DE69518691T2

DE69518691T2 - Bilderzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE69518691T2
Application number: DE69518691T
Authority: DE
Inventors: Tatsuhiko Chiba; Masuo Yamazaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2015-04-28
Also published as: US5729805A; EP0681218A3; EP0681218B1; DE69518691D1; EP0681218A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND IN BEZIEHUNG STEHENDER STAND DER TECHNIK

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bilderzeugungsverfahren unter Nutzung der Elektrofotografie, insbesondere auf ein Bilderzeugungsverfahren für ein Bilderzeugungsgerät, wie Kopiergeräte, Drucker und Faxgeräte, in denen ein latentes elektrostatisches Bild mit einem Toner entwickelt wird, der Teilchen mit einer kugeligen Form umfaßt.
Bislang wurden Toner für die Elektrofotografie im allgemeinen mittels eines Pulverisierungs/Klassierungs-Verfahrens hergestellt, in dem eine Mischung aus einem Harz, wie eines Polyesterharzes, eines Styrol-Acrylat-Copolymerharzes oder eines Epoxidharzes, und einem Farbmittel und anderen Additiven, wie einem Mittel zur Einstellung der Ladung und einem Trennmittel, schmelzgeknetet wird, um eine einheitliche Dispersion herzustellen, und nach dem Abkühlen bis zu einem vorgegebenen Grad der Teilchengröße pulverisiert wird, gefolgt von einer Klassierung, um überschüssige feine und grobe Pulverfraktionen zu entfernen. Um den heutigen Forderungen nach der Erzeugung eines Bildes mit höherer Qualität gerecht zu werden, wurde es notwendig, einen Toner mit kleinerer Teilchengröße zur Verfügung zu stellen. Da die mittlere Teilchengröße des Toners auf bis zu 7 um oder weniger verringert wird, wie mittels eines Coulter-Zählers ermittelt wird, wurde es jedoch äußerst schwierig, eine einheitliche Dispersion der Ausgangsmaterialien, eine hochwirksame Pulverisierung und Klassierung für die Bereitstellung eines Toners mit einer scharfen Verteilung der Teilchengröße zu erreichen, was bislang für die Bereitstellung von Tonern mit größerer Teilchengröße nicht so problematisch war.
Um die Probleme zu lösen, die mit der Tonerherstellung mittels des Pulverisierungs-Klassierungs-Verfahrens verbunden sind, wurden Toner-Herstellungsverfahren unter Nutzung der Suspensionspolymerisation in den Japanischen Patentschriften (JP-B) 36-10231, JP-B 43-10799 und JP-B 51-14895, die der amerikanischen Patentschrift US-A-3634251 entspricht, vorgeschlagen. In solch einem Tonerherstellungsverfahren mittels Suspensionspolymerisation wird eine Monomerzusammensetzung durch das gleichmäßige Lösen oder Dispergieren eines polymerisierbaren Monomers, eines Farbmittels, eines Polymerisationsinitiators und wahlweiser Additive, wie eines Vernetzungsmittels, eines Mittels zur Einstellung der Ladung und ähnliches, hergestellt und die resultierende Monomerzusammensetzung wurde mittels einer geeigneten Rührvorrichtung in einem kontinuierlichen Phasenmedium (z. B. Wasser), das einen Dispersionsstabilisator enthält, dispergiert, gefolgt von einer Polymerisation, um einen Toner mit einer gewünschten Teilchengröße zu erhalten. Das Herstellungsverfahren schließt keinen Pulverisierungsschritt ein, und muß deshalb keinen Toner mit Brüchigkeit liefern und gestattet die Verwendung einer großen Menge eines Materials mit tiefem Erweichungspunkt, das in dem herkömmlichen Pulverisierungs- Klassierungs-Verfahren nicht verwendet werden kann, so daß die Breite für die Materialauswahl vergrößert werden kann. Der mittels des Herstellungsverfahrens hergestellte Toner weist die Eigenschaft auf, daß hydrophobe Bestandteile, wie ein Trennmittel und ein Farbmittel, nicht leicht auf den Oberflächen der Tonerteilchen freigesetzt werden, und deshalb neigt der Toner weniger dazu, die Elemente in einem elektrofotografischen Gerät, wie ein Entwickler-Trägerelement, ein lichtempfindliches Element, eine Übertragungswalze oder eine Fixiereinrichtung, zu verschmutzen. Auf solch einen direkt mittels Polymerisation hergestellten Toner wird manchmal hier als "direkter Polymerisationstoner" oder "Polymerisationstoner" Bezug genommen.
Desweiteren gelangten in den letzten Jahren digitale Vollfarben-Kopiergeräte und Drucker in den Handel, so daß Bedarf nach einem Toner mit ausgezeichneten Auflösungs-Abstufungseigenschaften und ausgezeichnetem Farbreproduktionsvermögen, der von Farbunregelmäßigkeiten frei ist, und der für diese Geräte geeignet ist, besteht. In einem digitalen Vollfarbengerät wird ein farbiges Originalbild durch entsprechende Filter aus B (blau), G (grün) und R (rot) farbgetrennt; die resultierenden latenten Bilder, die eine Punktgröße von 20 bis 70 tm aufweisen, werden mit Tonern mit den entsprechenden Farben Y (gelb), C (cyanblau) und M (magentarot) entwickelt; und die resultierenden entsprechenden Farbtonerbilder werden von einem lichtempfindlichen Element auf ein Übertragungsaufnahmematerial übertragen. In diesem Fall muß eine größere Menge des Toners von dem lichtempfindlichen Element auf das Übertragungsaufnahmematerial als in einem monochromatischen Gerät übertragen werden und für die Zukunft ist ein noch hochqualitativeres Bild mit höherer Auflösung erforderlich. Dementsprechend wird angenommen, daß ein Toner mit einer noch kleinerer Teilchengröße für eine kleinere Punktgröße geeignet ist. Eine Fixierbarkeit bei tieferer Temperatur ist ebenfalls für die Eignung für einen Hochgeschwindigkeitsdrucker oder ein Kopiergerät und ein Vollfarbengerät wichtig. Um diesen Anforderungen zu genügen, ist es vorteilhaft, einen Toner mittels eines Polymerisationsverfahrens herzustellen, das geeignet ist, einen Toner mit einer scharfen Verteilung der Teilchengröße und einen Toner mit kleiner Teilchengröße zu liefern und das auch zum Einschluß einer Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt in die Tonerteilchen geeignet ist.
Es ist erforderlich, daß Farbtoner, die in einem Vollfarbengerät verwendet werden, zu einer ausreichenden Farbmischung der entsprechenden Farbtoner in dem Fixierschritt führen. Deshalb ist es wichtig, daß die entsprechenden Farbtoner eine verbesserte Farbreproduzierbarkeit und ein transparentes Bild liefern, das für eine OHP-Projektion geeignet ist. Verglichen mit einem schwarzen Toner ist es für einen farbigen Toner im allgemeinen erforderlich, daß er ein Harz mit niedrigen Molekulargewicht und einem scharfen Schmelzpunkt umfaßt, um verbesserte Farbmischeigenschaften zu liefern. Ein üblicher schwarzer Toner enthält ein Trennmittel mit relativ hoher Kristallinität und geringer Klarheit bzw. Durchsichtigkeit, wie Polyethylenwachs oder Polypropylenwachs, um verbesserte Hochtemperatur-Antioffseteigenschaften zum Zeitpunkt der Fixierung zu liefern. In einem Farbtoner für die Erzeugung eines Vollfarbenbildes weist das resultierende Farbbild jedoch, wenn solch ein hochkristallines Trennmittel verwendet wird, eine beeinträchtigte Klarheit auf und ist somit für die Herstellung einer OHP-Transparenz ungeeignet. Aus diesem Grund enthält ein üblicher Farbtoner kein Trennmittel und es wurde versucht die Hochtemperatur-Antioffseteigenschaften durch Aufbringen von Silikonöl auf die Heizfixierwalze zu verbessern. Ein Übertragungs-Aufnahmematerial mit einem so erzeugten fixierten Bild neigt jedoch dazu, übermäßig viel daran haftendes Silikonöl mit sich zu führen und fühlt sich beim Anfassen unangenehm an.
Aus diesem Grund wurde auch untersucht, einen Toner für eine ölfreie Fixierung zur Verfügung zu stellen, der eine große Menge einer Substanz mit tiefem Erweichungspunkt enthält, wobei aber noch immer die Forderung nach einem Toner mit ausgezeichneter Tieftemperatur-Fixierbarkeit, Klarheit und ebenfalls ausgezeichneter Hochtemperatur-Antioffseteigenschaften besteht.
In einem Verfahren zur Erzeugung eines elektrofotografischen Bildes unter Verwendung eines direkten Polymerisationstoners, der in einem Zwei-Komponenten-Toner enthaltenen ist, der zusätzlich zu dem Toner Trägerteilchen enthält, oder eines Entwicklers vom Ein-Komponenten-Typ (d. h. ohne Träger), kann solch ein Entwickler von einem Entwickler-Trägerelement getragen werden, um ein latentes elektrostatisches Bild zu entwickeln, und das resultierende Tonerbild kann auf ein Übertragungs-Aufnahmematerial übertragen und darauf fixiert werden. In solch einem Verfahren ist es üblicherweise erforderlich, unter Verwendung einer Reguliereinrichtung auf dem Entwickler-Trägerelement eine geeignet einheitliche Entwicklerschicht zu bilden.
Wenn ein direkter Polymerisationstoner in einer Entwicklungsvorrichtung Verwendung solch eines Entwickler-Regulierelementes verwendet wird, kann der Toner zwischen das Entwickler-Trägerelement und das Regulierelement rutschen, da ein Polymerisationstoner ein viel besseres Fließvermögen als ein Toner aufweist, der durch das Pulverisierungs-Klassierungs-Verfahren (nachstehend wird darauf manchmal als "Pulverisierungstoner" Bezug genommen) erhalten wurde. Aus diesem Grund neigt der Polymerisationstoner dazu, zwischen den Tonerteilchen ungleichmäßige Ladungen aufzuweisen und liefert keine einheitliche Überzugsschicht, was zu verschlechterten Bildern führt, die mit einem Hintergrundschleier und Bildunregelmäßigkeiten behaftet sind. Desweiteren kann in dem Fall, in dem das Entwickler-Trägerelement eine spiegelartige glatte Oberfläche aufweist, das Entwickler-Trägerelement in Umfangsrichtung ein unzureichendes Transportvermögen aufweisen, so daß der Toner zu einer Lokalisierung an beide Seiten des Entwickler-Trägerelements neigt, wodurch es zu Schwierigkeiten, wie einem Eindringen des Toners in die Träger, und ähnliches, dem Auftreten einer Toner-Schmelzhaftung und einem Übertragungsversagen während einer langandauernden wiederholten Bilderzeugung kommt.
Ein direkter Polymerisationstoner ist im allgemeinen im wesentlichen kugelförmig und neigt dazu in einer Entwicklungseinrichtung den dichtest gepackten Zustand einzunehmen und ist manchmal an der stromabwärtigen Seite des Regulierelements in der Entwicklungseinrichtung dicht gepackt, wodurch die mechanische Last zunimmt, die auf den Toner einwirkt, und zu einer Verschmutzung der Trommel aufgrund einer Tonerschmelzhaftung an das Entwickler-Trägerelement (Trommel) führt. Die Verschmutzung der Trommel führt zu einer Verringerung der Bilddichte und zu einem Hintergrundschleier, was unerwünscht ist. Diese Schwierigkeit tritt im Falle eines Polymerisationstoners, der eine große Menge einer Substanz mit tiefem Erweichungspunkt enthält, ausgeprägter auf.
In der japanischen Patentschrift JP-A 63-247762 wird ein Polymerisationstoner mit einer durchschnittlichen Korngröße (Zahlenmittel) von ≤ 4 um vorgeschlagen, der mittels eines direkten Polymerisationsverfahrens aus einer Monomerzusammensetzung, die 50 bis 3000 Gew. teile einer Substanz mit tiefem Erweichungspunkt, wie Paraffinwachs, pro 100 Gew. teile Monomer, in Kombination mit einem Entwickler-Trägerelement mit einer bestimmten Oberflächenrauhigkeit (Rz.max) enthält, hergestellt wurde. Das Entwickler-Trägerelement zeigte auf der Anfangsstufe einer wiederholten Bilderzeugung die Wirkung der Verhinderung einer Tonerschmelzanhaftung, wobei jedoch auf einer späteren Stufe der wiederholten Bilderzeugung etwas Tonerschmelzhaftung beobachtet wurde. Somit war es schwierig, einen Toner mit gutem Fließvermögen alleine durch die Einstellung der Oberflächenrauhigkeit (R&sub2;.max) des Entwickler- Trägerelements (Trommel) zu stabilisieren und kontinuierlich zu transportieren. Die japanische Patentschrift JP-A-I-186964 offenbart einen Toner mit einem Form-Koeffizienten SF1 ≤ 150, um ihm Aufladbarkeit, Übertragbarkeit und Fließvermögen zu verleihen.
Das erfindungsgemäße Bilderzeugungsverfahren ist als Lösung der vorstehend erwähnten Probleme gedacht.
Die bevorzugten Ausführungsformen der nachstehend beschriebenen Erfindung liefern Bilderzeugungsverfahren, die geeignet sind, Bilder zur Verfügung zu stellen, die von Unregelmäßigkeiten der Bilddichte oder einem Schleier frei sind, und eine ausgezeichnete Bildqualität und einen ausgezeichneten Fixierzustand aufweisen, selbst im Falle einer kontinuierlichen Bilderzeugung.
Die nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung liefern ebenfalls Bilderzeugungsverfahren, die geeignet sind, auf stabile Weise Bilder zur Verfügung zu stellen, ohne daß es dabei zu einer Tonerschmelzhaftung auf einem Entwickler-Trägerelement kommt.
Erfindungsgemäß wird ein Bilderzeugungsverfahren zur Verfügung gestellt, das die nachstehenden Schritte umfaßt:
(a) Beförderung eines Entwicklers, der von einem Entwickler- Trägerelement getragen wird, zu einem Entwicklungsbereich, wobei der Entwickler einen nicht-magnetischen Toner umfaßt, und der nicht-magnetische Toner Tonerteilchen umfaßt, die 5 bis 30 Gew.-% einer Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt enthalten, und eine durchschnittliche Teilchengröße (Gewichtsmittel) von 4 bis 8 um, einen Variationskoeffizienten der Teilchengröße auf Zahlenbasis von höchstens 35% und einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 aufweisen; wobei das Entwickler-Trägerelement eine Entwickler-Trägeroberfläche aufweist, die den nachstehenden Bedingungen genügt:
0,2 um ≤ Ra ≤ 5,0 um,
10 um ≤ Sm ≤ 80 um, und
0,05 ≤ Ra/Sm ≤ 0,5,
worin Ra den arithmetischen Mittenrauhwert und Sm den mittleren Abstand zwischen Unebenheiten angibt;
(b) Entwicklung eines auf einem Element zum Tragen eines latenten elektrostatischen Bildes erzeugten latenten elektrostatischen Bildes mit dem Entwickler in dem Entwicklungsbereich, um ein Tonerbild auf dem Element zum Tragen eines elektrostatischen Bildes zu erzeugen;
(c) Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs-Aufnahmematerial; und
(d) Fixierung des Tonerbildes auf dem Übertragungs-Aufnahmematerial.
Besondere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden bei der Betrachtung der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Darstellung des Oberflächenzustands des Entwickler-Trägerelements (Trommel).
Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht der Tonerteilchen, die bevorzugt in der Erfindung verwendet werden (Beispiel 1).
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Bilderzeugungsgeräts, das zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahrens geeignet ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Der in der Erfindung verwendete Toner umfaßt Tonerteilchen mit einem Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 und zeigt gutes Fließvermögen. Es ist bevorzugt, daß der Toner eine Agglomerisierbarkeit (ein Maß für das Fließvermögen) von höchstens 30%, bevorzugter von 3 bis 25% aufweist, so daß ein auf einem lichtempfindlichen Element (als einem Element zum Tragen eines elektrostatischen Bildes) erzeugtes Tonerbild wirkungsvoll auf ein Zwischenübertragungselement oder ein Übertragungsaufnahmematerial übertragen wird und ein hohes Übertragungsverhältnis von mindestens 93% zeigt. Ein Toner mit einem Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 könnte sogar ein etwas kleineres Übertragungsverhältnis zeigen, wenn er mit einem Additiv gemischt wurde, das eine äußerst schlechte Fließfähigkeit zeigt, um einen Entwickler zur Verfügung zu stellen, der eine Agglomerisierbarkeit zeigt, die 30% überschreitet. Umgekehrt ist in einem Fall, in dem die Agglomerisierbarkeit kleiner als 3% ist, das Übertragungsverhältnis hoch, wobei aber die Tendenz auftritt, daß es zu einer unerwünschten Tonerstreuung um das Bild herum kommt. Auf diese Weise liefert ein Toner, der einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 zeigt, eine bemerkenswerte Verbesserung insbesondere des Übertragungszustandes in einem elektrofotografischen Verfahren, wobei er aufgrund seines guten Fließvermögens jedoch zu der nachteiligen Erscheinung Anlaß geben kann, daß es durch das Regulierelement zu einem Tonerschlupf und einer ungleichmäßigen Lokalisierung des Toners auf dem Entwicklungs-Trägerelement kommt, was zu der Schwierigkeit der Beibehaltung hochqualitativer Bilder führt.
Der in der Erfindung verwendete Toner enthält 5 bis 30 Gew.-% einer Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt, damit er eine verbesserte Tieftemperatur-Fixierbarkeit zeigt, und neigt deshalb dazu, eine wesentlich geringere Beständigkeit gegenüber einer äußeren Kraft, wie einer Scherkraft, zu zeigen. Desweiteren weist der Toner eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt auf und zeigt ein äußerst gutes Fließvermögen, wobei der Toner aber gleichmäßig auf das Entwickler-Trägerelement aufgebracht werden muß, ohne eine übermäßige Last auf den Toner auszuüben, da der Toner 5 bis 30 Gew.-% einer Verbindung mit niedrigem Erweichungspunkt enthält und eine hohe Deformierbarkeit aufweist.
Das Entwickler-Trägerelement, das in der Erfindung verwendet wird, genügt den nachstehenden Bedingungen:
0,2 um ≤ arithmetischer Mittenrauhwert (Ra) ≤ 5,0 um, 10 um ≤ mittlerer Unebenheitsabstand (Sm) ≤ 80 um, 0,05 ≤ Ra/Sm ≤ 0,5.
Die Parameter Ra und Sm beziehen sich auf den arithmetrischen Mittenrauhwert und den mittleren Abstand zwischen Unebenheiten, wie sie durch JIS B0601 (und ISO 468) definiert sind und mittels der nachstehenden Gleichung erhalten werden:
Wenn Ra kleiner als 0,2 um ist, zeigt das Entwickler-Trägerelement ein unzureichendes Toner-Transportvermögen, so daß die Tendenz zur Erzeugung von Bilddichte-Unregelmäßigkeiten insbesondere bei der kontinuierlichen Bilderzeugung auftritt. Wenn Ra 5 um überschreitet, weist das Entwickler-Trägerelement ein ausgezeichnetes Toner-Transportvermögen auf, übt aber eine zu große Zwangskraft an der Entwicklertransport- Regulierzone, wie durch eine Regulierklinge, aus und führt durch das Reiben eines äußeren Additives an die Oberflächen der Tonerteilchen zu einer Verschlechterung, wodurch diese dazu neigen, eine Verschlechterung der Bildqualität während einer aufeinanderfolgenden Bilderzeugung zu verursachen.
Wenn Sm 80 um überschreitet, wird die Beibehaltung eines Toners auf dem Entwickler-Trägerelement schwierig und führt zu einer geringeren Bilddichte. Der Mechanismus davon wurde bislang noch nicht vollständig aufgeklärt, und angesichts der Erscheinung, daß der Schlupf des Toners auf dem Entwickler- Trägerelement an der Transport-Regulierzone des Entwickler- Trägerelements verursacht wird, wird angenommen, daß der Toner im Falle eines zu großen Unebenheitsabstandes dicht gepackt ist und einen Kuchen bildet, und eine Kraft, die auf den Kuchen einwirkt, die Festhaltekraft übertrifft, die zwischen dem Toner und dem Entwickler-Trägerelement wirkt, was zu einer geringeren Bilddichte führt. Wenn Sm kleiner als 10 um ist, werden viele der Unebenheiten des Entwickler- Trägerelements kleiner als die mittlere Teilchengröße des Toners, so daß es zu einer Auswahl der Teilchengröße des Toners, der in die Vertiefungen eindringt, kommt, wodurch die Tendenz zu einer Schmelzhaftung der feinen Pulverfraktion des Toners auftritt. Desweiteren ist die Herstellung des Entwickler-Trägerelements nicht einfach.
Angesichts der vorstehend beschriebenen Punkte wird das Unebenheitsgefälle (f(Ra/Sm)), das aus der Höhe der Ausbauchung und dem Unebenheitsabstand auf dem Entwickler- Trägerelement erhalten wird, ebenfalls ein wichtiger Faktor. In der Erfindung muß die Beziehung 0,5 ≥ Ra/Sm ≥ 0,05 und bevorzugt 0,3 ≥ Ra ≥ 0,07 erfüllt sein.
Wenn Ra/Sm kleiner als 0,05 ist, zeigt das Entwickler-Trägerelement eine zu kleine Toner-Festhaltekraft, so daß das Verbleiben des Toners auf dem Entwickler-Trägerelement schwierig wird und der Transport zu der Entwickler-Regulierzone nicht gesteuert wird, wodurch eine Tendenz zu Unregelmäßigkeiten der Bilddichte auftritt. Wenn Ra/Sm 0,5 überschreitet, wird der Toner, der in die Vertiefungen eindringt, nicht mit dem anderen Toner zirkulierend gemischt, so daß die Tendenz zu einer Tonerschmelzhaftung auftritt.
Wenn das Entwickler-Trägerelement mit einer Vielzahl an Rillen versehen ist, die sich in seine axiale Richtung oder in eine Richtung erstrecken, die im allgemeinen senkrecht zur Richtung der relativen Bewegung des Entwicklers darauf verläuft (d. h. mit einer geriffelten Oberfläche versehen ist), wird es einfacher selbst einen Toner mit ausgezeichnetem Fließvermögen auf dem Entwickler-Trägerelement gleichmäßig aufzubringen.
Solche Rillen weisen bevorzugt eine Breite bzw. Tiefe von z. B. 100 bis 1000 um auf und können bevorzugt jeweils mit Abständen von 2 bis 7 mm gebildet sein, so daß insgesamt z. B. 5 bis 15 Rillen für einen üblichen Durchmesser der zylindrischen Trommel zur Verfügung gestellt werden. In dem Fall, in dem solche Rillen gebildet sind, werden die vorstehend erwähnten Parameter Ra und Sm an den Punkten der Abstände zwischen den Rillen gemessen.
In letzter Zeit besteht ein wachsender Bedarf nach der Verwendung eines Toners mit kleiner Teilchengröße zur Bereitstellung von Bildern mit höherer Qualität. In Verbindung mit dieser Nachfrage wird es wichtig, die Oberflächenrauhigkeit des Entwickler-Trägerelementes für einen Toner mit einer Verteilung der Teilchengröße genau zu regulieren, so daß sie eine mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel) von 4 bis 8 um und einen Koeffizienten der Variation der Teilchengröße auf Zahlenbasis von höchstens 35% aufweist. Wenn ein Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Gewichtsmittel) von 4 bis 8 um mittels des Pulverisierungsverfahrens hergestellt wird, wird unvermeidlicherweise als Nebenprodukt ultrafeines Pulver erzeugt, und es ist manchmal selbst mittels eines Klassierungsschrittes schwierig, solch ein ultrafeines Pulver zu entfernen. Selbst im Falle eines direkten Polymerisationstoners tritt, solange er keinen Koeffizienten der Variation der Teilchengröße auf Zahlenbasis von höchstens 35% aufweist, die Tendenz auf, daß solch ein ultrafeines Pulver in den Vertiefungen des Entwickler-Trägerelementes angehäuft bzw. akkumuliert wird, selbst wenn die Oberflächenrauhigkeit reguliert wurde, was zu einer Verschmutzung des Entwickler-Trägerelementes führt.
Die hier beschriebenen Werte von Ra und Sm basieren auf denjenigen, die gemäß JIS-B0601 unter Verwendung eines Oberflächenrauhigkeit-Prüfgeräts vom Kontakt-Typ ("SE-3300", von Kosaka Kenkyusho K. K. hergestellt) unter Anwendung einer Meßlänge 1 von 2,5 mm und der Durchführung der Messung an verschiedenen zufällig ausgewählten Punkten auf der Oberfläche des Entwickler-Trägerelements gemessen wurden.
Ein Entwickler-Trägerelement (Trommel) kann mit einer vorgegebenen Oberflächenrauhigkeit versehen werden, z. B. mittels Sandstrahlens mit Abrasivteilchen, die unregelmäßig oder regelmäßig geformte Teilchen umfassen, mittels Reibens der Trommel mit Sandpapier in Richtungen, die parallel zu ihrer Achse (d. h. Richtungen senkrecht zur Entwickler-Transportrichtung) verlaufen, um Unebenheiten zu schaffen, die vorzugsweise in der Umfangsrichtung gebildet sind, mittels einer chemischen Behandlung, und mittels einer Beschichtung mit einem Harz, gefolgt von der Bildung harziger Vorsprünge.
Das Entwickler-Trägerelement, das in der Erfindung verwendet wird, kann aus einem bekannten Material bestehen, wobei Beispiele dafür die nachstehenden Materialien einschließen:
Metalle, wie Aluminium, rostfreier Stahl und Nickel; einen mit Kohlenstoff beschichteten Metallkörper, ein Harz oder ein Elastomer; und ein Elastomer, wie natürlicher Kautschuk, Silikonkautschuk, Urethankautschuk, Neoprenkautschuk, Butadienkautschuk und Chloroprenkautschuk in geschäumter oder ungeschäumter Form oder in Schwammform, gegebenenfalls weiter beschichtet mit Kohlenstoff, einem Harz oder einem Elastomer.
Das in der Erfindung verwendete Entwickler-Trägerelement kann die Form eines Zylinders oder eines flächigen Materials annehmen.
In dem Fall, in dem das Entwickler-Trägerelement in Form einer zylindrischen Entwicklungstrommel vorliegt, kann die Entwicklungstrommel unter dem Gesichtspunkt der Entwicklungseffizienz und der Unterdrückung einer Tonerschmelzhaftung bevorzugt einen Durchmesser von 12 bis 30 mm, bevorzugter von 15 bis 25 mm aufweisen. In dem Fall, in dem der Toner ein magnetischer Toner ist, oder einen Zwei-Komponenten-Entwickler bildet, der einen nicht-magnetischen Toner und einen magnetischen Träger umfaßt, wird eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, wie ein Magnet, im Inneren des Entwickler-Trägerelements angeordnet.
Der Formfaktor SF-1, auf den hier Bezug genommen wird, basiert auf Werten, die auf die nachstehende Weise gemessen wurden.
Bilder von 100 Tonerteilchen, die durch ein Feldemissions- Rasterelektronenmikroskop (FE-SEM) ("S-800", von Hitachi Seisakusho K. K. erhältlich) mit einer Vergrößerung von beispielsweise 500 beobachtet wurden, werden zufällig als Proben ausgewählt, und die Bilddaten der Tonerbilder werden über eine Schnittstelle für eine Analyse in eine Bildanalyseeinrichtung (z. B. "Luzex III", von Nireco K. K. erhältlich) eingegeben, wobei der Formfaktor SF-1 mittels der nachstehenden Gleichung berechnet wird:
SF-1 = [(MXLNG)²/FLÄCHE] · (π/4) · 100
worin MXLNG den maximalen Durchmesser eines Tonerteilchens und FLÄCHE die Projektionsfläche des Tonerteilchens bezeichnet. Der Formfaktor SF-1, auf den hier Bezug genommen wird, ist als der Wert des Zahlenmittels der SF-1-Werte definiert, die auf die vorstehend beschriebene Weise für 100 zufällig ausgewählte Tonerteilchen berechnet wurden.
In dem Fall, in dem der Formfaktor SF-1 größer als 130 ist, weichen die Tonerteilchen wesentlich von Kugeln ab, und nähern sich nicht definierten oder unregelmäßig geformten Teilchen und zeigen dementsprechend eine Abnahme der Übertragungswirkung (oder des Übertragungsverhältnisses).
Um eine hohe Übertragungswirkung zu realisieren, sollte der Toner einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 130, bevorzugt 100 bis 120 aufweisen, um im wesentlichen kugelförmig zu sein. Um zuverlässig weitere winzige latente Bildpunkte zur Erreichung einer höheren Bildqualität zu entwickeln, sollte der Toner eine mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel) von 4 bis 8 um und einen Variationskoeffizienten auf Zahlenbasis von höchstens 35% aufweisen. Ein Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Gewichtsmittel) von kleiner 4 um neigt zur Verursachung einer Abnahme der Übertragungswirkung und führt zu einer merklichen Menge an auf dem lichtempfindlichen Element oder dem Zwischenübertragungselement verbliebenen Toner, was zu Bildunregelmäßigkeiten auf Grund eines Bildschleiers und einem Übertragungsversagen führt. Ein Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Gewichtsmittel) von größer 8 um neigt zur Verursachung eines Schmelzhaftens an verschiedenen Elementen und diese Tendenz verstärkt sich, wenn der Variationskoeffizient der Teilchengröße auf Zahlenbasis 35% überschreitet.
In der Erfindung enthalten die Tonerteilchen eine Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt (d. h. eine Verbindung, die einen tiefen Erweichungspunkt zeigt). Die Verbindung mit niedrigem Erweichungspunkt kann bevorzugt eine DSK-Kurve liefern, wie mittels Kalorimetrie mit Differentialabtastung nach ASTM D3418-8 gemessen wird, die eine Temperatur von 40 bis 90ºC zeigt, die einem maximalen Wärmeabsorptionspeak entspricht. Wenn die Temperatur kleiner als 40ºC ist, verringert sich die Eigenkohäsionskraft der Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt, was zu verringerten Antioffseteigenschaften bei hohen Temperaturen führt. Dies ist besonders ungünstig für einen Farbtoner für eine Vollfarbenentwicklung. Andererseits, wenn die Temperatur mehr als 90ºC beträgt, nimmt die Fixiertemperatur zu, so daß es schwierig wird, die Oberfläche des fixierten Bildes auf gemäßigte Weise zu glätten, was zu einer Verringerung der Farbmischeigenschaften führt. Im Falle der Herstellung von Tonerteilchen mittels einer direkten Polymerisation werden die Schritte der Bildung der Teilchen und der Polymerisation in einem wäßrigen Medium durchgeführt, so daß sich die Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt hauptsächlich in dem Schritt der Bildung der Teilchen abscheidet, wenn die Temperatur des maximalen Wärmeabsorptionspeaks hoch ist (z. B. über 90ºC).
Eine Messung der Temperatur entsprechend dem maximalen Wärmeabsorptionspeak auf der vorstehend beschriebenen DSK-Kurve kann unter Verwendung eines z. B. im Handel erhältlichen Differentialkalorimeters ("DSC-7" (Handelsname), von Perkin- Elmer Corp. hergestellt) durchgeführt werden. In dem Gerät wird unter Verwendung der Schmelzpunkte des Indiums und des Zinks eine Temperaturkorrektur an dem Sensorbereich und unter Verwendung der Schmelzwärme des Indiums eine Korrektur der Wärmemenge an dem Sensorbereich durchgeführt. Für die Messung wird eine Probe auf einer Aluminiumwanne angeordnet und eine leere Wanne wird zur Referenz herangezogen. Die DSK-Messung wird durch Erwärmen (Temperaturzunahme) mit einer Geschwindigkeit von 10ºC/min durchgeführt.
Beispiele für die Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt können Paraffinwachs, Polyolefinwachs, Fischer-Tropsch-Wachs, Amidwachs, eine höhere Fettsäure, Esterwachs und Derivate davon (z. B. gepfropfte Verbindungen davon und Blockverbindungen davon) einschließen.
Die Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt kann bevorzugt ein Esterwachs mit mindestens einer langkettigen Kohlenwasserstoffgruppe, die 10 oder mehr Kohlenstoffatome aufweist, sein. Solch ein Esterwachs kann besonders bevorzugt eines sein, das durch die nachstehenden Formeln (I) bis (IV) wiedergegeben wird:
[R&sub1;-COO-(CH&sub2;)n]a-C-[(CH&sub2;)m-OCO-R&sub2;] b (I)
worin a und b unter der Bedingung, daß a + b = 4 ist, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 4 darstellen; R&sub1; und R&sub2; stellen unter der Bedingung, daß der Unterschied der Kohlenstoffzahl zwischen R&sub1; und R&sub2; mindestens 10 beträgt, unabhängig eine organische Gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen dar; und n und m stellen unter der Bedingung, daß n und m nicht gleichzeitig Null sind, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 15 dar.
[R&sub1;-COO-(CH&sub2;)n]a-C-[(CH&sub2;)m-OH]b (II)
worin a und b unter der Bedingung, daß a + b = 4 jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 4 darstellen; R&sub1; stellt eine organische Gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen dar; und n und m stellen unter der Voraussetzung, daß n und m nicht gleichzeitig Null sind, jeweils eine ganze Zahl von 0 bis 15 dar.
R&sub1;-COO-R&sub2; (IV)
worin R&sub1; und R&sub2; unabhängig voneinander eine organische Gruppe mit 15 bis 45 Kohlenstoffatomen darstellen.
Das bevorzugt in der Erfindung verwendete Esterwachs kann bevorzugt eine Härte von 0,5 bis 5,0 aufweisen. Die Härte des Esterwachses kann unter Verwendung beispielsweise eines dynamischen ultrawinzigen Härtemessers ("DUH-200", von Shimazu Seisakusho K. K. erhältlich) auf die nachstehende Weise gemessen werden. Eine Esterverbindung wird geschmolzen und in einer Form mit einem Durchmesser von 20 mm zu einem 5 mm dicken zylindrischen Pellet geformt. Die Probe wird mittels eines Vickers-Druckelements mit einer Last von 0,5 g und einer Belastungsgeschwindigkeit von 9,67 mg/sec gedrückt, um eine Versetzung von 10 um zu bewirken, gefolgt von einem 15sekündigen Halten. Anschließend wird die Einprägung auf der Probe analysiert, um die Vickers-Härte zu messen.
Ein Esterwachs mit einer Härte von unter 0,5 liefert einen Toner, der eine große Abhängigkeit des Fixierverhaltens von der Temperatur und der Verfahrensgeschwindigkeit in der Fixiereinrichtung zeigt, wodurch er dazu neigt, unzureichende Hochtemperatur-Antioffseteigenschaften zu zeigen. Andererseits, wenn die Härte 5,0 überschreitet, neigt der resultierende Toner aufgrund der geringen Eigen-Adhäsion des Esterwachses per se zu einer unzureichenden Lagerstabilität und zu unzureichenden Hochtemperatur-Antioffseteigenschaften.
Spezielle Beispiele für das Esterwachs können diejenigen einschließen, die durch die nachstehenden Strukturformeln wiedergegeben werden:
In den letzten Jahren kam es zu einer wachsenden Nachfrage nach vollfarbigen, doppelseitigen Tonerbildern. Im Falle der Erzeugung von solchen doppelseitigen Tonerbildern wird ein Übertragungs-Aufnahmematerial mit einem auf einer seiner Oberflächen mittels eines Fixierschrittes erzeugten Tonerbild erneut durch den erwärmten Bereich einer Fixiereinrichtung zum Zeitpunkt der Erzeugung eines Tonerbildes auf seiner anderen Oberfläche geleitet, so daß es erforderlich ist, insbesondere die Hochtemperatur-Offseteigenschaften des Tonerteilchen in Rechnung zu stellen. Aus diesem Grund ist die Zugabemenge der Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt ein wichtiger Faktor in der Erfindung. Genauer gesagt ist die Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt in den Tonerteilchen in einer Menge von 5 bis 30 Gewichts-% enthalten. Wenn die Zugabemenge kleiner als 5 Gew.-% ist, verringern sich die Hochtemperatur-Antioffseteigenschaften der Tonerteilchen und ein auf der Rückseite des Übertragungs-Aufnahmematerials erzeugtes Tonerbild neigt dazu, zum Zeitpunkt der Fixierung zweiseitiger Tonerbilder einen Offset zu verursachen. Wenn die Zugabemenge bei der Tonerherstellung mittels des Polymerisationsverfahrens mehr als 30% beträgt, tritt eine Tendenz zu einer Koaleszenz der Tonerteilchen zum Zeitpunkt der Bildung der Teilchen auf, wodurch es zu einer breiteren Verteilung der Teilchengröße der resultierenden Tonerteilchen kommt.
Die in der Erfindung verwendeten Tonerteilchen können mittels verschiedener Verfahren hergestellt werden, einschließlich von:
(i) einer Pulverisierung und Klassierung, gefolgt von einem wahlweisen Schritt der Kugelbildung oder Abrundung: wobei eine Tonerzusammensetzung, die ein Harz, eine Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt als Trennmittel, ein Farbmittel, ein Mittel zur Einstellung der Ladung und ähnliches enthält, mittels einer Dispersionsvorrichtung, wie einem Druckkneter oder einem Extruder gleichmäßig dispergiert und fein pulverisiert wird, um durch das Schleudern der Tonerzusammensetzung gegen ein Ziel mittels der Einwirkung einer mechanischen Kraft oder eines Luftstrahlenstroms eine gewünschte Tonerteilchengröße zu erzeugen, und klassiert wird, um Tonerteilchen mit einer scharfen Verteilung der Teilchengröße zu erhalten, gegebenenfalls gefolgt von einer Scher- oder Glättungsbehandlung.
(ii) Schmelz-Sprüh-Verfahren: darin wird eine Schmelzmischung aus den Tonerbestandteilen unter Verwendung einer Scheibe oder einer Fluid-Mehrfachdüse in die Luft gesprüht, um kugelförmige Tonerteilchen zu erhalten (wie in der Japanischen Patentschrift (JP-B) 56-13945 offenbart ist), und
(iii) ein direktes Polymerisationsverfahren, wie nachstehend angegeben:
(a) Suspensionspolymerisation zur direkten Bereitstellung von Tonerteilchen, wie in JP-B 36-10231, JP-A 59-53856 und JP-A 59-61842 offenbart ist,
(b) Dispersionspolymerisation, in der ein wäßriges organisches Lösungsmittel, in dem das Monomer löslich, aber das Polymer unlöslich ist, verwendet wird, um Tonerteilchen direkt zu erhalten, und
(c) Emulsionspolymerisation, wie eine seifenfreie Polymerisation, in der eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung in Gegenwart eines wasserlöslichen polaren Polymerisationsinitiators polymerisiert wird, um Tonerteilchen zu erhalten.
Unter den vorstehenden Herstellungsverfahren ist es jedoch schwierig, die resultierenden Tonerteilchen mittels eines Pulverisierungs- und Klassierungsverfahrens mit einem SF-1 von 100 bis 130 zu versehen. In dem Schmelz-Sprüh-Verfahren ist es möglich, einen SF-1 in einem geeigneten Bereich zur Verfügung zu stellen, wobei die resultierenden Tonerteilchen aber dazu neigen, eine breitere Verteilung der Teilchengröße aufzuweisen, so daß dieses Verfahren nicht wirkungsvoll ist. Bei der Dispersionspolymerisation zeigen die resultierenden Tonerteilchen eine sehr scharfe Verteilung der Teilchengröße, wobei die Produktionsapparatur jedoch angesichts der geringen Breite des bei der Auswahl des verwendeten Materials, der Entsorgung des verbrauchten Lösungsmittels und der Entzündlichkeit dazu neigt, kompliziert zu werden. Die Emulsionspolymerisation oder die seifenfreie Emulsion ist für die Bereitstellung einer relativ einheitlichen Verteilung der Teilchengröße wirksam, neigt aber dazu, aufgrund der Anwesenheit des Emulgierungsmittels oder des Polymerisationsinitiators auf der Oberfläche der Tonerteilchen die Umwelteigenschaften zu verschlechtern.
Dementsprechend kann in der Erfindung bevorzugt eine Suspensionspolymerisation unter normalen Druck oder erhöhtem Druck angewandt werden, da der SF-1 der resultierenden Tonerteilchen leicht auf einen Wert in einem Bereich von 100 bis 130 eingestellt werden kann und relativ einfach feine Tonerteilchen mit einer scharfen Verteilung der Teilchengröße und einer mittleren Teilchengröße (Gewichtsmittel) von 4 bis 8 um erhalten werden können. In der Erfindung ist es ebenfalls möglich, auf geeignete Weise eine Saat- bzw. Keimpolymerisation anzuwenden, in der zunächst erhaltene Tonerteilchen von einem polymerisierbaren Monomer adsorbiert und unter Verwendung eines Polymerisationsinitiators polymerisiert werden. Desweiteren ist es ebenfalls möglich, bevorzugt ein Aussalzungs-Assoziatzionsverfahren, in dem zuerst mit nur wenig oder keinem Emulsionsmittel Emulsionspolymerisationsteilchen gebildet werden, die anschließend durch Aussalzen oder durch die Zugabe von Polymerteilchen mit entgegengesetzter elektrischer Ladung in einem wäßrigen Medium einer Assoziation unterzogen werden, oder ein heterogenes Agglomerisationsverfahren zur Herstellung von Tonerteilchen einzusetzen.
Der in der Erfindung verwendete Toner umfaßt Tonerteilchen mit einem Formfaktor SF-1 von 100 bis 130, enthält 5 bis 30 Gew.-% einer Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt und kann bevorzugt Tonerteilchen mit einer Mikrostruktur umfassen, in denen eine Verbindung B mit tiefem Erweichungspunkt in einer äußeren Schale A eingekapselt ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist, wenn ihre Schnittstruktur mittels eines Transmissionselektronenmikroskops betrachtet wird.
Es ist erforderlich, daß in dem Toner eine große Menge der Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt enthalten ist, um eine gute Fixierbarkeit zur Verfügung zu stellen, so daß die Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt bevorzugt von der äußeren Schale eingeschlossen oder eingekapselt vorliegen kann. Solch eine Einschlußstruktur der Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt in den Tonerteilchen kann durch ein Verfahren erhalten werden, in dem die Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt so ausgewählt wird, daß sie in einem wäßrigen Medium eine Polarität aufweist, die kleiner als diejenige des Hauptmonomerbestandteils ist, und es wird eine kleine Menge eines Harzes oder Monomers mit einer größeren Polarität dazugegeben, um Tonerteilchen mit einer Kern- Schale-Struktur zu liefern. Die Tonerteilchengröße und ihre Verteilung können durch die Änderung der Art und Menge eines schwerlösliches anorganisches Salzes oder eines Dispersionsmittels, das als Schutzkolloid fungiert; durch die Steuerung der Bedingungen des mechanischen Geräts, wie der Rotorumfangsgeschwindigkeit, der Anzahl der Durchgänge, und der Rührbedingungen einschließlich der Form des Rührblattes; und/oder durch Steuerung der Form des Behälters und des Feststoffgehalts in dem wäßrigen Medium.
Der Querschnitt der Tonerteilchen kann auf die nachstehende Weise beobachtet werden. Probentonerteilchen werden in ausreichendem Maß in einem kalt-härtenden Epoxidharz dispergiert, das anschließend zwei Tage lang bei 40ºC gehärtet wird. Das gehärtete Produkt wird mit Trirutheniumtetroxid, gegebenenfalls zusammen mit Triosmiumtetroxid angefärbt und mittels eines Mikrotoms mit einer Diamant-Schneideinrichtung zu dünnen Schnitzeln zerschnitten. Die resultierende Probe aus dünnen Schnitzeln wird durch ein Transmissionselektronenmikroskop betrachtet, um die Querschnittsstruktur der Tonerteilchen zu ermitteln. Das Färben mit Trirutheniumtetroxid kann bevorzugt angewandt werden, um einen Kontrast zwischen der Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt und dem äußeren Harz unter Nutzung des Unterschieds der Kristallinität zwischen ihnen zu liefern. Ein typischer bevorzugter Querschnitt der Tonerteilchen ist in Fig. 2 gezeigt, worin die Verbindung B mit dem tiefen Erweichungspunkt in dem äußeren Schalenharz A eingeschlossen ist.
In der Erfindung kann das Bindemittelharz verschiedene Harze umfassen, wie ein Styrol-(Meth)acrylat-Copolymer, ein Polyesterharz, ein Epoxidharz und ein Styrol-Butadien-Copolymer.
Im Falle der direkten Herstellung der Tonerteilchen mittels des Polymerisationsverfahrens kann das Monomer bevorzugt ein Monomer vom Vinyltyp sein, wobei Beispiele dafür die nachstehenden Verbindungen einschließen: Styrol und seine Derivate, wie Styrol, o-, m- oder p-Methylstyrol, und m- oder p-Ethylstyrol; Methacrylsäureester, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth) - acrylat, Stearyl(meth) acrylat, Behenyl(meth)acrylat, Dimethylaminoethyl(meth)acrylat und Diethylaminoethyl(meth) - acrylat; Butadien; Isopren; Cyclohexen; (Meth)acrylonitril und Acrylamid. Diese Monomere können alleine oder als Mischung aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Die vorstehenden Monomere können bevorzugt einen theoretischen Glasumwandlungspunkt (Tg) von 40 bis 75ºC, so wie sie sind, oder in Mischung aufweisen, wie in "POLYMER HAND- BOOK", zweiter Zusatz, III S. 139 bis 192 (von John Wiley & Sons Co. erhältlich) beschrieben ist. Wenn der theoretische Glasübergangspunkt kleiner als 40ºC ist, verringert sich die Lagerstabilität und Haltbarkeit der resultierenden Tonerteilchen. Andererseits, wenn der theoretische Glasübergangspunkt 75ºC überschreitet, nimmt die Fixiertemperatur der Tonerteilchen zu, wodurch die entsprechenden Farbtonerteilchen insbesondere im Falle einer vollfarbigen Bilderzeugung unzureichende Farbmischeigenschaften aufweisen. Als Ergebnis weisen die resultierenden Tonerteilchen eine schlechte Farbreproduzierbarkeit auf und verringern auf unerwünschte Weise die Transparenz eines OHP-Bildes.
In der Erfindung kann die Molekulargewichtsverteilung des Bindemittelharzes oder des Harzes der äußeren Schale mittels Gelpermeationschromatografie (GPC) wie nachstehend gemessen werden.
Im Falle von Tonerteilchen mit einer Kern-Schalen-Struktur werden die Tonerteilchen vorher einer 20stündigen Extraktion mit Toluol mittels eines Soxhlet-Extraktors unterzogen, gefolgt von einem Abdestillieren des Lösungsmittels (Toluol), um einen Extrakt zu erhalten. Ein organisches Lösungsmittel (z. B. Chloroform), in dem sich die Substanz mit dem tiefem Erweichungspunkt löst und das äußere Harz nicht löst, wird zu dem Extrakt gegeben und ausreichend damit gewaschen, um einen Rückstand zu erhalten. Der Rückstand wird in Tetrahydrofuran (THF) gelöst und einer Filtration mit einem lösungsmittelbeständigen Membranfilter mit einer Porengröße von 0,3 um unterzogen, um eine Probenlösung (THF-Lösung) zu erhalten. Die Probenlösung wird unter Verwendung der Säulen A-801, 802, 803, 804, 805, 806 und 807 (von Showa Denko K. K. hergestellt) in Kombination in ein GPC-Gerät ("GPC-150C", von Waters Co. erhältlich) injiziert. Die Ermittlung des Probenmolekulargewichts und ihre Molekulargewichtsverteilung wird auf Grundlage einer Kalibrierungskurve durchgeführt, die unter Verwendung von monodispersen Polystyrol-Standardproben erhalten wurde. In der Erfindung kann das Bindemittelharz (äußeres Schalenharz) bevorzugt ein Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von 5.000 bis 1.000.000 und ein Verhältnis des Gewichtsmittels des Molekulargewichts (Mw) zu Mn von 2 bis 100 aufweisen.
Um die Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt in dem äußeren Harz (Schicht) einzuschließen, ist es besonders bevorzugt ein polares Harz zuzugeben. Bevorzugte Beispiele für solch ein polares Harz können ein Styrol-(Meth)acrylat- Copolymer, ein auf Maleinsäure beruhendes Copolymer, ein gesättigtes Polyesterharz und ein Epoxidharz einschließen. Das polare Harz kann besonders bevorzugt keine ungesättigte Gruppe aufweisen, die zu einer Reaktion mit dem äußeren Harz oder einem Vinylmonomer, das das äußere Harz bildet, geeignet ist. Dies deshalb, weil dann, wenn das polare Harz eine ungesättigte Gruppe aufweist, die ungesättigte Gruppe zu einer Vernetzungsreaktion mit dem Vinylmonomer führen kann, was zu einem äußeren Harz mit einem sehr hohen Molekulargewicht führt, was aufgrund schlechter Farbmischeigenschaften unvorteilhaft ist.
Das in der Erfindung verwendete Farbmittel kann ein schwarzes Farbmittel, ein gelbes Farbmittel, ein magentarotes Farbmittel und ein cyanblaues Farbmittel einschließen.
Beispiele für das schwarze Farbmittel können die nachstehenden Farbmittel einschließen: Ruß, ein magnetisches Material, und ein Farbmittel, das durch ein Farbmischen von Farbmitteln aus gelb/magentarot/cyanblau eine schwarze Farbe zeigt.
Beispiele für das gelbe Farbmittel können die nachstehenden Farbmittel einschließen: kondensierte Azoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azometallkomplexe, Methinverbindungen und Arylamidverbindungen. Spezielle bevorzugte Beispiele davon können CI Pigmentgelb (C. I. Pigment Yellow) 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168 und 180 einschließen.
Beispiele für das magentarote Farbmittel können die nachstehenden Farbmittel einschließen: kondensierte Azoverbindungen, Diketopyrrolpyrrolverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Chinacridonverbindungen, basische Farblackverbindungen, Naphtholverbindungen, Benzimidazolverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen. Spezielle bevorzugte Beispiele dafür können einschließen: CI Pigmentrot (C. I. Pigment Red) 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48 : 2, 48 : 3, 48 : 4, 57 : 1, 81 : 1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 und 254.
Beispiele für das cyanblaue Farbmittel können die nachstehenden Farbmittel einschließen: Kupferphthalocyaninverbindungen und ihre Derivate, Anthrachinonverbindungen und basische Farblackverbindungen. Spezielle bevorzugte Beispiele dafür können die nachstehenden Verbindungen einschließen:
CI Pigmentblau (C. I. Pigment Blue) 1, 7, 15, 15 : 1, 15 : 2, 15 : 3, 15 : 4, 60, 62 und 66.
Diese Farbmittel können einzeln, als Mischung aus zwei oder mehreren Arten oder im Zustand einer festen Lösung verwendet werden. Die vorstehenden Farbmittel können unter dem Gesichtspunkt der Farbtönung, der Farbsättigung, des Farbwertes, der Wetterbeständigkeit, der OHP-Transparenz und der Dispergierbarkeit in Tonerteilchen auf geeignete Weise ausgewählt werden. Die vorstehenden Farbmittel können bevorzugt in einem Verhältnis von 1 bis 20 Gew. teilen pro 100 Gew. teile des Bindemittelharzes verwendet werden. Ein schwarzes Farbmittel, das im Gegensatz zu den anderen Farbmitteln ein magnetisches Material umfaßt, kann bevorzugt in einem Anteil von 40 bis 150 Gew. teilen pro 100 Gew. teile des Bindemittelharzes verwendet werden.
Das in der Erfindung verwendete Mittel zur Einstellung der Ladung kann bekannte Mittel zur Einstellung der Ladung einschließen. Das Mittel zur Einstellung der Ladung kann bevorzugt eines sein, das farblos ist und eine höhere Aufladungsgeschwindigkeit und die Fähigkeit zur stabilen Beibehaltung einer vorgegebenen Ladungsmenge aufweist. Im Falle der Anwendung einer direkten Polymerisation zur Erzeugung der Tonerteilchen der Erfindung kann das Mittel zur Einstellung der Ladung besonders bevorzugt eines sein, das von polymerisationsverhindernden Eigenschaften frei ist und keinen Bestandteil enthält, der in einem wäßrigen Medium löslich ist.
Das in der Erfindung verwendete Mittel zur Einstellung der Ladung kann eines vom negativen Typ oder eines vom positiven Typ sein. Spezielle Beispiele für das Mittel zur Einstellung einer negativen Ladung können die nachstehenden Verbindungen einschließen: metallhaltige, auf Säure beruhende Verbindungen, die Säuren umfassen, wie Salicylsäure, Naphthoesäure, Dicarbonsäure und Derivate dieser Säuren; polymere Verbindungen mit einer Seitenkette, die Sulfonsäure oder Carbonsäure umfaßt; eine Borverbindung; Harnstoffverbindungen; eine Siliciumverbindung; und Calixaren. Spezielle Beispiele für das Mittel zur Einstellung der positiven Ladung können die nachstehenden Verbindungen einschließen: quartäre Ammoniumsalze; polymere Verbindungen mit einer Seitenkette, die quartäre Ammoniumsalze umfaßt; Guanidinverbindungen; und Imidazolverbindungen.
Das in der Erfindung verwendete Mittel zur Einstellung der Ladung kann bevorzugt in einem Anteil von 0,5 bis 10 Gew.- teilen pro 100 Gew. teile des Bindemittelharzes verwendet werden. Das Mittel zur Einstellung der Ladung ist jedoch kein wesentlicher Bestandteil für die in der Erfindung verwendeten Tonerteilchen. Das Mittel zur Einstellung der Ladung kann in einigen Fällen als wahlweises Additiv verwendet werden. Im Falle der Anwendung eines Zwei-Komponenten-Entwicklungsverfahrens ist es möglich, die triboelektrische Ladung mit einem Träger zu nutzen. Im Falle der Anwendung eines nichtmagnetischen Ein-Komponenten-Entwicklungsverfahrens mittels Klingenbeschichtung ist es möglich, durch eine positive Nutzung der durch die Reibung mit dem Klingenelement oder dem Trommelelement erzeugten triboelektrischen Ladung das Mittel zur Einstellung der Ladung wegzulassen.
Beispiele für den Polymerisationsinitiator, der bei der direkten Polymerisierung verwendet werden kann, können die nachstehenden Verbindungen einschließen: Polymerisationsinitiatoren vom Azo- oder Diazo-Typ, wie 2,2'-Azobis-(2,4- dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutylonitril, 1,1'-Azobis(cyclohexan-2-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4- dimethylvaleronitril, Azobisisobutyronitril; und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxid-Typ, wie Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumol - hydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid und Lauroylperoxid. Die Zugabemenge des Polymerisationsinitiators variiert in Abhängigkeit von dem zu erreichenden Polymerisationsgrad, Der Polymerisationsinitiator kann im allgemeinen in einem Bereich von ungefähr 0,5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des polymerisierbaren Monomers, verwendet werden. Die Polymerisationsinitiatoren variieren etwas in Abhängigkeit von dem angewandten Polymerisationsverfahren und können alleine oder als Mischung verwendet werden, wobei Bezug auf die Temperatur einer Halbwertszeit von 10 Stunden genommen wird.
Um das Molekulargewicht des resultierenden Bindemittelharzes zu steuern, ist es ebenfalls möglich, ein Vernetzungsmittel, ein Mittel zur Kettenübertragung, einen Polymerisationsinitiator und ähnliches zuzugeben.
Der Toner kann desweiteren ein Additiv enthalten, das intern in die Tonerteilchen oder das extern, d. h. außen an die Tonerteilchen gegeben wurde. Solch ein Additiv kann bevorzugt in Form von Teilchen mit einer Teilchengröße vorliegen, die angesichts der Haltbarkeit höchstens 1/5 der volumengemittelten Teilchengröße der Tonerteilchen beträgt, wenn es intern oder extern zugegeben wird. Die mittlere Teilchengröße eines Additivs bezieht sich auf die mittlere Teilchengröße, die durch eine Betrachtung der Oberflächenzustände der Tonerteilchen mittels eines Elektronenmikroskops erhalten wird. Beispiele für das Additiv können die nachstehenden Verbindungen einschließen.
1) Mittel zur Verleihung von Fließfähigkeit, wie Teilchen von Metalloxiden, einschließlich von Siliciumoxid, Aluminiumoxid und Titanoxid, Ruß und fluorierter Kohlenstoff. Diese Materialien können bevorzugt einer Behandlung zur Verleihung von Hydrophobizität unterzogen werden.
2) Abriebmittel, einschließlich von: Teilchen aus Metalloxiden, wie Strontiumtitanat, Ceroxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid und Chromoxid; Nitriden, wie Siliciumnitrid; Carbide, wie Siliciumcarbid; und Metallsalzen, wie Calciumsulfat, Bariumsulfat und Calciumcarbonat.
3) Schmiermittel, einschließlich von: Pulver von fluorhaltigen Harzen, wie Polyvinylidenfluorid und Polytetrafluorethylen; und aliphatische Säuremetallsalze, wie Zinkstearat und Calciumstearat.
4) Teilchen zur Einstellung der Ladung, einschließlich von: Teilchen aus Metalloxiden, wie Zinnoxid, Titanoxid, Zinkoxid, Siliciumoxid, Aluminiumoxid, und Ruß.
Diese Additive können in einem Anteil von 0,1 bis 10 Gew.- teilen, bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.teilen, pro 100 Gew.teile der Tonerteilchen zugegeben werden. Diese Additive können alleine oder als Kombination aus mehreren Arten verwendet werden.
Bei der Herstellung der Tonerteilchen mittels Suspensionspolymerisation unter Verwendung eines Dispersionsstabilisators ist es bevorzugt, einen anorganischen oder/und organischen Dispersionsstabilisator in einem wäßrigen Dispersionsmedium zu verwenden. Beispiele für den anorganischen Dispersionsstabilisator können die nachstehenden Verbindungen einschließen: Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummetasilikat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid. Beispiele organischer Dispersionsstabilisatoren können die nachstehenden Verbindungen einschließen: Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Ethylcellulose, Carboxymethylcellulose-Natriumsalz, Polyacrylsäure und ihre Salze und Stärke. Diese Dispersionsstabilisatoren können bevorzugt in dem wäßrigen Dispersionsmedium in einer Menge von 0,2 bis 20 Gew. teilen pro 100 Gew. teile der polymerisierbaren Monomermischung verwendet werden.
Im Falle der Verwendung eines anorganischen Dispersionsstabilisators kann ein im Handel erhältliches Produkt, so wie es ist, verwendet werden, wobei es aber auch möglich ist, den Stabilisator in situ in dem Dispersionsmedium zu bilden, so daß feine Teilchen davon erhalten werden können. Im Falle von Tricalciumphosphat ist es beispielsweise angemessen, eine wäßrige Natriumphosphatlösung und eine wäßrige Calciumchloridlösung unter intensivem Rühren zu mischen, um Tricalciumphosphatteilchen in dem wäßrigen Medium zu erzeugen, die für eine Suspensionspolymerisation geeignet sind.
Um eine feine Dispersion des Dispersionsstabilisators herbeizuführen, ist es ebenfalls wirkungsvoll 0,001 bis 0,1 Gew.-% eines grenzflächenaktiven Mittels in Kombination zu verwenden, wodurch die vorgegebene Funktion des Stabilisators gefördert wird. Beispiele für das grenzflächenaktive Material können die nachstehenden Verbindungen einschließen: Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Calciumoleat.
Die erfindungsgemäßen Tonerteilchen können ebenfalls mittels einer direkten Polymerisation auf die nachstehenden Weise erzeugt werden. Zu einem polymerisierbares Monomer werden ein Trennmittel, das die Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt umfaßt, ein Farbmittel, ein Mittel zur Einstellung der Ladung, ein Polymerisationsinitiator und andere wahlweise Additive gegeben und mittels eines Homogenisators oder einer Ultraschall-Dispersionsvorrichtung gleichmäßig gelöst oder dispergiert, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung herzustellen, die anschließend in einem Dispersionsmedium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, mittels eines Rührers, eines Homomischers oder eines Homogenisators bevorzugt unter Bedingungen dispergiert und zu Teilchen geformt wird, unter denen Tröpfchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung eine gewünschte Teilchengröße der resultierenden Tonerteilchen durch die Steuerung der Rührgeschwindigkeit und/oder Rührdauer aufweisen können. Danach kann das Rühren in einem Maß fortgesetzt werden, daß die so gebildeten Teilchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung beibehalten werden und eine Sedimentation der Teilchen verhindert wird. Die Polymerisation kann bei einer Temperatur von mindestens 40ºC, im allgemeinen bei 50 bis 90ºC durchgeführt werden. Die Temperatur kann auf einer späteren Stufe der Polymerisation erhöht werden. Es ist auch möglich, einen Teil des wäßrigen Systems einer Destillation auf eineren späteren Stufe der Polymerisation oder nach der Polymerisation zu unterziehen, um den bereits polymerisierten Teil des polymerisierbaren Monomers und ein Nebenprodukt, das im Tonerfixierschritt einen Geruch erzeugen kann, zu entfernen. Nach der Umsetzung werden die erzeugten Tonerteilchen gewaschen, filtriert und getrocknet. Bei der Suspensionspolymerisation werden im allgemeinen bevorzugt 300 bis 3000 Gew.teile Wasser als Dispersionsmedium pro 100 Gew.teile der Monomerzusammensetzung verwendet.
Die Agglomerisierbarkeit der Toner, auf die hier Bezug genommen wird, basiert auf Werte, die mittels einer Pulverprüf- Vorrichtung (Model "PT-D", von Hosokawa Micron K. K.) in einer Umgebung von 23ºC und 60% RF auf die nachstehende Weise gemessen wurden.
(1) Ein Probentoner wird in der Meßumgebung 12 Stunden lang stehengelassen und 0,5 g davon werden genau abgewogen.
(2) Auf einem Vibrationstisch werden ein 60-Mesh-Sieb (Öffnung: 250 um), ein 100-Mesh-Sieb (Öffnung: 150 um) und ein 200-Mesh-Sieb gestapelt und in dieser Reihenfolge von oben nach unten angeordnet.
(3) Die genau eingewogenen 5,0 g des Probentoners werden vorsichtig auf den Sieben (auf dem 60-Mesh-Sieb) angeordnet und die Siebe werden unter Anlegen einer Gleichspannung von 1,7 bis 1,75 Volt 15 Sekunden lang geschüttelt.
(4) Das Gewicht der auf den entsprechenden Sieben verbliebenen Toner wird vorsichtig und genau gewogen.
(5) Die Agglomerisierbarkeit des Probentoners wird wie nachstehend berechnet:
Agglomerisierbarkeit (%) = a + b + c, worin a, b und c Werte sind, die mittels der nachstehenden Gleichungen erhalten werden:
a = (Auf dem 60-Mesh-Sieb verbliebenes Tonergewicht (g)/5) · 100
b = (Auf dem 100-Mesh-Sieb verbliebenes Tonergewicht (g) /5) · 100 · 3/5
c = (Auf dem 200-Mesh-Sieb verbliebenes Tonergewicht (g) /5) · 100 · 1/5
Die Verteilung der Teilchengröße eines Toners kann auf die nachstehende Weise gemessen werden:
Ein Coulter-Zähler Model TA-II (von Coulter Electronics Inc. erhältlich) wird als Meßinstrument verwendet, an das eine Schnittstelle (von Nikkaki K. K. erhältlich) zum Ermitteln der Verteilung auf Zahlenbasis und der Verteilung auf Volumenbasis und ein Personalcomputer CX-1 (von Canon K. K. erhältlich) angeschlossen sind.
Zur Messung wird unter Verwendung von analysenreinem Natriumchlorid eine 1%ige wäßrige NaC&sub1;-Lösung als Elektrolytlösung hergestellt. Zu 100 bis 150 ml der Elektrolytlösung werden 0,1 bis 5 ml eines grenzflächenaktiven Mittels, bevorzugt ein Alkylbenzolsulfonsäuresalz, als Dispersionsmittel gegeben, und 2 bis 20 mg der Probe werden dazu gegeben. Die resultierende Dispersion der Probe in der Elektrolytflüssigkeit wird 1 bis 3 Minuten lang mittels einer Ultraschall-Dispersionsvorrichtung einer Dispersionsbehandlung unterzogen und anschließend einer Messung der Verteilung der Teilchengröße in einem Bereich von 2 bis 40 um unter Verwendung des vorstehend erwähnten Coulter-Zählers Model TA-II mit einer Öffnung von 100 Mikron unterzogen, um die Verteilung auf Zahlenbasis zu erhalten. Aus den Ergebnissen der Verteilung auf Zahlen-Basis kann die mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel) des Toners erhalten werden.
Zu den auf die vorstehende Weise erhaltenen Tonerteilchen können wie gewünscht externe Additive gegeben werden, um einen Toner zu liefern. Der Toner kann desweiteren mit einem Träger gemischt werden, um einen Zwei-Komponenten-Entwickler zu liefern.
Der in dem Bilderzeugungsverfahren gemäß der Erfindung verwendete Toner kann entweder zu einem bekannten magnetischen oder nicht-magnetischen Ein-Komponenten-Entwickler oder zu einem bekannten Zwei-Komponenten-Entwickler verarbeitet werden. Im Falle eines Ein-Komponenten-Entwicklers tritt jedoch die Neigung auf, daß sich die Ungleichheits-Verteilung auf dem Entwickler-Trägerelement in den resultierenden Bildern widerspiegelt, so daß es bevorzugt ist, einen Zwei-Komponenten-Entwickler zu verwenden.
Der magnetische Träger, der solch einen Zwei-Komponenten- Entwickler bildet, z. B. wenn er mit einem nicht-magnetischen Toner mit einer mittleren Teilchengröße (Gewichtsmittel) von 4 bis 8 um kombiniert wird, kann bevorzugt eine mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel) von 10 bis 40 um und eine Sättigungsmagnetisierung (us) von 30 bis 70 emu/g (1 emu/g = 1 Am²/kg) aufweisen, wie durch Anlegen eines magnetischen Feldes mit 3000 Oersted (1 Oersted = 1 · 10³/4π.A/m) gemessen wurde.
Wenn der magnetische Träger eine Sättigungsmagnetisierung aufweist, die 70 emu/g bei einem angelegten magnetischen Feld von 3000 Oersted überschreitet, werden die Ohren der resultierenden magnetischen Bürste, die durch den magnetischen Träger und den Toner auf dem Entwickler-Trägerelement (Entwicklungstrommel) gebildet wird, das dem auf dem lichtempfindlichen Element erzeugten latenten elektrostatischen Bild gegenüberliegt, dicht gepackt und liefern einen geringeren Abstufungsgrad und eine Verringerung der Halbton-Reproduzierbarkeit. Andererseits, wenn die Sättigungsmagnetisierung kleiner als 30 emu/g ist, wird es schwierig, den Toner und den magnetischen Träger gut auf dem Entwickler-Trägerelement zu halten, wodurch leicht Schwierigkeiten, wie ein Anhaften des magnetischen Trägers und eine Tonerstreuung verursacht werden.
Im Falle eines Zwei-Komponenten-Entwicklers ist es bevorzugt 1 bis 15 Gew.teile, bevorzugter 1,5 bis 10 Gew. teile eines Toners pro 100 Gew. teile des magnetischen Trägers zu verwenden.
Das in der Erfindung verwendete Entwickler-Trägerelement kann mit einem Bildträgerelement kombiniert werden, das bevorzugt eine äußerste Schicht aufweisen kann, die ein Polycarbonatharz umfaßt, in dem eine fluorhaltige Verbindung und/oder eine Siliciumverbindung in Form dispergierter feiner Teilchen von höchstens 5,0 um oder gelöst enthalten ist, so daß die äußerste Schicht ungefähr 9 nm (90 Å) von der Oberflächenschicht der Ladungstransportschicht und/oder der Schutzschicht entfernt angeordnet ist. Dies ist für die Beibehaltung einer hohen Wirksamkeit der Tonerübertragung von dem Bildträgerelement vorteilhaft. Dies ist im Falle der Verwendung eines Zwischenübertragungselements besonders bevorzugt.
Ein in einer Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens gemäß der Erfindung geeigneterweise verwendetes Entwicklungsgerät ist in Fig. 3 gezeigt.
Es wird auf Fig. 3 Bezug genommen: das Entwicklungsgerät schließt einen Entwicklungsbehälter 2 mit einer Entwicklungskammer 45 ein, in der eine nicht-magnetische Entwicklungstrommel (Entwickler-Trägerelement) 21 mit einer bestimmten Oberflächengestalt einem Element 1 zum Tragen eines latenten elektrostatischen Bildes, das sich in Richtung des Pfeiles a dreht, gegenüberliegend angeordnet ist. In der Entwicklungstrommel 21 ist eine magnetische Walze 2 als Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Feldes fest angeordnet und mit den magnetischen Polen S&sub1;, N1, S&sub2;, N&sub2; und N&sub3; in dieser Reihenfolge in Richtung des Pfeiles b vom Pol S&sub1;, der sich ungefähr an der höchsten Stelle befindet, versehen.
Die Entwicklungskammer 45 enthält einen Zwei-Komponenten- Entwickler 41, der eine Mischung aus einem nicht-magnetischen Toner 40 mit einem Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 und einen magnetischen Träger 43 umfaßt.
Der Entwickler 41 wird in eine Rührkammer 42, die mit einer Trennwand 48 mit einem oberen offenen Ende ausgestattet ist, durch eine Öffnung (nicht gezeigt) der Wand 48 an einem Ende der Entwicklungskammer 45 in den Entwicklerbehälter 2 eingebracht. In der Rührkammer 42 wird der nicht-magnetische Toner 40 aus einer Tonerkammer 47 aufgefüllt und der Entwickler 41 wird dem anderen Ende der Rührkammer 42 zugeführt, wobei er mittels einer ersten Entwicklerrühr- und Transporteinrichtung 50 gemischt wird. Der Entwickler 41, der dem anderen Ende der Rührkammer 42 zugeführt wird, wird durch die andere Öffnung (nicht gezeigt) der Trennwand 48 zu der Entwicklungskammer 45 zurückgebracht und mittels einer zweiten Entwicklerrühr- und Transporteinrichtung 51 in der Entwicklungskammer 45 und mittels einer dritten Entwicklerrühr- und Transporteinrichtung 52, die im oberen Teil der Entwicklungskammer 45 angeordnet ist und den Entwickler in eine Richtung transportiert, die der Transportrichtung der Transporteinrichtung 51 entgegengesetzt ist, gerührt und transportiert, wodurch der Entwickler der Entwicklungstrommel 21 zugeführt wird.
Auf den Entwickler 41, der der Entwicklungstrommel zugeführt wird, wird durch die Einwirkung einer magnetischen Kraft, die von der magnetischen Walze 22 ausgeübt wird, ein magnetischer Zwang ausgeübt und er wird auf der Entwicklungstrommel 21 getragen. Der Entwickler 41 wird mittels der Regulierungswirkung der Entwickler-Regulierklinge 23, die der beinahe höchsten Stelle der Entwicklungswalze 21 gegenüberliegend angeordnet ist, zu einer dünnen Schicht ausgebildet und mit der Drehung der Entwicklungstrommel 21 in Richtung des Pfeiles b zu einer Entwicklungszone 101 transportiert, die dem Element 1 zum Tragen eines latenten elektrostatischen Bildes gegenüberliegt, wo der Entwickler zur Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes auf dem Element 1 zum Tragen eines latenten elektrostatischen Bildes verwendet wird. Der Entwickler 41, der für die Entwicklung nicht verbraucht wird, wird zurückgewonnen und zusammen mit der Drehung der Entwicklungstrommel 21 dem Entwicklungsbehälter 2 zugeführt.
In dem Entwicklungsbehälter 2 wird der restliche Entwickler, der magnetisch auf der Entwicklungstrommel 21 festgehalten wird, mittels eines abstoßenden magnetischen Feldes, das zwischen den Polen N2 und N3 der gleichen Polarität anliegt, von der Entwicklungstrommel 21 abgelöst. Um eine Streuung des Toners zu dem Zeitpunkt zu verhindern, an dem sich der Toner 41 aufrichtet und Ohren entlang der magnetischen Kraftlinien bildet, die durch den Pol N2 erzeugt werden, wird ein elastisches Abdichtelement 31 fest an dem unteren Teil des Entwicklerbehälters 2 angeordnet, so daß sein eines Ende den Entwickler 41 berührt.
Das magnetische Verhalten des magnetischen Trägers wird von der magnetischen Walze 22 beeinflußt, die in der Entwicklungstrommel enthalten ist, und beeinflußt wiederum das Entwicklungsverhalten und die Transporteigenschaften des Entwicklers.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Entwicklungstrommel und der im Inneren davon angeordneten magnetischen Walze ist z. B. die magnetische Walze feststehend angeordnet und es dreht sich nur die Entwicklungstrommel, um einen Zwei- Komponenten-Entwickler kreisförmig zu befördern, der einen magnetischen Träger und einen isolierenden nicht-magnetischen Farbtoner umfaßt, wodurch ein auf dem Element zum Tragen eines latenten elektrostatischen Bildes erzeugtes latentes elektrostatisches Bild mit dem Zwei-Komponenten-Entwickler entwickelt wird. In diesem Fall kann, wenn (I) die magnetische Walze mit fünf Polen, einschließlich der abstoßenden Pole, versehen ist, (2) der magnetische Fluß in dem Entwicklungsbereich auf 500 bis 1200 Gauß eingestellt und (3) der magnetische Träger so eingestellt wird, daß er eine Sättigungsmagnetisierung von 30 bis 70 emu/g aufweist, die Farbbilderzeugung geeigneterweise so durchgeführt werden, daß sie eine ausgezeichnete Einheitlichkeit der Bilder, eine ausgezeichnete Abstufungs-Reproduzierbarkeit und ausgezeichnete kontinuierliche Bilderzeugungseigenschaften liefert.
Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Eine Entwicklungstrommel (SUS, Durchmesser = 25 mm, von Hitachi Kinzoku K. K. hergestellt), die in einem Vollfarben- Kopiergerät ("CLC500", von Canon K. K. erhältlich) verwendet wurde, das mit einer lichtempfindlichen OPC-Trommel, einem Entwicklungsgerät vom magnetischen Bürsten-Typ, einer Übertragungstrommel und einer Heißpreßwalzen-Fixiereinrichtung ausgestattet war, wurde einem Sandstrahlen mit unregelmäßig geformten Aluminiumoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von ca. 100 um unter Verwendung einer Sandstrahleinrichtung ("Pneumoblaster", von Fuji Seisakusho K. K. erhältlich) unterzogen, um eine sandgestrahlte Trommel mit Ra = 2,1 um und Sm von 29,6 um zu bilden (Ra/Sm = 0,07).
Ein Toner wurde auf die nachstehende Weise hergestellt. In einen 2 Liter-Vierhalskolben, der mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer ("TK-Homomixer", von Tokusuhu Kika Kogyo K. K. erhältlich) versehen war, wurden 710 Gew. teile deionisiertes Wasser und 450 Gew. teile einer wäßrigen 0,1 mol/Liter Na&sub3;PO&sub4;-Lösung eingebracht und unter Rühren mit 12.000 UpM auf 65ºC erwärmt. In den Kolben wurden langsam 68 Gew. teile einer wäßrigen 1,0 mol/Liter CaCl&sub2;-Lösung gegeben, um ein wäßriges Dispersionsmedium herzustellen, das eine feine Form des schwer wasserlöslichen Dispersionsmittels Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2; enthält. Andererseits wurde eine wie nachstehende Monomerzusammensetzung hergestellt:
Styrol-Monomer 165 Gew. teile
n-Butylacrylatmonomer 35 Gew. teile
CI Pigmentblau 15 : 3 14 Gew. teile
(C. I. Pigment Blue 15 : 3) Gesättigtes Polyesterharz 10 Gew. teile (Terephthalsäure/mit Propylenoxid modifiziertes Bisphenol A Säurewert = 15, Peak-Molekulargewicht = 6 · 10³)
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung 2 Gew. teile Esterwachsverbindung (I) 60 Gew. teile
(vorstehend beschrieben, DSK-Absorptionspeaktemperatur = 59,4ºC, Härte = 1,5)
Die vorstehende Mischung wurde 3 Stunden lang mittels einer Reibmühle dispergiert und anschließend wurden 10 Gew. teile 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) (Polymerisationsinitiator) dazu gegeben, um eine Monomerzusammensetzung zu formulieren, die dann in das vorstehend hergestellte Dispersionsmedium gegeben wurde, gefolgt von einer 15minütigen Teilchenbildung bei beibehaltener Drehgeschwindigkeit. Danach wurde der Hochgeschwindigkeitsrührer durch Propeller-Rührblätter ersetzt und die Systemtemperatur wurde auf 80ºC erhöht, um 10 Stunden lang eine Polymerisation mit 50 UpM durchzuführen. Nach der Polymerisation wurde die Aufschlämmung abgekühlt und es wurde verdünnte Salzsäure dazugegeben, um das Dispersionsmittel zu entfernen, gefolgt von einem Waschen und Trocknen, um einen cyanblauen Toner zu erhalten. Als Ergebnis der Messung unter Anwendung eines Coulter- Zählers zeigten die cyanblauen Tonerteilchen eine Variationskoeffizienten der Teilchengröße auf Zahlenbasis von 27% und einen SF-1 von 104. Eine Mikrofotografie des Schnitts ergab eine schematische Ansicht, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, und wies eine Kern-Schalen-Struktur auf, in der das Esterwachs B (Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt) in der äußeren Schale A eingekapselt war. Zu den Tonerteilchen wurden äußerlich 2% eines hydrophoben feinen Pulvers aus Titanoxid gegeben, um einen cyanblauen Toner mit einer ausgezeichneten Fließfähigkeit (Agglomerisierbarkeit von 18%) herzustellen.
6 Gew.teile des cyanblauen Toners und 94 Gew.teile eines mit Acrylharz beschichteten magnetischen kugelförmigen Ferrit- Trägers (Dw = 35 um, σs = 50 emu/g) wurden gemischt, um einen Zwei-Komponenten-Entwickler zu bilden. Der Entwickler wurde in eine Cyanblau-Entwicklungseinrichtung eingebracht, die die vorstehend hergestellte Entwicklungstrommel umfaßte, und für 5000 Blatt eines kontinuierlichen Kopiertests verwendet, der eine Entwicklung mit einer magnetischen Bürste unter Anwendung eines umgebauten Vollfarbenkopiergeräts ("CLC500"), das mit einer lichtempfindlichen OPC-Trommel versehen war, einschloß. Als Ergebnis betrug das Übertragungsverhältnis 95%, und es war möglich, auf stabile Weise klare und gut fixierte Bilder zu erhalten, die von einer Änderung der Bilddichte oder Unregelmäßigkeiten frei waren. Es wurde keine Schmelzhaftung der Tonerbestandteile auf der Oberfläche der Entwicklungstrommel beobachtet.
Gelbe Tonerteilchen wurden auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben für die Bildung des cyanblauen Toners hergestellt, außer daß CI Pigmentgelb 17 (C. I. Pigment Yellow 17) als gelbes Farbmittel verwendet wurde. Die resultierenden gelben Farbteilchen zeigten einen SF-1 von 110, eine mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel) (Dw) von 6,7 um und einen Variationskoeffizienten auf Zahlenbasis von 30%. Die gelben Tonerteilchen wurden mit 20 Gew.-% eines hydrophoben feinen Pulvers aus Titanoxid gegeben, um einen gelben Toner mit einer Agglomerisierbarkeit von 23 herzustellen. Ähnlich wie der cyanblaue Toner wurde der gelbe Toner zu einem gelben Zwei-Komponenten-Entwickler formuliert, der dann in eine Gelb-Entwicklungseinrichtung eingebracht wurde.
Magentarote Tonerteilchen wurden auf die gleiche Weise wie vorstehend für die Bildung des cyanblauen Toners hergestellt, außer daß CI Pigmentrot 202 als magentarotes Farbmittel verwendet wurde. Die resultierenden magentaroten Tonerteilchen zeigten einen SF-1 von 104, eine mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel) (Dw) von 7,0 um und einen Variationskoeffizienten auf Zahlenbasis von 29%. Die magentaroten Tonerteilchen wurden mit 20 Gew.-% eines hydrophoben feinen Pulvers aus Titanoxid gemischt, um einen magentaroten Toner mit einer Agglomerisierbarkeit von 20% herzustellen. Ähnlich wie der cyanblaue Toner wurde der magentarote Toner zu einem magentaroten Zwei-Komponenten-Entwickler formuliert, der dann in eine Magentarot-Entwicklungseinrichtung eingebracht wurde.
Schwarze Tonerteilchen wurden auf die gleiche Weise wie vorstehend für die Herstellung des cyanblauen Toners hergestellt, außer daß Graft-Ruß als schwarzes Farbmittel verwendet wurde. Die resultierenden schwarzen Tonerteilchen zeigten einen SF-1 von 106, eine mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel) (Dw) von 7,2 um und einen Variationskoeffizienten auf Zahlenbasis von 30%. Die schwarzen Tonerteilchen wurden mit 20 Gew.-% eines hydrophoben feinen Pulvers aus Titanoxid gemischt, um einen schwarzen Toner mit einer Agglomerisierbarkeit von 15 herzustellen. Ähnlich wie der cyanblaue Toner wurde der schwarze Toner zu einem schwarzen Zwei-Komponenten- Entwickler formuliert, der dann in eine Schwarz-Entwicklungseinrichtung eingebracht wurde.
Die Cyanblau-, Gelb-, Magentarot- und Schwarz-Entwicklungseinrichtungen wurden zur Erzeugung eines Vollfarben-Tonerbildes auf einer ersten Oberfläche eines Blattes aus Normalpapier verwendet, gefolgt von einer Heißdruckwalzen- Fixierung, um ein fixiertes Vollfarbenbild zu erzeugen, und anschließend wurde auf der zweiten Oberfläche des Normalpapierblattes ein Vollfarbenbild erzeugt und fixiert, wodurch fixierte Vollfarbenbilder auf beiden Seiten des Normalpapiers erzeugt wurden. Da das in den Tonern enthaltene Esterwachs seine Funktion gut erfüllte, wurde kein Offset beobachtet.

Beispiel 2

Ein Toner wurde hergestellt und zu einem Zwei-Komponenten- Entwickler formuliert, der dann anschließend in dem gleichen Bilderzeugungsgerät wie in Beispiel 1 zur Bilderzeugung verwendet wurde.
Styrol-n-Butylacrylat-Copolymer 200 Gew. teile
CI Pigmentblau 15 : 3 14 Gew. teile
Gesättigtes Polyesterharz 10 Gew. teile (Terephthalsäure/mit Propylenoxid modifiziertes Bisphenol A Säurewert = 15, Peak-Molekulargewicht = 6 · 10³)
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung 2 Gew. teile
Esterwachsverbindung (1) 15 Gew. teile
Die vorstehenden Bestandteile wurden mittels eines Extruders ausreichend schmelzgeknetet und anschließend mittels Aufpralls unter Anwendung eines Strahlenstroms pulverisiert, gefolgt von einer pneumatischen Klassierung unter Nutzung des Coanda-Effekts, um cyanblaue Tonerteilchen mit einer mittleren Teilchengröße (Gewichtsmittel) (Dw) von 8,2 um und einem Variationskoeffizienten auf Zahlenbasis (AVN) von 32% zu erhalten. Zu den cyanblauen Tonerteilchen wurde äußerlich im Handel erhältliches feines Pulver aus Calciumphosphat hinzugefügt und die resultierende Mischung wurde mittels eines Homomischers in Wasser dispergiert. Anschließend wurde die Wassertemperatur allmählich erhöht und es wurde 3 Stunden lang bei 80ºC eine Wärmebehandlung für eine Kugelbildung durchgeführt. Anschließend wurde verdünnte Salzsäure zu dem System gegeben, um das Calciumphosphat auf den Oberflächen der Tonerteilchen durch Lösen ausreichend zu entfernen. Danach wurden die Tonerteilchen gewaschen und getrocknet, um cyanblaue Tonerteilchen zu gewinnen, die gemäß einer elektronenmikroskopischen Betrachtung eine kugelige Form und einen Formfaktor SF-1 von 121 zeigten. Die Tonerteilchen zeigten eine Dw = 7,8 um und ein AVN = 29%.
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurden cyanblaue Tonerteilchen mit einem gleichen externen Additiv gemischt, um einen cyanblauen Toner (Agglomerisierbarkeit von 25%) herzustellen, und mit einem gleichen Träger gemischt, um einen Zwei-Komponenten-Entwickler herzustellen, der dann auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beurteilt wurde. Auf der Anfangsstufe und an einem Punkt von 5000 Blatt in dem kontinuierlichen Kopiertest wurde weder eine Schmelzhaftung der Tonerbestandteile noch eine Lokalisierung des Entwicklers auf dem Entwickler-Trägerelement beobachtet. Als Ergebnis wurden weder Bildunregelmäßigkeiten noch ein Hintergrundschleier beobachtet. Das Übertragungsverhältnis von der lichtempfindlichen OPC-Trommel auf das Übertragungsaufnahmematerial betrug 90%.

Beispiel 3

Eine Entwicklungstrommel, die mit derjenigen identisch war, die in Beispiel 1 hergestellt und verwendet worden war, wurde gleichmäßig mit einer phenolischen Harzlösung in Methylethylketon überzogen, die darin dispergierten Ruß und darin dispergiertes Graphitpulver enthielt, gefolgt von einem Trocknen und Härten, um eine harzbeschichtete Entwicklungstrommel herzustellen, die ein Ra = 1,7 um, ein Sm = 28,0 um und ein Ra/Sm = 0,061 zeigte.
Die harzbeschichtete Entwicklungstrommel wurde zusammen mit dem cyanblauen Zwei-Komponenten-Entwickler von Beispiel 1 hinsichtlich der Bilderzeugung beurteilt. Auf der Anfangsstufe und zum Zeitpunkt von 5000 Blatt in dem kontinuierlichen Kopiertest wurde keine Schmelzhaftung der Tonerbestandteile oder keine Lokalisierung des Entwicklers auf der harzbeschichteten Entwicklungstrommel beobachtet. Als Ergebnis wurden keine Bildunregelmäßigkeiten oder kein Hintergrundschleier beobachtet.

Vergleichsbeispiel 1

Eine SUS-Entwicklungstrommel mit Oberflächen-Rauhigkeitsfaktoren von Ra = 0,1 um, Sm = 29,6 um und Ra/Sm = 0,0034 wurde für einen kontinuierlichen Bilderzeugungstest unter Verwendung eines Zwei-Komponenten-Entwicklers, der auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, verwendet. Vom 300.ten Blatt des Tests an wurde der Entwickler nicht mehr in ausreichendem Maße auf die Entwicklungstrommel aufgebracht, woraus eine geringe Bilddichte von 1,0 und ein Bilddichteunterschied von 0,2 in seitlicher Richtung aufgrund einer Lokalisierung des Entwicklers resultierte.

Vergleichsbeispiel 2

Eine SUS-Entwicklungstrommel mit Oberflächen-Rauhigkeitsfaktoren von Ra = 0,2 um, Sm = 85,0 um und Ra/Sm = 0,0024 wurde für einen kontinuierlichen Bilderzeugungstest unter Verwendung eines Zwei-Komponenten-Entwicklers, der auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, verwendet. Von Beginn des Tests an wurde der Entwickler nicht in ausreichendem Maße auf die Entwicklungstrommel aufgebracht, woraus eine geringe Bilddichte von 1, 1 und ein Bilddichteunterschied von 0,32 in seitlicher Richtung aufgrund einer Lokalisierung des Entwicklers resultierte.

Vergleichsbeispiel 3

Eine SUS-Entwicklungstrommel mit Oberflächen-Rauhigkeitsfaktoren von Ra = 5,5 um, Sm = 12,0 um und Ra/Sm = 0,458 wurde für einen kontinuierlichen Bilderzeugungstest unter Verwendung eines Zwei-Komponenten-Entwicklers, der auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, verwendet. Vom 1500.ten Blatt des Tests an, kam es zu einer Schmelzhaftung der Tonerbestandteile an die Entwicklungstrommel, weshalb der Entwickler nicht mehr in ausreichendem Maße auf die Entwicklungstrommel aufgebracht werden konnte, und Bilder mit Dichteunregelmäßigkeiten erzeugt wurden. Als Ergebnis verringerte sich die Bilddichte, die am Anfang 1,6 betrug, zum Zeitpunkt von 1500 Blatt allmählich auf 0,7. Was die Bildqualität anging, so wiesen die Bilder ein partikuläes Aussehen auf, insbesondere im Halbtonbereich, und es fehlte ihnen an Abstufungseigenschaften.

Vergleichsbeispiel 4

Eine SUS-Entwicklungstrommel mit Oberflächen-Rauhigkeitsfaktoren von Ra = 5,5 um, Sm = 9,0 um und Ra/Sm = 0,61 wurde für einen kontinuierlichen Bilderzeugungstest unter Verwendung eines Zwei-Komponenten-Entwicklers, der auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden war, verwendet. Vom 2300.ten Blatt des Tests an, wurde der Entwickler nicht mehr in ausreichendem Maße auf die Entwicklungstrommel aufgebracht, wodurch eine geringe Bilddichte von 1,10 und ein Bilddichteunterschied von 0,15 in seitlicher Richtung aufgrund einer Lokalisierung des Entwicklers erhalten wurde.

Vergleichsbeispiel 5

Ein Toner wurde mittels des Pulverisierungsverfahrens auf die nachstehenden Weise hergestellt.
Styrol-n-Butylacrylat-Copolymer 200 Gew. teile
CI Pigmentblau 15 : 3 14 Gew. teile
Gesättigtes Polyesterharz 10 Gew. teile (Terephthalsäure/mit Propylenoxid modifiziertes Bisphenol A Säurewert = 15, Peak-Molekulargewicht = 6 · 10³)
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung 2 Gew. teile
Esterwachsverbindung (1) 34 Gew. teile
Die vorstehenden Bestandteile wurden mittels eines Extruders ausreichend schmelzgeknetet, grob zerkleinert und anschließend mittels eines Aufpralls gegen eine Prallplatte unter Anwendung eines Strahlenstroms pulverisiert, gefolgt von einer pneumatischen Klassierung unter Nutzung des Coanda- Effekts, um cyanblaue Tonerteilchen mit einer Dw von 8,3 um, einem AVN von 37% und einem SF-1 von 133 zu erhalten. Auf der Prallplatte wurde eine Schmelzhaftung der Tonerbestandteile beobachtet.
Die cyanblauen Tonerteilchen wurden mit 2 Gew.-% eines feinen hydrophoben Pulvers aus Titanoxid gemischt, daß äußerlich hinzugefügt wurde, um einen cyanblauen Toner herzustellen (Agglomerisierbarkeit = 68%), der dann anschließend auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 zu einem Zwei-Komponenten- Entwickler formuliert wurde.
Der Zwei-Komponenten-Entwickler wurde durch eine Bilderzeugung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beurteilt, wobei das Übertragungsverhältnis von der lichtempfindlichen Trommel auf das Normalpapier mit 78% gering war.
In einem kontinuierlichen Kopiertest mit 500 Blatt wurde nach ca. 300 Blatt an eine Tonerschmelzhaftung auf der Oberfläche der Entwicklungstrommel beobachtet. Als Ergebnis konnte der Entwickler nicht gleichmäßig auf die Entwicklungstrommel aufgebracht werden, was zu Bildern führte, die mit Dichteunregelmäßigkeiten verbunden waren. Der Toner dieses Vergleichsbeispiels zeigte eine geringe Agglomerisierbarkeit von 68% (verglichen mit 18% des Entwicklers von Beispiel 1). Wegen des geringen Fließvermögens verringerte sich die Bilddichte, die auf der Anfangsstufe 1,02 betrug, auf 0,75 zum Zeitpunkt von 500 Blatt. Die resultierenden Bilder wiesen ein partikuläres Aussehen auf, insbesondere in den Halbtonbereichen, und es fehlte ihnen im Vergleich zu denjenigen, die in Beispiel 1 erhalten wurden, an den Abstufungseigenschaften.

Vergleichsbeispiel 6

Ein Toner wurde mittels des Pulverisierungsverfahrens auf die gleich Weise wie in Vergleichsbeispiel 5 aus den nachstehenden Bestandteilen hergestellt.
Styrol-n-Butylacrylat-Copolymer 200 Gew. teile
CI Pigmentblau 15 : 3 14 Gew. teile
Gesättigtes Polyesterharz 10 Gew. teile (Terephthalsäure/mit Propylenoxid modifiziertes Bisphenol A Säurewert = 15, Peak-Molekulargewicht = 6 · 10³)
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung 2 Gew. teile
Esterwachsverbindung (1) 6 Gew. teile
Die resultierenden cyanblauen Tonerteilchen zeigten einen SF-1 von 152, einer Dw von 8,5 um und einen A~ von 36%. Die cyanblauen Tonerteilchen wurden äußerlich mit 2,0 Gew.-% eines feinen hydrophoben Pulvers aus Titanoxid gemischt, um einen cyanblauen Toner (Agglomerisierbarkeit = 35%) herzustellen, der dann anschließend zu einem Zwei-Komponenten-Entwickler formuliert und in eine Cyanblau-Entwicklungseinrichtung eingebracht wurde.
Gelbe Tonerteilchen wurden auf die gleiche Weise wie vorstehend für die Herstellung des cyanblauen Toners hergestellt, außer daß CI Pigmentgelb 17 (C. I. Pigment Yellow 17) als gelbes Farbmittel verwendet wurde. Die resultierenden gelben Tonerteilchen zeigten einen SF-1 von 155, eine Dw von 8,7 um und einen AVN von 39%. Die gelben Tonerteilchen wurden mit 20 Gew.-% eines feinen hydrophoben Pulvers aus Titanoxid gemischt, um einen gelben Toner mit einer Agglomerisierbarkeit von 40% herzustellen. Auf ähnliche Weise wie der cyanblaue Toner wurde der gelbe Toner zu einem gelben ZweiKomponenten-Entwickler formuliert, der dann in eine Gelb- Entwicklungseinrichtung eingebracht wurde.
Magentarote Tonerteilchen wurden auf die gleiche Weise wie vorstehend bei der Herstellung des cyanblauen Toners hergestellt, außer daß CI Pigmentrot 202 (C. I. Pigment Red 202) als magentarotes Farbmittel verwendet wurde. Die resultierenden magentaroten Tonerteilchen zeigten einen SF-1 von 153, eine Dw von 8,8 um und einen AVN von 37%. Die magentaroten Tonerteilchen wurden mit 20 Gew.-% eines feinen hydrophoben Pulvers aus Titanoxid gemischt, um einen magentaroten Toner mit einer Agglomerisierbarkeit von 36% herzustellen. Auf ähnliche Weise wie der cyanblaue Toner wurde der magentarote Toner zu einem magentaroten Zwei-Komponenten-Entwickler formuliert, der dann in eine Magentarot-Entwicklungseinrichtung eingebracht wurde.
Schwarze Tonerteilchen wurden auf die gleiche Weise wie vorstehend bei der Herstellung des cyanblauen Toners hergestellt, außer daß Graft-Ruß als schwarzes Farbmittel verwendet wurde. Die resultierenden schwarzen Tonerteilchen zeigten einen SF-1 von 154, eine Dw von 9,0 um und einen AVN von 38. Die schwarzen Tonerteilchen wurden mit 20 Gew.-% eines feinen hydrophoben Pulvers aus Titanoxid gemischt, um einen schwarzen Toner mit einer Agglomerisierbarkeit von 35% herzustellen. Auf ähnliche Weise wie der cyanblaue Toner wurde der schwarze Toner zu einem schwarzen Zwei-Komponenten-Entwickler formuliert, der dann in eine Schwarz-Entwicklungseinrichtung eingebracht wurde.
Die Cyanblau-, Gelb-, Magentarot- und Schwarz-Entwicklungseinrichtungen wurden zur Erzeugung eine Vollfarben-Tonerbildes auf beiden Seiten eines Übertragungs-Aufnahmematerials verwendet, wobei anders als in Beispiel 1 die Tendenz zu einem Hochtemperatur-Offset auftrat.

Claims

1. Bilderzeugungsverfahren, das die nachstehenden Schritte umfaßt:

(a) Beförderung eines Entwicklers, der von einem Entwickler- Trägerelement getragen wird, zu einem Entwicklungsbereich, wobei der Entwickler einen nicht-magnetischen Toner umfaßt, und der nicht-magnetische Toner Tonerteilchen umfaßt, die 5 bis 30 Gew.-% einer Verbindung mit tiefem Erweichungspunkt enthalten, und eine durchschnittliche Teilchengröße (Gewichtsmittel) von 4 bis 8 um, einen Koeffizienten der Variation der Teilchengröße auf Zahlenbasis von höchstens 35% und einen Formfaktor SF-1 von 200 bis 130 aufweisen; wobei das Entwickler-Trägerelement eine Entwickler-Trägeroberfläche aufweist, die den nachstehenden Bedingungen genügt:

0,2 um ≤ Ra ≤ 5,0 um

10 um ≤ Sm ≤ 80 um, und

0,05 ≤ Ra/Sm ≤ 0,5

worin Ra den arithmetischen Mittenrauhwert und Sm den mittleren Abstand zwischen Unebenheiten angibt;

(b) Entwicklung eines auf einem Element zum Tragen eines latenten elektrostatischen Bildes erzeugten latenten elektrostatischen Bildes mit dem Entwickler in dem Entwicklungsbereich, um ein Tonerbild auf dem Element zum Tragen eines elektrostatischen Bildes zu erzeugen;

(c) Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungs- Aufnahmematerial; und

(d) Fixierung des Tonerbildes auf dem Übertragungs- Aufnahmematerial.

2. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, in dem das Entwickler-Trägerelement auf seiner Oberfläche mit einer Vielzahl an Rillen versehen ist, die sich in einer Richtung senkrecht zur Beförderungsrichtung des Entwicklers erstrecken.

3. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, in dem das Entwickler-Trägerelement auf seiner Oberfläche mit einer Vielzahl an gleichmäßig voneinander beabstandeten Rillen versehen ist, die sich in eine Richtung senkrecht zur Beförderungsrichtung des Entwicklers erstrecken.

4. Bilderzeugungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, in dem der Entwickler ein Entwickler vom Zwei- Komponenten-Typ ist, der den Toner und einen magnetischen Träger umfaßt.

5. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 4, in dem der magnetische Träger des Entwicklers vom Zwei-Komponenten-Typ eine durchschnittliche Teilchengröße (Gewichtsmittel) von 10 bis 40 um aufweist.

6. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 5, in dem der magnetische Träger eine Sättigungsmagnetisierung (os) von 30 bis 70 Am²/kg (emu/g) bei einem angelegten magnetischen Feld von 2, 387 · 10&sup5; A/m (3000 Oersted) aufweist.

7. Bilderzeugungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, in dem das Entwickler-Trägerelement eine Entwicklungstrommel umfaßt, die eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes einschließt und eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 12 bis 30 mm aufweist.

8. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 7, in dem die Entwicklungstrommel eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 15 bis 25 mm aufweist.

9. Bilderzeugungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, in dem der Toner eine Agglomerisierbarkeit von höchstens 30% aufweist.

10. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 9, in dem der Toner eine Agglomerisierbarkeit von 3 bis 25% aufweist.

11. Bilderzeugungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, in dem die Verbindung mit dem tiefen Erweichungspunkt Esterwachs umfaßt.

12. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 11, in dem das Esterwachs eine Härte von 0,5 bis 5,0 aufweist.

13. Bilderzeugungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, in dem der Schritt (c) durch die Übertragung des Tonerbildes zunächst auf ein Zwischenübertragungselement und anschließend auf das Übertragungs-Aufnahmematerial durchgeführt wird.