Fließfähigkeit des Toners zu erhalten. Obwohl die Fließfähigkeit des Toners verbessert wird, wird die Fixiereigenschaft des Toners verringert.
Ferner wird Titanoxid mit der Eigenschaft, positiv entgegen der Polarität des Toners aufladbar zu sein, mit Siliziumdioxid zu dem Toner gegeben, um die Kapazität des Toners zur negativen Aufladung zu verbessern, wodurch der frühzeitige Anstieg der negativen Ladung des Toners verbessert wird. Wenn die Anzahl der bedruckten Blätter ansteigt, können Titanoxidteilchen von der Oberfläche der Tonerteilchen freigesetzt werden. Um die Freisetzung der Titanoxidteilchen zu verhindern, haben die Erfinder dieser Erfindung ein Verfahren der externen Zugabe von Titanoxid zu den Tonermutterteilchen vorgeschlagen, dessen Arbeitsfunktion groß ist, nach externer Zugabe von Siliziumdioxid, dessen Arbeitsfunktion klein ist. In diesem Verfahren sollte die Menge des zuzugebenden Siliziumdioxids erhöht werden, so dass sie dem Anstieg der Menge an Titanoxid entspricht, um die von der Oberfläche der Tonerteilchen freigesetzte Menge an Titanoxid zu kompensieren. Wenn die Menge an Siliziumdioxid erhöht wird, hat die Fixiereigenschaft des Toners jedoch die Tendenz, relativ abzunehmen.
Wenn die negative Aufladbarkeit des Toners zu hoch wird, sollte die Dichte der gedruckten Bilder niedrig sein. Um dies zu verhindern, ist es bekannt, Titan mit relativ großen Primärteilchendurchmesser und relativ niedrigem elektrischen Widerstand zu verwenden, um die Titanoxidteilchen daran zu hindern, in Tonerteilchen eingebettet zu werden. Wenn die Anzahl der bilderzeugenden Blätter zunimmt, kann jedoch die Freisetzung von der Oberfläche der Tonermutterteilchen verursacht werden, und Effekte treten kaum auf.
In JP(A) 2002-29730 ist ein elektrophotographischer Toner offenbart, in dem feine Siliziumdioxidteilchen mit Hydroxid oder Oxid von einem oder mehreren von Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium in einem Wassersystem und ferner mit Alkoxysilan beschichtet sind, um hydrophobe feine Teilchen herzustellen, und die so hergestellten hydrophoben feinen Teilchen werden als externe Additive verwendet. In JP(A) 2002-148848 ist ein Toner offenbart, in dem Siliziumdioxidteilchen mit Titanoxid beschichtet sind, um Titanoxidteilchen enthaltend Siliziumdioxid herzustellen, und die so hergestellten Titanoxidteilchen werden als externes Additiv verwendet. Obwohl die Zugabe einer vorbestimmten Menge solch eines externen Additivs die Menge an positiv geladenen Tonerteilchen reduzieren kann, kann keine genügende durchschnittliche Ladungsmenge erhalten werden. Daher kann keiner davon beiden Zielen der Verbesserung der Transfereffizienz und der Reduktion der Menge an umgekehrt übertragenen Tonerteilchen gerecht werden.
US-A-6 130 020 offenbart ein Entwicklungsmittel, umfassend Tonerteilchen, enthaltend zumindest ein Bindemittel und ein färbendes Mittel, und modifizierte feine Metalloxidteilchen, dargestellt durch die Zusammensetzungsformel Si_xA_yO_4x+yz)/2, die hydrophob behandelt sein können.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Toner bereitzustellen, mit dem hohe Transfereffizienz mit keinem oder wenig Nebel im Nichtbildbereich erreicht werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Illustration zur Erläuterung eines Kontaktentwicklungsverfahrens in einer Bilderzeugungsvorrichtung, verwendend einen erfindungsgemäßen Toner;
2 ist eine Illustration zur Erläuterung eines Nichtkontaktentwicklungsverfahrens in einer Bilderzeugungsvorrichtung, verwendend einen erfindungsgemäßen Toner;
3 ist eine Illustration zur Erläuterung eines Beispiels für einen Vollfarbdrucker vom Vierzyklentyp, verwendend erfindungsgemäße Toner, und
4 ist eine schematische Vorderansicht eines Vollfarbdruckers vom Tandemtyp, verwendend erfindungsgemäße Toner.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein erfindungsgemäßer Toner ist ein negativ aufladbarer Einkomponententoner hergestellt durch Zusetzen von externen Additiven zu Harzteilchen, die ein färbendes Mittel enthalten, wobei die externen Additive Siliziumdioxidteilchen und modifizierte Siliziumdioxidteilchen sind, deren äußere Oberflächen mit Oxid oder Hydroxid wenigstens eines Metalls, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium, modifiziert sind und wobei das Gewichtsverhältnis der modifizierten Siliziumdioxidteilchen zu den Siliziumdioxidteilchen 1,5 oder weniger beträgt.
Der vorerwähnte Toner ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei Arten von Siliziumdioxidteilchen mit unterschiedlichem zahlenmittlerem Primärteilchendurchmesser als die Siliziumdioxidteilchen verteilt werden.
Der vorerwähnte Toner ist dadurch gekennzeichnet, dass der zahlenmittlere Primärteilchendurchmesser der Siliziumdioxidteilchen einer Art im Bereich von 5 bis 20 nm und der zahlenmittlere Primärteilchendurchmesser der Siliziumdioxidteilchen der anderen Art im Bereich von 30 bis 50 nm liegt.
Der vorerwähnte Toner ist dadurch gekennzeichnet, dass der zahlenmittlere Primärteilchendurchmesser der Siliziumdioxidteilchen einer Art im Bereich von 7 bis 16 nm und der zahlenmittlere Primärteilchendurchmesser der Siliziumdioxidteilchen der anderen Art im Bereich von 30 bis 40 nm liegt.
Der zuvor erwähnte Toner ist dadurch gekennzeichnet, dass er durch ein Polymerisationsverfahren hergestellt wird.
Der zuvor erwähnte Toner ist dadurch gekennzeichnet, dass der Grad der Rundheit der Tonerteilchen 0,94 oder mehr beträgt.
Der zuvor erwähnte Toner ist dadurch gekennzeichnet, dass der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der Tonerteilchen 9 μm oder weniger beträgt.
Eine erfindungsgemäße Bilderzeugungseinrichtung ist eine Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung mit einem Zwischentransfermedium zum Übertragen eines auf einem Photorezeptor gebildeten Bildes auf ein Aufzeichnungsmedium und von der negativ aufladbare Einkomponenten-Toner jeweils durch Zusetzen externer Additive zu Harzteilchen hergestellt werden, wobei die externen Additive Siliziumdioxidteilchen und modifizierte Siliziumdioxidteilchen sind, deren äußere Oberflächen mit Oxid oder Hydroxid wenigstens eines Metalls, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium, modifiziert sind und wobei das Gewichtsverhältnis der modifizierten Siliziumdioxidteilchen zu den Siliziumdioxidteilchen 1,5 oder weniger beträgt.
Die zuvor erwähnte Bilderzeugungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei Arten von Siliziumdioxidteilchen mit unterschiedlichem zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser als die Siliziumdioxidteilchen verteilt werden.
Die zuvor erwähnte Bilderzeugungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Toner negativ aufladbare Toner sind und der Photorezeptor ein negativ aufladbarer organischer Photorezeptor ist.
Die zuvor erwähnte Bilderzeugungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischentransfermedium ein Band umfasst.
Die zuvor erwähnte Bilderzeugungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Photorezeptor und die Entwicklungsgeräte in einer Einheit als Verfahrenseinsatz kombiniert sind, der trennbar an dem Körper der Bilderzeugungsvorrichtung installiert ist.
Die zuvor erwähnte Bilderzeugungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsgeschwindigkeitsunterschied zwischen dem Photorezeptor und dem Zwischentransfermedium auf einen Bereich von 0,95 bis 1,05 eingestellt wird.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung des Folgenden. Bei einem durch Zugabe von externen Additiven zu Harzteilchen, die ein Färbemittel enthalten, hergestellten Toner sind die externen Additive Siliziumdioxidteilchen und modifizierte Siliziumdioxidteilchen, deren Oberflächen mit Oxid oder Hydroxid von zumindest einem Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium modifiziert sind, so dass die modifizierten Siliziumdioxidteilchen eine vorbestimmte Menge relativ zu den Siliziumdioxidteilchen werden, wodurch die Aufladungseigenschaft des Toners verbessert wird, die Menge der umgekehrt geladenen Tonerteilchen reduziert wird, so dass sowohl die Stabilität der Aufladungseigenschaft des Toners als auch die Verbesserung der Transfereffizienz des Toners erreicht werden.
Da der erfindungsgemäße Toner Siliziumdioxidteilchen verwendet, deren Oberflächen mit Hydroxid oder Oxid von zumindest einem von Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium modifiziert und einer hydrophoben Behandlung unterworfen worden sind, hat der Toner eine Stelle, die durch Reibung negativ aufgeladen wird, gemäß den Siliziumdioxidbestandteilen und eine Stelle, die durch Reibung relativ positiv aufgeladen wird. Die Siliziumdioxidbestandteile als Teilchensubstrat haften an den Oberflächen der Tonerteilchen. Im Ergebnis ist die Freisetzungsgeschwindigkeit der externen Additive auf Grund von fortlaufendem Drucken reduziert, so dass eine stabile Aufladung über einen langen Zeitraum sichergestellt werden kann.
Durch Verwendung der zuvor erwähnten modifizierten Siliziumdioxidteilchen in einer Menge entsprechend 1,5 Mal oder weniger der Menge der Siliumdioxidteilchen, kann das übermäßige negative Aufladen verhindert werden, was die stabile Bilderzeugung ermöglicht.
Da das Verhältnis der modifizierten feinen Siliziumdioxidteilchen relativ zur Gesamtmenge der Siliziumdioxidteilchen mit einem kleinen zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser und der Siliziumdioxidteilchen mit einem großen zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser 1:1 übersteigt, wird die negative Ladungsmenge reduziert. Folglich kann durch Zugabe dieser Siliziumodixidteilchen zusammen die übermäßige negative Aufladung und die Erzeugung von positiv geladenem Toner, d. h. Toner mit umgekehrter Polarität, verhindert werden. Im Ergebnis erlaubt der Toner, die stabile Bilderzeugung ohne Auftreten von Nebel und Tonerzerstäubung.
Da die erfindungsgemäßen externen Additive die gewünschte Funktion der externen Additive sogar zeigen können, wenn die externen Additive in kleinen Mengen zugegeben werden, wird eine Reduktion der Menge an verwendeten externen Additiven erreicht, so dass die Fixiereigenschaft des Toners daran gehindert wird, verschlechtert zu werden.
Die Reduktion der Menge wird in dem Fall erzielt, dass die modifizierten Siliziumdioxidteilchen als externe Additive zusammen mit Siliziumdioxid in einem in dem Polymerisationsverfahren hergestellten Toner verwendet werden im Vergleich zu dem Fall, dass Titanoxid und Aluminiumoxid verwendet werden. Daher wird die Verschlechterung der Fixiereigenschaft verhindert.
Egal ob der Toner durch das Pulverisationsverfahren oder das Polymerisationsverfahren hergestellt wird, ist es nötig, die Zugabemenge von Siliziumdioxid zu erhöhen, da die Teilchengröße der Tonerteilchen klein ist. Daher ist die anfängliche Aufladung des Toners zu groß. Wenn die Anzahl der Drucke ansteigt, wird die effektive Oberfläche der externen Additive auf Grund von in Tonermutterteilchen eingebetteten Teilchen und verstäubten Teilchen reduziert, so dass die Aufladung des Toners reduziert wird. Im Ergebnis gibt es eine Tendenz zur Erhöhung der Variation der Bilddichte und der Menge des Nebeltoners, so dass der Verbrauch des Toners erhöht wird. D. h. der Toner ist als Entwickler unvorteilhaft. Auf Grund der zuvor erwähnten synergistischen Effekte kann der Toner jedoch als stabil negativ aufladbarer Toner verwendet werden.
Die bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Toners verwendeten Tonermutterteilchen können durch das Pulverisationsverfahrens oder das Polymerisationsverfahren hergestellt werden. Das Polymerisationsverfahren ist jedoch für Vollfarbtoner bevorzugt.
Zur Herstellung eines Toners unter Verwendung des Pulverisationsverfahrens werden ein Freisetzungsmittel und ein Ladungskontrollmittel gleichmäßig mit einem Harzbindemittel, das zumindest ein Pigment enthält, mittels eines Henschelmischer gemischt, geschmolzen und mittels eines Zwei-Schaft-Extruder geknetet. Nach dem Kühlverfahren werden sie durch das Verfahren der grob-fein Pulverisation klassifiziert. Ferner werden externe Additive zugegeben.
Als Binderharz kann ein bekanntes synthetisches Harz für Toner verwendet werden. Bevorzugte Beispiele sind Homopolymere oder Copolymere enthaltend Styrol oder Styrolersatz, wie Polystyrol, Poly-α-methylstyrol, Chlorpolystyrol, Styrol-Chlorstyrolcopolymere, Styrol-Propylencopolymere, Styrol-Butadiencopolymere, Styrol-Vinylchloridcopolymere, Styrol-Vinylacetatcopolymere, Styrol-Maleinsäurecopolymere, Styrol-Acrylatestercopolymere, Styrol-Methacrylatestercopolymere, Styrol-Acrylatester-Methacrylatestercopolymere, Styrol-α-Chloracrylsäuremethylestercopolymere, Styrol-Acrylonitril-Acrylatestercopolymere, und Styrol-Vinylmethylestercopolymere; Polyesterharze, Epoxidharze, Polyurethan modifizierte Epoxidharze, Silikon modifizierte Epoxidharze, Vinylchloridharze, Kolophonium modifizierte Maleinsäureharze, Phenylharze, Polyethylen, Polypropylen, Ionomerharze, Polyurethanharze, Silikonharze, Ketonharze, Ethylen-Ethylacrylatcopolymere, Xylolharze, Polyvinylbutylaldehydharze, Terpenharze, Phenolharze, und aliphatische oder alizyklische Kohlenwasserstoffharze. Diese Harze können allein oder in gemischtem Zustand verwendet werden.
Erfindungsgemäß sind Styrol-Acrylatester-basierte Harze, Styrol-Methacrylatester-basierte Harze und Polyesterharze besonders bevorzugt. Das Binderharz hat bevorzugt eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 50 bis 75°C und eine Fließerweichungstemperatur im Bereich von 100 bis 150°C.
Als färbendes Mittel kann ein bekanntes färbendes Mittel für Toner verwendet werden. Beispiele sind Ruß, Lampenschwarz, Magnetit, Titanschwarz, Chromgelb, Ultramarinblau, Anilinblau, Phthalocyaninblau, Phthalocyaningrün, Hansa Gelb G, Rhodamin 6G, Chalconölblau, Quinacridon, Benzidingelb, Bengalrosa, Malachit grünbeize, Chinolingelb, C. I. Pigmentrot 48:1, C. I. Pigmentrot 122, C. I. Pigmentrot 57:1, C. I. Pigmentrot 184, C. I. Pigmentgelb 12, C. I. Pigmentgelb 17, C. I. Pigmentgelb 97, C. I. Pigmentgelb 180, C. I. Flüssiggelb 162, C. I. Pigmentblau 5:1, und C. I. Pigmentblau 15:3. Diese Farbstoffe und Pigmente können allein oder in gemischtem Zustand verwendet werden.
Als Freisetzungsmittel kann ein bekanntes Freisetzungsmittel für Toner verwendet werden. Spezifische Beispiele sind Paraffinwachs, Mikrowachs, mikrokristallines Wachs, Candelillawachs, Karnaubawachs, Reiswachs, Montanwachs, Polyethylenwachs, Polypropylenwachs, Sauerstoff umsetzbares Polyethylenwachs, und Sauerstoff umsetzbares Polypropylenwachs. Unter diesen wird Polyethylenwachs, Polypropylenwachs, Kanaubawachs oder Esterwachs bevorzugt eingesetzt.
Als Ladungskontrollmittel kann ein bekanntes Ladungskontrollmittel für Toner verwendet werden. Spezifische Beispiele sind Ölschwarz, Ölschwarz BY, Bontron S-22 und Bontron S-34 (erhältlich von Orient Chemical Industries, Ltd.); Metallkomplexverbindung von Salicylsäure wie E-81 oder E-84 (erhältlich von Orient Chemical Industries, Ltd.), Thioindigotyppigmente, Sulfonylaminderivate von Kupferphthalocyanin, Spilon Schwarz TRH (erhältlich von Hodogaya Chemical Co., Ltd), Calixaren-basierte Verbindungen, organische Borverbindungen, quaternäre Ammoniumsalzverbindungen enthaltend Fluor, Metallkomplexverbindungen von Monoazo, Metallkomplexverbindungen von aromatischer Hydroxylcarbonsäure, Metallkomplexverbindungen von aromatische Dicarbonsäure, und Polysaccharide. Unter diesen sind achromatische oder weiße Mittel für einfarbige Toner besonders bevorzugt.
Anteile in dem durch das Pulverisierungsverfahren hergestellten Toner sind für das Färbemittel: 0,5–15 Gewichtsteile, bevorzugt 1–10 Gewichtsteile, das Freisetzungsmittel: 1–10 Gewichtsteile, bevorzugt 2,5–8 Gewichtsteile, und das Ladungskontrollmittel: 0,1–7 Gewichtsteile, bevorzugt 0,5–5 Gewichtsteile relativ zu 100 Gewichtsteilen des Binderharzes.
In dem erfindungsgemäßen durch ein Pulverisationsverfahren hergestellten Toner wird der Toner bevorzugt kugelförmig gemacht, um die Transfereffizienz zu verbessern. Zum Beispiel kann durch Verwendung einer Turbomühle (erhältlich von Turbo Mill Industries, Ltd.) bekannt als Maschine, die es ermöglicht, den Toner in relativ sphärische Teilchen zu pulverisieren, der Grad der Rundheit maximal 0,93 sein. Alternativ kann durch Verwenden einer Heißluftvorrichtung zum kugelförmig Machen (erhältlich von Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.) bei der Behandlung nach Pulverisierung der Grad der Rundheit maximal 1,00 sein.
Es sollte beachtet werden, dass der mittlere Teilchendurchmesser und der Grad der Rundheit der Tonerteilchen in der vorliegenden Erfindung durch einen Partikelanalysator (FPIA2100 erhältlich von Sysmex Corporation) gemessene Werte sind.
Der polymerisierte Toner kann durch das Suspensionspolymerisationsverfahren, das Emulsionspolymerisationsverfahren oder das Dispersionspolymerisationsverfahren hergestellt werden. Bei der Suspensionspolymerisation wird eine Monomerverbindung durch Schmelzen oder Dispergieren eines polymerisierbaren Monomers, eines färbenden Mittels, eines Freisetzungsmittels und falls nötig eines Farbstoffs, eines Polymerisationsinhibitors, eines Vernetzungsmittels, eines Ladungskontrollmittels und anderer Additive hergestellt. Durch Zugabe der Monomerverbindung in eine wässrige Phase enthaltend einen Suspensionsstabilisator (wasserlösliches Polymer, schlecht wasserlösliches anorganisches Material) unter Rühren wird die Monomerverbindung granuliert und polymerisiert, wodurch einfarbige Tonerteilchen mit einer gewünschten Teilchengröße gebildet werden.
Bei der Emulsionspolymerisation werden ein Monomer, ein Freisetzungsmittel und, falls nötig, ein Polymerisationsinitiator, ein Emulgator (oberflächenaktives Mittel) und ähnliche in Wasser dispergiert und polymerisiert. Während der Koagulation werden ein färbendes Mittel, ein Ladungskontrollmittel und ein Koagulans (Elektrolyt) zugegeben, wodurch einfarbige Tonerpartikel mit einer gewünschten Teilchengröße gebildet werden.
Unter den Materialien für das Polymerisationsverfahren können das färbende Mittel, das Freisetzungsmittel und das Ladungskontrollmittel die gleichen Materialien wie für den durch das Pulverisationsverfahren hergestellten Toner sein.
Als polymerisierbares Monomer kann ein bekanntes Monomer der Vinylserie verwendet werden. Beispiele schließen ein: Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, α-Methylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Ethylstyrol, Vinyltoluol, 2,4-Dimethylstyrol, p-n-Butylstyrol, p-Phenylstyrol, p-Chlorstyrol, Divinylbenzol, Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, Hydroxyethylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Phenylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Zimtsäure, Ethylenglycol, Propylenglycol, Maleinsäureanhydrid, Phtalsäureanhydrid, Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid, Vinylfluorid, Vinylacetat, Vinylpropylen, Acrylonitril, Methacrylonitril, Vinylmethylether, Vinylethylether, Vinylketon, Vinylhexylketon, und Vinylnaphthalin.
Beispiele von fluorhaltigen Monomeren sind 2,2,2-Trifluorethylacrylat, 2,2,3,3-Tetrafluoropropylacrylat, Vinylidenfluorid, Ethylentrifluorid, Ethylentetrafluorid, und Trifluoropropylen. Diese sind erhältlich, da die Fluoratome zur Kontrolle der negativen Ladung wirksam sind.
Beispiele des Emulgators (oberflächenaktiven Mittels) sind Dodecylbenzolsulfonsäurenatrium, Natriumtetradecylsulfat, Pentadecylnatriumsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat, Calciumoleat, Dodecylammoniumchlorid, Dodecylammoniumbromid, Dodecyltrimethylammoniumbromid, Dodecylpyridiniumchlorid, Hexadecyltrimethylammoniumbromid, Dodecylpolyoxyethylenether, Hexadecylpolyoxyethylenether, Laurylpolyoxyethylenether, und Sorbitanmonooleatpolyoxyethylenether.
Beispiele des Polymerisationsinitiators schließen Kaliumpersulfat, Natriumpersulfat, Ammoniumpersulfat, Wasserstoffperoxid, 4,4'-Azobis-cyanovaleriansäure, t-Butylhydroperoxid, Benzoylperoxid, und 2,2'-Azobis-isobutyronitril ein.
Beispiele des Koagulanses (Elektrolyts) schließen Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Lithiumchlorid, Magnesiumchlorid, Calciumchlorid, Natriumsulfat, Kaliumsulfat, Lithiumchlorid, Magnesiumsulfat, Calciumsulfat, Zinksulfat, Aluminiumsulfat, und Eisensulfat ein.
Es wird beschrieben, wie der Grad der Rundheit des durch die Polymerisation hergestellten Toners eingestellt wird. Beim Emulsionspolymerisationsverfahren kann der Grad der Rundheit durch Kontrolle der Temperatur und Zeit im Koagulationsverfahren der Sekundärteilchen frei verändert werden. Der Grad der Rundheit ist im Bereich von 0,94 bis 1.00. Das Suspensionspolymerisationsverfahren ermöglicht es, perfekt sphärische Tonerteilchen herzustellen. Der Grad der Rundheit ist in einem Bereich von 0,98 bis 1,00. Durch Erwärmen der Tonerteilchen bei einer Temperatur höher als der Glasübergangstemperatur des Toners, um sie zum Einstellen der Rundheit zu deformieren, kann der Grad der Rundheit in einem Bereich von 0,94 bis 0,98 frei eingestellt werden.
Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser des Toners beträgt bevorzugt 9 μm oder weniger, bevorzugter 8 μm bis 4,5 μm. Bei einem Toner mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser größer als 9 μm sollte die Reproduzierbarkeit der Auflösung im Vergleich zu einem Toner mit kleinem Teilchendurchmesser erniedrigt sein, wenn ein latentes Bild mit hoher Auflösung von 1200 dpi oder mehr erzeugt wird. Bei einem Toner mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 4,5 μm oder kleiner ist das Kontrastverhältnis des Toners erniedrigt und ein Anstieg der Menge an externem Additiv zur Verbesserung der Fließfähigkeit ist unvermeidlich, so dass es eine Tendenz gibt, die Fixiereigenschaft zu verschlechtern. Daher sind diese Toner unvorteilhaft.
Nun werden die externen Additive beschrieben. Die erfindungsgemäßen Tonerteilchen enthalten als externe Additive Siliziumdioxidteilchen und modifizierte Siliziumdioxidteilchen, deren Oberflächen mit Oxid oder Hydroxid wenigstens eines Metalls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium modifiziert sind. Die modifizierten Siliziumdioxidteilchen sind mit 1,5-fach oder weniger bezogen auf das Gewicht relativ zu den Siliziumdioxidteilchen enthalten.
Die Siliziumdioxidteilchen können aus einer Siliziumhalogenidverbindung durch ein Trockenverfahren hergestellte Teilchen oder aus einer Siliziumhalogenidverbindung in Flüssigkeit durch ein Nassverfahren abgeschiedene Teilchen sein.
Der mittlere Teilchendurchmesser der Primärteilchen der Siliziumdioxidteilchen beträgt bevorzugt 7 nm bis 40 nm, bevorzugter 10 nm bis 30 nm. Siliziumdioxidteilchen, deren mittlerer Teilchendurchmesser der Primärteilchen weniger als 7 nm beträgt, werden einfach in Tonermutterteilchen eingebettet und einfach negativ aufgeladen. Andererseits haben Siliziumdioxidteilchen, deren mittlerer Teilchendurchmesser der Primärteilchen 40 nm übersteigt, eine schlechtere Wirkung zum Verleihen von Fließfähigkeit an die Tonermutterteilchen, was die gleichmäßige negative Aufladung des Toners schwierig macht. Im Ergebnis gibt es die Tendenz, die Menge an Tonerteilchen, die umgekehrt geladen, d. h. positiv geladen sind, zu erhöhen.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass Siliziumdioxidteilchen mit unterschiedlichen zahlenmittleren Primärteilchenverteilungen verwendet und gemischt werden. Das Einschließen von externen Additiven mit großen Teilchendurchmessern hindert die externen Additive daran, in die Tonerteilchen eingebettet zu werden, während Siliziumdioxidteilchen mit kleinem Durchmesser die gewünschte Fließfähigkeit bereitstellen.
Konkret beträgt der zahlenmittlere Primärteilchendurchmesser von unilateralem Siliziumdioxid bevorzugt 5 nm bis 20 nm, bevorzugter 7 nm bis 16 nm, während der mittlere Primärteilchendurchmesser des anderen Siliziumdioxids 30 nm bis 50 nm, bevorzugter 30 nm bis 40 nm beträgt.
Der Teilchendurchmesser der externen Additive wird mittels eines mit einem Elektronenmikroskop erzeugten Bilds beobachtet und gemessen. Der zahlenmittlere Teilchendurchmesser wird als der mittlere Teilchendurchmesser definiert.
Diese in der vorliegenden Erfindung als externe Additive verwendeten Siliziumdioxidteilchen werden bevorzugt durch eine hydrophobe Behandlung mit einem Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel, einem höheren Fett, Silikonöl, bearbeitet. Beispiele schließen Dimethyldiclorosilan, Octyltrimethylchlorosilan, Hexamethyldisilan, Silikonöl, Octyltrichlorosilan, Decyltrichlorosilan, Nonyltrichlorosilan, (4-Iso-Propylphenyl)-trichlorosilan, (4-t-Butylphenyl)-trichlorosilan, Dipentyldichlorosilan, Dihexyldichlorosilan, Dioctyldichlorosilan, Dinonyldichlorosilan, Didecyldichlorosilan, Didodecyldichlorosilan, 4-t-Butylphenyl)-octyldichlorosilan, Didecenyldichlorosilan, Dinonethyldichlorosilan, Di-2-Ethylhexyldichlorosilan, Di-3,3-dimethylpentyldichlorosilan, Trihexylchlorosilan, Trioctylchlorosilan, Tridecylchlorosilan, Dioctylmethylchlorosilan, Octyldimethylchlorosilan, und (4-Iso-Prophylphenyl)-Diethyl-Chlorosilan ein.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Siliziumdioxidteilchen und modifizierten Siliziumdioxidteilchen, deren Oberflächen mit einer Metallverbindung modifiziert sind, zusammen verwendet werden, so dass die modifizierten Siliziumdioxidteilchen in einer vorbestimmten Menge relativ zu den Siliziumdioxidteilchen verwendet werden. Die modifizierten Siliziumdioxidteilchen sind Siliziumdioxidteilchen mit einer spezifischen Oberfläche von 50–400 m²/g, die mit Hydroxid oder Oxid von zumindest einem aus der Gruppe bestehend aus Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium beschichtet sind.
Pro 100 Gewichtsteilen der Siliziumdioxteilchen werden 1–30 Gewichtsteile des zuvor erwähnten Hydroxids oder Oxids verwendet, um die Siliziumdioxidteilchen zu beschichten und aufzuschlämmen. Dann werden die Feststoffe in der Aufschlämmung mit 3–50 Gewichtsteilen Alkoxysilan beschichtet danach mit Alkali neutralisiert und filtriert, gereinigt, getrocknet und pulverisiert, wodurch das modifizierte Siliziumdioxid erhalten wird. Die feinen Siliziumdioxidteilchen, die verwendet werden, um das modifizierte Siliziumdioxid zu erhalten, können Teilchen aus dem Nassverfahren oder Teilchen aus dem Dampfphasenverfahren sein.
Das Material zur Modifikation der Oberflächen der Siliziumdioxidteilchen kann eine wässrige Lösung enthaltend zumindest eines von Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium sein. Beispiele schließen Titansulfat, Titantetrachlorid, Zinnchlorid, Eisen-(III)-sulfat, Zirkoniumoxychlorid, Zirkoniumsulfat, Zirkoniumnitrat, Aluminiumsulfat, und Natriumaluminat ein.
Die Oberflächenmodifikation der Siliziumdioxidteilchen mit dem Metalloxid oder -hydroxid wird durch Behandeln der Aufschlämmung der Siliziumdioxidteilchen mit einer wässrigen Lösung der Metallverbindungen durchgeführt. Die Behandlungstemperatur liegt bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 90°C.
Dann wird die hydrophobe Behandlung durch Beschichten des Siliziumdioxids mit Alkoxysilan durchgeführt. Die hydrophobe Behandlung wird wie folgt durchgeführt. Nach Einstellen des pHs der Aufschlämmung auf 2 bis 6, bevorzugt 3–6, werden 30 bis 50 Gewichtsteile von zumindest einer Art Alkoxysilan zu 100 Gewichtsteilen Siliziumdioxidteilchen gegeben. Die Aufschlämmungstemperatur ist 20 bis 100°C, bevorzugt 30 bis 70°C, und die hydrolytische Spaltung und Kondensationsreaktion werden durchgeführt, wodurch die hydrophobe Behandlung erreicht wird.
Nach Zugabe des Alkoxysilans ist es bevorzugt, die Kondensationsreaktion durch Einstellen des pHs auf 4–9, bevorzug 5–7, nach Rühren der Aufschlämmung durchzuführen. Für die Einstellung des pHs, können Natriumhydrat, Kaliumhydroxid, Ammoniakwasser oder Ammoniakgas eingesetzt werden. Auf diese Weise können stabile feine Teilchen, die gleichmäßig hydrophob behandelt sind, erhalten werden.
Danach können durch Filtern, Waschen und Trocknen der Aufschlämmung modifizierte feine Siliziumdioxidteilchen erhalten werden.
Die Trocknungstemperatur liegt in einem Bereich von 100 bis 190°C, bevorzugt 110 bis 170°C. Eine Temperatur niedriger als 100°C ist unvorteilhaft, da sie zu schlechter Trocknungseffizienz und einem niedrigen Hydrophobiegrad führt. Andererseits ist eine Temperatur, die 190°C übersteigt, auch unvorteilhaft, da sie zu Allochroismus auf Grund von chemischer Zersetzung der Kohlenwasserstoffradikale und zu einem niedrigen Hydrophobiegrad führt.
Die hydrophobe Behandlung kann durch Beschichten der Siliziumdioxidteilchen unter Verwendung eines Henschel-Mischers nach Zugabe des Alkoxysilans zu den modifizierten Siliziumdioxidteilchen durchgeführt werden.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Menge dieser externen Additive 0,05 bis 2 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Tonermutterteilchen beträgt.
Eine Menge von weniger als 0.05 Gewichtsteilen kann den Effekt des Verleihens der Fließfähigkeit und den Effekt des Verhinderns der übermäßigen Aufladung nicht zeigen, während eine Menge, die 2 Gewichtsteile übersteigt, die Ladungsmenge der negativen Ladung erniedrigt und die Menge des positiv geladenen Toners, d. h. des umgekehrt geladenen Toners, erhöht, wodurch die Menge des Nebeltoners und die Menge des umgekehrt übertragenen Toners erhöht werden.
1 zeigt ein Beispiel eines Kontaktentwicklungsverfahrens in einer Bilderzeugungsvorrichtung, die einen erfindungsgemäßen Toner verwendet. Der Photorezeptor 1 ist eine photoempfindliche Trommel, die 24–86 mm Durchmesser hat und mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 60–300 mm/sec rotiert. Nachdem die Oberfläche des Photorezeptors 1 durch eine Koronaentladungsvorrichtung 2 gleichmäßig negativ aufgeladen ist, wird der Photorezeptor 1 durch eine Belichtungsvorrichtung 3 gemäß der aufzuzeichnenden Information belichtet. Auf diese Weise wird ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt.
Die Entwicklungsvorrichtung 10 ist eine Einkomponentenentwicklungsvorrichtung, die einen nichtmagnetischen Einkomponenten-Toner T auf den organischen Photorezeptor liefert, um das latente elektrostatische Bild auf dem organischen Photorezeptor umgekehrt zu entwickeln, wodurch ein sichtbares Bild gebildet wird. Der nichtmagnetische Einkomponenten-Toner T ist in dem Entwicklungsmittel untergebracht. Der Toner wird der Entwicklungswalze 9 durch eine Zuführwalze 7 zugeführt, die entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in 1 gezeigt, rotiert. Die Entwicklungswalze 9 rotiert entgegen der Uhrzeigerrichtung während sie den Toner T, zugeführt durch die Zuführwalze 7, auf der Oberfläche davon hält, um den Toner T zum Kontaktteil mit dem organischen Photorezeptor zu tragen, wodurch das latente elektrostatische Bild auf dem organischen Photorezeptor 1 sichtbar gemacht wird.
Die Entwicklungswalze 9 kann eine Walze hergestellt aus einem Metallrohr mit einem Durchmesser von 16–24 mm sein, dessen Oberfläche durch Platieren oder Strahlen behandelt ist oder das an seiner peripheren Oberfläche mit einer leitfähigen elastischen Schicht hergestellt aus Butadienkautschuk, Styrol-Butadienkautschuk, Ethylenpropylenkautschuk, Polyurethankautschuk oder Silikonkautschuk ausgebildet ist, so dass es einen Volumenwiderstand von 10⁴ bis 10⁸ Ω cm und eine Härte von 40 bis 70°C (Asker A Härte) hat. Eine Entwicklungsvorspannung wird über den Schaft des Rohrs von einer Stromquelle (nicht gezeigt) an die Entwicklungswalze 9 angelegt. Die gesamte Entwicklungsvorrichtung 10 bestehend aus der Entwicklungswalze 9, der Tonerzuführwalze 7 und der Tonerregulierungsklinge 8 kann gegen den organischen Photorezeptor mittels einer Vorspannvorrichtung, wie einer Feder (nicht gezeigt), mit einer Anpresskraft von 19,6 bis 98,1 N/m, bevorzugt 24,5 bis 68,6 N/m, vorgespannt sein, um eine Walzenspaltbreite von 1 bis 3 mm zu haben.
Die Regulierungsklinge 8 wird durch Aufkleben von Gummispitzen auf Edelstahl, Phosphorbronze, eine Gummiplatte, oder ein Metallblech gebildet. Die Regulierungsklinge ist gegenüber der Entwicklungswalze mittels einer Vorspannvorrichtung, wie einer Feder, (nicht gezeigt) vorgespannt oder besitzt selbst als elastisches Teil eine Vorspannung mit einer Linearlast von 245 bis 490 mN/cm, um eine Tonerschicht auf der Entwicklungswalze so herzustellen, dass die Anzahl an Stöcken hergestellt aus Tonerteilchen 2 oder mehr wird.
Bei dem Kontaktentwicklungsverfahren wird das Dunkelpotential des Photorezeptors bevorzugt in einem Bereich von –500 V bis –700 V eingestellt, das Lichtpotential davon wird bevorzugt in einem Bereich von –50 V bis –150 V eingestellt und die Entwicklungsvorspannung wird bevorzugt in einem Bereich von –100 V bis –400 V eingestellt, aber diese sind nicht gezeigt. Die Entwicklungswalze und die Zufuhrwalze sind bevorzugt auf dem gleichen Potential.
Bei dem Kontaktentwicklungsverfahren wird die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungswalze, die sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, bevorzugt so eingestellt, dass sie ein Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit von 1,2 bis 2,5, bevorzugt 1,5 bis 2,2, relativ zu der des organischen Photorezeptors hat, der im Uhrzeigersinn rotiert. Daher werden sogar Tonerteilchen mit kleinem Durchmesser zuverlässig der triboelektrischen Kontaktaufladung mit dem organischen Photorezeptor unterworfen.
Obwohl es keine spezielle Beschränkung des Verhältnisses zwischen der Arbeitsfunktion der Regulierungsklinge und der Entwicklungswalze und der Arbeitsfunktion des Toners gibt, ist es bevorzugt, dass die Arbeitsfunktionen der Regulierungsklinge und der Entwicklungswalze jeweils so eingestellt werden, dass sie kleiner sind als die Arbeitsfunktion des Toners. In diesem Fall wird der Toner, der sich in Kontakt mit der Regulierungsklinge befindet, negativ aufgeladen, wodurch eine weitere gleichmäßige negative Aufladung des Toners erreicht wird. Eine Spannung kann an der Regulierungsklinge 8 angelegt werden, um eine Ladungsinjektion auf den Toner durchzuführen, wodurch die Ladung des Toners kontrolliert wird.
Nun wird das Zwischentransfermedium in der erfindungsgemäßen Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben. In 1 wird das Zwischentransfermedium 4 zwischen den Photorezeptor 1 und die Haltewalze 6 eingeführt. Dabei wird eine Spannung angelegt, wodurch das sichtbare Bild auf dem Photorezeptor 1 auf das Zwischentransfermedium überführt wird, um ein Tonerbild auf dem Zwischentransfermedium zu erzeugen. Restliche Tonerteilchen, die nach dem Transfer auf dem Photorezeptor verbleiben, werden durch die Reinigungsklinge 5 entfernt, und die elektrostatische Ladung auf dem Photorezeptor wird durch eine Löschlampe ausgelöscht, wodurch der Photorezeptor wiederverwendbar sein kann. Die erfindungsgemäße Bilderzeugungsvorrichtung kann umgekehrt geladene Tonerteilchen verhindern, wodurch die Menge der Tonerteilchen, die auf dem Photorezeptor verbleiben und so die Größe des Reinigungstonerbehälters reduziert werden.
In dem Fall, dass das Zwischentransfermedium eine Transfertrommel oder ein Transferband ist, wird bevorzugt eine Spannung in einem Bereich von +250 V bis +600 V als primäre Transferspannung an die leitende Schicht des Zwischentransfermediums angelegt. Eine Spannung in einem Bereich von +400 bis +2800 V wird bevorzugt als sekundäre Transferspannung zum Durchführen des sekundären Transfers auf das Empfangsmedium, wie ein Papier, angelegt.
Das Zwischentransfermedium kann eine Transfertrommel oder ein Transferband sein. Das Transferband kann in zwei Typen eingeteilt werden, die Substrate hergestellt aus voneinander unterschiedlichen Materialen verwenden. Eine ist ein Typ umfassend eine Folie oder ein Blatt hergestellt aus Harz mit einer Transferschicht als Außenschicht davon, und der andere ist ein Typ umfassend ein Substrat aus elastischem Material mit einer Transferschicht als Außenschicht davon. Im Falle, dass der Photorezeptor eine feste Trommel umfasst, zum Beispiel eine Trommel hergestellt aus Aluminium, und eine organische photoempfindliche Schicht auf der Trommel gebildet ist, kann die Transfertrommel ein Typ umfassend ein festes Trommelsubstrat, hergestellt aus Aluminium oder ähnlichem, und eine elastische Transferschicht als Außenschicht gebildet auf dem Trommelsubstrat sein. Im Falle, dass der Photorezeptor ein so genannter „elastischer Photorezeptor" ist, d. h. ein band-ähnliches Substrat oder ein elastisches Substrat hergestellt aus Gummi und eine auf dem Substrat gebildete photoempfindliche Schicht umfasst, kann die Transfertrommel ein Typ sein, der ein festes Trommelsubstrat hergestellt aus Aluminum oder ähnlichem und eine Transferschicht als Außenschicht, die direkt oder über eine leitfähige Zwischenschicht auf dem Trommelsubstrat abgeschieden ist, umfasst.
Als Substrat kann ein bekanntes leitendes oder isolierendes Substrat verwendet werden. Im Falle des Transferbandes liegt der Volumenwiderstand bevorzugt in einem Bereich von 10⁴ bis 10¹² Ω cm, bevorzugt 10⁶ bis 10¹¹ Ω cm.
In Bezug auf das Material und das Verfahren zur Bildung einer Folie oder eines Blattes wird ein Material, das durch Dispergieren eines leitenden Materials, wie eines leitenden Rußes, leitenden Titanoxids, leitenden Zinnoxids, oder leitenden Siliziumdioxids, in einen Konstruktionskunststoff, wie modifizierten Polyimid, wärmehärtendes Polyimid, Polycarbonat, Ethylentetrafluorethylencopolymer, Polyvinylidenfluorid oder eine Nylonlegierung, hergestellt wird, zu einem halbleitenden Foliensubstrat mit einer Dicke von 50–500 μm extrudiert oder geformt, wodurch ein nahtloses Substrat gebildet wird. Ferner wird eine Oberflächenschutzschicht zur Reduktion der Oberflächenenergie und zum Verhindern des Filmbildens des Toners auf der Außenoberfläche durch Beschichten von Fluor mit einer Dicke von 5 bis 50 um.
Das Beschichtungsverfahren der Oberflächenschutzschicht kann ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Ringbeschichtungsverfahren, ein Sprühbeschichtungsverfahren oder ein anderes Beschichtungsverfahren sein. Um das Reißen an den Rändern und die Dehnung und die Serpentinenbewegung des Transferbandes zu verhindern, werden Streifen von Polyethylenterephthalatfolien mit einer Dicke von 80 μm oder Rippen aus Polyurethangummi mit den Rändern des Transferbandes verbunden.
Im Falle, dass das Substrat aus einer Folie oder einem Blatt hergestellt ist, werden die Enden der Folie oder des Blattes ultraschallverschweißt, um ein Band zu bilden. Wie konkret beschrieben, werden eine leitende Schicht und eine Außenschicht auf einem Blatt oder einer Folie vor dem Ultraschallschweißen gebildet, um ein Transferband mit den gewünschten Eigenschaften zu bilden. Im Fall der Verwendung einer Polyethylenterephthalatfolie mit einer Dicke von 60 bis 150 μm als isolierendem Substrat wird konkreter Aluminium auf der Oberfläche der Folie abgeschieden, eine leitfähige Zwischenschicht bestehend aus einem leitenden Material, wie Ruß, und Harz wird ferner, falls nötig, aufgebracht, und eine halbleitfähige Außenschicht hergestellt aus Polyurethanharz, Fluorharz oder leitfähigem Material mit einem Oberflächenwiderstand höher als dem der Zwischenschicht wird gebildet, wodurch das Transferband erzeugt wird. In dem Fall, dass es einer Widerstandsschicht, die zum Trocknen keine große Menge Wärme braucht, ermöglicht wird, sich zu bilden, kann die Widerstandsschicht nach dem Ultraschallschweißen der Folie mit der Aluminiumabscheidung erzeugt werden.
In Bezug auf das Material und das Verfahren zur Bildung eines elastischen Substrats aus Gummi oder ähnlichem wird ein Material, das durch Dispergieren des zuvor erwähnten leitfähigen Materials in Silikonkautschuk, Polyurethankautschuk, Nitrilkautschuk oder Ethylenpropylenkautschuk hergestellt wird, zu einem halbleitendes Gummiband mit einer Dicke von 0,8 bis 2,0 mm extrudiert oder geformt.
Danach wird die Oberfläche des Bandes mit einem Schleifmittel, wie Sandpapier, oder einem Poliermittel bearbeitet, damit sie die gewünschte Oberflächenrauheit hat. Obwohl es ohne zusätzliche Schicht verwendet werden kann, kann ferner ähnlich dem obigen Fall eine Oberflächenschutzschicht darauf gebildet werden.
Die Transfertrommel hat bevorzugt einen Volumenwiderstand von 10⁴ bis 10¹² Ω cm, bevorzugt 10⁷ bis 10¹¹ Ω cm. Als Verfahren zur Bildung einer Transfertrommel wird ein leitfähiges elastisches Substrat durch Bilden einer leitfähigen Zwischenschicht aus einem elastischen Material auf einem Metallzylinder aus Aluminium oder ähnlichem hergestellt. Ferner wird eine halbleitende Oberflächenschutzschicht zur Reduzierung der Oberflächenenergie und Verhinderung des Filmbildens von Toner zum Beispiel durch Beschichten von Fluor auf eine Dicke von 5 bis 50 μm hergestellt.
Als Verfahren zur Erzeugung eines leitfähigen elastischen Substrats wird ein leitendes Gummimaterial durch Mischen, Kneten und Dispergieren eines leitfähigen Materials, wie Ruß, leitendes Titanoxid, leitendes Zinnoxid oder leitendes Siliziumdioxid, in ein Gummimaterial, wie Silikonkautschuk, Polyurethankautschuk, Nitrilkautschuk (NBR) oder Ethylenpropylenkautschuk (EPDM), Butadienkautschuk, Styrol-Butadienkautschuk, Isoprenkautschuk, Chloroprenkautschuk, Butylkautschuk, Epichlorohydrinkautschuk oder Fluorkautschuk, hergestellt. Das leitfähige Gummimaterial wird fest auf einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 90 bis 180 mm gewickelt und dann geschliffen, so dass es eine Dicke von 0,8 bis 6 mm und einen Volumenwiderstand von 10⁴ bis 10¹⁰ Ω cm hat. Danach wird eine halbleitfähige Außenschicht hergestellt aus Polyurethanharz, Fluorharz, leitfähigem Material und feinen Fluorteilchen gebildet, so dass sie eine Dicke von 15–40 μm hat, wodurch eine Transfertrommel mit einem gewünschten Volumenwiderstand von 10⁷ bis 10¹¹ Ω cm gebildet wird. An diesem Punkt ist die Oberflächenrauheit bevorzugt 1 μm (Ra) oder weniger. Als alternatives Verfahren wird ein halbleitfähiger Schlauch hergestellt aus Fluorharz oder ähnlichem auf ein auf die gleiche Weise wie oben beschrieben gebildetes leitfähiges elastisches Substrat geschoben und durch Wärme geschrumpft, wodurch eine Transfertrommel mit einer gewünschten Außenschicht und einem gewünschten elektrischen Widerstand gebildet wird.
2 zeigt ein Beispiel einer Bilderzeugungsvorrichtung eines Typs, der das Nichtkontaktentwicklungsverfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Toners einsetzt. Bei diesen Verfahren liegen die Entwicklungswalze 9 und der Photorezeptor 1 einander gegenüber, so dass sie einen Entwicklungsspalt „d" dazwischen haben. Der Entwicklungsspalt liegt bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 350 μm. In Bezug auf die Entwicklungsvorspannung ist die Spannung eines Gleichstroms bevorzugt in einem Bereich von –200 bis –500 V und die eines auf den Gleichstrom gelegten Wechselstroms bevorzugt in einem Bereich von 1,5 bis 3,5 kHz mit einer P-P Spannung in einem Bereich von 1000 bis 1800 V, aber diese ist nicht gezeigt. Bei dem Nichtkontaktentwicklungsverfahren wird die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungswalze, die sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, bevorzugt so eingestellt, dass sie ein Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit von 1,0 bis 2,5, bevorzugt 1,2 bis 2,2, relativ zu der des organischen Photorezeptors, der sich im Uhrzeigersinn dreht, hat.
Die Entwicklungswalze 9 dreht sich wie in 2 gezeigt entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei sie den Toner T, der durch die Zuführwalze 7 zugeführt wird, darauf anhaftend hält, um den Toner T auf einen dem organischen Photorezeptor gegenüberliegenden Teil zu tragen. Durch Anlegen einer Vorspannung, die aus einem über einen Gleichstrom gelegtem Wechselstrom besteht, an den gegenüberliegenden Teil zwischen dem organischen Photorezeptor und der Entwicklungswalze schwingt der Toner T zwischen der Oberfläche der Entwicklungswalze und der Oberfläche des organischen Photorezeptors, wodurch das Bild entwickelt wird. Erfindungsgemäß haften Tonerteilchen während des Schwingens des Toners T zwischen der Oberfläche der Entwicklungswalze und der Oberfläche des organischen Photorezeptors an dem Photorezeptor, wodurch Tonerteilchen mit kleinem Teilchendurchmesser so beeinflusst werden, dass sie negativ geladen werden, und dies kann die Menge an Nebeltonerteilchen reduzieren.
Das Zwischentransfermedium wird zwischen den Photorezeptor 1 mit dem sichtbaren Bild und die Haltewalze 6 eingeführt. Dabei liegt die Anpresskraft des Zwischentransfermediums an den Photorezeptor 1 durch die Haltewalze 6 bevorzugt in einem Bereich von 24,5 bis 58,8 N/m, bevorzugt von 34,3 bis 49 N/m, was um etwa 30% mehr als beim Kontaktentwicklungsverfahren ist.
Dies stellt den Kontakt zwischen den Tonerteilchen und dem Photorezeptor sicher, wodurch die Tonerteilchen so beeinflusst werden, dass sie negativ geladen sind, um die Transfereffizienz zu verbessern.
Die anderen Teile der Bilderzeugungsvorrichtung eines Typs, der das Nichtkontaktentwicklungsverfahren einsetzt, sind die gleichen wie diejenigen der Bilderzeugungsvorrichtung eines Typs, der das Kontaktentwicklungsverfahren einsetzt.
Durch Kombination von Entwicklungsvorrichtungen zum Durchführen der in 1 oder 2 gezeigten Entwicklungsverfahren mit entsprechenden Vierfarbtonern (Entwicklern) aus Gelb Y, Cyan C, Magenta M und Schwarz K und dem Photorezeptor kann eine Vorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage ist ein Vollfarbbild zu erzeugen.
Nun wird eine Bilderzeugungseinrichtung, an die erfindungsgemäße negativ aufladbare Trockentyptoner angepasst sind, beschrieben.
3 zeigt ein Beispiel einer Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung vom Vierzyklentyp.
In 3 bezeichnet das Bezugszeichen 100 einen Einsatz für einen Träger des latenten Bildes, in den eine Trägereinheit für das latente Bild eingebaut ist. In diesem Beispiel wird der Photorezeptoreinsatz so ausgestattet, dass die Photorezeptor- und Entwicklungseinheiten separat installiert werden können. Der elektrophotographische Photorezeptor (Träger für das latente Bild) 140 wird durch ein geeignetes Antriebsmittel (nicht gezeigt) in Richtung des Pfeils gedreht. Entlang der Rotationsrichtung um den Photorezeptor 140 sind eine Aufladewalze 160 als Auflademittel, Entwicklungsvorrichtungen 10 (Y, M, C, K) als Entwicklungsmittel, eine Zwischentransfervorrichtung 30 und ein Reinigungsmittel 170 angeordnet.
Die Aufladewalze 160 ist mit der Außenoberfläche des Photorezeptors 140 in Kontakt, um die Außenoberfläche desselben gleichmäßig aufzuladen. Die gleichmäßig aufgeladene Außenoberfläche des Photorezeptors 140 ist dem selektiven Licht L1 entsprechend der gewünschten Bildinformation durch eine Belichtungseinheit 40 ausgesetzt, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild auf dem Photorezeptor 140 erzeugt wird. Das latente elektrostatische Bild wird mit den Entwicklern durch die Entwicklungsvorrichtungen 10 entwickelt.
Die Entwicklungsvorrichtungen 10 sind eine Entwicklungsvorrichtung 10Y für Gelb, eine Entwicklungsvorrichtung 10M für Magenta, eine Entwicklungsvorrichtung 10C für Cyan und eine Entwicklungsvorrichtung 10K für Schwarz. Diese Entwicklungsvorrichtungen 10V, 10C, 10M, 10K können schwingen, so dass die Entwicklungswalze 9 nur einer der Entwicklungsvorrichtungen selektiv in Anpresskontakt mit dem Photorezeptor 140 steht. Diese Entwicklungsvorrichtungen 10 halten negativ aufgeladene Toner auf den entsprechenden Entwicklungswalzen. Jede Entwicklungsvorrichtung 10 liefert einen der Toner aus Gelb Y, Magenta M, Cyan C und Schwarz K auf die Oberfläche des Photorezeptors 140, wodurch das latente elektrostatische Bild auf den Photorezeptor 140 entwickelt wird. Jede Entwicklungswalze 9 besteht auf einer harten Walze, z. B. einer Metallwalze, die so bearbeitet ist, dass sie eine raue Oberfläche hat. Das entwickelte Tonerbild wird auf ein Zwischentransferband 36 der Zwischentransfervorrichtung 30 überführt. Das Reinigungsmittel 170 umfasst eine Reinigungsklinge zum Abkratzen von Tonerteilchen, die auf der Außenoberfläche des Photorezeptors 140 nach dem Transfer anhaften, und ein Toneraufnahmeteil zum Empfang der durch die Reinigungsklinge abgekratzten Tonerteilchen.
Die Zwischentransfervorrichtung 30 umfasst eine Triebwalze 31, vier angetriebene Walzen 32, 33, 34, 35 und das endlose Zwischentransferband 36, das mit einiger Spannung um diese Walzen gelegt ist. Die Antriebswalze 31 hat ein Getriebe (nicht gezeigt), das an einem Ende davon fixiert ist, und das Getriebe greift in das Antriebsgetriebe des Photorezeptors 140 ein, so dass die Antriebswalze 31 mit im Wesentlichen der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie der Photorezeptor 140 gedreht wird. Im Ergebnis wird das Zwischentransferband 36 angetrieben, so dass es mit im Wesentlichen der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie der Photorezeptor 140 in Richtung des Pfeils in 3 zirkuliert.
Die angetriebene Walze 35 ist an so einer Position angeordnet, dass das Zwischentransferband 36 durch die Spannung zwischen der Antriebswalze 31 und der angetriebenen Walze 35 selbst in Anpresskontakt mit dem Photorezeptor 140 steht, wodurch ein primärer Transferteil T1 an der Anpresskontaktstelle zwischen dem Photorezeptor 140 und dem Zwischentransferband 36 bereitgestellt wird. Die angetriebene Walze 35 ist nahe des primären Transferteils T1 an der stromaufwärts gelegenen Seite in der Drehrichtung des Zwischentransferbandes angeordnet.
An der Antriebswalze 31 ist eine Elektrodenwalze (nicht gezeigt) über das Zwischentransferband 36 angeordnet. Eine primäre Transferspannung wird an der leitenden Schicht des Zwischentransferbandes 36 über die Elektrodenwalze angelegt. Die angetriebene Walze 32 ist eine Spannungswalze zum Vorspannen des Zwischentransferbandes 36 in der Spannungsrichtung durch ein Vorspannungsmittel (nicht gezeigt). Die angetriebene Walze 33 ist eine Haltewalze zur Bereitstellung eines sekundären Transferteils T2. Eine sekundäre Transferwalze 38 ist so angeordnet, dass sie der Haltewalze 33 über das Zwischentransferband 36 gegenüberliegt. Eine sekundäre Transferspannung wird an die sekundäre Transferwalze angelegt. Die sekundäre Transferwalze kann mittels eines Verschiebemechanismus (nicht gezeigt) von dem Zwischentransferband 36 wegwandern oder mit ihm in Kontakt kommen. Die angetriebene Walze 34 ist eine Haltewalze für den Bandreiniger 39. Der Bandreiniger 39 kann mittels eines Verschiebemechanismus (nicht gezeigt) von dem Zwischentransferband 36 wegwandern oder mit ihm in Kontakt kommen.
Das Zwischentransferband 36 ist ein Zweischichtband umfassend eine leitende Schicht und eine auf der leitenden Schicht gebildete Widerstandsschicht, wobei die Widerstandsschicht mit dem Photorezeptor 140 in Anpresskontakt gebracht wird.
Die leitende Schicht wird auf einem isolierenden Substrat hergestellt aus synthetischem Harz gebildet. Die primäre Transferspannung wird durch die oben erwähnte Elektrodenwalze an die leitende Schicht angelegt. Die Widerstandsschicht wird in Bandform entlang den Seitenrändern des Bandes entfernt, so dass die entsprechenden Teile der leitenden Schicht in Bandform freigelegt werden. Die Elektrodenwalze ist in Kontakt mit den freigelegten Teilen der leitenden Schicht angeordnet. Bei der zirkulierenden Bewegung des Zwischentransferbandes 36 wird das Tonerbild auf dem Photorezeptor 140 an dem primären Transferteil T1 auf das Zwischentransferband 36 übertragen, das auf das Zwischentransferband 36 übertragene Tonerbild wird auf ein Aufzeichnungsmedium S, wie ein Papierblatt, das zwischen der sekundären Transferwalze 38 und dem Zwischentransferband an dem sekundären Transferteil T2 eingeführt wird, überführt. Das Blatt S wird aus einer Blattzuführvorrichtung 50 zugeführt und wird zu einer vorbestimmten Zeit durch ein Paar von Leitwalzen G an den sekundären Transferteil T2 geliefert. Das Bezugzeichen 51 bezeichnet eine Blattkassette und 52 bezeichnet eine Aufnahmewalze.
Das Tonerbild wird an der Fixiervorrichtung 60 fixiert und wird durch einen Entnahmeweg 70 auf ein Blatt-Tablett 81, das auf dem Gehäuse 80 des Vorrichtungskörpers ausgebildet ist, entnommen. Die Bilderzeugungsvorrichtung dieses Beispiels hat zwei separate Entnahmewege 71, 72 als Entnahmeweg 70. Nach der Fixiervorrichtung 60 wird das Blatt durch einen der Entnahmewege 71, 72 entnommen. Die Entnahmewege 71, 72 haben einen Wechselweg durch den ein Blatt, das durch die Entnahmewege 71 oder 72 läuft, zurückgeführt wird und in dem Fall, dass Bilder auf beiden Seiten des Blatts gebildet werden, durch eine Rückführwalze 73 wieder dem sekundären Transferteil T2 zugeführt wird.
Die Aktionen der Bilderzeugungsvorrichtung als ganzes werden wie folgt zusammengefasst:

(1) Wenn eine Bildinformation in eine Kontrolleinheit 90 der Bilderzeugungsvorrichtung aus einem Personalcomputer (nicht gezeigt) oder ähnlichem eingegeben wird, werden der Photorezeptor 140, die entsprechenden Walzen 9 der Entwicklungsvorrichtung 10 und das Zwischentransferband 36 angetrieben, so dass sie rotieren.
(2) Die Außenoberfläche des Photorezeptors 140 wird durch die Aufladewalze 160 gleichmäßig aufgeladen.
(3) Die gleichmäßig aufgeladene Außenoberfläche des Photorezeptors 140 wird dem selektiven Licht L1 entsprechend der Bildinformation für eine erste Farbe (z. B. Gelb) durch eine Belichtungseinheit 40 ausgesetzt, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild für Geld gebildet wird.
(4) Nur die Entwicklungswalze der Entwicklungsvorrichtung 10Y für Gelb als erster Farbe wird mit dem Photorezeptor 140 in Kontakt gebracht, um das zuvor erwähnte latente elektrostatische Bild zu entwickeln, wodurch ein Tonerbild von Gelb als der ersten Farbe auf dem Photorezeptor 140 gebildet wird.
(5) Eine primäre Transferspannung einer Polarität entgegen der Polarität des Toners wird an das Zwischentransferband 36 angelegt, wodurch das auf dem Photorezeptor 140 gebildete Tonerbild an dem primären Transferteil T1 auf das Zwischentransferband 36 überführt wird. An diesem Punkt werden die sekundäre Transferwalze 38 und der Bandreiniger 39 von dem Zwischentransferband 36 weg gehalten.
(6) Nachdem die restlichen Tonerteilchen, die auf dem Photorezeptor 140 verblieben, durch das Reinigungsmittel 170 entfernt sind, wird die Ladung auf dem Photorezeptor 140 durch das Entfernungslicht L2 aus dem Entfernungsmittel 41 entfernt.
(7) Die obigen Vorgänge (2)–(6) werden wie nötig wiederholt. D. h. entsprechend dem Druckbefehl werden die Vorgänge für die zweite Farbe, die dritte Farbe und die vierte Farbe wiederholt, und die dem Druckbefehl entsprechenden Bilder auf dem Zwischentransferband 36 übereinander gelegt.
(8) Ein Blatt S wird aus dem Blattzuführer 50 zu einer vorbestimmten Zeit zugeführt, das Tonerbild, d. h. ein durch Übereinanderlegen der vier Tonerfarben gebildetes Vollfarbbild, auf dem Zwischentransferband 36 wird auf das Blatt S mit der sekundären Transferwalze 38 unmittelbar bevor oder nachdem ein Ende des Blattes S den zweiten Transferteil T2 erreicht, nämlich zu einem Zeitpunkt, um das Tonerbild auf dem Zwischentransferband 36 auf eine gewünschte Stelle des Blattes S zu übertragen, übertragen. Der Bandreiniger 39 wird mit dem Zwischentransferband 36 in Kontakt gebracht, um die Tonerteilchen zu entfernen, die nach dem sekundären Transfer auf dem Zwischentransferband 36 verbleiben.
(9) Das Blatt S passiert durch die Fixiervorrichtung 60, wodurch das Tonerbild auf dem Blatt S fixiert wird. Danach wird das Blatt S in Richtung auf eine vorbestimmte Position getragen (in Richtung des Blatt-Tabletts 81 im Falle von einseitigem Drucken oder in Richtung der Zurückführwalze 73 über den Umschaltweg 71 oder 72 im Fall von zweiseitigem Druck).

Bei der erfindungsgemäßen Bilderzeugungseinrichtung können die Entwicklungswalzen und das Zwischentransfermedium 36 mit dem Photorezeptor 140 in Kontakt gerechnet werden, und ein Nichtkontaktentwicklungsverfahren kann eingesetzt werden.
Eine schematische Vorderansicht eines in der vorliegenden Erfindung zu verwendeten Vollfarbdruckers vom Tandemtyp ist in 4 gezeigt. In diesem Fall sind der Photorezeptor und die Entwicklungseinheit in einer Einheit vereinigt, d. h. können als Prozesseinsätze in die Vorrichtung installiert sein. Obwohl dieses Beispiel von einem Typ ist, der das Kontaktentwicklungsverfahren einsetzt, kann die Vorrichtung von einem Typ, der das Nichtkontaktentwicklungsverfahren einsetzt, sein.
Die Bilderzeugungseinrichtung umfasst ein Zwischentransferband 30, das mit etwas Spannung um nur zwei Walzen, d. h. eine Antriebswalze 11 und eine angetriebene Walze 12, gelegt ist, und das angetrieben wird, um sich in Richtung eines Pfeils (in Richtung entgegen des Uhrzeigersinns) zu drehen, und vier Einfarbtonerbildererzeugungsmittel 20(Y), 20(C), 20(M), 20(K), die entlang des Zwischentransferbandes 30 angeordnet sind. Entsprechende Tonerbilder, die durch die Einfarbtonerbilderzeugungsmittel 20 gebildet werden, werden nacheinander zuerst durch die Transfermittel 13, 14, 15 bzw. 16 auf das Zwischentransferband 30 überführt. Die entsprechenden primären Transferteile sind mit T1Y, T1C, T1M und T1K bezeichnet.
Als Einfarbtonerbilderzeugungsmittel gibt es 20(Y) für Gelb, 20(M) für Magenta, 20(C) für Cyan und 20(K) für Schwarz. Jedes dieser Einfarbtonerbilderzeugungsmittel 20(Y), 20(C), 20(M), 20(K) umfasst einen Photorezeptor 21 mit einer photoempfindlichen Schicht auf seiner Außenoberfläche, eine Aufladungswalze 22 als Auflademittel zur gleichmäßigen Aufladung der Außenoberfläche des Photorezeptors 21, ein Belichtungsmittel 23 zum selektiven Belichten der Außenoberfläche des Photorezeptors 21, der durch durch die Aufladewalze 22 gleichmäßig aufgeladen ist, um ein latentes elektrostatisches Bild zu bilden, eine Entwicklungswalze 24 als Entwicklungsmittel zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes, das durch das Belichtungsmittel 23 gebildet wurde, mit Entwickler oder Toner, um ein sichtbares Bild (Tonerbild) zu bilden, und eine Reinigungsklinge 25 als Reinigungsmittel zur Entfernung von Tonerteilchen, die auf der Oberfläche des Photorezeptors 21 verbleiben, nachdem das Tonerbild auf das Zwischentransferband 30 als primären Transfermedium überführt ist.
Diese Einfarbtonerbilderzeugungsmittel 20(Y), 20(C), 20(M), 20(K) sind an losen Seiten des Zwischentransferbandes 30 angeordnet. Tonerbilder werden nacheinander auf das Zwischentransferband überführt und nacheinander auf dem Zwischentransferband 30 aufeinander gelegt, um ein Vollfarbtonerbild zu bilden. Das Vollfarbtonerbild wird sekundär an dem sekundären Transferteil T2 auf ein Aufzeichnungsmedium S, wie ein Papierblatt, überführt und wird auf dem Aufzeichnungsmedium durch Durchführen zwischen einem Paar von Fixierwalzen 61 fixiert. Danach wird das Aufzeichnungsmedium S mittels eines Paars von Entnahmewalzen 62 auf eine vorbestimmte Stelle entnommen, d. h. ein Ausgabeblatt-Tablett (nicht gezeigt). Das Bezugszeichen 51 bezeichnet eine Blattkassette zur Aufnahme von Aufzeichnungsmedien S in gestapeltem Zustand, 52 bezeichnet eine Aufnahmewalze zum Zuführen eines der Aufnahmemedien S aus der Blattkassette 51 nach dem anderen, G bezeichnet ein Paar von Leitwalzen zum Definieren des Zuführzeitpunkts des Aufzeichnungsmediums S zu dem sekundären Transferteil T2.
Das Bezugszeichen 63 bezeichnet eine sekundäre Transferwalze als sekundäres Transfermittel, die mit dem Zwischentransferband 30 zusammenarbeitet, um den sekundären Transferteil T2 dazwischen bereitzustellen, 64 bezeichnet eine Reinigungsklinge als Reinigungsmittel zur Entfernung von Tonerteilchen, die nach dem sekundären Transfer auf der Oberfläche des Zwischentransferbands 30 verbleiben. Die Reinigungsklinge 64 ist in Kontakt mit dem Zwischentransferband 30 an einer Wickelstelle des Zwischentransferbands 30 um die Antriebswalze 11, nicht die angetriebene Walze 12.
Hiernach wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Beispiele beschrieben.
Produktbeispiel des organischen Photorezeptors (OPC1)
Ein Aluminiumrohr mit 85.5 mm im Durchmesser wurde als leitfähiges Substrat verwendet. Eine Beschichtungsflüssigkeit wurde durch Lösen und Dispergieren von 6 Gewichtsteilen Nylonharz (erhältlich von Toray Industries, Inc.: CM8000) und 4 Gewichtsteilen feinen Titanoxidteilchen, die mit Aminosilan behandelt sind, in 100 Gewichtsteilen Methanol hergestellt. Die Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die periphere Oberfläche des leitfähigen Substrats mittels eines Ringbeschichtungsverfahrens aufgebracht und wurde bei einer Temperatur von 100°C 40 Minuten getrocknet, wodurch eine Grundierungsschicht mit einer Dicke von 1,5 bis 2 μm gebildet wurde.
Eine Dispersionsflüssigkeit wurde durch Dispergieren von 1 Gewichtsteil Oxytitanphthaloycyanin als Ladungserzeugungsmittel, 1 Gewichtsteil Butyralharz (erhältlich von Sekisui Chemical Col, Ltd.: BX-1), in 100 Gewichtsteilen Dichlorethan 8 Stunden mittels einer Sandmühle mit Glaskugeln von 1 mm Durchmesser hergestellt. Die Dispersionsflüssigkeit wurde auf die Grundierungsschicht mittels des Ringbeschichtungsverfahrens aufgetragen und wurde bei einer Temperatur von 80°C 20 Minuten getrocknet, wodurch eine Ladungserzeugungsschicht mit einer Dicke von 0,3 μm gebildet wurde.
Eine Flüssigkeit wurde durch Lösen von 40 Gewichtsteilen eines Ladungstransportsmaterials aus einer Styrolverbindung mit der folgenden Strukturformel (1) und 60 Gewichtsteilen Polycarbonatharz (erhältlich von Teijin Chemicals Ltd: Panlite TS) in 400 Teilen Toluol hergestellt. Die Flüssigkeit wurde auf die erhaltene Ladungserzeugungsschicht durch Tauchbeschichtung aufgebracht, so dass sie getrocknet eine Dicke von 22 μm hat, wodurch eine Ladungstransportschicht gebildet wurde. Auf diese Weise wurde ein organischer Photorezeptor (1) erhalten, der eine photoempfindliche Schicht vom Doppelschichttyp bestehend aus der Ladungserzeugungsschicht und der Ladungstransportschicht hat.
Strukturformel (1)
Ein Teststück wurde durch Ausschneiden eines Teils des erhaltenen organischen Photorezeptors hergestellt und unter Verwendung eines Oberflächenanalysators (hergestellt von Riken Keiki Co.: LtdAC-2) mit einer Strahlungsmenge von 500 nW vermessen. Die gemessene Arbeitsfunktion war 5,48 eV.
Produktbeispiel des organischen Photorezeptors (OPC2)
Ein organischer Photorezeptor (OPC2) wurde auf die gleiche Weise wie der obige organische Photorezeptor (OPC1) erhalten, außer dass ein elektrogeformtes Nickelrohr mit einer Dicke von 40 μm als das leitfähige Substrat eingesetzt wurde und eine Distyrylverbindung mit der folgenden Strukturformel (2) als das Ladungstransportmaterial eingesetzt wurde. Die Arbeitsfunktion des erhaltenen organischen Photorezeptors wurde auf die gleiche Weise wie zuvor erwähnt gemessen. Die Arbeitsfunktion war 5.50 eV.
Strukturformel (2)
Produktbeispiel der Entwicklungswalze
Ein Aluminiumrohr von 18 mm Außendurchmesser wurde durch eine Nickelplatierung von 23 μm Dicke oberflächenbehandelt, um eine Oberflächenrauheit (Ra) von 4 μm zu erhalten, wodurch eine Entwicklungswalze erhalten wurde. Die Oberfläche der erhaltenen Entwicklungswalze wurde zum Messen der Arbeitsfunktion teilweise geschnitten, und die Arbeitsfunktion wurde mit einer Strahlungsmenge von 10 nW auf die gleiche Weise wie beim organischen Photorezeptor gemessen. Die Arbeitsfunktion war 4,58 eV.
Produktbeispiel der Regulierungsklinge
Leitfähige Polyurethankautschukspitzen von 1,5 mm Dicke wurden an einer Edelstahlplatte von 80 μm Dicke durch einen leitenden Klebstoff befestigt, wodurch eine Gummiregulierungsklinge hergestellt wurde. Die Arbeitsfunktion des Polyurethankautschukteils wurde mit einer Strahlungsmenge von 500 nW auf die gleiche Weise wie beim organischen Photorezeptor gemessen. Die Arbeitsfunktion war 5 eV.
Produktbeispiel des Transferbands
Herstellung des Transfermediums 1
Eine gleichmäßig dispergierte Flüssigkeit bestehend aus 30 Gewichtsteilen Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymer, 10 Gewichtsteilen leitendem Ruß und 70 Gewichtsteilen Methanol wurden auf eine Polyethylenterephthalat-Folie von 130 μm Dicke mit darauf abgeschiedenem Aluminum durch das Walzenbeschichtungsverfahren aufgebracht, so dass sie eine Dicke von 20 μm hat, und getrocknet, um eine leitende Zwischenschicht zu bilden.
Dann wurde eine Beschichtungsflüssigkeit durch Mischen und Dispergieren der folgenden Bestandteile: 55 Gewichtsteile nichtionisches wässriges Polyurethanharz (Feststoffanteil: 62%), 11,6 Gewichtsteile Polytetrafluorethylenemulsion (Feststoffanteil: 60%), 25 Gewichtsteile leitendes Zinnoxid, 34 Gewichtsteile feine Polytetrafluorethylenteilchen (maximaler Teilchendurchmesser: 0,3 μm oder weniger), 5 Gewichtsteile Polyethylenemulsion (Feststoffanteil: 35%) und 20 Gewichtsteile Ionenaustauschwasser hergestellt. Die erhaltene Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die leitfähige Zwischenschicht durch das Walzenbeschichtungsverfahren aufgebracht, so dass sie getrocknet eine Dicke von 10 μm hat.
Das erhaltene beschichtete Blatt wurde geschnitten, so dass es eine Länge von 540 mm hat. Die Enden des ausgeschnittenen Stücks wurden aufeinander gelegt und durch Ultraschall verschweißt, um eine kreisförmige Bandform zu bilden, wodurch ein Transferband hergestellt wurde. Der Volumenwiderstand dieses Transferbands war 2,5 × 10¹⁰ Ω cm. Die Arbeitsfunktion war 5,37 eV und die normalisierte Photoelektronenausbeute war 6,90.
Externes Additiv 1
100 g Siliziumdioxidteilchen (mit einer spezifischen Oberfläche von 130 m²/g) hergestellt in einem Dampfphasenverfahren wurden in 2000 ml Wasser dispergiert und auf 70°C Wassertemperatur erwärmt. 250 ml einer wässrigen Lösung von Titansulfat enthaltend TiO₂ in einer Menge von 100 g pro 1 Liter und 5 N wässrige Lösung von Natriumhydrat wurden gleichzeitig zugetropft, bis der pH 6,0 wurde. Danach wurde die erhaltene Lösung auf 40°C Wassertemperatur gekühlt und so eingestellt, dass sie einen pH von 4,0 hat. Anschließend wurden 25 g n-Hexyltrimethoxysilan zugegeben. Nach 4 Stunden Rühren der Mischung wurde eine 2 N wässrige Lösung von Natriumhydrat zugegeben, um ihren pH auf 6,5 einzustellen. Nach 2 Stunden weiterem Rühren der Mischung wurde die Mischung filtriert und gereinigt und dann getrocknet. Die getrocknete Materie wurde durch eine Pulverisiermaschine pulverisiert, wodurch ein externes Additiv, das eine mit Oxid modifizierte Oberfläche hat, erhalten wurde. Die spezifische Oberfläche des externen Additivs war 88,4 m²/g und der Hydrophobiegrad des externen Additivs war 62,5%.
Der Hydrophobiegrad wurde wie folgt gemessen:
Hydrophobiegrad
Wässrige Lösungen mit unterschiedlichen Methanolkonzentrationen wurden hergestellt. Jeweils 10 ml wässrige Lösung von Methanol wurden in ein 25 ml Testrohr mit eingeschliffenem Stopfen eingeführt. 10 mg einer zu messenden Probe wurde eingebracht. Die Präzipitation wurde mittels des Auges des Betrachters beobachtet. Die Methanolkonzentration (Masseprozent) am Start der Präzipitation wurde als der Hydrophobiegrad (%) ausgedrückt.
Externes Additiv 4
Ein externes Additiv wurde auf die gleiche Weise wie das externe Additiv 1 hergestellt, außer dass 100 ml einer wässrigen Lösung von Zinnchlorid enthaltend Zinnoxid (SnO₂) in einer Menge von 100 g pro 1 Liter anstelle des Titansulfats zugetropft wurden. Die gleiche Behandlung wurde danach durchgeführt, wodurch ein externes Additiv mit mit Zinnoxid modifizierten Oberflächen erhalten wurde.
Die spezifische Oberfläche des externen Additivs war 102,5 m²/g und der Hydrophobiegrad des externen Additivs war 57,5%.
Beispiel 1
Herstellung der Tonermutterteilchen 1
100 Gewichtsteile einer 50:50 (Gewicht)-Mischung (erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.: Himer ES-803) aus einem polykondensierten Polyester, der aus aromatischer Dicarbonsäure und Bisphenol A von Alkylenether besteht, und einer teilweise durch ein mehrwertiges Metall vernetzten Verbindung des Polykondensatpolyesters, 5 Gewichtsteile Phthalocyanin-Blau, 3 Gewichtsteile Polypropylen (mit einem Schmelzpunkt von 152°C und einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 4000) und 4 Gewichtsteile einer Metallkomplexverbindung von Salicylsäure (erhältlich von Orient Chemical Industries, Ltd.: E-81) als Ladungskontrollmittel wurden gleichmäßig unter Verwendung eines Henschelmischers gemischt, dann mit einem Zweischaftextruder bei einer Temperatur von 150°C geknetet und dann gekühlt. Die gekühlte Materie wurde grob in Stücke von 2 mm² oder weniger pulverisiert und dann mittels einer Jetmühle in feine Teilchen pulverisiert. Die feinen Teilchen wurden klassifiziert, wodurch Tonermutterteilchen mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 7,6 μm und einem Grad der Rundheit von 0,91 erhalten wurden.
Die Arbeitsfunktion der Tonermutterteilchen 1 wurde durch einen Oberflächenanalysator (hergestellt von Riken Keiki Co., Ltd: AC-2) mit einer Strahlungsmenge von 500 nW gemessen. Der gemessene Wert war 5,46 eV.
Das externe Additiv 1 bestehend aus Siliziumdioxidteilchen (mit einer spezifischen Oberfläche von 88,4 m²/g und einem Hydrophiegrad von 62%), deren Oberfläche mit Titanoxid modifiziert war, wurden zu den Tonermutterteilchen 1 gegeben, wodurch ein Toner hergestellt wurde.
Mit dem erhaltenen Toner wurde ein Bild gemäß Nichtkontaktentwicklungsverfahren erzeugt, so dass es eine Festbilddichte in der Größenordnung von 1,1–1,2 hat, indem die in 3 gezeigte Vollfarbbilderzeugungseinreichung verwendet wird, wobei der OPC1 als Photorezeptor mit einem auf 220 μm eingestellten Entwicklungsspalt unter den folgenden Bedingungen eingesetzt wurde: Das Dunkelpotential war –600 V, das Lichtpotential war –80 V, die Gleichstromentwicklungsvorspannung war –300 V, die Wechselstromvorspannung war 1,35 kV, die Frequenz war 2,5 kHz und der erhaltene Toner wurde in die Cyanentwicklungsvorrichtung gegeben.
Dabei wurde die Aufladungseigenschaft des Toners auf der Entwicklungswalze durch ein Ladungsverteilungsmesssystem (hergestellt durch Hosokawa Micron Corporation: E-SPART Analysator EST-3) gemessen. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 1 gezeigt.

Die Menge an positiv aufgeladenem Toner war die Masse des positiv aufgeladenen Toners in 3000 Tonerteilchen und wird in Masseprozent angegeben. Tabelle 1

	Externes Additiv 1 (Gewichtsteile)	Mittlere Ladungsmenge q/m (μc/g)	Menge an positiv aufgeladenem Toner (Masse-%)
Probe 1-1	Kein Bild	Bildungsfehler	--
Probe 1-2	0,25	–14,12	5,1
Probe 1-3	0,5	–13,51	7,8
Probe 1-4	1,0	–10,34	16,9

Wenn die feinen Siliziumdioxidteilchen, deren Oberflächen mit Titanoxid modifiziert sind, als das externe Additiv zugegeben werden, ist der Toner wie zuvor erwähnt negativ aufgeladen.
Wenn die Zugabemenge der feinen Siliziumdioxidteilchen erhöht wird, ist jedoch die Menge an negativ geladenem Toner reduziert, während die Menge an positiv aufgeladenem Toner erhöht ist.

Als nächstes wurden 0,25 Gewichtsteile des externen Additivs 1 und 0,25 Gewichtsteile an Titanoxid vom Rutil-Typ (mit einer spezifischen Oberfläche von 72 m²/g,) Titanoxid vom Anatas-Typ mit einer spezifischen Oberfläche von 93 m²/g), Aluminiumoxid (mit einer spezifischen Oberfläche von 100 m²/g), oder Siliziumdioxid (mit einem zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser von 16 nm) als die externen Additive 2, wie in Tabelle 2 gezeigt, zu 100 Gewichtsteilen der zuvor erwähnten Tonermutterteilchen zugegeben. Auf diese Weise wurden Toner wie im Probe 1-5, Probe 1-6, Probe 1-7 und Probe 1-8 hergestellt. Für jeden der so hergestellten Toner wurde die Aufladungseigenschaft des Toners an der Entwicklungswalze auf die gleiche Weise wie zuvor erwähnt gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2

	Externes Additiv 1 (Gewichtsteile)	Art des externen Additivs 2	Mittlere Ladungsmenge q/m (μc/g)	Menge an positiv aufgeladenem Toner (Masse-%)
Probe 1-5	0,25	Rutil-Typ Titanoxid	–13,09	7,5
Probe 1-6	0,25	Anatas-Typ Titanoxid	–13,23	5,7
Probe 1-7	0,25	Aluminiumoxid	–20,39	11,9
Probe 1-8	0,25	Siliziumdioxid	–13,16	3,3

Wie aus Probe 1-8 offensichtlich, wurde durch Verwendung von Siliziumdioxid zusammen mit dem externen Additiv 1 mit Siliziumdioxid, dessen Oberflächen mit Titanoxid modifiziert sind, die Menge an positiv geladenem Toner, d. h. Toner mit umgekehrter Polarität, kleiner ohne die mittlere Ladungsmenge der negativen Aufladung im Vergleich mit Probe 1-2 bis Probe 1-7 übermäßig zu erhöhen. Insbesondere durch Probe 1-8 wurde herausgefunden, dass die Menge des positiv aufgeladenen Toners, d. h. Toners mit umgekehrter Polarität, reduziert werden kann ohne die mittlere Ladungsmenge der negativen Aufladung übermäßig zu erhöhen.
Beispiel 2
Herstellung der Tonermutterteilchen 2
Die Tonermutterteilchen 2 wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erhalten, außer dass Carmin 6B anstelle von Phthalocyanin-Blau verwendet wurde, das in den obigen Tonermutterteilchen 1 von Beispiel 1 verwendet wurde. Auf diese Weise wurde ein Toner mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 6,2 pm und einem Grad der Rundheit von 0.905 erhalten.
Der klassifizierte Toner wurde durch Zugabe von hydrophobem Siliziumdioxid (mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 7 nm und einer spezifischen Oberfläche von 250 m²/g) in einer Menge von 0,2 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteilen des klassifizierten Toners oberflächenbehandelt und dann unter Verwendung eines Heißluftsphäroidierungsapparats (erhältlich von Nippon Pneumatic Mfg. Co., Ltd.: SFS-3) bei einer Behandlungstemperatur von 250°C teilweise kugelförmig gemacht. Danach wurde der oberflächenbehandelte Toner wieder auf die gleiche Weise klassifiziert, wodurch Tonermutterteilchen für einen Magenta-Toner mit einem zahlenmittleren Teilchendurchmesser von 7,35 μm und einem Grad der Rundheit von 0,940 gebildet wurden. Die Arbeitsfunktion der Tonermutterteilchen 2 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen, und das Ergebnis der Messung war 5,50 ev.
Zu den Tonermutterteilchen 2 wurde 1 Gewichtsteil des externen Additivs 1 (mit einer spezifischen Oberfläche von 88,4 m²/g und einem Hydrophobiegrad von 62%) bestehend aus Siliziumdioxidteilchen mit mit Titanoxid modifizierten Oberflächen und 0,5 Gewichtsteile, 1,0 Gewichtsteile, 1,1 Gewichtsteile, 2,0 Gewichtsteile oder 2,5 Gewichtsteile hydrophobes Siliziumdioxid (mit einer spezifischen Oberfläche von 137 m²/g und einem mittleren Teilchendurchmesser der Primärteilchen von 12 nm) als externes Additiv 2 bezogen auf 100 Gewichtsteile der Tonermutterteilchen 2 zugegeben. Auf diese Weise wurden Toner als Probe 2-1, Probe 2-2, Probe 2-3, Probe 2-4 und Probe 2-5 hergestellt.

Dann wurde die Bilderzeugung unter Verwendung der entsprechenden erhaltenen Toner auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Zusätzlich wurde die Aufladungseigenschaft der Toner an der Entwicklungswalze während der Bilderzeugung auf die gleiche Weise wie zuvor erwähnt gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

	Externes Additiv 1 (Gewichtsteile)	Externes Additiv 2 (Gewichtsteile)	Mittlere Ladungsmenge q/m (μc/g)	Menge an positiv aufgeladenem Toner (Masse-%)
Probe 2-1	1	0,5	–12,94	11,3
Probe 2-2	1	1	–12,68	9,0
Probe 2-3	1	1,1	–12,31	9,2
Probe 2-4	1	2	–11,31	13,6
Probe 2-5	1	2,5	–9,75	16,1

Wenn das Mischverhältnis des hydrophoben Siliziumdioxids des externen Additivs 2 relativ zum Siliziumdioxid mit mit Titanoxid modifizierten Oberflächen des externen Additivs 1 1:1 war, war die Menge an positiv geladenem Toner, d. h. Toner mit umgekehrter Polarität, 9,0%, was der Minimumwert war. Wenn die Zugabemenge des hydrophoben Siliziumdioxids weiter erhöht wurde, gab es eine Tendenz zur geringfügigen Reduktion der mittleren Ladungsmenge der negativen Aufladung und zur Erhöhung der Menge an positiv geladenem Toner, d. h. Toner mit umgekehrter Polarität.
Beispiel 3
Herstellung der Tonermutterteilchen 3
Eine Monomermischung bestehend aus 80 Gewichtsteilen Styrolmonomer, 20 Gewichtsteilen Butylacrylat und 5 Gewichtsteilen Acrylsäure wurde in eine wasserlösliche Mischung bestehend aus 105 Gewichtsteilen Wasser, 1 Gewichtsteil nichtionischem Emulgator, 1,5 Gewichtsteilen anionischem Emulgator und 0,55 Gewichtsteilen Kaliumpersulfat gegeben und wurde in Stickstoffgasatmosphäre bei einer Temperatur von 70°C 8 Stunden gerührt und polymerisiert.
Durch Kühlen nach der Polymerisationsreaktion wurde eine milchig-weiße Harzemulsion mit einer Teilchengröße von 0,25 μm erhalten. Dann wurde eine Mischung bestehend aus 200 Gewichtsteilen der oben erhaltenen Harzemulsion, 20 Gewichtsteilen Polyethylenwachsemulsion (erhältlich von Sanyo Chemical Industries, Ltd.: Permarin PN), und 7 Gewichtsteilen Phthalocyanin-Blau in Wasser enthaltend Dodecylbenzolsulfonsäurenatrium in einer Menge von 0,2 Gewichtsteilen dispergiert und durch Zugabe von Diethylamin so eingestellt, dass sie einen pH von 5,5 hat. Danach wurde Aluminiumsulfatelektrolyt in einer Menge von 0,3 Gewichtsteilen unter Rühren zugegeben und anschließend bei hoher Geschwindigkeit gerührt und dadurch unter Verwendung eines Emulgier- und Dispergiergeräts (hergestellt durch Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.: TK Homo-Mischer) dispergiert.
Ferner wurden 40 Gewichtsteile Styrolmonomer, 10 Gewichtsteile Butylacrylat und 5 Gewichtsteile Zinksalicylat mit 40 Gewichtsteilen Wasser versetzt, in Stickstoffgasatmosphäre gerührt und bei einer Temperatur von 90°C auf die gleiche Weise erwärmt. Durch Zugabe von Wasserstoffperoxid wurde die Polymerisation 5 Stunden durchgeführt, um Teilchen wachsen zu lassen. Nach der Polymerisation wurde der pH auf 5 oder mehr eingestellt, während die Temperatur auf 95°C erhöht und dann 5 Stunden beibehalten wurde, um die Bindungsstärke der assoziierten Teilchen zu verbessern.
Danach wurden die erhaltenen Teilchen mit Wasser gewaschen und unter Vakuum bei einer Temperatur von 45°C 10 Stunden getrocknet. Auf diese Weise wurden Mutterteilchen 3 für Cyan-Toner mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 6,8 μm und einem Grad der Rundheit von 0,98 erhalten.
Die Arbeitsfunktion der Mutterteilchen 3 wurde unter Verwendung des Oberflächenanalysators auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen und der gemessene Wert war 5,59 eV. Zu 100 Gewichtsteilen der Tonermutterteilchen 3 wurden negativ aufladbares hydrophobes Siliziumdioxid mit einem zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser von 7 nm, oberflächenbehandelt mit Hexamethyldisilazan (HMDS) in einer Menge von 0,5 Gewichtsteilen als externes Additiv 2 und durch dieselbe Behandlung oberflächenbehandeltes, negativ aufladbares hydrophobes Siliziumdioxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 40 nm als externes Additiv 3 in einer Menge von 0,5 Gewichtsteilen zugegeben. Danach wurde das erfindungsgemäße externe Additiv 1 zugegeben und gemischt. Auf diese Weise wurden Probe 3-1 bis Probe 3-9 hergestellt.
Dann wurde die Bilderzeugung unter Verwendung der entsprechenden erhaltenen Toner auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Zusätzlich wurde die Aufladungseigenschaft des Toners auf der Entwicklungswalze während der Bilderzeugung auf die gleiche Weise wie zuvor erwähnt gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Bei dem erfindungsgemäßen Toner 3 ist es durch Verwendung des Siliziumdioxids mit Titanoxid modifizierten Oberflächen als dem externen Additiv 1 zusammen mit dem Siliziumdioxid mit einem kleineren zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser (7 nm) als dem externen Additiv 2 und dem Siliziumdioxid mit einem größeren zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser (etwa 40 nm) als dem externen Additiv 3 möglich, die mittlere Ladungsmenge zu erhöhen und die Menge des positiv geladenen Toners, d. h. des Toners mit umgekehrter Polarität, zu reduzieren. Es gibt eine Neigung dazu, die mittlere Ladungsmenge zu reduzieren und die Menge an positiv geladenem Toner, d. h. Toner mit umgekehrter Polarität, zu erhöhen, wenn das Verhältnis des externen Additivs 1 relativ zu der Gesamtmenge des externen Additivs 2 und des externen Additivs 3 1,1 übersteigt. In Bezug auf die Zugabemenge wird deshalb die mittlere Ladungsmenge nicht erniedrigt, wenn das Verhältnis weniger als 1:1 ist, und es ist möglich, die Menge an umgekehrt geladenem Toner im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel des Toners ohne Zugabe des externen Additivs 1 zu reduzieren, wenn das Verhältnis weniger als 1:1,5 ist. Dieses Ergebnis führt bei der unten beschriebenen Bewertung der Bilderzeugungseigenschaften zu einer Verbesserung der Transfereffizienz und zu einer Reduktion der Menge an Nebeltoner und der Menge an umgekehrt übertragenem Toner im Vergleich zu einem Toner ohne Zugabe des externen Additivs 1.
Die Bewertung der Bilderzeugungseigenschaften wurde unter Verwendung der in 3 gezeigten Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung mit den Entwicklungswalzen, der Regulierungsklinge und des Zwischentransferbandes wie zuvor erwähnt durchgeführt.
Die Umfangsgeschwindigkeiten des organischen Photorezeptors und des Zwischentransferbandes wurden so eingestellt, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Zwischentransferbandes 1,03 Mal höher war als die des organischen Photorezeptors. Der OPC1 wurde im Fall der Kontaktentwicklung verwendet, und der OPC2 wurde im Fall der Nichtkontaktentwicklung verwendet. Als Bedingungen für das Drucken gemäß der Kontaktentwicklung wurde das Dunkelpotential auf –600 V eingestellt, das Lichtpotential wurde auf –80 V eingestellt, die Gleichstromentwicklungsvorspannung wurde auf –300 V eingestellt, und die Entwicklungswalze und die Zuführwalze wurden auf das gleiche Potential eingestellt. In Bezug auf die Bedingungen zum Drucken gemäß der Nichtkontaktentwicklung wurde der Entwicklungsspalt auf 220 μm eingestellt, das Dunkelpotential wurde auf –600 V eingestellt, das Lichtpotential wurde auf –80 V eingestellt, die Gleichstromentwicklungsvorspannung wurde auf –300 V eingestellt, die Wechselstromvorspannung wurde auf 1,35 kV eingestellt, die Frequenz des Wechselstroms wurde auf 2,5 kHz eingestellt, und die Entwicklungswalze und die Zuführwalze wurden auf das gleiche Potential eingestellt. Bilder wurden so erzeugt, dass sie eine Festbilddichte in der Größenordnung von 1,3 haben. An diesem Punkt wurde der Grad des Nebeltoners an dem organischen Photorezeptor auf folgende Weise gemessen. D. h. ein adhäsives Klebstoffband (erhältlich von Sumitomo 3M Ltd.: Reparaturband 801-1-18) wurde an dem Toner angehaftet und dann an weißem Blankopapier angehaftet. Die Dichte wurde von oberhalb des Klebstoffbandes durch ein Reflektionsdensitometer (hergestellt durch Y-Rite, Inc.: X-Rite 404) gemessen. Der „OD" Wert des umgekehrt überführten Toners wurde erhalten, indem der Wert der Dichte an einem Teil, wo nur das Band ohne Toner anhaftete, von dem gemessenen Wert subtrahiert wurde.
Andererseits wurde die Transfereffizienz durch Anhaften solcher Bänder auf Toner, der auf dem Photorezeptor vor und nach der Übertragung vorliegt, Messen der Massen der Klebstoffbänder und Berechnung der Differenz dazwischen erhalten. Die Menge an umgekehrt überführten Toner wurde wie folgt erhalten. Das Verhältnis der Differenz relativ zur Masse des Klebstoffbandes vor der Übertragung wurde als Prozentsatz ausgedrückt und als die Transfereffizienz definiert.
Der während des Druckens mit der zweiten Farbe umgekehrt von dem Transferband auf den organischen Photorezeptor übertragene Toner wurde auch gemessen. Die gemessenen Werte sind in Tabelle 5 gezeigt. Durch Zugabe des externen Additivs wird sowohl die Menge an Nebeltoner als auch die Menge an umgekehrt übertragenem Toner reduziert, und die Transfereffizienz wurde sowohl bei der Kontaktentwicklung als auch bei der Nichtkontaktentwicklung verbessert.
Beispiel 4

Toner wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass Titanoxid vom Anatas-Typ (mit einer spezifischen Oberfläche von 93 m²/g) als das externe Additiv 1 zugegeben wurde. In Bezug auf jeden Toner wurde die Bewertung auf die gleiche Weise wie für die Toner von Beispiel 3 gemacht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6

	Externes Additiv 1 (Gewichtsteile)	Mittlere Ladungsmenge q/m (μc/g)	Menge an positiv aufgeladenem Toner (Masse-%)
Probe 3-1	0	–20,32	8,27
Probe 3-3	0,25 Erfindung)	–21,96	0,86
Probe 4-1	0,25 (Anatas)	–20,11	2,83
Probe 3-4	0,5 (Erfindung)	–20,16	0,39
Probe 4-2	0,5 (Anatas)	–17,14	2,56
Probe 3-5	1,0 (Erfindung)	–19,88	0,73
Probe 4-2	1,0 (Anatas)	–10,66	6,37
Probe 3-8	2,0 (Erfindung)	–8,20	13,01
Probe 4-3	2,0 (Anatas)	–4,91	25,95
Probe 3-9	3,0 (Erfindung)	–4,39	37,07
Probe 4-4	3,0 (Anatas)	–2,85	37,24

Die mittlere Ladungsmenge kann höher und die Menge an positiv geladenem Toner, d. h. Toner mit umgekehrter Polarität, kann im Vergleich zu Proben, die mit Titanoxid vom Anatas-Typ versetzt sind, kleiner werden, indem man die erfindungsgemäßen Siliziumdioxidteilchen mit mit Oxid modifizierten Oberflächen zugibt.
Deshalb kann der gleiche Effekt oder mehr unter Verwendung des erfindungsgemäßen externen Additivs als fließfähigkeitsverbesserndes Mittel in einer Menge von etwa der Hälfte der Zugabemenge des herkömmlich verwendeten Titanoxids erzielt werden. Als Ergebnis der Reduktion der Zugabemenge kann die Fixiereigenschaft verbessert werden.
Beispiel 5
Herstellung von Mutterteilchen 3 von Magentor-Toner.
Mutterteilchen 3 von Magentor-Toner wurden auf die gleiche Weise in Beispiel 3 erhalten, außer dass Quinacridon als das Pigment verwendet wurde. Die Mutterteilchen 3 des Magentor-Toners hatten einen mittleren Teilchendurchmesser von 7,0 μm, einen Grad der Rundheit von 0,976 und eine Arbeitsfunktion von 5,64 eV.
Zu 100 Gewichtsteilchen der Mutterteilchen 3 des Magentatoners wurden 0,5 Gewichtsteile des externen Additivs 2 und 0,5 Gewichtsteile des externen Additivs 3 zugegeben und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 gemischt und danach wurde das erfindungsgemäße externe Additiv 4 zugegeben und gemischt, wodurch Toner als Probe 5-1 bis Probe 5-5 gebildet wurden.
Dann wurde die Bilderzeugung unter Verwendung der entsprechenden erhaltenen Toner auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Zusätzlich wurde die Aufladungseigenschaft des Toners auf der Entwicklungswalze während der Bilderzeugung auf die gleiche Weise wie zuvor erwähnt gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt.
Bei den erfindungsgemäßen Mutterteilchen des Magenta-Toners ist es durch Verwendung des Siliziumdioxids mit mit Zinnoxid beschichteten Oberflächen als externem Additiv 4 zusammen mit dem Siliziumdioxid mit einem kleineren zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser (7 μm) als dem externen Additiv 2 und dem Siliziumdioxid mit einem größeren zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser (40 μm) als dem externem Additiv 3 möglich, die Menge an positiv geladenem Toner, d. h. Toner mit umgekehrter Polarität, ohne oder bei geringer Reduktion der mittleren Ladungsmenge zu reduzieren. Es gibt die Neigung dazu, die mittlere Ladungsmenge zu reduzieren und die Menge an positiv geladenem Toner, d. h. Toner mit umgekehrter Polarität, zu erhöhen, wenn das Verhältnis des externen Additivs 4 relativ zu der Gesamtmenge des externen Additivs 2 und des externen Additivs 3 1,0 übersteigt.
Deshalb wurde herausgefunden, dass die Menge an umgekehrt geladenem Toner im Vergleich zu dem Toner ohne Zugabe des externen Additivs 1 als Vergleichsbeispiel erniedrigt werden kann, wenn das Verhältnis 1:1 oder weniger beträgt.
Die Bewertung der Bilderzeugungseigenschaften wurde unter Verwendung der in 3 gezeigten Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung mit den Entwicklungswalzen, der Regulierungsklinge und dem Zwischentransferband wie zuvor erwähnt gemacht.

Die Bilderzeugung wurde bei der Nichtkontaktentwicklung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, und die Bewertung wurde auch auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 gemacht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt. Es wurde herausgefunden, dass die Menge an Nebeltoner und die Menge an umgekehrt übertragenem Toner reduziert wurden, und die Transfereffizienz wurde verbessert, indem das externe Additiv 4 zugegeben wurde. Tabelle 8

	Nichtkontaktentwicklung
	OD Wert
	Nebeltoner	Umgekehrt übertragener Toner	Transfereffizienz (%)
Probe 5-1	0,085	0,025	96,5
Probe 5-2	0,030	0,014	97,7
Probe 5-3	0,010	0,009	98,6
Probe 5-4	0,032	0,015	98,5
Probe 5-5	0,041	0,016	98,1
Probe 5-6	0,055	0,019	97,5
Probe 5-7	0,063	0,025	96,6

Beispiel 6
Herstellung von Toner 2-M, Toner 2-C, Toner 2-Y und Toner 2-R.
Zu 100 Gewichtsteilen der Tonermutterteilchen 2 aus Beispiel 2 wurden 0,8 Gewichtsteile hydrophobes Siliziumdioxid mit einem zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser von 12 nm und 0,6 Gewichtsteile hydrophoben Siliziumdioxid mit einem zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser von 40 nm zugegeben und gemischt, und 0,2 Gewichtsteile von erfindungsgemäßem mit Titanoxid modifiziertem Siliziumdioxid und 0,05 Gewichtsteile Aluminiumoxid mit einem zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser von 13 nm wurden dann zugemischt, wodurch ein Magenta-Toner 2-M (Arbeitsfunktion: 5,51 eV) hergestellt wurde.
Ein Cyan-Toner 2-C (Arbeitsfunktion: 5,44 eV) mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 6,3 μm und einem Grad der Rundheit von 0,941 wurde durch Pulverisieren, Klassifizieren, Wärmebehandeln, erneutem Klassifizieren und durch Zugeben der externen Additive mit dem gleichen Mischverhältnis wie beim Toner 2-M erhalten, außer dass Phthalocyanin-Blau als das Pigment verwendet wurde.
Ferner wurde ein gelber Toner 2-Y (Arbeitsfunktion: 5,57 eV) mit einem ähnlichen mittleren Teilchendurchmesser unter Verwendung von Pigment Gelb 93 als dem Pigment hergestellt, und ein schwarzer Toner (Arbeitsfunktion: 5,62 eV) mit einem ähnlichen mittleren Teilchendurchmesser wurde unter Verwendung von Ruß als dem Pigment hergestellt.
Unter Verwendung eines elastischen Photorezeptors des oben erwähnten OPC als Photorezeptor in einem Vier-Zyklus-Vollfarbdrucker eines Zwischentransfermediumtyps wie in 3 gezeigt, der mit den oben erwähnten Entwicklungswalzen und den Regulierungsklingen ausgestattet ist, und Befüllen der Entwicklungseinheiten mit den entsprechenden oben erhaltenen Tonern wurden Bilderzeugungstests gemäß dem Nichtkontakteinzelkomponentenentwicklungsverfahren gemacht.
Zur Bilderzeugung wurde die Umfangsgeschwindigkeit des organischen Photorezeptors auf 180 mm/sec. eingestellt. Die Entwicklungswalzen wurden so eingestellt, dass sie ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis von 2 relativ zum organischen Photorezeptor haben. Die Differenz der Umfangsgeschwindigkeit zwischen dem organischen Photorezeptor und dem Transferband als dem Zwischentransfermedium wird so eingestellt, dass die Rotation des Transferbands um 3% schneller als die des organischen Photorezeptors ist.
Als Bedingungen zum Erzeugen von Bildern wurde das Dunkelpotential des Photorezeptors auf –600 V gestellt, das Lichtpotential desselben wurde auf –60 V eingestellt, und die Entwicklungsvorspannung wurde auf –200 V eingestellt. Die Entwicklungswalze und die Zuführwalze wurden so eingestellt, dass sie das gleiche Potential haben. Unter den zuvor erwähnten Bedingungen wurde ein Charakterbild entsprechend einem Farboriginal, das 5% jeder Farbe enthält, aufeinander folgend auf 10000 Papierblätter gedruckt. Wenn die Zustände der Außenoberfläche des Photorezeptors und der Peripherie der Trommel beobachtet wurden, gab es keinen oder wenig Nebeltoner und umgekehrt überführten Toner und es gab keinen zerstäubten Toner. Daher wurde herausgefunden, dass die Toner eine ausreichende Aufladungseigenschaft hatten.
Ein die Fließfähigkeit verbesserndes Mittel hergestellt durch Zugabe von feinen Doppeloxidteilchen umfassend feine Siliziumdioxidteilchen, die mit Zinnoxid beschichtete Oberflächen haben und einer hydrophoben Behandlung mit n-Hexyltrimethoxysilan unterworfen wurden, ein die Fließfähigkeit verbesserndes Mittel hergestellt durch Zugabe von feinen Doppeloxidteilchen umfassend feine Siliziumdioxidteilchen, die mit Zirkonoxid beschichtete Oberflächen haben und einer hydrophoben Behandlung mit n-Hexyltrimethoxysilan unterworfen wurden, oder ein die Fließfähigkeit verbesserndes Mittel hergestellt durch Zugabe von feinen Doppeloxidteilchen umfassend feine Siliziumdioxidteilchen, die mit Aluminiumoxid beschichtete Oberflächen haben und einer hydrophoben Behandlung mit n-Hexyltrimethoxysilan unterworfen wurden, wurde in einer Menge von 0,2% anstelle der feinen Siliziumdioxid-Titanoxid Doppeloxidteilchen umfassend Dampf-Phasen-verarbeitete feine Siliziumdioxidteilchen, die mit Titanoxid beschichtete Oberflächen haben, zugegeben, wodurch die entsprechenden Toner hergestellt wurden. Diese Toner wurden auch auf die gleiche Weise bewertet. In Bezug auf jeden der Toner gab es keinen oder wenig Nebeltoner und umgekehrt überführten Toner, und es gab keinen zerstäubten Toner. Daher wurde eine ausreichende Aufladungseigenschaft erhalten.
Beispiel 7
Herstellung von Toner 3-C, Toner 3-M, Toner 3-Y and Toner 3-K
Zu 100 Gewichtsteilen der Tonermutterteilchen 3 aus Beispiel 3 wurden 0,8 Gewichtsteile hydrophobes Siliziumdioxid mit einem zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser von 12 nm und 0,6 Gewichtsteile hydrophobes Siliziumdioxid mit einem zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser von 40 nm zugegeben und vermischt, und 0,2 Gewichtsteile erfindungsgemäßes mit Titanoxid modifiziertes Siliziumdioxid und 0,05 Gewichtsteile Aluminiumoxid mit einem zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser von 13 nm wurden dann zugegeben und vermischt, wodurch ein Cyan-Toner 3-C (Arbeitsfunktion: 5,56 eV) hergestellt wurde.
Unter Verwendung der Mutterteilchen 3 für Magenta-Toner hergestellt in Beispiel 5 wurde ein Magenta-Toner 3-M (Arbeitsfunktion: 5,63 eV) durch Zugeben der gleichen externen Additive wie für den Toner 3-C erhalten.
Mutterteilchen 3 für Gelb-Toner mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 6,9 μm, einem Grad der Rundheit von 0,973 und einer Arbeitsfunktion 5,59 eV und Mutterteilchen 3 für Schwarz-Toner mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 7,0 μm, einem Grad der Rundheit von 0,974 und einer Arbeitsfunktion von 5,52 eV wurden auf die gleiche Weise wie der Toner 3-M erhalten, außer dass das Pigment Gelb 180 und Ruß als das Pigment verwendet wurden.
In ähnlicher Weise wurden die die Fließfähigkeit verbessernden Mittel zu den erhaltenen Tonermutterteilchen gegeben, wodurch ein gelber Toner 3-Y (Arbeitsfunktion: 5,57 eV) und ein schwarzer Toner 3-K (Arbeitsfunktion: 5,5 eV) hergestellt wurden.
Dann wurden die entsprechenden Entwicklungseinsätze des in 4 gezeigten Vollfarbdruckers vom Tandem-Typ mit dem Toner 3-C, dem Toner 3-M, dem Toner 3-Y bzw. dem Toner 3-K gefüllt, und die Bilderzeugungstests wurden gemäß dem Nichtkontakteinzelkomponentenentwicklungsverfahren durchgeführt. Ein als der Photorezeptor verwendeter Photorezeptor wurde auf die gleiche Weise wie der zuvor erwähnte OPC1 hergestellt, außer dass ein Aluminiumrohr von 30 mm Durchmesser als das leitfähige Substrat verwendet wurde. Die Entwicklungswalze und die Regulierungsklinge wurden so hergestellt, dass sie die zuvor erwähnten Strukturen haben. Das Zwischentransfermedium wurde gemäß dem Herstellungsbeispiel des Transferbands 1 hergestellt.
Ein Charakterbild entsprechend dem Farboriginal, das 5 jeder Farbe enthält, wurde aufeinander folgend auf 10000 Papierblätter gedruckt, wobei die Entwicklungsvorspannung unter der Bedingung angelegt wurde, dass ein Wechselstrom über einen Gleichstrom gelegt wurde, die Entwicklungsvorspannung von –200 V wurde so eingestellt, dass sie eine Frequenz von 2,5 kHz und eine Peak-Peak-Spannung von 1400 V hat. Wenn die Zustände der Außenoberfläche des Photorezeptors und der Peripherie der Trommel beobachtet wurden, gab es keinen oder wenig Nebeltoner und umgekehrt überführten Toner und es gab keinen zerstäubten Toner. Deshalb wurde herausgefunden, dass die Toner eine geeignete Aufladungseigenschaft hatten.
Außerdem wurde ein die Fließfähigkeit verbesserndes Mittel hergestellt durch Zugabe von feinen Doppeloxidteilchen umfassend feine Siliziumdioxidteilchen mit mit Zinnoxid beschichteten und einer hydrophoben Behandlung mit n-Hexyltrimethoxysilan unterworfenen Oberflächen, ein die Fließfähigkeit verbesserndes Mittel hergestellt durch Zugabe von feinen Doppeloxidteilchen umfassend feine Siliziumdioxidteilchen mit mit Zirkonoxid beschichteten und einer hydrophoben Behandlung mit n-Hexyltrimethoxysilan unterworfenen Oberflächen oder ein die Fließfähigkeit verbesserndes Mittel hergestellt durch Zugabe von feinen Doppeloxidteilchen umfassend feine Silziumdioxidteilchen mit mit Aluminiumoxid beschichteten und einer hydrophoben Behandlung mit n-Hexyltrimethoxysilan unterworfenen Oberflächen in einer Menge von 0,2% anstelle der feinen Siliziumdioxid-Titanoxid-Doppeloxidteilchen umfassend Dampf-Phasen-verarbeitete feine Siliziumdioxidteilchen mit mit Titanoxid beschichteten Oberflächen zugegeben, wodurch entsprechende Toner hergestellt wurden. Diese Toner wurden auch auf die gleiche Weise bewertet. Bei jedem der Toner gab es keinen oder wenig Nebeltoner und umgekehrt überführten Toner und es gab keinen zerstäubten Toner. Daher wurde eine geeignete Aufladungseigenschaft erhalten.
Wie zuvor erwähnt hat der erfindungsgemäße Toner, in dem Siliziumdioxidteilchen, deren Oberflächen mit Hydroxid oder Oxid von zumindest einem Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium modifiziert sind, in einer vorbestimmten Menge relativ zu der Menge an Siliziumdioxidteilchen zugemischt sind, eine Stelle, die durch Reibung negativ aufgeladen wird, gemäß den Siliziumdioxidbestandteilen und eine Stelle, die durch Reibung relativ positiv aufgeladen wird. Die Siliziumdioxidbestandteile als Teilchensubstrat haften an den Oberflächen der Tonerteilchen. Im Ergebnis wird die Rate der Freisetzung der externen Additive auf Grund aufeinander folgenden Druckens reduziert, so dass eine stabile Aufladungseigenschaft über einen langen Zeitraum sichergestellt werden kann.
Wenn feine Siliziumdioxidteilchen mit einem kleinen zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser und feine Siliziumdioxidteilchen mit einem großen zahlenmittleren Primärteilchendurchmesser zusammen mit den modifizierten feinen Siliziumdioxidteilchen verwendet werden, kann die Einbettung in die Mutterteilchen durch die Siliziumdioxidteilchen mit großem Durchmesser verhindert werden, während die Eigenschaften der Siliziumdioxidteilchen mit kleinem Durchmesser als fließfähigkeitsverbesserndes Mittel niemals verloren gehen.
Im Ergebnis kann die übermäßige negative Aufladung verhindert und die Bildung von positiv aufgeladenem Toner, d. h. Toner mit umgekehrter Polarität, kann verhindert werden. Daher erlaubt der Toner die stabile Bilderzeugung ohne Auftreten von Nebel und Tonerzerstäuben. Da das externe Additiv einen größeren Effekt als das die Fließfähigkeit verbessernde Mittel zeigen kann, wird eine Reduktion der Menge an verwendeten externen Additiven erreicht, wodurch die Fixiereigenschaft des Toners daran gehindert wird, auf Grund der Zugabe von externen Additiven verschlechtert zu werden.

Claims

Negativ aufladbarer Einkomponententoner hergestellt durch Zusetzen externer Additive zu Harzteilchen, die ein färbendes Mittel enthalten, wobei die externen Additive Siliziumdioxidteilchen und modifizierte Siliziumdioxidteilchen sind, deren äußere Oberflächen mit Oxid oder Hydroxid wenigstens eines Metalls, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium, modifiziert sind und wobei das Gewichtsverhältnis der modifizierten Siliziumdioxidteilchen zu den Siliziumdioxidteilchen 1,5 oder weniger beträgt.
Toner gemäß Anspruch 1, wobei zwei Arten von Siliziumdioxidteilchen mit unterschiedlichem zahlenmittlerem Primärteilchendurchmesser als die Siliziumdioxidteilchen verteilt werden.
Toner gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zahlenmittlere Primärteilchendurchmesser der Siliziumdioxidteilchen einer Art im Bereich von 5 bis 20 nm und der zahlenmittlere Primärteilchendurchmesser der Siliziumdioxidteilchen der anderen Art im Bereich von 30 bis 50 nm liegt.
Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Toner durch ein Polymerisationsverfahren hergestellt wird.
Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Grad der Rundheit der Tonerteilchen 0,94 oder mehr beträgt.
Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zahlenmittlere Teilchendurchmesser der Tonerteilchen 9 μm oder weniger beträgt.
Bilderzeugungsvorrichtung, die eine Vollfarb-Bilderzeugungsvorrichtung mit einem Zwischentransfermedium zum Übertragen eines auf einem Fotorezeptor gebildeten Bildes auf ein Aufzeichnungsmedium ist und deren negativ aufladbare Einkomponententoner jeweils durch Zusetzen externer Additive zu Harzteilchen hergestellt werden, wobei die externen Additive Siliziumdioxidteilchen und modifizierte Siliziumdioxidteilchen sind, deren äußere Oberflächen mit Oxid oder Hydroxid wenigstens eines Metalls, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titan, Zinn, Zirkonium und Aluminium, modifiziert sind und wobei das Gewichtsverhältnis der modifizierten Siliziumdioxidteilchen zu den Siliziumdioxidteilchen 1,5 oder weniger beträgt.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei zwei Arten von Siliziumdioxidteilchen mit unterschiedlichem zahlenmittlerem Primärteilchendurchmesser als die Siliziumdioxidteilchen dispergiert werden.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Toner negativ aufladbare Toner sind und der Fotorezeptor ein negativ aufladbarer organischer Fotorezeptor ist.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Zwischentransfermedium ein Band umfaßt.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Fotorezeptor und die Entwicklungsgeräte in einer Einheit als Verfahrenseinsatz kombiniert sind, der trennbar an den Körper der Bilderzeugungsvorrichtung installiert ist.
Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der Umfangsgeschwindigkeitsunterschied zwischen dem Fotorezeptor und dem Zwischentransfermedium auf einen Bereich von 0,95 bis 1,05 eingestellt wird.