DE69022815T2

DE69022815T2 - Bilderzeugungsverfahren.

Info

Publication number: DE69022815T2
Application number: DE69022815T
Authority: DE
Inventors: Hirohide Tanikawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2010-11-23
Also published as: US5219695A; EP0430076A3; DE69022815D1; EP0430076A2; JPH0830908B2; JPH03163563A; US5298950A; EP0430076B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bilderzeugungsverfahren und eine Bilderzeugungsvorrichtung, bei denen ein in einem Bilderzeugungsprozeß wie zum Beispiel der Elektrofotografie, dem elektrostatischen Drucken und der elektrostatischen Aufzeichnung ausgebildetes elektrostatisches latentes Bild mittels eines magnetischen Toners entwickelt wird.

Verwandter Stand der Technik

Als ein Entwicklungsverfahren, bei dem von einem Einkomponententoner Gebrauch gemacht wird, ist gemäß dem Stand der Technik das Entwicklungsverfahren bekannt, bei dem ein leitfähiger magnetischer Toner verwendet wird, wie in US-A- 3.909.258 offenbart ist.
Bei einem derartigen Entwicklungsverfahren besteht jedoch die Anforderung, daß Toner in hohem Maße leitfähig sind, und es ist im Falle von leitfähigen Tonern schwierig gewesen, ein auf einem Latentbild-tragenden Element ausgebildetes Tonerbild unter Anwendung eines elektrischen Felds auf ein endgültiges Bild-tragendes Element, zum Beispiel ein unbeschichtetes Papier zu übertragen.
Ein Vorschlag hinsichtlich eines neuen Entwicklungsverfahrens ist gemacht worden, bei dem Probleme gelöst werden können, die mit Entwicklungsverfahren verbunden sind, bei denen von konventionellen magnetischen Einkomponententonern Gebrauch gemacht wird (zum Beispiel die japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 55-18656 und Nr. 55-18659). Gemäß diesem Verfahren wird ein nichtleitender magnetischer Toner einheitlich auf ein zylindrisches Toner-tragendes Element aufgebracht, das in seinem inneren Teil einen Magneten hat, und das Toner-tragende Element wird in dem Zustand, in welchem die Entwicklung ausgeführt wird, in gegenüberliegende Beziehung mit einem Latentbild-tragenden Element gebracht, ohne in Berührung mit diesem zu sein. Als ein Verfahren zur Ausbildung einer Schicht aus magnetischem Toner auf dem Toner-tragenden Element gibt es ein Verfahren, bei welchem eine Beschichtungsklinge verwendet wird, die an einem Auslaß eines Tonerbehälters angebracht ist. Die in Fig. 1 veranschaulichte Bilderzeugungsvorrichtung weist zum Beispiel ein Toner-tragendes Element 2 und eine aus einem magnetischen Material bestehende Klinge 1a auf, die in der Position angebracht ist, die einem magnetischen Pol N1 eines feststehenden Magneten gegenüberliegt, der in das Toner-tragende Element 2 eingebaut ist. Ein magnetischer Toner wird dazu gebracht, sich längs der magnetischen Feldlinie zwischen dem magnetischen Pol und der Klinge aus magnetischem Material zu bewegen bzw. nach oben zu steigen, und der nach oben gestiegene wird mit einer Kante an der Spitze der Klinge abgestrichen, so daß die Dicke der Schicht aus magnetischem Toner durch Gebrauch der Wirkung der magnetischen Kraft gesteuert werden kann (siehe zum Beispiel die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 54-43037).
Zum Zeitpunkt der Entwicklung wird zwischen dem Tonertragenden Element und einem leitenden Basiskörper des Latentbild-tragenden Elements eine Wechselspannung niedriger Frequenz angelegt, so daß sich der magnetische Toner zwischen dem Toner-tragenden Element und dem Latentbildtragenden Element hin- und herbewegen kann. Die erwünschte gute Entwicklung kann folglich ausgeführt werden. Bei diesem Entwicklungsverfahren hat der magnetische Toner isolierende Eigenschaften und kann daher ohne weiteres elektrostatisch übertragen werden.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Bilderzeugungsvorrichtung ist mit einer Entwicklungsvorrichtung 7, in dem ein Toner 19 enthalten ist, und einem Latentbild-tragenden Element 9 wie zum Beispiel einer lichtempfindlichen Trommel, die bei der Elektrofotografie verwendet wird, oder einer nichtleitenden Trommel versehen, die bei der elektrostatischen Aufzeichnung (im folgenden als "lichtempfindliches Element" oder "lichtempfindliche Trommel" bezeichnet) verwendet wird.
Bei dem Entwicklungsverfahren, bei dem von einer solchen Vorrichtung Gebrauch gemacht wird, sind die Aufgabe (A):, den magnetischen Toner einheitlich auf das Toner-tragende Element aufzubringen, und die Aufgabe (B) :, die durch einige Bestandteile in dem magnetischen Toner verursachte Verunreinigung der Oberfläche des Toner-tragenden Elements zu verhindern oder zu reduzieren, sehr wichtig. Die Aufgabe (A) und die Aufgabe (B) geraten jedoch in Konflikt miteinander, und es ist schwierig, beide gleichzeitig zu erfüllen.
Hinsichtlich der Aufgabe (A) ist für ein Verfahren zum einheitlichen Aufbringen des magnetischen Toners auf das Toner-tragende Element ein Vorschlag betreffs einer Entwicklungsvorrichtung gemacht worden, die dazu geeignet ist, eine Tonerschicht auf einem Toner-tragenden Element für eine Zeitdauer, die von einem Praktischen Standpunkt aus betrachtet ausreichend lang ist, in einem stabilen Zustand auszubilden (japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 57-66455). Diese Entwicklungsvorrichtung ist eine hervorragende Entwicklungsvorrichtung, welche ein Tonertragendes Element aufweist, das derart gefertigt ist, daß es durch Sandstrahlen unter Anwendung von amorphen Partikein eine rauhe Oberfläche mit einer spezifischen Unregelmäßigkeit hat, und folglich auf der Oberfläche des Tonertragenden Elements der Zustand einer Tonerschicht aufrechterhalten werden kann, die einheitlich, frei von Unebenheiten und für eine ist lange Zeitdauer immer geeignet ist. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, weist ein zylindrisches Tonertragendes Element ein Ausführungsbeispiel auf, bei welchem seine Oberfläche über die gesamte Oberfläche hinweg in zufälligen Richtungen mit zahllosen Einschnitten oder Vorsprüngen versehen ist.
Bei der Entwicklungsvorrichtung, die aus einem Tonertragenden Element mit einem derartigen spezifischen Oberflächenzustand aufgebaut ist, tendieren einige der aufzubringenden magnetischen Toner dazu, Adhäsion eines Toners oder von Bestandteilen in einem Toner zur Oberfläche des Toner-tragenden Elements zu verursachen. Deshalb kann die Oberfläche des Toner-tragenden Elements verunreinigt werden, wodurch folglich eine Tendenz entsteht, daß im Anfangsstadium eine Herabsetzung der Bilddichte verursacht wird, und, wenn es im Ergebnis des Kopierers auf einer großen Anzahl von Bögen mehr verunreinigt worden ist, daß das Auftreten von Bild-freien Flächen bei jeder Drehungsdauer des Toner-tragenden Elements bewirkt wird. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die Bestandteile eines Toners an den Neigungen der Vorsprünge und den Vertiefungen oder Hohlräumen der Oberfläche des Toner-tragenden Elements haften und eine schwache statische Aufladung der Partikel des magnetischen Toners verursachen, was in einer Verringerung der Menge der statischen Aufladung in einer magnetischen Tonerschicht resultiert.
Im allgemeinen werden die Bestandteile eines magnetischen Toners aus Materialien wie zum Beispiel einem Bindeharz, einem magnetischen Material, einem Mittel zur Regelung der Aufladung und einem Ablösemittel gebildet. Die Materialien werden so gewählt, daß die Verunreinigung der Oberfläche des Toner-tragenden Elements verhindert werden kann. Deshalb sind die Materialien unter den vorliegenden Umständen eingeschränkt.
Bei der Aufgabe (B) war es hinsichtlich eines Verfahren zur Verhinderung oder Reduzierung der Verunreinigung der Oberfläche des Toner-tragenden Elements offensichtlich, daß es vorteilhaft ist, die Oberfläche eines Toner-tragenden Elements glatter zu machen. Bei einem derartigen Verfahren wurde jedoch experimentell festgestellt, daß eine Tendenz zur uneinheitlichen Tonerschicht verursacht wird, wenn ein magnetischer Toner einen über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser von 12 um oder mehr hat, was Unebenheiten bei Tonerbildern bewirkt, was oft in einer schlechten Tonerbilderzeugung resultiert. Die Erscheinung, bei welcher diese nicht einheitliche Tonerschicht ausgebildet wird, wurde im Detail durch die Ausführung des Laufs bzw. Betriebs einer Entwicklungsvorrichtung, ohne ein Bild zu kopieren, beobachtet und offenbarte das folgende.
Im Anfangsstadium des Betriebs ohne Bildkopierung wird die Tonerschicht übermäßig dick, wenn die Oberfläche des Tonertragenden Element glatt ist, obgleich der Grund dafür unklar ist. Wenn die Tonerdicke unter Anwendung der Klinge 1a geregelt wird, sammelt sich der Toner nach und nach auf der Seite der Klinge 1a an, die zum lichtempfindlichen Element 9 hin liegt (dem Teil A in Fig. 2). Wie in Fig. 3 gezeigt ist, die eine teilweise vergrößerte Schnittansicht ist, bildet der Toner im Teil A eine Anhäufung 10a. Wenn diese Toneranhäufung eine bestimmte Grenzmenge erreicht hat, bewegt sie sich wegen der Transportkraft der Trommel 2 zu der Oberfläche einer Walze bzw. Trommel 2 außerhalb des Tonerbehälters und ergibt eine Schichtunebenheit 3a. Wenn die Schichtunebenheit 3a (eine Toneransammlung) auf der Tonerschicht 3 vorhanden ist, die als eine einheitliche Beschichtung ausgebildet ist, erscheint diese Unebenheit als eine Unebenheit auf einem Tonerbild. Diese letztere Unebenheit führt zu Ungleichmäßigkeiten in der Dichte und Schleiern. Es wurde festgestellt, daß die Tonerschicht-Unebenheit 3a die Form eines rechteckigen Punkts, eines wellenförmigen Punkts, eines wellenähnlichen Musters o. dgl. hat.
Wie im vorhergehenden diskutiert wurde, ist es bei dem herkömmlichen Entwicklungsverfahren sehr schwierig gewesen, gleichzeitig sowohl die Aufgabe (A) als auch die Aufgabe (B) zu erfüllen. Diese Absicht bekommt unter den Bedingungen einer geringen Feuchtigkeit oder bei einer Entwicklungsvorrichtung, die derart aufgebaut ist, daß die ein Toner-tragendes Element hat, welches sich mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit dreht, mehr Bedeutung.
Mit der Absicht, die Bildqualität zu verbessern, schlägt die EP-A-0 314 459 einen magnetischen Toner, der einen über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser von 4 um bis 9 um hat und außerdem eine spezifische Verteilung der Partikelgröße hat, und eine Bilderzeugungsvorrichtung vor, bei der von einem derartigen magnetischen Toner Gebrauch gemacht wird.
Überdies schlägt die EP-A-0 331 425 außerdem ein Bilderzeugungsverfahren vor, bei welchem ein magnetischer Toner, der einen über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser von 4 um bis 9 um hat und außerdem eine spezifische Partikelgrößen-Verteilung hat, einem Toner-tragenden Element zugeführt wird, dessen Oberfläche mit einer Unebenheit versehen ist, die kugelspurförmige Hohlräume aufweist, und folglich ein elektrostatisches latentes Bild entwickelt wird.
Gemäß diesem Bilderzeugungsverfahren wird der positiv aufladbare magnetische Toner unter Anwendung eines Styren/Butylakrylat/Divinylbenzen-Kopolymers (d. h. Bindeharzes), das eine schwache negative Aufladbarkeit hat, und Nigrosin (d. h. positiv aufladbares Regelmittel), das eine starke positive Aufladbarkeit hat, hergestellt. Der in einem Beispiel beschriebene magnetische Toner zeigt als ein Ganzes eine positive Ladung von +8 uC/g, aber das einzelne Partikel des magnetischen Toners hat auf der Oberfläche einen positiv aufladbaren Abschnitt und einen negativ aufladbaren Abschnitt. Im Ergebnis tritt eine Neigung zur schlechten Schichtung des magnetischen Toners auf die Trommel auf, wenn die triboelektrische Aufladung unter den Bedingungen geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit auf einer Trommel ausgeführt wird, die eine hohe Umfangsgeschwindigkeit von mehr als 300 mm/s hat.
Außerdem offenbart die Veröffentlichung EP-A-0 323 252 eine Vorrichtung für einen elektrofotografischen Prozeß, bei welcher der Toner jedoch nichtmagnetisch ist, und die zur Zuführung des Toners zu dem Latentbild-tragenden Element verwendete Entwicklungswalze keinen Magneten in ihrem Innenteil hat.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Bilderzeugungsverfahren zu schaffen, durch welches bei einer besseren Haltbarkeit, um eine große Anzahl von Bögen zu kopieren, ein gutes Tonerbild ausgebildet werden kann, selbst wenn die Entwicklung bei einer hohen Geschwindigkeit ausgeführt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein verbessertes Bilderzeugungsverfahren gelöst, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
Demgemäß haben, wenn ein magnetischer Toner verwendet wird, der die beanspruchten triboelektrischen Ladungseigenschaften hat, die im Anfangsstadium und die, nachdem eine große Anzahl von Seiten kopiert worden sind, erzielten Bilder eine hohe Bilddichte und sind frei von Schleiern und scharf.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Entwicklungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Darstellung einer Entwicklungsvorrichtung, bei welcher eine magnetische Klinge verwendet wird, in Schnittansicht.
Fig. 3 ist eine Darstellung, die der Erklärung dient, wie eine Tonerschicht-Unebenheit verursacht wird.
Fig. 4 ist eine Darstellung, um die Oberflächenrauheit und den Pitch bzw. die Abstände zu erläutern.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Übertragungseinrichtung und einer Abtrenneinrichtung.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Messen der Menge der Triboelektrizität eines magnetischen Toners.
Fig. 7 ist eine Darstellung, in welcher der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung Partikeln des magnetischen Toners in Abhängigkeit von der Menge der Triboelektrizität (uc/g) aufgezeichnet ist.
Fig. 8 ist eine schematische Schnittansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung zur Ausführung des Bilderzeugungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist eine Teilschnittansicht zur schematischen Veranschaulichung der Oberfläche einer Trommel, die unter Anwendung von kugelförmigen Partikeln mit einer einheitlichen Form sandgestrahlt worden ist.
Fig. 10 ist eine Teilschnittansicht zur schematischen Veranschaulichung der Oberfläche einer Trommel, die unter Anwendung von amorphen Partikeln sandgestrahlt worden ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In dem Fall, wenn die Oberfläche eines Toner-tragenden Elements glatt ist oder eine spezifische Unebenheit hat, die kugelspurförmige Hohlräume aufweist, können Bestandteile eines magnetisches Toners nur schwer an der Oberfläche haften und die Verunreinigung der Oberfläche kann verhindert werden oder über eine lange Zeitdauer hinweg vermindert werden. Daher wird bei dem Toner-tragenden Element keine Herabsetzung der Fähigkeit verursacht, eine statische Aufladung zu schaffen, und der magnetische Toner kann auf effiziente Weise über eine lange Zeitdauer in einem stabilen Zustand aufgeladen werden. Das vorhergehend genannte Tonertragende Element kann jedoch, verglichen mit, dem Tonertragenden Element, das eine unregelmäßige Oberfläche hat, die durch Sandstrahlen unter Anwendung von amorphen Partikeln in zufälligen Richtungen mit zahllosen Einschnitten oder Vorsprüngen versehen wird, unter bestimmten Bedingungen beim einheitlichen Auftragen des magnetischen Toners auf das Toner-tragende Element, um eine Tonerschicht auszubilden, etwas minderwertiger sein. In dem Fall zum Beispiel, wenn ein magnetischer Toner mit einer großen Aufladbarkeit in einem Hochgeschwindigkeitsgerät unter der Bedingung einer hohen Feuchtigkeit verwendet wird, wird die Menge der Triboelektrizität des magnetischen Toners groß, da das Toner-tragende Element ein großes Aufnahmevermögen für statische Aufladung hat, so daß die Spiegelbildkraft des Toner-tragenden Elements groß wird und gleichzeitig die Anhäufungskraft des magnetischen Toners groß wird, wodurch bei dem auf das Toner-tragende Element aufzubringenden magnetischen Toner Klumpen verursacht werden und außerdem das Auftreten einer Tonerschicht-Unebenheit verursacht wird.
Bei der vorliegenden Erfindung kann selbst bei Gebrauch von verschiedenen Toner-tragenden Elementen verhindert werden, daß die Tonerschicht übermäßig dick wird, wenn der Toner einen über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser von 7 um bis 10 um hat, eine spezifische Partikelgrößen- Verteilung hat und eine geeignete Menge an Triboelektrizität hat. Folglich kann keine Tonerschicht-Unebenheit auftreten und der magnetische Toner kann über eine lange Zeitdauer einheitlich aufgetragen werden.
Im Ergebnis können über eine lange Zeitdauer hinweg schleierfreie und scharfe Tonerbilder von hoher Qualität mit einer hohen Bilddichte und einer hervorragenden Feinlinien- Reproduktion und Abstufung erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail beschrieben. Das Toner-tragende Element wird im folgenden als "Trommel" bezeichnet.
Die Trommel, die verwendet wird, um den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung zu tragen, kann vorzugsweise eine Oberfläche haben, die mit Unregelmäßigkeiten versehen ist, die spurförmige Hohlräume aufweist, die durch mehrere Kugeln ausgebildet wurden. Als ein Verfahren zur Erzielung eines derartigen Oberflächenzustands, kann die Sandstrahl- Endbearbeitung angewandt werden, bei der Partikel mit einer einheitlichen Form benutzt werden. Derartige anwendbare Partikel sind Starrkörperkugeln, die aus Metallen wie zum Beispiel rostfreiem Stahl, Aluminium, Stahl, Nickel und Messing ausgebildet sind, oder Starrkörperkugeln, die aus Materialien wie zum Beispiel Keramiken, Plastikwerkstoffen und Glasperlen ausgebildet sind. Die Oberfläche der Trommel kann unter Anwendung einheitlicher Partikel, die einen spezifischen Partikeldurchmesser haben, wodurch die vielen spurförmigen Hohlräume innerhalb eines spezifischen Bereichs ausgebildet werden können, wie in Fig. 9 gezeigt ist.
Die Kugeln, welche die vielen spurförmigen Hohlräume auf der Trommeloberfläche ausbilden, können in besonders bevorzugter Weise einen Durchmesser von 20 um bis 250 um haben. Kugeln mit einem Durchmesser R, der kleiner als 20 um ist, resultieren in einer Tendenz zur Verstärkung der Verunreinigung aufgrund der Bestandteile des magnetischen Toners. Andererseits führen Kugeln mit einem Durchmesser R von mehr als 250 um zu einer Verringerung der Einheitlichkeit der auf der Trommel ausgebildeten Tonerschicht. Folglich können die Hohlräume auf der Trommeloberfläche vorzugsweise einen Durchmesser von nicht mehr als 250 um, und insbesondere von 20 um bis 250 um haben. Bei der vorliegenden Erfindung werden der Abstand P der Unregelmäßigkeiten auf der Trommeloberfläche und die Oberflächenrauheit d durch Vermessen der Trommeloberfläche unter Anwendung eines Mikro-Oberflächenrauheit-Meßgeräts ermittelt (erhältlich von Tailer Hobson Co., Kosaka Kenkusho, usw.). Die Oberflächenrauheit d stimmt mit der JIS-10-Punkt-Durchschnitts-Rauheit (RZ) überein, wie sie in JIS B-0601 vorgeschrieben ist.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird der Raum zwischen zwei Linien, die aus geraden Linien parallel zu einer Mittellinie eines Teils bestehen, der aus einer Profilkurve in der Standardlänge l herausgenommen ist, wobei eine von diesen eine Linie ist, welche die Spitze eines Hügels oder Berges passiert, welcher der dritte von den Höchsten ist, und die andere von diesen eine Linie ist, welche die Sohle eines Tals passiert, welches das dritte von den Tiefsten ist, in Mikrometern (um) ausgedrückt. Die Standardlänge l ist auf 0,25 mm eingestellt. Der Abstand P basiert auf der Anzahl der Hügel oder Berge, die in der Standardlänge von 0,25 mm enthalten sind, wenn der vorstehende Teil mit einer Höhe von nicht weniger als 0,1 u bezüglich der konkaven Teile auf seinen beiden Seiten als ein Berg gezählt wird, und wird auf die folgende Weise festgestellt:
[250 (u)]/[Anzahl der in 250 (u) enthaltenen Berge]
Der Abstand P der Unregelmäßigkeiten der Trommeloberfläche kann vorzugsweise im Bereich von 2 um bis 100 um sein. Unregelmäßigkeiten mit einem Abstand P von weniger als 2 um laufen auf einen Anstieg bei der Verunreinigung der Trommel hinaus, die durch die Bestandteile des magnetischen Toners verursacht wird. Andererseits führen Unregelmäßigkeiten mit einem Abstand P von mehr als 100 um zu einer Verminderung der Einheitlichkeit der auf der Trommel ausgebildeten Tonerschicht. Die Oberflächenrauheit d der Unregelmäßigkeiten auf der Trommeloberfläche kann vorzugsweise im Bereich von 0,1 um bis 5 um sein. Unregelmäßigkeiten mit einer Oberflächenrauheit d von mehr als 5 um ergeben wegen einer Konzentration der elektrischen Felder auf den Teil, in welchem die Unregelmäßigkeiten vorhanden sind, bei einem System, bei welchen die Entwicklung durch das Anlegen einer Wechselspannung zwischen einer Trommel und einem Latentbild-tragenden Element ausgeführt wird, so daß ein magnetischer Toner dazu gebracht wird, von der Trommel-Seite zu einer Latentbildfläche zu fliegen, eine Tendenz zu gestörten Bildern. Andererseits ergeben Unregelmäßigkeiten mit einer Rauheit d von weniger als 0,1 um eine Neigung zur Herabsetzung der Einheitlichkeit der auf der Trommel ausgebildeten Tonerschicht.
Das Sandstrahlen, bei dem die Partikel mit einer einheitlichen Form verwendet werden, kann ferner auf einer Trommeloberfläche ausgeführt werden, die bereits einer Sandstrahlbehandlung unter Verwendung von amorphen Partikeln unterzogen wurde.
Die einheitlich geformten Sandstahlpartikel können vorzugsweise größer als die amorphen Sandstrahlpartikel sein. Die ersteren 1 bis 20 mal, und die letzteren vorzugsweise von 1,5 bis 9 mal.
Wenn die Sandstrahl-Endbearbeitung mittels einheitlicher Partikel in überlappender Weise ausgeführt wird, ist es außerdem zu bevorzugen, daß entweder die Sandstrahlzeitdauer oder die Aufprallkraft der Sandstrahlpartikel derart geregelt wird, daß sie kleiner als beim Sandstrahlen mit amorphen Sandstrahlpartikeln ist.
Es ist außerdem möglich, eine Sandstrahl-Endbearbeitung anzuwenden, bei welcher die amorphen Partikel und die einheitlich geformten Partikel gleichzeitig verwendet werden. Als die amorphen Partikel kann jedes Strahlmittel verwendet werden. In diesem Fall unterscheiden sich der Abstand und die Rauheit von denen im Fall der einheitlich geformten Partikel.
Der negativ aufladbare magnetische Toner gemäß der vorliegenden Erfindung ist einerseits dadurch gekennzeichnet, daß er einen über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser im Bereich von 7 um bis 10 um und einen Variationskoeffizienten der Anzahl-Verteilung im Bereich von 25 bis 45, vorzugsweise von 26 bis 44, und insbesondere von 27 bis 43 hat.
Der Koeffizient der Variation (oder Variationskoeffizient) ist ein Wert, der den Zustand der Variation bzw. Abweichung von einem mittleren Wert zeigt. Ein magnetischer Toner mit gewünschtem Variationskoeffizienten und gewünschter Partikelgrößen-Verteilung kann durch Regeln der Klassierungsbedingungen im Prozeß der Herstellung des Toners und durch Ausführen einer strengen Klassierung erzielt werden. Es ist beabsichtigt, daß die Partikelgrößen-Verteilung spitzer wird, wenn der Variationskoeffizient kleiner wird, und die erstere breiter wird, wenn der letztere größer wird. Der Variationskoeffizient ist jedoch außerdem ein Maß, das den Zustand der Abweichung entsprechend des über die Anzahl gemittelten Partikeldurchmessers eines magnetischen Toners erfaßt. Daher kann es nicht ausreichend sein, daß feines Pulver und grobes Pulver nur klassiert und entfernt werden. Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung kann durch die Feststellung der Partikelgrößen-Verteilung der Ausgangsstoffe zum Feinschleifen und durch sorgfältige-Ausführung der Klassierung bei einer Regelung der Klassierungsbedingungen (d. h. im Fall der Bogenrohr-Strahl-Klassierung der Bedingung zur Einstellung des Kantenabstands, des Wirkdrucks usw.) bezüglich ihres Spitzenwerts, des Gehalts an ultrafeinem Pulver bis feinem Pulver oder an Partikeln, die eine Partikelgröße haben, die in der Nähe der Partikelgröße ist, bei welcher die Anzahl-Verteilung einen Spitzenwert zeigt, und des Gehalts an grobem Pulver erzielt werden.
Wie im vorhergehenden beschrieben ist, ist die für den Gebrauch in Kombination mit dem negativ aufladbaren magnetischen Material gemäß der vorliegenden Erfindung am meisten zu bevorzugende Trommel (im folgenden "die vorliegende Trommel 2-1) die Trommel, welche die Oberfläche mit spezifischen Unregelmäßigkeiten hat, die aus den vielen durch Sandstrahl-Endbearbeitung unter Anwendung von kugelförmigen einheitlichen Partikeln ausgebildeten spurförmigen Hohlräumen bestehen. Verglichen mit der Trommel, welche die durch Sandstrahlen unter Anwendung von amorphen Partikeln ausgebildete unregelmäßige Oberfläche hat (in folgenden "die Vergleichstrommel 2-2") , ist die vorhergehend genannte Trommel unter bestimmten Umweltbedingungen in der Aufbringung des Toners etwas unterlegen, der einheitlich auf zutragen ist, um eine Tonerschicht auszubilden. Dies ist ein durch ein Experiment erzieltes Ergebnis. Wenn nämlich ein negativ aufladbarer magnetischer Toner mit einem über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser von nicht weniger als 12 um jeweils einer Entwicklungsvorrichtung, welche die vorliegende Trommel 2-1 aufweist, und einer Entwicklungsvorrichtung, welche die Vergleichstrommel 2-2 aufweist, zugeführt wird, um den Betrieb ohne Kopierung eines Bilds in einer speziellen Umgebung mit einer Temperatur von 15ºC oder weniger und einer Feuchtigkeit von 10 % oder weniger auszuführen, so ist das Gewicht M/S pro Flächeneinheit der auf der Trommel ausgebildeten Schicht aus magnetischen Toner im Fall der vorliegenden Trommel 2-1 im Bereich von 1,6 mg/cm² bis 2,5 mg/cm² und im Fall der Vergleichstrommel 2-2 von 0,6 mg/cm² bis 2,0 mg/cm². Die Tonerschicht auf der vorliegenden Trommel 2-1 hat eine größere Dicke, und es ist festgestellt worden, daß in einigen Fällen eine Tonerschicht-Unebenheit wie die in Fig. 2 gezeigte auf der vorliegenden Trommel 2-1 auftreten kann, nachdem der Betrieb ohne Bildkopierung für eine lange Zeitdauer ausgeführt worden ist.
Gemäß den durch die Erfinder vorgenommenen Untersuchungen war jedoch, obgleich der Grund nicht unbedingt klar ist, selbst in dem Fall der vorliegenden Trommel 2-1 im Ergebnis eines unter Anwendung des negativ aufladbaren magnetischen Toners, der die Partikelgrößen-Verteilung hat, wie sie in der vorliegenden Erfindung definiert ist, ausgeführten Experiments das M/S auf der Trommel im Bereich von 0,5 mg/cm² bis 2,0 mg/cm². Folglich wurde festgestellt, daß die Tonerschichtdicke verringert werden kann. Es wurde außerdem festgestellt, daß, selbst nachdem der Betrieb ohne Bildkopierung für eine lange Zeitdauer fortgesetzt wurde, die Verringerung in der Tonerschichtdicke sehr effektiv ist, um die Tonerschicht für eine lange Zeitdauer einheitlich zu schaffen.
Andererseits wurde festgestellt, daß einige magnetische Toner, sogar der negativ aufladbare Toner mit einem über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser im Bereich von 7 um bis 10 um und einem Variationskoeffizienten der Anzahl-Verteilung im Bereich von 25 bis 45, die Bildung von Anhäufungen des magnetischen Toners auf der Trommel verursachen können und eine Tonerschicht-Unebenheit auf der Trommel mit sich bringen, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 220 mm/s oder höher ist und der Lauf ohne Bildkopierung für eine längere Zeit unter der Bedingung einer geringen Feuchtigkeit ausgeführt wird. Es ist auch festgestellt worden, daß die Anhäufungen des magnetischen Toners in einer kürzeren Zeit ausgebildet werden, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel höher wird. Die Triboelektrizitätsmenge des magnetischen Toners wurde, bevor die Tonerschicht-Unebenheit auf der Trommel auftrat, im Verlauf der Zeit des Betriebs ohne Bildkopierung größer, und wurde erheblich größer als die des magnetischen Toners, der keine Tonerschicht-Unebenheit auf der Trommel verursachte. Diese magnetischen Toner wurden jeweils mit Eisenpulver gemischt, um die Menge der Triboelektrizität zu messen, um zu offenbaren, daß der erstere einen größeren Wert als der letztere zeigte.
Folglich ist festgestellt worden, daß die Tonerschicht- Unebenheit auf der Trommel unter den Bedingungen einer geringen Feuchtigkeit aus den im vorhergehenden dargelegten Gründen auftritt, wenn der magnetische Toner, der eine höhere Menge der Triboelektrizität ergibt, in einem Hochgeschwindigkeitsgerät verwendet wird.
Wenn der über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser im Bereich von 7 um bis 10 um ist, aber der Variationskoeffizient der Anzahl-Verteilung geringer als 25 ist, kann das M/S auf der Trommel ansteigen, obgleich der Grund dafür nicht klar ist, wodurch leicht eine Tonerschicht-Unebenheit auf der Trommel verursacht wird. Wenn er mehr als 45 beträgt, wird die Partikelgrößen-Verteilung breiter und deshalb wird die Triboelektrizität zwischen den magnetischen Tonerpartikeln uneinheitlich, wodurch eine Neigung zur Verringerung der Dichte verursacht wird und was außerdem in einer Störung des Aufstiegs des Toners auf die Trommel resultiert und grobe Bilder oder eine Herabsetzung der Auflösung mit sich bringen kann.
Der Variationskoeffizient der Anzahl-Verteilung, durch A repräsentiert, kann in einem Klassierungsschritt geregelt werden. Innerhalb des Bereichs von 25 bis 45 des Variationskoeffizienten kann der magnetische Toner einheitlich auf die Trommel aufgetragen werden und ergibt eine gute Schicht und außerdem können gute Tonerbilder erzielt werden, wenn die Menge der Triboelektrizität der magnetischen Tonerpartikel zum Eisenpulver im Bereich des Ausdrucks:
0,1 x A + 2 ≤ -Q ≤ 0,1 x A + 16, vorzugsweise
0,1 x A + 3 ≤ -Q ≤ 0,1 x A + 15 und insbesondere
0,1 x A + 4 ≤ -Q ≤ 0,1 x A + 14 ist.
Ein Fall von -Q > 0,1 x A + 16 (d. h. ein Fall, in welchem die Menge der Triboelektrizität des magnetischen Toners zu groß ist) kann in einem Ladungsüberschuß auf der Trommel resultieren und eine Neigung zur Verursachung einer Tonerschicht-Unebenheit auf der Trommel ergeben, wenn die Trommel unter der Bedingung einer niedrigen Feuchtigkeit mit einer hohen Geschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit von 220 mm/s oder mehr) gedreht wird.
Andererseits kann ein Fall von Q < 0,1 x A + 2 (d. h. ein Fall, in welchem die Menge der Triboelektrizität zu klein ist) in nicht ausreichender Entwicklungsfähigkeit des Toners und einer geringen Dichte resultieren, was es unmöglich macht, gute Tonerbilder zu erzielen. Die triboelektrischen Ladungseigenschaften des magnetischen Toners können durch Auswahl von Ladungsregelmitteln und/oder magnetischen Materialien oder durch Einstellen der Mengen, in welchem sie verwendet werden, geregelt werden.
Der magnetische Toner auf der Trommel sollte eine Triboelektrizitätsmenge R von -6 uc/g bis -19 uc/g und vorzugsweise von -7 uc/g bis -18 uc/g haben. Außerdem ist es zu bevorzugen, daß der magnetische Toner in einer Entwicklungsvorrichtung triboelektrisch aufgeladen wird, so daß die Triboelektrizitätsmenge R eine Abweichung von der Triboelektrizitätsmenge Q, die gemessen wird, wenn der magnetische Toner und das Eisenpulver gemischt werden, im Bereich von 0 uc/g bis 10 uc/g und vorzugsweise von 0 uc/g bis 8 uc/g als ein Absolutwert aufweist.
Der magnetische Toner, der die Partikelgrößen-Verteilung und die Triboelektrizitätsmenge gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, bewirkt keine Störung im Aufstieg des Toners auf die Entwicklungstrommel und ist in einem dünnen, kurzen und einheitlichen Zustand. Daher kann er schleierfreie scharfe Tonerbilder mit einer überragenden Feinlinien-Reproduktion und Abstufung ergeben.
Überdies kann der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung in einheitlicher Weise auf ein Übertragungsmedium übertragen werden, und er weist daher eine bessere Abstufung auf und kann außerdem sogar bei einer Verringerung des Tonerverbrauchs eine hohe Bilddichte ergeben.
Wenn ein magnetischer Toner hergestellt wird, läuft es bei dem magnetischen Toner, wenn die Tonermaterialien unter Anwendung einer Feinmühle mit einem mechanischen System pulverisiert werden, bei denen Elemente wie zum Beispiel ein Stift, eine Scheibe, ein Rotor und eine Unterlage zum Einsatz kommen, oder unter einem herabgesetzten Luftdruck in einer Strahlmühle sanft pulverisiert werden, darauf hinaus, daß er eine große Triboelektrizitätsmenge erhält. In einem derartigen Fall kann die magnetische Tonerschicht auf der Trommel uneinheitlich werden. Daher ist es wichtig, wenn der magnetische Toner hergestellt wird, die Pulverisierung unter Anwendung einer Strahlmühle bei einem geeignete Luftdruck von 4 - 7 kg/cm² auszuführen. Die glatte Entwicklungstrommel, wie sie im vorhergehenden erwähnt wurde, hat eine überlegene Fähigkeit zur Übertragung der Triboelektrizität und kann daher den magnetischen Toner in effektiver Weise triboelektrisch aufladen. Da die Menge der Triboelektrizität des magnetischen Toners auf der Trommel stabil ist, ist es möglich, immer eine hohe Bilddichte und eine hohe Bildqualität aufrechtzuerhalten.
Nachdem mittels des magnetischen Toners ein elektrostatisch latentes Bild entwickelt worden ist, wird das resultierende Tonerbild unter Anwendung einer Übertragungsvorrichtung 22 übertragen, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, in welcher der Rückseite eines Übertragungsmediums 24 eine dem magnetischen Toner entgegengesetzte Polarität aufgebracht wird, so daß das Tonerbild durch die Wirkung einer elektrostatischen Anziehungskraft von einem Latentbild-tragenden Element 21 zu dem Übertragungsmedium 24 übertragen wird.
Unmittelbar nach dem Übertragungsschritt wird in einer Abtrenneinrichtung 23 auf die Rückseite des Übertragungsmediums 24 eine Wechselspannungs-Koronaladung aufgebracht, um die Elektrizität von dem Übertragungsmedium 24 zu entfernen, so daß das Übertragungsmedium von dem Latentbild- tragenden Element 21 abgetrennt werden kann. Bei einem derartigen Bilderzeugungsverfahren wird die Adhäsion zwischen dem Latentbild-tragenden Element 21 und dem Übertragungsmedium 24 stärker, wenn der magnetische Toner mit einem kleineren Partikeldurchmesser hergestellt wird. Dies ist bei dem Abtrennschritt von Nachteil.
In dem Fall, wenn der magnetische Toner eine geringe Menge an Triboelektrizität hat, ist seine Adhäsion zu dem Übertragungsmedium so schwach, daß in dem Schritt der Abtrennung eine schlechte Übertragung des magnetischen Toners auf das Latentbild-tragende Element 21 auftreten kann und ein Fehler derart verursacht werden kann, daß ein Bild leere Flächen aufweist. Andererseits neigt in dem Fall, wenn der magnetische Toner eine große Menge an Triboelektrizität hat, der magnetische Toner dazu, nicht einheitlich auf das Übertragungsmedium übertragen zu werden, und außerdem kann der magnetische Toner auf das Latentbild-tragende Element 21 rückübertragen werden, wenn das Übertragungsmedium von dem Latentbild-tragenden Element 21 abgetrennt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung ist der magnetische Toner derart geregelt worden, daß er bei dem Entwicklungsschritt eine geeignete Menge ab Triboelektrizität hat, und kann daher vorzugsweise bei dem vorhergehend beschriebenen Bilderzeugungsverfahren verwendet werden.
Die Partikelgrößen-Verteilung des magnetischen Toners kann mittels verschiedener Methoden gemessen werden. Bei der vorliegenden Erfindung wird sie unter Anwendung eines Coulter-Counters gemessen.
Wenn als eine Meßvorrichtung ein Coulter-Counter des Typs TA-II (hergestellt bei Coulter Electronics Inc.) benutzt wird, werden eine zur Ausgabe der Anzahl-Verteilung und der Volumen-Verteilung fähige Schnittstelle (hergestellt bei Nikkaki K.K.) und ein CX-1-Personalcomputer (hergestellt bei Canon Inc.) verbunden. Als eine bei der Messung verwendete elektrolytische Lösung wird eine wäßrige 1 % NaCl- Lösung dargestellt, bei der Natriumchlorid erster Qualität eingesetzt wird. Es kann zum Beispiel ISOTON-II (Warenzeichen, erhältlich von Coulter Scientific Japan) verwendet werden. Um die Messung auszuführen, werden 0,1 bis 5 ml eines Oberflächen-aktiven Mittels (vorzugsweise eines Alkylbenzen-Sulfonats) als ein Dispergiermittel in 100 bis 150 ml der vorhergehend genannten wäßrigen elektrolytischen Lösung zugefügt, und dann werden 2 bis 20 mg einer zu messenden Probe zugefügt. Die elektrolytische Lösung, in welcher die Probe suspendiert worden ist, wird für ungefähr 1 Minute bis ungefähr 3 Minuten mittels einer Ultraschall- Dispersionsmaschine dispergiert, und die Partikelgrößen- Verteilung der Partikel von 2 bis 40 um auf der Basis der Anzahl wird mittels des vorhergehend genannten Coulter- Counters des TA-II-Typs mittels einer 100 um -Siebmaschenweite als eine Siebmaschenweite gemessen. Der Wert gemäß der vorliegenden Erfindung wird aus den gemessenen Werten bestimmt.
Als das bei dem magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung verwendete Bindeharz können die folgenden für Toner verwendeten Bindeharze verwendet werden, wenn eine Fixiereinrichtung mit Heiz-Andruckrolle verwendet wird, die eine Einrichtung zum Auftragen eines Öls hat.
Sie enthalten zum Beispiel Polystyren, Homopolymere eines Substitutionsprodukts von Styren wie zum Beispiel Poly-p- Chlorstyren und Polyvinyltoluen, Styren-Kopolymere wie zum Beispiel ein Styren/p-Chlorstyren-Kopolymer, ein Styren/Vinyltoluen-Kopolymer, ein Styren/Vinylnaphthalen-Kopolymer, ein Styren/Akrylat-Kopolymer, ein Styren/Methakrylat- Kopolymer, ein Styren/α-Chlormethyl-Methakrylat-Kopolymer, ein Styren/Akrylonitril-Kopolymer, ein Styren/Methylvinylether-Kopolymer, ein Styren/Ethylvinylether-Kopolymer, ein Styren/Methylvinylketon-Kopolymer, ein Styren/Butadien- Kopolymer, ein Styren/Isopren-Kopolymer und ein Styren/Akrylnitril/Inden-Kopolymer, Polyvinylchlorid, Phenolharze, Naturharz-modifizierte Phenolharze, Naturharz-modifizierte Maleinsäureharze, Akrylharze, Methakrylharze, Polyvinylazetat, Silikonharze, Polyesterharze, Polyurethane, Polyamidharze, Furanharze, Epoxidharze, Xylenharze, Kumaron-Inden- Harze und Petroleumharze.
Im Fall eines Fixiersystems mit einer Heiz-Andruckrolle, bei welchem etwas Öl aufgetragen wird, sind die Offset- Erscheinung, bei der ein Teil der Tonerbilder auf einem Tonerbild-tragenden Element wie zum Beispiel Normalpapier auf die Rolle übertragen wird, und die Adhäsion des Toners an einem derartigen Tonerbild-tragenden Element wichtige Probleme. Toner, die mittels einer geringen Wärmeenergie fixiert werden können, haben normalerweise die Eigenschaft, daß sie während der Lagerung oder in einer Entwicklungsvorrichtung eine Verstopfen oder Zusammenbacken verursachen, und deshalb müssen diese Probleme außerdem gleichzeitig in Betracht gezogen werden. Die physikalischen Eigenschaften des in den Tonern enthaltenen Bindeharzes sind am meisten für diese Erscheinung verantwortlich. Gemäß den durch die Erfinder angestellten Untersuchungen kann die Adhäsion von Toner an einem Tonerbild-tragenden Element zum Zeitpunkt der Fixierung verbessert werden, wenn der Gehalt eines magnetischen Materials in dem Toner verringert wird, aber andererseits tritt dann eine Neigung zum Auftreten des Offsets auf und außerdem führt es zur Verursachung von Verstopfung und Zusammenbackung. Aus diesem Grunde ist es wichtiger, Bindeharze auszuwählen, wenn bei der vorliegenden Erfindung das Heiz-Andruckrollen-Fixiersystem verwendet wird, bei welchem etwas Öl aufgetragen wird. Bevorzugte Bindematerialien enthalten vernetzte Styren-Kopolymere oder vernetzte Polyester.
Komonomere für Styren-Monomere in den Styren-Kopolymeren beinhalten Monokarbonsäuren mit einer Doppelbindung oder deren Substitutionsprodukte wie zum Beispiel Akrylsäure, Methylakrylat, Ethylakrylat, Butylakrylat, Dodekylakrylat, Oktylakrylat, 2-Ethylhexylakrylat, Phenylakrylat, Methakrylat, Methylmethakrylat, Ethylmethakrylat, Butylmethakrylat, Oktylmethakrylat, Akrylnitril, Methakrylnitril und Akrylamid, Dikarbonsäuren mit einer Doppelbindung oder deren Substitutionsprodukte wie zum Beispiel Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat und Dimethylmaleat, Vinylesther wie zum Beispiel Vinylchlorid, Vinylazetat und Vinylbenzoat, Ethylen-Olefine wie zum Beispiel Ethylen, Propylen und Butylen, Vinylketone wie zum Beispiel Methylvinylketone und Hexylvinylketone, und Vinylether wie zum Beispiel Methylvinylether, Ethylvinylether und Isobutylvinylether. Diese Vinyl-Monomere werden allein oder in Kombination von zweien oder mehreren von diesen verwendet.
Hier werden hauptsächlich Verbindungen mit zwei oder mehr polymerisationsfähigen Doppelbindungen als Vernetzungsmittel verwendet. Diese enthalten zum Beispiel aromatische Divinylverbindungen wie zum Beispiel Divinylbenzen und Divinylnaphthalen, Karboxylate mit zwei Doppelbindungen wie zum Beispiel Ethylenglykoldiakrylat, Ethylenglykoldimethakrylat und 1,3-Butanedioldimethakrylat, Divinylverbindungen wie zum Beispiel Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid und Divinylsulfon und Verbindungen, die drei oder mehr Vinylgruppen haben. Diese werden allein oder in Form einer Mischung verwendet.
Für den Fall, daß ein Druckfixierungssystem verwendet wird, ist es möglich, Bindeharze zur Fixierung von Tonern mittels Druck zu verwenden. Diese enthalten zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen, Polymethylen, Polyurethanelastomere, ein Ethylen/Ethylakrylat-Kopolymer, ein Ethylen/Vinylazetat- Kopolymer, Ionomerharze, ein Styren/Butadien-Kopolymer, ein Styren/Isopuren-Kopolymer, ein Styren/Isopuren-Kopolymer, linear gesättigte Polyester und Paraffine.
Um die Menge der Triboelektrizität zu regeln, können magnetische Toner der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Mittel zur Regelung der Aufladung enthalten, welches mit den Tonerpartikeln in Verbindung gebracht sein kann (d. h. interne Beimischung) oder mit den Tonerpartikeln gemischt sein kann (d. h. externe Beimischung). Das Aufladungsregelmittel macht es möglich, eine optimale Menge an Triboelektrizität gemäß den Typen des Entwicklungssystems einzustellen und macht es insbesondere möglich, das Gleichgewicht zwischen der Partikelgrößen-Verteilung und der Triboelektrizitätsmenge besser zu stabilisieren.
Bei der vorliegenden Erfindung können als negative Aufladbarkeits-Einstellmittel bekannte Verbindungen verwendet werden. Diese beinhalten zum Beispiel Karbonsäurederivate und deren Metallsalze, Alkoxylate, organische Metallkomplexe und Chelatverbindungen, welche allein oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden können. Von diesen werden vorzugsweise insbesondere die Azetylazeton- Metallkomplexe, Salizylsäure-Metallkomplexe, Salizylsäure- Metallkomplexe mit einem Alkyl-Substituenten, Naphthoesäure-Metallkomplexe und Monazo-Metallkomplexe verwendet.
Das vorhergehend beschriebene Ladungsregelmittel kann vorzugsweise in Form von feinen Partikeln verwendet werden. In einem derartigen Fall können die Ladungsregelmittel vorzugsweise einen über die Anzahl gemittelten Partikeldurchmesser von nicht mehr als 4 um und insbesondere von nicht mehr als 3 um haben.
Das Ladungsregelmittel kann, wenn es intern zu den Tonerpartikeln addiert wurde, vorzugsweise in einer Menge von 0,1 Gewichtsteilen bis zu 20 Gewichtsteilen, und insbesondere von 0,2 Gewichtsteilen bis zu 10 Gewichtsteilen, auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindeharzes benutzt werden.
In den magnetischer Toner gemäß der vorliegenden Erfindung können mittels interner Beimischung oder externer Beimischung wahlweise verschiedene Zusätze gemischt werden. Herkömmlicherweise bekannte Farbstoffe und/oder Pigmente können als Färbemittel verwendet werden. Diese können normalerweise in einer Menge von 0,5 Gewichtsteilen bis zu 20 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindeharzes verwendet werden. Andere Zusätze sind Gleitmittel wie zum Beispiel Zinkstearat, Schleif- bzw. Abriebmittel wie zum Beispiel Zeroxid und Siliziumkarbid, Fließvermögen-schaffende Mittel oder Mittel gegen das Zusammenbacken wie zum Beispiel kolloidales Siliziumdioxid und Aluminiumoxid und Leitfähigkeits-schaffende Mittel wie zum Beispiel Rußschwarz und Zinnoxid.
Zum Zweck der Verbesserung der Ablösbarkeit zum Zeitpunkt der Heizrollen-Fixierung können wachsartige Materialien wie zum Beispiel ein Polyethylen mit geringen Molekulargewicht, ein Polypropylen mit geringen Molekulargewicht, ein mikrokristallines Wachs, Carnaubawachs, Sasolwachs und Paraffinwachs in einer Menge von ungefähr 0,5 Gewichtsteilen bis 5 Gewichtsteilen auf der Basis des Bindeharzes zugefügt werden. Dies ist außerdem eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
Der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung einhält ferner ein magnetisches Material, welches gleichzeitig als ein Färbemittel dienen kann. Das in dem magnetischen Toner gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene magnetische Material enthält Eisenoxide wie zum Beispiel Magnetit, γ- Eisenoxid, Ferrit und Ferrit mit Eisenüberschuß, Metalle wie zum Beispiel Eisen, Kobalt und Nickel, oder Legierungen oder Mischungen von einem dieser Metalle mit einem Metall wie zum Beispiel Aluminium, Kobalt, Kupfer, Blei, Magnesium, Zinn, Zink, Antimon, Beryllium, Wismut, Kadmium, Kalzium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Banadium.
Diese ferromagnetischen Materialien können vorzugsweise einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,1 um bis 1 um und insbesondere von 0,1 um bis 0,5 um haben. Das magnetische Material kann in einer Menge von 50 Gewichtsteilen bis 150 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Harzbestandteils und vorzugsweise von 60 Gewichtsteilen bis 120 Gewicht steilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Harzbestandteils in dem magnetischen Toner enthalten sein.
Der magnetische Toner gemäß der vorliegenden Erfindung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bilds kann durch gründliches Mischen eines magnetischen Pulvers und eines thermoplastischen Harzes vom Vinyltyp oder Nicht- Vinyltyp, wahlweise zusammen mit einem Pigment oder Farbstoff als einem Färbemittel, einem Ladungsregelmittel und anderen Zusätzen mittels einer Mischmaschine wie zum Beispiel einer Kugelmühle, das danach folgende Schmelzen und Kneten der Mischung bei Gebrauch einer Wärmeknetmaschine wie zum Beispiel einer Wärmerolle, einer Knetmaschine oder eines Extruders, so daß die Harze miteinander vereint werden und das Pigment oder der Farbstoff darin dispergiert und gelöst werden, und Kühlen des resultierenden Produkts, um die Verfestigung zu bewirken, gefolgt durch Zerkleinern, Pulverisieren und danach folgendes strenges Klassieren hergestellt werden. Folglich kann der magnetische Toner gemäß dem Toner-tragenden Element erzielt werden.
In den magnetischen Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann mittels interner Beimischung oder externer Beimischung feines Siliziumoxidpulver gemischt werden. Das Mischen mittels externer Beimischung wird bevorzugt.
Der magnetische Toner, der die vorliegende Erfindung kennzeichnet, kann in einigen Fällen ein schlechtes Fließvermögen haben, und es die Möglichkeit, daß er in Abhängigkeit von den Entwicklungseinrichtungen keine ausreichende Fähigkeit zur triboelektrischen Aufladung zeigt.
In den magnetischen Toner der vorliegenden Erfindung kann mittels externer Beimischung ein feines Siliziumoxidpulver gemischt werden, wodurch das Fließvermögen verbessert werden kann und die Gelegenheiten zum Kontakt mit einem Element zur Schaffung der triboelektrischen Aufladung vermehrt werden können. Folglich kann die Fähigkeit der triboelektrischen Aufladung des magnetischen Toners zu einer höheren Ladungsmenge in effektiver Weise ausgeübt werden, und bei verschiedenen Entwicklungseinrichtungen kann eine gute Entwicklungsfähigkeit gezeigt ist werden.
Der magnetische Toner, der die Partikelgrößen-Verteilung hat, welche die vorliegende Erfindung charakterisiert, resultiert auch in einer größeren spezifischen Oberfläche als herkömmliche Toner. Wenn magnetische Tonerpartikel in Berührung mit der Oberfläche einer zylindrischen leitfähigen Trommel gebracht wird, die in ihrem inneren Teil eine Einrichtung zur Erzeugung magnetischer Felder aufweist, kann die Zeitdauer für die Berührung zwischen den Tonerpartikel- Oberflächen und der Trommel mehr als bei den herkömmlichen Tonern werden, wodurch eine Neigung der Tonerpartikel zum Verschleiß verursacht wird. Der Gebrauch des magnetischen Toners gemäß der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einem feinen Siliziumoxidpulver kann wegen der Einlagerung von feinem Siliziumoxidpulver zwischen den Tonerpartikeln und der Trommeloberfläche eine beträchtliche Verringerung im Verschleiß mit sich bringen. Dies ermöglicht es, die Lebensdauer des magnetischen Toners zu verlängern und außerdem eine stabile Aufladbarkeit aufrechtzuerhalten, so daß selbst beim Langzeitgebrauch ein besserer magnetischer Toner vorliegt.
Als das feine Siliziumoxidpulver kann sowohl das mittels des Trockenverfahrens hergestellte feine Siliziumoxidpulver als auch das mittels des Naßverfahrens hergestellte feine Siliziumoxidpulver verwendet werden. Vom Standpunkt des Schichtwiderstands und der Haltbarkeit her betrachtet, ist der Gebrauch des mittels des Trockenverfahrens hergestellten feinen Siliziumoxidpulvers zu bevorzugen.
Das Trockenverfahren, auf das hierin Bezug genommen wird, ist ein Verfahren zur Herstellung eines feinen Siliziumoxidpulvers mittels Dampfphasenoxidation eines Siliziumhalogenids. Es ist zum Beispiel ein Verfahren, bei welchem die Wärmezersetzungs-Oxidationsreaktion von Siliziumtetrachloridgas in Sauerstoff und Wasserstoff angewandt wird. Die Reaktion läuft im Grunde wie folgt ab.
SiCl&sub4; + 2H&sub2; + O&sub2; T SiO&sub2; + 4HCl
Bei diesem Herstellungsschritt ist es auch möglich, ein anderes Metallhalogenid wie zum Beispiel Aluminiumhalogenid oder Titanchlorid zusammen mit dem Siliziumhalogenid zu verwenden, um ein zusammengesetztes feines Pulver aus Siliziumoxid und anderen Metalloxiden ergeben. Das feine Siliziumoxidpulver, auf das hierin Bezug genommen wird, enthält dieses auch.
Was das Verfahren betrifft, bei welchem das in der vorliegenden Erfindung verwendete feine Siliziumoxidpulver mittels des Naßverfahrens hergestellt wird, so können verschiedene herkömmlicherweise bekannte Verfahren angewandt werden. Diese beinhalten zum Beispiel ein Verfahren, bei dem es durch die Zersetzung von Natriumsilikat in Gegenwart einer Säure gefertigt wird, dessen Reaktionsschema im folgenden gezeigt ist.
Na&sub2;O XSiO&sub2; + HCl + H&sub2;O T SiO&sub2; nH&sub2;O + NaCl
Außerdem beinhalten diese die Zersetzung von Natriumsilikat beim Vorhandensein von Ammoniumsalzen oder Alkalisalzen, ein Verfahren, bei welchem ein alkalisches Erdmetallsilikat aus Natriumsilikat hergestellt wird, gefolgt durch die Zersetzung in Anwesenheit einer Säure, um Kieselsäure auszubilden, ein Verfahren, bei welchem eine Natriumsilikatlösung mittels eines Ionenaustauschharzes in Kieselsäure umgewandelt wird und ein Verfahren, bei welchem natürlich vorkommende(s) Kieselsäure oder Silikat angewandt wird.
Bei dem feinen Siliziumoxidpulver, auf das hierin Bezug genommen wird, ist es möglich, wasserfreies Siliziumdioxid (Siliziumoxid) ebenso wie Silikate wie zum Beispiel Aluminiumsilikat, Natriumsilikat, Kaliumsilikat, Magnesiumsilikat und Zinksilikat anzuwenden.
Was das vorhergehend genannte feine Siliziumoxidpulver betrifft, so ist ein Produkt, daß gute Ergebnisse bewirken kann, ein feines Siliziumoxidpulver, das eine spezifische Oberfläche von nicht weniger als 30 m²/g und insbesondere im Bereich von 50 m²/g bis 400 m²/g hat, wie gemäß der Stickstoff-Adsorption mittels des BET-Verfahrens gemessen wird. Das feine Siliziumoxidpulver sollte in einer Menge von 0,01 Gewichtsteilen bis 8 Gewichtsteilen und vorzugsweise von 0,1 Gewichtsteilen bis 5 Gewichtsteilen, auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des magnetischen Toners, verwendet werden.
Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete feine Siliziumoxidpulver kann zu dem Zweck, das Pulver hydrophob zu machen und die Aufladbarkeit stabil zu schaffen, einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden. Als Beispiel dienende Mittel für eine derartige Behandlung sind ein Silan-Kopplungsmittel, ein Silikonlack, ein Silikonöl oder eine Organosiliziumverbindung. Diese können funktionelle Gruppen haben. Das feine Siliziumoxidpulver wird mit dem vorhergehend genannten Mittel behandelt, das mit dem feinen Siliziumoxidpulver reaktionsfähig ist oder auf diesem physikalisch adsorbiert wird. Ein derartiges Mittel für die Behandlung beinhaltet Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Timethylchlorsilan, Timethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Bromomethyldimethylchlorsilan, α-Chlorethyltrichlorsilan, β-Chlorethyl- trichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilylakrylat, Vinyldimethylazetoxysilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Aminopropyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Dimethylaminopropyltrimethoxysilan, Diethylaminopropyltrimethoxysilan, Dipropylaminopropyltrimethoxysilan, Dibutylaminopropyltrimethoxysilan, Monobutylaminopropyltrimethoxysilan, Dioktylaminopropyltrimethoxysilan, Dibutylaminopropylmethyldimethoxysilan, Dibutylaminopropyldimethylmonomethoxysilan, Dimethylaminophenyltriethoxysilan, Trimethoxysilyl-γ-Propylphenylamin, Trimethoxysilyl-γ-Propylbenzylamin, Trimethoxysilyl-γ-Propylpiperidin, Trimethoxysilyl-γ- Propylmorpholin, Trimethoxysilyl-γ-Propylimidazol, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3-Diphenyltetramethyl-Disiloxan und ein Dimethylpolysiloxan, das 2 bis 12 Siloxaneinheiten pro Molekül hat und eine Hydroxylgruppe enthält, die an jedes Si in den Einheiten gebunden ist, das an den Endabschnitten positioniert ist.
Das Silikonöl wird in unmodifizierter Form im allgemeinen durch die folgende Formel repräsentiert:
wobei R eine Alkylgruppe und n eine ganze Zahl repräsentiert.
Als ein bevorzugtes Silikonöl wird ein Silikonöl mit einer Viskosität von ungefähr 5 cSt bis 5.000 cSt bei 25ºC verwendet. Bevorzugt sind zum Beispiel Methylsilikonöl, Dimethylsilikonöl, Phenylmethylsilikonöl, Chlorophenylmethylsilikonöl, ein Alkyl-modifiziertes Silikonöl, ein Fettsäuremodifiziertes Silikonöl, ein Amino-modifiziertes Silikonöl und ein Polyoxyalkyl-modifiziertes Silikonöl. Diese können allein oder in Form einer Mischung von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Bei der Behandlung gemäß Vorbeschreibung kann eine einzelne Behandlung angewandt werden oder es können verschiedene Behandlungen in Kombination angewendet werden.
Die erwünschte Wirkung kann erzielt werden, wenn das behandelte feine Siliziumoxidpulver in einer Menge von 0,01 Gewichtsteilen bis zu 8 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des negativ aufladbaren magnetischen Toners verwendet wird. Negative Aufladbarkeit mit einer hervorragenden Stabilität kann erzielt werden, wenn es insbesondere vorzugsweise in einer Menge von 0,1 Gewichtsteilen bis zu 5 Gewichtsteilen benutzt wird. Zur Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in der Form zur Beimischung ist zu sagen, daß das behandelte feine Siliziumoxidpulver in dem Zustand ist, bei dem es in einer Menge von 0,01 Gewichtsteilen bis zu 3 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des negativ aufladbaren magnetischen Toners an den Tonerpartikel-Oberflächen haftet. Das vorhergehend beschriebene unbehandelte feine Siliziumoxidpulver kann auch in der gleichen Menge verwendet werden, wie hierin beschrieben ist.
Bei dem negativ aufladbaren magnetischen Toner gemäß der vorliegenden Erfindung können ein feines Pulver eines Metalloxids, ein feines Pulver eines Fluor-haltigen Polymers und ein anderes feines Harzpulver mittels interner oder externer Beimischung gemischt werden.
Das feine Pulver aus Fluor-haltigem Polymer enthält das von Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid oder ein Tetrafluorethylen/Vinylidenfluorid-Kopolymer. In Hinsicht auf Fließvermögen und Abriebeigenschaften ist insbesondere der Gebrauch von feinem Polyvinylidenfluoridpulver zu bevorzugen. Das Polymer kann in einer Menge von 0,01 Gewichtsteilen bis zu 2,0 Gewichtsteilen und insbesondere von 0,02 Gewichtsteilen bis 1,0 Gewichtsteilen auf der Basis des Toners zugefügt werden.
Das feine Metalloxidpulver enthält feine Pulver aus Zeroxid, Strontiumtitanat, Bariumtitanat, Titanerde oder Aluminiumoxid. Das Pulver kann in einer Menge von 0,01 Gewichtsteilen bis zu 10,0 Gewichtsteilen und insbesondere von 0,1 Gewichtsteilen bis 7 Gewichtsteilen auf der Basis des Toners zugefügt werden.
Insbesondere kann, obgleich der Grund unklar ist, bei einem magnetischen Toner, der eine durch externe Beimischung gewonnene Kombination des feinen Siliziumoxidpulvers und der vorhergehend genannten feinen Pulver aufweist, der Zustand des Vorhandenseins des an dem Toner haftenden Siliziumoxids stabilisiert werden. Es kann zum Beispiel nicht auftreten, daß das anhaftende Siliziumoxid von dem Toner abgelöst wird und der Effekt der Verhinderung der Abnutzung des Toners oder der Verunreinigung der Trommel vermindert wird. Es ist außerdem möglich, die Ladungs-Stabiltät weiter zu erhöhen.
Fig. 1 veranschaulicht ein Beispiel einer speziellen Vorrichtung, die bei der vorliegenden Erfindung zur Ausführung des Entwicklungsvorgangs verwendet werden kann.
Bei der in Fig. 1 veranschaulichten Entwicklungsvorrichtung wird zum Beispiel eine aus nichtrostendem Stahl (SUS 304) gefertigte Trommel mit einem Durchmesser von 50 mm als eine nichtmagnetische Trommel 2 verwendet. Ein Magnet 4 in der Trommel ist derart eingesetzt daß er magnetische Pole hat, die aus N&sub1;: 85 mT (850 Gauß), N&sub2;: 50 mT (500 Gauß), S&sub1;: 65 mT (650 Gauß) und S&sub2;: 50 mT (500 Gauß) bestehen. Ein magnetisches Material, Eisen, wird bei einer Klinge 1a verwendet. Der Zwischenraum zwischen der Klinge 1a und der Trommel 2 ist auf 250 um eingestellt. Als ein Toner 10 wird der magnetische Toner gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Eine elektrische Vorspannungsquelle 11 kann aus einer Überlagerung von Gleichspannung und Wechselspannung (Vpp: 1.200 V, f: 800 Hz, Gleichspannung: +100 V) zusammengesetzt sein. Der kürzeste Abstand zwischen der Trommel 2 und einem Latentbild-tragenden Element 9 kann auf 300 um eingestellt werden.
Das Bilderzeugungsverfahren und die Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung werden ferner mit Bezug auf Fig. 8 konkret beschrieben.
Die Oberfläche einer lichtempfindlichen Trommel 809 wie zum Beispiel einer Trommel aus amorphen Silizium wird zum Beispiel mittels der Betätigung einer Primärladeeinrichtung 812 positiv geladen, und durch die Belichtung 805 wird ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet. Das folglich ausgebildete latente Bild wird unter Anwendung eines magnetischen Entwicklers 810 des Einkomponententyps entwickelt, der den magnetischen Toner aufweist, wobei der Entwickler in einer mit einer Entwicklungstrommel 802 ausgestatteten Entwicklungsvorrichtung 807 enthalten ist, deren innerer Teil mit einer magnetischen Klinge 801 und einem Magneten versehen ist. In der Entwicklungszone ist/sind zwischen einem leitfähigen Substrat der lichtempfindlichen Trommel 809 und der Entwicklungstrommel 802 mittels einer Vorspannungs- Anlegeeinrichtung 811 eine Wechselvorspannung, eine Impulsvorspannung und/oder eihe Gleichstrom-Vorspannung angelegt. Ein Übertragungspapier P wird zu einer Übertragungszone zugeführt und gefördert, wobei das Übertragungspapier P von seiner Rückseite aus (der Oberfläche, die der lichtempfindlichen Trommel gegenüberliegt) mittels einer Übertragungseinrichtung 822 elektrostatisch aufgeladen wird, so daß das entwickelte Bild (Tonerbild) auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel elektrostatisch auf das Übertragungspapier P übertragen wird. Das mittels einer elektrostatischen Abtrenneinrichtung 823 von der lichtempfindlichen Trommel 809 abgetrennte Ubertragungspapier P wird unter Anwendung einer Heiz-Andruckrollen-Fixiereinheit (thermische Platte) 827 einer Fixierung unterzogen, so daß das Tonerbild auf dem Übertragungspapier P fixiert werden kann.
Der nach dem Übertragungsschritt auf der lichtempfindlichen Trommel 809 verbleibende magnetische Toner wird durch die Betätigung einer Reinigungsbaugruppe 828 entfernt, die eine Reinigungsklinge hat. Nach der Reinigung werden die restlichen Ladungen auf der lichtempfindlichen Trommel 809 mittels einer Löschbelichtung 826 beseitigt, und folglich wird die wiederum von dem Aufladungsschritt aus, bei dem die Primärladungsbaugruppe 812 verwendet wird, beginnende Prozedur wiederholt.
Die lichtempfindliche Trommel 809 (das Latentbild-tragende Element) weist eine lichtempfindliche Schicht und ein leitfähiges Substrat auf und wird in Richtung des Pfeils gedreht. In der Entwicklungszone wird die Entwicklungstrommel 802, ein nichtmagnetischer Zylinder, welcher ein Tonertragendes Element ist, derart gedreht, das sie sich in die gleiche Richtung dreht, in welche die lichtempfindliche Trommel 809 gedreht wird. In dem Innenteil der nichtmagnetischen zylindrischen Trommel 802 ist ein mehrpoliger Permanentmagnet (eine Magnetrolle), der als eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Felds dient, in einem nicht drehbaren Zustand geschaffen. Der in der Entwicklungsbaugruppe 807 enthaltene magnetische Toner 810 wird auf die Oberfläche der nichtmagnetischen Entwicklungstrommel 802 geschichtet, und als ein Ergebnis der Reibung zwischen der Oberfläche der Trommel 802 und den Tonerpartikeln werden den magnetischen Tonerpartikeln negative triboelektrische Ladungen verliehen. Gegenüber einer der Magnetpol- Positionen des mehrpoligen Permanentmagneten ist in der Nähe (mit einem Zwischenraum von 50 um bis 500 um) der Oberfläche der zylindrischen Entwicklungstrommel 802 eine aus Eisen gefertigte magnetische Abstreichklinge 801 angeordnet. Folglich kann die Dicke einer magnetischen Tonerschicht derart geregelt werden, das sie dünn (von 30 um bis 300 um) und einheitlich ist, so daß eine magnetische Tonerschicht, die dünner als der Zwischenraum zwischen der lichtempfindlichen Trommel 809 und der Entwicklungstrommel 802 in der Entwicklungszone ist, in einem Zustand ohne Berührung ausgebildet werden kann. Die Drehgeschwindigkeit dieser Entwicklungstrommel 802 wird derart reguliert, das die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel im wesentlichen gleich oder nahe an der Umfangsgeschwindigkeit der Fläche ist, auf welcher das elektrostatische Bild enthalten ist.
Da das Bilderzeugungsverfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung für Hochgeschwindigkeits-Entwicklung geeignet sind, kann die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel vorzugsweise nicht geringer als 300 mm/s, in mehr zu bevorzugender Weise nicht geringer als 400 mm/s und in insbesondere zu bevorzugender Weise nicht geringer als 500 mm/s sein.
Als die magnetische Abstreichklinge 801 kann anstelle von Eisen ein Permanentmagnet verwendet werden, um einen entgegengesetzten magnetischen Pol auszubilden. In der Entwicklungszone kann mittels der vorspannungseinrichtung 811 zwischen der Entwicklungstrommel 802 und der lichtempfindlichen Trommel 809 die Wechsel-Vorspannung oder Impuls- Vorspannung angelegt werden. Diese Wechsel-vorspannung kann eine Frequenz von 200 Hz bis 4.000 Hz und eine Vpp von 500 V bis 3.000 V haben.
Wenn die magnetischen Tonerpartikel in die Entwicklungszone bewegt werden, werden diese durch die elektrostatische Kraft der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel und die Wirkung der Wechsel-vorspannung oder Impuls-Vorspannung auf die Latentbildseite bewegt.
Anstelle der magnetischen Abstreichklinge 801 kann eine elastische Klinge, die aus einem elastischen Material wie zum Beispiel Silikongummi ausgebildet ist, derart verwendet werden, daß die Schichtdicke der magnetischen Tonerschicht mittels Druck geregelt werden kann und der Toner dadurch auf die Entwicklungstrommel geschichtet werden kann.
Für den Fall, daß die Bilderzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung als ein Drucker eines Faxgeräts verwendet wird, dient die optische Bildbelichtung 805 als Belichtung, die zum Drucken der empfangenen Daten ausgeführt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das Gewicht der Tonerschicht pro Flächeneinheit auf der Trommel unter Anwendung des Absaugverfahrens mittels Faradayschem Käfig bestimmt. Gemäß diesem Absaugverfahren mittels Faradayschem Käfig wird eine Absaugöffnung eines äußeren Zylinders der Meßvorrichtung gegen eine Trommel gedrückt, und der Toner auf einer gegebenen Fläche auf der Trommel wird angesaugt. Der angesaugte Toner wird an einem Filter eines inneren Zylinders gesammelt, und das Gewicht der Tonerschicht pro Flächeneinheit auf der Trommel kann auf der Basis eines Anstiegs des Gewicht des Filters berechnet werden. Dies ist außerdem ein Verfahren, durch welches gleichzeitig durch Messen der Menge der an dem inneren Zylinder, welcher elektrostatisch von der äußeren Umgebung abgeschirmt ist, angesammelten Triboelektrizität die Menge der Triboelektrizität pro Flächeneinheit auf der Trommel bestimmt werden kann.
Ein Verfahren zum Messen der Triboelektrizitätsmenge des magnetischen Toners in der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf eine Zeichnung im Detail beschrieben.
Fig. 6 veranschaulicht eine Vorrichtung zum Messen der Triboelektrizitätsmenge. In einen aus einem Metall bestehenden Meßbehälter 32, dessen Unterseite mit einem Sieb 33 der Maschenweite 400 versehen ist, wird ungefähr 1 g einer Mischung des magnetischen Toners, dessen Triboelektrizitätsmenge zu messen ist, und ein Eisenträgerpulver (Maschenweite 200 bis 300) in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 9 getan, und der Behälter wird mit einer aus einem Metall gefertigten Platte 34 abgedeckt. Das Gesamtgewicht des Meßbehälters 32 wird in diesem Zustand gewogen und wird durch W&sub1; (g) ausgedrückt. Als nächstes wird in einer Absaugeinrichtung 31 (mindestens an dem mit dem Meßbehälter 32 in Berührung kommenden Teil aus einem isolierenden Material gefertigt) Luft aus einer Absaugöffnung 37 gesaugt, und ein Luftströmungs-Regelventil 36 wird betätigt, um den mittels einer Vakuum-Anzeigeeinrichtung 35 angezeigten Druck derart zu regeln, daß er 2,5 kPa (250 mmH&sub2;O) ist. In diesem Zustand wird die Absaugung genügend lange ausgeführt (ungefähr für 1 Minute), um den Toner durch Absaugen zu entfernen. Das mittels eines Potentiometers 39 zu diesem Zeitpunkt angezeigte Potential wird durch V (Volt) bezeichnet. Hier bezeichnet die Ziffer 38 einen Kondensator, dessen Kapazität durch C (uF) ausgedrückt wird. Das Gesamtgewicht des Meßbehälters nach der Beendigung des Absaugens wird auch gewogen und wird durch W&sub2; (g) bezeichnet. Die Menge der Triboelektrizität wird, wie gezeigt ist, mittels der folgenden Gleichung berechnet.
Menge der Triboelektrizität (uc/g) = C x V/W&sub1; - W&sub2;
Die Messung wird unter Bedingungen von 23ºC und 60 % relative Feuchtigkeit ausgeführt. Der für die Messung verwendete Träger (Eisenpulver) hat eine Größe der Maschenweite 200 bis 300. Um einen Fehler zu vermeiden, wird der Träger mittels der vorhergehend genannten Absaugvorrichtung in ausreichender Weise abgesaugt, so daß das Pulver, welches das Sieb der Maschenweite 400 passiert, entfernt wird und dann mit dem magnetischen Toner gemischt wird. Sie werden in ungefähr 30 Minuten gemischt.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden durch die Angabe von Beispielen genauer im Detail beschrieben. Wenn nicht anders dargelegt, bezieht sich "Teil(e)" auf "Gewichtsteil (e)".

Beispiel 1

Die Oberfläche einer zylindrischen Trommel (SUS304) aus rostfreiem Stahl, die in ihrem Inneren einen Magnet hat, welche in ein elektrofotografisches Kopiergerät NP-8580 (hergestellt von Canon Inc., ein elektrostatisches Abtrennsystem, Trommelumfangsgeschwindigkeit: 605 mm/s) eingefügt werden kann, das den Vorrichtungsaufbau hat, wie er in Fig. 5 schematisch und teilweise gezeigt ist, und das eine Trommel aus amorphen Silikon hat, wurde unter Anwendung von Partikeln mit einer einheitlichen Form, die Glaskugeln aufweisen, von denen 80 Anzahl% oder mehr Durchmesser von 53 bis 62 um hatten, unter Bedingungen eines Strahldüsen- Durchmessers von 7 mm, eines Strahlabstands von 100 mm, eines Luftdrucks von 4 kg/cm² und einer Strahlzeit von 2 Minuten sandgestrahlt. Es wurden folglich die Unregelmäßigkeiten ausgebildet, wie sie in Fig. 9 gezeigt sind, welche 53 bis 62 um in den Kugeldurchmessern R entsprechend den vielen kugelspurförmigen Hohlräumen waren. Die Unregelmäßigkeiten auf dieser Trommeloberfläche hatten einen Abstand P von 33 u und eine Oberflächenrauheit d von 2,0 u. Die demgemäß Oberflächen-behandelte Trommel wurde in das Kopiergerät NP-8580 eingefügt.
Was den magnetischen Toner anbelangt, so wurde der folgende verwendet.
Styren/Butylakrylat/Butylmaleat/Divinylbenzen- Kopolymer 100 Teile
(Monomer-Polymerisations-Gewichtsverhältnis: 72,0/24,0/3,0/1,0; über das Gewicht gemitteltes Molekulargewicht (Mw) : 350.000)
Magnetisches Eisenoxid 80 Teile (mittlerer Partikeldurchmesser : 0,18 um)
Monoazo-Chromkomplex 1 Teil
Ethylen/Propylen-Kopolymer mit geringem Molekulargewicht 4 Teile
Die vorhergehend genannten Materialien werden mittels eines Mischers sorgfältig gemischt, und danach unter Anwendung eines auf eine Temperatur von 150ºC eingestellten Doppelschrauben-Knetextruders geknetet. Das resultierende geknetete Produkt wurde gekühlt und mittels einer Messermühle zerkleinert. Danach wurde das zerkleinerte Produkt unter Anwendung einer Feinmühle, bei welcher von einem Strahlstrom (Jetstream) Gebrauch gemacht wird, unter einem Luftdruck von 6 kg/cm² pulverisiert. Das resultierende pulverisierte Produkt wurde unter Anwendung eines Luftklassierers des Typs mit feststehender Wand klassiert, um klassierte Pulver zu erzeugen. Die demgemäß erzielten Pulver werden unter Anwendung einer Mehrfach-Einteilungs-Klassiervorrichtung (Bogenrohr-Strahl-Klassierer; hergestellt von Nittetsu Kogyo K.K.), bei welcher der Coandaeffekt angewandt wird, weiter klassiert, um gleichzeitig das ultrafeine und das grobe Pulver zu entfernen. Folglich wurde ein magnetischer Toner A mit einem über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser von 8,4 um erzielt.
Es wurde bestätigt, daß der Variationskoeffizient der Anzahl-Verteilung dieses magnetischen Toners A 31,8 war.
Die Partikelgrößen-Verteilung des resultierenden magnetischen Toners wurde unter Anwendung des Coulter-Counters vom TA-II-Typ, der mit einer Öffnung von 100 ausgestattet war, gemessen, wie im vorhergehenden beschrieben ist. Die erreichten Daten und die Menge der Triboelektrizität zu Eisenpulver, die auch gemäß vorbeschreibung gemessen wurde, sind in Tabelle 1 gezeigt.
Zu 100 Teilen des erzielten magnetischen Toners wurden 0,5 Teile eines hydrophoben Trockenverfahren-Siliziumoxids (spezifische BET-Oberfläche: 300 m²/g) zugefügt, und dies wurde mittels einer Henschel-Mischeinrichtung gemischt, um den magnetischen Toner A herzustellen, der an den Oberflächen der magnetischen Tonerpartikel das feine Siliziumoxidpulver aufweist.
Der resultierende Toner A wurde dem elektrofotografischen Kopiergerät NP-8580 zugeführt, in das die vorhergehend beschriebene Trommel eingesetzt war, welche die in Fig. 9 gezeigte Oberfläche hat, und es wurden bei einer Trommel- Umfangsgeschwindigkeit von 605 mm/s in einer Umgebung von niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit (Temperatur: 15ºC, Feuchtigkeit: 10 % relative Feuchtigkeit) Bilderzeugungstests ausgeführt, um das auf der Trommel aus amorphen Silikon ausgebildete positiv aufgeladene latente Bild zu entwickeln. Die Bilderzeugungstests wurden fortlaufend 10.000mal durchgeführt (10.000 Blatt Übertragungspapier in A4-Größe), um die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse zu erzielen. Wie aus Tabelle 2 deutlich wird, zeigte das Gewicht M/S der Tonerschicht pro Flächeneinheit auf der Trommel im Anfangszustand einen zweckmäßigen Wert von 1,29 mg/cm², und das M/S war auch selbst nach dem Kopierbetrieb für 10.000 Blatt stabil bei 1,35 mg/cm². Die Tonerschicht auf der Trommel war außerdem in einem sehr einheitlichen Zustand. Nach dem Kopierbetrieb für 10.000 Blatt wurde die Oberfläche der Trommel Luft-gereinigt und danach mittels eines Rasterelektronenmikroskop betrachtet, um zu bestätigen, daß keiner der Bestandteile des magnetischen Toners an den Unregelmäßigkeiten der Trommeloberfläche haftet und im wesentlichen keine Trommelverunreinigung auftrat. Sowohl die im Anfangszustand erzielten Tonerbilder als auch die nach dem Kopierbetrieb von 10.000 Blatt erzielten Tonerbilder hatten eine hohe Bilddichte, waren schleierfrei und scharf und hatten eine hohe Bildqualität mit hervorragender Auflösung, Feinlinien-Reproduktion, Halbtonpunkt- Reproduktion und Abstufung.
Ähnlich gute Ergebnisse wurden auch bei in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (Temperatur: 32,5ºC, Feuchtigkeit: 85 % relative Feuchtigkeit) ausgeführten Haltbarkeitstests erzielt.

Beispiele 2 bis 6

Magnetische Toner B (Beispiel 2), C (Beispiel 3), D (Beispiel 4) und E (Beispiel 5) wurden jeweils durch unterschiedliche Regelung der Klassierungsbedingungen aus dem im Beispiel 1 erzielten pulverisierten Produkt hergestellt, und ein magnetischer Toner F (Beispiel 6) wurde auch auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer daß der Monazo-Chromkomplex unter den Materialien gemäß Beispiel 1 in einer Menge von 0,5 Teilen verwendet wurde. Die resultierenden magnetischen Toner wiesen jeweils die Partikelgrößen-Verteilung auf, wie sie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Bei den magnetischen Tonern B und D wurden die Materialien auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 gemischt, abgesehen von der Zufügung von 2,0 Teilen eines Zusatzes, Strontiumtitanat.
Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 vorgenommen, um die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse zu erzielen.

Beispiel 7

Vernetztes Polyesterharz (Mw: 60.000) 100 Teile
Magnetisches Eisenoxid 80 teile (mittlerer Partikeldurchmesser: 0,22 um)
3,5-Di-Tert-Butylsalizylsäure-Chromkomplex 1 Teil
Ethylen/Propylen-Kopolymer mit geringem Molekulargewicht 3 Teile
Bei Gebrauch der vorhergehend angeführten Materialien wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 ein magnetischer Toner G mit der Partikelgrößen-Verteilung hergestellt, wie sie in Tabelle 1 gezeigt ist. Zu 100 Teilen des erzielten magnetischen Toners G wurden 0,6 Teile eines hydophoben Trockenverfahren-Siliziumoxids (spezifische BET-Oberfläche: 300 m²/g) zugefügt und dies wurde mit Hilfe einer Henschelmischeinrichtung gemischt, um einen magnetischen Toner G herzustellen, welcher das feine hydrophobe Siliziumoxidpulver aufweist. Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 vorgenommen. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie dort gezeigt ist, hatten sowohl die beim Anfangszustand erzielten Tonerbilder als auch die nach dem Kopierbetrieb von 10.000 Blatt erzielten Tonerbilder eine hohe Bilddichte, waren schleierfrei und scharf und hatten eine hohe Bildqualität. Es waren außerdem weder eine Verunreinigung der Trommel noch eine Tonerschicht- Unebenheit auf der Trommel sichtbar.

Beispiel 8 und 9

Die magnetischen Toner H und I wurden jeweils mittels unterschiedlicher Regelung der Klassierungsbedingungen aus dem im Beispiel 1 erzielten pulverisierten Produkt hergestellt.
Diese magnetischen Toner wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet. Die erreichten Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 10

Styren/Butylakrylat/Divinylbenzen-Kopolymer 100 Teile (Monomer-Polymerisations-Gewichtsverhältnis: 70/29,5/0,5; Mw: 300.000)
Magnetisches Eisenoxid 80 Teile (mittlerer Partikeldurchmesser : 0,18 um)
3,5-Di-Tert-Butylsalizylsäure-Zinkkomplex 2 Teile Ethylen/Propylen-Kopolymer mit geringem Molekulargewicht 3 Teile
Unter Anwendung der vorhergehend angeführten Materialien wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 ein magnetischer Toner J mit der Partikelgrößen-Verteilung hergestellt, wie sie in Tabelle 1 gezeigt ist. Zu 100 Teilen des erzielten magnetischen Toners J wurden 0,6 Teile eines hydophoben Siliziumoxids (spezifische BET-Oberfläche: 200 m²/g) zugefügt und dies wurde mittels einer Henschelmischeinrichtung gemischt, um einen magnetischen Toner J herzustellen, welcher das feine hydrophobe Siliziumoxidpulver aufweist. Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 vorgenommen.
Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiele 11 und 12

Die magnetischen Toner K und L, die jeder die in Tabelle 1 gezeigte Partikelgrößen-Verteilung aufwiesen, wurden jeweils aus dem im Beispiel 10 erzielten pulverisierten Produkt hergestellt.
Diese magnetischen Toner wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bewertet. Die erreichten Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 13

Die Oberflächenbehandlung auf der Trommel wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 ausgeführt, außer, daß die im Beispiel 1 verwendeten Glaskugeln durch amorphe Partikel (# 400 Kohlenstoff statistisch (carbon random)) ersetzt wurden. Es wurde folglich eine Trommel mit der in Fig. 10 gezeigten Oberfläche produziert. Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 vorgenommen, außer, daß die im Beispiel 1 benutzte Trommel und der im Beispiel 1 benutzte magnetische Toner jeweils durch die vorhergehend genannte Trommel und den magnetischen Toner B ersetzt wurden.
Im Anfangszustand wurden schleierfreie scharfe Bilder erzielt, aber auf den nach dem Kopierbetrieb von 10.000 Blatt erzielten Bildern war eine geringfügige Verringerung der Bilddichte zu sehen. Nach dem Betrieb wurde die Trommeloberfläche Luft-gereinigt und mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops betrachtet. Im Ergebnis war zu sehen, daß Tonerbestandteile an der Trommeloberfläche hafteten, und folglich wurde festgestellt, daß die Trommel verunreinigt worden ist.

Beispiel 14

Eine Trommel wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 sandgestrahlt, außer, daß die Oberfläche der Trommel, die in gleicher Weise wie im Beispiel 13 erzielt wurde, unter Anwendung von Partikeln mit einer einheitlichen Form, die Glasperlen beinhalten, von denen 80 Anzahl% oder mehr Durchmesser von 150 bis 180 um hatten, und bei einer Strahlzeit von 1 Minute behandelt wurde. Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 vorgenommen, außer, daß die vorhergehend genannte Trommel und der magnetische Toner B verwendet wurden. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 15

Im Beispiel 1 wurde die Trommeloberfläche nicht mittels der Partikel mit einer einheitlichen Form sandgestrahlt und statt dessen mit einem Schleifmittel geschliffen, das feines Pulver aus Zeroxid aufweist, so daß die Trommeloberfläche derart endbearbeitet wurde, daß sie eine glatte hochglanzpolierte Oberfläche hat. Die Bewertung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 vorgenommen, außer, daß die im Beispiel 1 verwendete Trommel durch diese Trommel ersetzt wurde, die eine glatte Oberfläche hat, und der magnetische Toner B verwendet wurde. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Es wurden schleierfreie, scharfe Bilder mit hoher Dichte, aber, verglichen mit denen von Beispiel 2, mit einer geringfügig schlechteren Abstufung erzielt.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 ein magnetischer Toner M hergestellt, der den über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser und die Partikelgrößen- Verteilung aufweist, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Der magnetische Toner M, der derart geschaffen ist, daß er das hydrophobe Siliziumoxid auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 aufweist, wurde auf die gleiche Art und Weise wie im Beispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Wenn der magnetische Toner M benutzt wurde, wurden im Anfangszustand gute Bilder erzielt, aber im Verlauf des Kopierbetriebs einer großen Anzahl von Blättern trat bei der Tonerschicht auf der Trommel eine teilweise Unebenheit auf. In Bildbereichen entsprechend dieser Unebenheit wurden fehlerhafte Bilder und eine helle und dunkelgetönte Schleicherbildung festgestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Auf die gleiche Art und Weise wie im Beispiel 1 wurde ein magnetischer Toner N hergestellt, der den über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser und die Partikelgrößen- Verteilung aufweist, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind.
Der magnetische Toner N, der derart hergestellt ist, daß er das hydrophobe Siliziumoxid auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 aufweist, wurde auf die gleiche Art wie im Beispiel 1 bewertet. Die Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt.
Wenn der magnetische Toner M verwendet wurde, hatten die erzielten Bilder, verglichen mit denen gemäß Beispiel 1, sowohl im Anfangszustand als auch nach dem Kopierbetrieb von 10.000 Blatt eine geringe Bilddichte mit deutlich sichtbarer Schleierbildung und waren folglich nicht zufriedenstellend.

Vergleichsbeispiel 3

Das im Beispiel 7 erzielte zerkleinerte Produkt wurde unter Verwendung einer Pulverisierungseinrichtung eines mechanischen Typs pulverisiert, bei der von einem Rotor und einer Schale Gebrauch gemacht wird, und das pulverisierte Produkt mit der gleichen Methode wie im Beispiel 1 klassiert. Folglich wurde, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, ein magnetischer Toner O erzielt.
Der magnetische Toner O wurde derart hergestellt, daß er das hydrophobe Siliziumoxid auf die gleiche Weise wie im Beispiel 7 aufweist, und die Bewertung wurde auf die gleiche Art wie im Beispiel 1 vorgenommen. Die erzielten Resultate sind in Tabelle 2 gezeigt.
Im Anfangszustand wurden gute Bilder erzielt, aber im Laufe des Betriebs trat auf der Trommel eine Schichtunebenheit auf, die fehlerhafte Bilder mit sich brachte.

Vergleichsbeispiel 4

Styren/Butylakrylat/Butylmaleat/Divinylbenzen-Kopolymer 100 Teile (Monomer-Polymerisations-Gewichtsverhältnis:
72,0/24,0/3,0/1,0; Mw: 350.000)
Magnetisches Eisenoxid 70 Teile (mittlerer Partikeldurchmesser : 0,18 um)
3,5-Di-Tert-Butylsalizylsäure-Chromkomplex 3 Teile Ethylen/Propylen-Kopolymer mit geringem Molekulargewicht 3 Teile
Unter Anwendung der vorhergehend genannten Materialien wurde ein auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 erzieltes zerkleinertes Produkt bei Gebrauch einer Feinmühle, bei welcher von einem Strahlstrom (Jetstream) Gebrauch gemacht wird, unter einem Luftdruck von 3 kg/cm² pulverisiert. Diese Pulverisierung wurde dreimal wiederholt. Das pulverisierte Produkt wurde mit Hilfe des gleichen Verfahrens wie bei Beispiel 1 klassiert, um einen magnetischen Toner P zu ergeben, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Der magnetische Toner P wurde derart hergestellt, daß er das hydrophobe Siliziumoxid auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 aufweist, und die Bewertung wurde auf die gleiche Art und Weise wie im Beispiel 1 vorgenommen. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Im Anfangszustand wurden gute Bilder erzielt, aber im Laufe des Betriebs trat auf der Trommel eine Schichtunebenheit auf, die fehlerhafte Bilder mit sich brachte.

Vergleichsbeispiel 5

Styren/Butylakrylat/Divinylbenzen-Kopolymer 100 Teile
(Monomer-Polymerisations-Gewichtsverhältnis:
75/24,5/0,5; Mw: 300.000)
Magnetisches Eisenoxid 90 Teile (mittlerer Partikeldurchmesser : 0,18 um)
3,5-Di-Tert-Butylsalizylsäure-Zinkkomplex 1 Teil
Ethylen/Propylen-Kopolymer mit geringem Molekulargewicht 3 Teile
Bei Benutzung der vorhergehend genannten Materialien wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 ein magnetischer Toner Q hergestellt, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Der magnetische Toner Q wurde derart hergestellt, daß er das hydrophobe Siliziumoxid auf die gleiche Art wie im Beispiel 1 aufweist, und die Bewertung wurde auf die gleiche Art und Weise wie im Beispiel 1 vorgenommen. Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Verglichen mit Beispiel 1 hatten die Bilder eine geringe Bilddichte mit geringfügig stärkerer Schleierbildung. Tabelle 1 Tonerpartikelgrößen-Verteilung Toner Volumen-gemittelter Partikeldurchmesser (um) Anzahl-gemittelter Partikeldurchmesser (um) Standardabweichung S Variationskoeffizient A Menge d. Tribo. d. Toners Q (uc/g) Vorliegende Erfindung: Vergleichsbeispiel: Tabelle 2 Anfangszustand 10. 000-stes Blatt Toner Bilddichte M/S Trommelschichtunebenheit Ausführung d. Übertragung Trommelverunreinigung Abstufung d. Tonerbilds Menge d. Triboel. d. Toners auf d. Trommel Beispiel Vergleichsbeispiel Gut Schlecht Trommelbeschichtungs-Unebenheit A: Keine Unebenheit aufgetreten. B: Unebenheit erscheint nicht im Bild. C: Unebenheit erscheint im Bild. Trommelverunreinigung A: Nicht aufgetreten. B: Aufgetreten. Abstufung des Tonerbilds A: Ausgezeichnet B: Gut C: Akzeptabel D: Fehler

Claims

1. Bilderzeugungsverfahren, das aufweist:

a) die Zuführung eines magnetischen Toners (10) auf ein Toner-tragendes Element, das eine zylindrische Trommel (2) aufweist, die in ihrem inneren Teil einen Magneten (4) hat, der mit einem vorgegebenen Zwischenraum relativ zu einem Latentbild-tragenden Element (9) angeordnet ist, wobei die Partikel des magnetischen Toners (10) ein Bindeharz und ein magnetisches Pulver aufweisen und einen über das Volumen gemittelten Partikeldurchmesser von 7 um bis 10 um haben,

b) die triboelektrische Aufladung des magnetischen Toners (10),

c) die Ausbildung eines latenten elektrostatischen Bilds auf dem Latentbild-tragenden Element (9),

d) die Entwicklung des elektrostatischen latenten Bilds unter Verwendung des magnetischen Toners (10), der die triboelektrische Ladung aufweist, um ein Tonerbild auszubilden, und

e) die Übertragung des auf dem Latentbild-tragenden Element (9) ausgebildeten Tonerbilds auf ein Übertragungsmedium,

dadurch gekennzeichnet, daß

f) der magnetische Toner (10) eine negative spezifische triboelektrische Ladung hat, wobei die Menge der spezifischen triboelektrischen Ladung der magnetischen Tonerpartikel den folgenden Ausdruck erfüllt:

0,1 x A + 2 ≤ -Q ≤ 0,1 x A + 16,

wobei A eine reelle Zahl von 25 bis 45 repräsentiert, die als ein Variationskoeffizient der Anzahl-Verteilung (S/D&sub1;) x 100 berechnet wird, wobei S eine Standardabweichung der Anzahl-Verteilung der magnetischen Tonerpartikel repräsentiert und D&sub1; einen über die Anzahl gemittelten Partikeldurchmesser (um) repräsentiert, und Q einen Betrag der Menge der spezifischen triboelektrischen Ladung (uC/g) des magnetischen Toners (10) repräsentiert, die durch Reibung mit einem Eisenpulver erzeugt wird, wobei der magnetische Toner (10) in einem Gewichtsverhältnis von 1:9 mit dem Eisenpulver der Maschenweite 200 bis 300 gemischt wird, um eine Mischung des magnetischen Toners und des Eisenpulvers zu erzielen, in einen aus einem Metall gefertigten Meßbehälter (32), dessen Unterseite mit einem Sieb (33) der Maschenweite 400 versehen ist, ungefähr 1 g der Mischung des magnetischen Toners (10) und des Eisenpulvers eingebracht wird und der Behälter (32) mit einer aus Metall gefertigten Platte (34) abgedeckt wird, das Gesamtgewicht W&sub1; (g) des Meßbehälters (32) in diesem Zustand gewogen wird, wobei der magnetische Toner (10) durch Absaugen für ungefähr 1 Minute aus der Mischung entfernt wird, die Anzeige eines Potentiometers zu diesem Zeitpunkt, das mittels eines Kondensators, der eine Kapazität C (uF) hat, mit dem Meßbehälter verbunden ist, durch V (Volt) bezeichnet wird, das Gesamtgewicht W&sub2; (g) des Meßbehälters (32) nach der Beendigung des Absaugens gewogen wird und die Menge der triboelektrischen Ladung berechnet wird, wie durch die folgende Gleichung gezeigt ist:

Menge der triboelektrischen Ladung (uC/g) = C x V / (W&sub1; - W&sub2;),

g) daß die zylindrische Trommel (2) mit einer Umfangsgeschwindigkeit von nicht weniger als 300 mm/s gedreht wird, und

h) daß der magnetische Toner (10) auf der zylindrischen Trommel (2) eine Menge der spezifischen triboelektrischen Ladung R von -6 uC/g bis -19 uC/g aufweist.

2. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Trommel (2) eine unregelmäßige Oberfläche hat, die durch Sandstrahl-Endbearbeitung unter Verwendung von Partikeln mit einer einheitlichen Form ausgebildet wird.

3. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel mit einer einheitlichen Form kugelförmige Partikel aufweisen, die Durchmesser von 20 um bis 250 um haben.

4. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Trommel (2) mit einer Umfangsgeschwindigkeit von weniger als 400 mm/s gedreht wird.

5. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Trommel (2) mit einer Umfangsgeschwindigkeit von weniger als 500 mm/s gedreht wird.

6. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Trommel (2) eine unregelmäßige Oberfläche hat, die durch Sandstrahl-Endbearbeitung unter Verwendung von geformten Partikeln ausgebildet wird, die hauptsächlich aus kugelförmigen Partikeln zusammengesetzt sind, die Durchmesser von 20 um bis 250 um haben, und mit einer Umfangsgeschwindigkeit von nicht weniger als 400 mm/s gedreht wird.

7. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenzizeichnet, daß die zylindrische Trommel (2) mit einer Umfangsgeschwindigkeit von nicht weniger als 500 mm/s gedreht wird.

8. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Toner (10) magnetisches Pulver in einer Menge von 50 Gewichtsteilen bis 150 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindeharzes enthält.

9. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Toner (10) magnetisches Pulver in einer Menge von 60 Gewichtsteilen bis 120 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindeharzes enthält.

10. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Toner (10) ein hydrophobes feines Siliziumoxidpulver aufweist.

11. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Toner (10) einen Variationskoeffizienten der Anzahl-Verteilung von 26 bis 44 hat.

12. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Toner (10) einen Variationskoeffizienten der Anzahl-Verteilung von 27 bis 43 hat.

13. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Toner (10) die folgende Charakteristik der triboelektrischen Ladung hat: 0,1 x A + 3 ≤ -Q ≤ 0,1 x A + 15.

14. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Toner (10) die folgende Charakteristik der triboelektrischen Ladung hat:

0,1 x A + 4 ≤ -Q ≤ 0,1 x A + 14.

15. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Toner (10) eine Menge der spezifischen triboelektrischen Ladung R von -7 uC/g bis -18 uC/g auf dem Toner-tragenden Element hat, und daß die Menge der spezifischen triboelektrischen Ladung R eine Differenz zu der Menge der spezifischen triboelektrischen Ladung Q im Bereich von 0 uC/g bis 10 uC/g als ein Absolutwert hat.

16. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Trommel (2) eine unregelmäßige Oberflächenrauheit d von 0,1 um bis 5 um und einen Unregelmäßigkeitsabstand von 2 um bis 100 um hat.

17. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonerbild auf dem Latentbildtragenden Element (9) elektrostatisch zu dem Übertragungsmedium übertragen wird, und daß das Übertragungsmedium, welches das Tonerbild aufweist, mittels einer elektrostatischen Einrichtung (823) von dem Latentbildtragenden Element (9) getrennt wird.

18. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß das Toner-tragende Element mit einem Zwischenraum von 50 um bis 500 um zwischen sich und dem Latentbild-tragenden Element (9) angeordnet ist, wobei eine magnetische Tonerschicht auf dem Toner-tragenden Element eine Dicke von 30 um bis 300 um hat, wobei die Dicke geringer als der Zwischenraum ist, und eine Vorspannung an das Toner-tragende Element angelegt wird.

19. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselstrom-Vorspannung mit einer Frequenz von 200 Hz bis 4000 Hz und einer Spitze-Spitze- Spannung Vpp von 500 V bis 3.000 V und eine Gleichstrom- Vorspannung an das Toner-tragende Element angelegt werden.