DE69804046T2

DE69804046T2 - Bildherstellungsverfahren führend zu einer Kontrolle der Restladung als Resultat einer ausgewählten Tonerzusammensetzung

Info

Publication number: DE69804046T2
Application number: DE69804046T
Authority: DE
Inventors: Yasukazu Ayaki; Satoshi Handa; Akira Hashimoto; Tsutomu Kukimoto; Manabu Ohno; Satoshi Yoshida
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2018-04-29
Also published as: EP0875795A2; DE69804046D1; EP0875795B1; US5976755A; EP0875795A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung des elektrofotografischen Verfahrens, auf das elektrofotografische Aufzeichnungsverfahren bzw. auf das magnetische Aufzeichnungsverfahren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Bilderzeugungsverfahren, das auf eine Bilderzeugungsvorrichtung wie einer Kopiermaschine, einem Drucker oder einer Facsimilemaschine anwendbar ist zum Erzeugen eines Bildes durch Kopieren eines Tonerbildes auf ein Kopiermedium nach der Erzeugung des Tonerbildes auf dem fotoempfindlichen Element.

Beschreibung des Stands der Technik

Viele herkömmlich bekannten elektrofotografischen Verfahren basieren im Allgemeinen auf einem Verfahren, das die Schritte des Erzeugens eines elektrostatischen Latentbildes auf einem fotoempfindlichen Element durch unterschiedliche Einrichtungen, im Allgemeinen durch Verwendung eines fotoempfindlichen Materials, des Entwickelns des elektrostatischen Latentbildes mit einem Toner zu einem sichtbaren Bild, des Übertragens des Tonerbildes nach Bedarf auf einem Transfermedium wie einem Blatt Papier, und dann des Anwendens einer Fixierwärme oder eines Fixierdrucks umfasst, wodurch ein fixiertes Bild erhalten wird. In diesem Verfahren wird der Toner, der auf dem fotoempfindlichen Element verbleibt und nicht auf das Transfermedium nach der Übertragung übertragen wurde, durch unterschiedliche Methoden abgereinigt.
Bekannte Verfahren zum Sichtbarmachen des elektrischen Latentbildes schließen die Methode zur Kaskadenentwicklung, die Methode zum Entwickeln mittels magnetischer Bürste, die Methode mit nichtmagnetischem Einkomponentenentwickler sowie die Methode unter Drucksetzung ein. Ferner ist eine Methode, die als eine Methode mit einem magnetischen Einkomponentenentwickler bekannt ist, in Gebrauch, welche einen magnetischen Toner verwendet und ein Bild dazu veranlasst, in einem elektrischen Feld zwischen einem fotoempfindlichen Element und einer Trommel durch die Verwendung einer Rotiertrommel mit einem im Zentrum angeordneten magnetischen Pol zu fliegen.
LED- und LBP-Drucker bilden hauptsächlich den momentanen Druckermarkt, und die technische Entwicklung geht in Richtung einer höheren Auflösung, d. h. von den herkömmlichen 240 dpi bzw. 300 dpi bis hin zu 400 dpi, 600 dpi oder 1200 dpi. Eine höhere Genauigkeit ist folglich auch für das Entwicklungsverfahren angemahnt. Die Bemühungen, eine höhere Leistungsfähigkeit auch im Bereich von Kopiermaschinen zu erzielen, zieht eine allgemeine Aufmerksamkeit auf sich, und der Trend geht in Richtung von weiter digitalisierten Maschinen. Da ein Verfahren zum Bilden eines elektrostatischen Bildes durch einen Laser hauptsächlich bei der digitalen Methode angewandt wird, wird die Auflösung hoch, und folglich ist man dabei, ein Entwicklungsverfahren mit einer höheren Auflösung und einer höheren Genauigkeit zur Befriedigung der Bedürfnisse wie im Bereich der Drucker zu realisieren.
Bemühungen sind deshalb darauf gerichtet, einen Toner mit einer kleineren Teilchengröße zu erreichen. Ein Toner mit einer geringen Teilchengröße mit einer speziellen Teilchengrößenverteilung wird in den Japanischen Patentanmeldungs- Offenlegungsschriften Nr. 1-112 253, Nr. 1-191 156, Nr. 2-214 156, Nr. 2-284 158, Nr. 3-181 952 und Nr. 4-162 048 vorgeschlagen.
Es wird derzeit eine Methode, die als Einkomponenten- Kontaktentwicklungsverfahren bekannt ist, zum Ausführen der Entwicklung mit einer Konfiguration vorgeschlagen, bei der eine Halbleiter-Entwicklerrolle oder eine Entwicklerrolle mit einer dielektrischen Schichtbildung auf der Oberfläche davon gegen eine fotoempfindliche Oberflächenschicht gepresst wird.
Wenn das fotoempfindliche Element von dem Toner-tragenden Element in der Einkomponenten-Entwicklermethode entfernt ist, konzentrieren sich die elektrischen Kraftlinien auf die Randbereiche des elektrostatischen Latentbildes auf dem fotoempfindlichen Element, und der Toner wird entlang der elektrischen Kraftlinien entwickelt, was zu einer stärkeren Verminderung in der Abstufung des Bildes aufgrund der Ursache des Randeffektes führt, bei dem das Bild mit dem Toner teilweise auf den Randbereichen des Bildes entwickelt wird.
Dieser Randeffekt wird verhindert, indem das fotoempfindliche Element und das Toner tragende Element näher aneinander gebracht werden. Es ist jedoch schwierig, eine Lücke zwischen dem fotoempfindlichen Element und dem Toner-tragenden Element mechanisch zu setzen, d. h. eine Lücke zu erreichen, die geringer ist als die Dicke der Tonerschicht auf dem Tonertragenden Element.
Der Randeffekt wurde daher verhindert durch Anwenden einer Kontakt-Einkomponenten-Entwicklermethode, indem das Tonertragende Teil gegen das fotoempfindliche Teil gepresst wird. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Tonertragenden Elements dieselbe wie die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements ist, kann die Visualisierung auf dem fotoempfindlichen Element jedoch kein zufriedenstellendes Bild liefern. Bei der Kontakt- Einkomponenten-Entwicklermethode wird deshalb ein Teil des Toners auf dem Toner-tragenden Element in Bezug auf das Latentbild auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Teils entwickelt, indem ein Unterschied hinsichtlich der Oberflächenbewegungsgeschwindigkeit zwischen dem fotoempfindlichen Element und dem Toner-tragenden Element vorgesehen ist und ein anderer Teil des Toners abgestreift wird, was zu einem entwickelten Bild führt, welches frei von dem Randeffekt ist, ein entwickeltes Bild erzeugend, welches gegenüber dem Latentbild stark wirklichkeitsgetreu ist.
Bei der Anwendung der Kontakt-Einkomponenten-Entwicklermethode ist es wesentlich, einen Aufbau bereit zu stellen, der das Reiben der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements durch den Toner und das Toner tragende Element erlaubt. Als Ergebnis neigt die Anwendung einer solchen Methode für eine lange Zeitdauer dazu, eine Verschlechterung des Toners, eine Verschlechterung der Oberfläche des Toner-tragenden Elements sowie eine Verschlechterung oder einen Abrieb der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements zu verursachen, was zur Verschlechterung der Haltbarkeit führt.
Daher gab es einen Bedarf an einem verbesserten Verfahren. Aus diesen Gründen weist die Kontakt-Einkomponenten-Entwicklermethode die wesentlichen Probleme auf, die die Notwendigkeit der Verbesserung der Haltbarkeit sowie die Schwierigkeit bei der Erzielung einer hohen Geschwindigkeit aufgrund einer größeren Belastung der Geräteeinrichtung einschließt.
Studien über die Kontaktentwicklungsmethode mit nichtmagnetischem Einkomponentenentwickler werden ohne Berücksichtigung der Haltbarkeit in den Japan Hardcopy '89 Papers, S. 25-28 berichtet.
Ein Überblick über einen Drucker unter Verwendung einer Einkomponenten-Kontaktentwicklermethode wird bei FUJITSU 3d. Tech. 28, 4, S. 473-480 (Dezember 1992) berichtet. Es gibt jedoch in Bezug auf die Haltbarkeit weiteren Raum für Verbesserungen.
Die Japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 5-188 765 und 5-188 752 offenbaren Techniken in Bezug auf eine Kontakt- Einkomponenten-Entwicklermethode, offenbaren jedoch keine Technik zur Verbesserung der Haltbarkeit.
Auf der anderen Seite wird ein auf dem fotoempfindlichen Element während des Entwicklungsschritts erzeugtes Tonerbild auf ein Transfermedium während des Transferschritts übertragen, wobei der nach dem Übertragen auf das fotoempfindliche Element verbleibende Toner während des Reinigungsschritts gereinigt wird, und der Toner wird in einem Abfall- Tonerbehälter gelagert. Für den Reinigungsschritt war es herkömmliche Praxis, ein Reinigungsverfahren wie das Klingenreinigen, das Fellbürstenreinigen oder das Rollenreinigen zu verwenden. Alle diese Reinigungsverfahren umfassen die Schritte des In-Kontakt-Bringens eines Reinigungselements mit der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements und des mechanischen Abkratzens des auf dem fotoempfindlichen Element verbleibenden Toners, oder das Aufstauen des restlichen Toners und dessen Sammeln in einem Abfall-Tonerbehälter. Als Ergebnis ist es für jede dieser Reinigungsverfahren unvermeidlich, dass sie unter den Problemen leiden, die durch das Pressen des Reinigungsteils gegen die Oberfläche des fotoempfindlichen Elements verursacht werden, z. B. der Abrieb des fotoempfindlichen Elements, welches durch das starke Pressen des Reinigungselements verursacht wird, sowie die resultierende kürzere Betriebslebenszeit des fotoempfindlichen Elements. Aus der Sicht der Geräteausrüstung hat der Einbau einer solchen Reinigungseinheit selbstverständlich zu einer größeren Apparatur geführt, und dies hat einen Engpass gebildet bei dem Versuch, eine kompaktere Apparatur zu erzielen.
Aus ökologischer Sicht sind ferner ein System, welches zum wirksamen Gebrauch des Toners keinen Abfalltoner erzeugt, sowie ein System, das ausgezeichnete Eigenschaften der Fixierfähigkeit und des Offset-Widerstandes besitzt, zum Sparen von Energie angemahnt worden.
Bei der Offenbarung einer Technik, die herkömmlicher Weise als Technik zur gleichzeitigen Entwicklung und Reinigung bzw. als Reinigungselement-freie Technik wie aus der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-2287 bekannt ist, wird ein Datenpunkt auf einem Positivspeicher und einem Negativspeicher unter der Wirkung des nach dem Übertragen auf einem Bild verbleibenden Toners gesetzt. Indem nun die Elektrofotografie weit im Gebrauch ist, wird es jedoch notwendig, das Tonerbild auf unterschiedliche Transfermedien zu übertragen, und in Bezug darauf erfüllt die offenbarte Technik nicht die Erfordernisse für unterschiedliche Transfermedien.
Der Stand der Technik, der Techniken betreffend die Reinigerelement-freie Technik betrifft, schließt die Japanischen Patent-Offenlegungsschriften Nr. 59-133,573, 62- 206 182, 63-133 179, 64-20 587, 2-302 772, 5-2289, 5-53482 und 5-61383 ein. Diese Techniken beschreiben weder ein wünschenswertes Bilderzeugungsverfahren, noch eine Tonerzusammensetzung.
Ferner ist für eine Entwicklung unter gleichzeitiger Reinigung, wobei im Wesentlichen keine Reinigungseinheit vorliegt, eine Konfiguration zum Reiben der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements mit dem Toner und dem Tonertragenden Element erforderlich, wobei dies zur Verursachung der Verschlechterung des Toners, der Verschlechterung der Oberfläche des Toner-tragenden Elements, der Zersetzung bzw. des Abriebs der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements aufgrund der Verwendung für einen langen Zeitraum sowie der Verschlechterung der Haltbarkeit neigt. Indem diese Defekte in nicht ausreichendem Maße durch die herkömmliche Technologie gelöst wurde, ist eine gleichzeitige Befriedigung der Eigenschaften der Fixierfähigkeit und Haltbarkeit angemahnt worden. Indem es nun parallel dazu ein Bedürfnis nach einer höheren Geschwindigkeit der Bilderzeugung gibt, kann die herkömmliche Technologie die Probleme der Steuerung der Ladung von restlichem Toner nach der Übertragung und vor der Aufsammelung zum Erreichen einer höheren Sammelbarkeit des restlichen Toners bei der Entwicklung, oder der Erhaltung der Stabilität der Entwicklung, wenn der gesammelte Toner in der Technik zur gleichzeitigen Entwicklung und Reinigung in einer Vorrichtung mit einer hohen Betriebsgeschwindigkeit wiederverwendet wird, nicht ausreichend lösen.
Die Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 3-259 161 stellt ein nicht-magnetisches, Einkomponenten-Entwicklungsmittel zur Verfügung, indem Formfaktoren, eine spezifische Oberfläche sowie eine Teilchengröße festgelegt werden. Das in diesem Stand der Technik definierte Entwicklungsmittel schafft jedoch keine ausreichenden Haltbarkeitseigenschaften.
Die Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 61-279 864 schlägt einen Toner vor, indem Werte für Formfaktoren SF-1 und SF-2 festgelegt werden. Dieser Stand der Technik beschreibt jedoch keine Kopiervorrichtung. Ein Nachtest der Beispiele zeigte darüber hinaus eine geringe Übertragungseffizienz sowie die Notwendigkeit einer weiteren Verbesserung.
Die Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 63-235 953 arbeitet mit einem magnetischen Toner, der durch eine mechanische Einwirkung in Kugelform gebracht wurde. Dieser Stand der Technik erzielt jedoch nur eine ungenügende Übertragungseffizienz, was Raum für eine weitere Verbesserung gibt.
Kürzlich haben aus der Sicht des Umweltschutzes das Kontaktladeverfahren zum Durchführen einer Aufladung, indem ein Ladeelement mit der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements in einem Primärladeschritt in Kontakt gebracht wird und ein Transferschritt unter Ausnutzung der herkömmlichen Koronaentladung angewandt wird, sowie das Kontakt- Übertragungsverfahren unter Ausführung der Übertragung, indem ein Übertragungselement über ein Transfermedium mit der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements in Kontakt gebracht wird, in der Industrie zurzeit die Hauptaufmerksamkeit erhalten.
Ein solches Kontakt-Ladeverfahren und ein solches Kontakt- Übertragungsverfahren sind in den Japanischen Patent- Offenlegungsschriften Nr. 63-149 669 und 2-123 385 offenbart. Diese Verfahren umfassen die Schritte des In-Kontakt-Bringens einer leitfähigen elastischen Rolle mit dem fotoempfindlichen Element, des gleichförmigen Aufladens des fotoempfindlichen Elements, während eine Spannung an die leitfähige Rolle angebracht wird, dann des Erhaltens eines Tonerbildes durch aufeinander folgende Belichtungs- und Entwicklungsschritte, des Aneinanderpressens einer anderen leitfähigen Rolle, auf die eine Spannung angelegt wurde, gegen das fotoempfindliche Element, des Passierens eines Transfermediums zwischen dem fotoempfindlichen Element und der leitfähigen Rolle während des Pressens sowie des Übertrages des Tonerbildes auf dem fotoempfindlichen Element zu dem Transfermedium, wodurch ein übertragenes Bild durch einen Fixierschritt erhalten wird.
In dem wie oben beschriebenen Kontakt-Übertragungsverfahren, bei dem das Übertragungselement über das Transfermedium mit dem fotoempfindlichen Element während der Übertragung in Kontakt gebracht wird, wird jedoch das Tonerbild während der Übertragung des Tonerbildes auf das Transfermedium gepresst, was somit ein Problem einer teilweise defekten Übertragung, bekannt als Hohlzeichen, verursacht.
Indem die Teilchengröße der Toner geringer wird, wird darüber hinaus die Haftung der Tonerteilchen gegenüber dem fotoempfindlichen Teil (Bildanziehungskraft bzw. von der Waals-Kraft) im Vergleich zu der Coulomb-Kraft, die während der Übertragung auf die Tonerteilchen wirkt, groß, was zu dem Ergebnis eines erhöhten Resttoners nach der Übertragung neigt.
Daher war es erforderlich, dass der Toner und das fotoempfindliche Element, die in diesem Bildererzeugungsverfahren verwendet werden, ausgezeichnete Abzieheigenschaften aufweisen. Unter Beachtung der Verbesserung der Abziehfähigkeit des Toners von dem fotoempfindlichen Teil und der Verbesserung der Übertragungseigenschaft des Toners wird die Verwendung eines Toners mit einer einer Kugel angenäherten Teilchenform, hergestellt durch die Suspensions-Polymerisationsmethode, in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 7-209 952 (entsprechend US Patent Nr. 5 659 857) offenbart.
Ein Toner, der durch die Suspensionspolymerisations-Methode hergestellt wurde, ist vor einigen Jahren vorgeschlagen worden (z. B. Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 36-10 231). Die Suspensionspolymerisations-Methode schließt die Schritte des Herstellens einer Monomerzusammensetzung durch das gleichförmige Auflösen oder Dispergieren eines polymerisierbaren Monomers und eines Färbemittels (sowie, je nach Bedarf, eines Polymerisations-Initiationsmittels, eines Bindemittels, eines Ladungssteuermittels und anderer Zusatzstoffe), des Dispergierens der hergestellten Monomerzusammensetzung mittels eines geeigneten Rührgeräts in einer kontinuierlichen Schicht (z. B. einer wässrigen Phase), die ein Dispersionsstabilisiermittel enthält, und des Verursachens einer Polymerisationsreaktion ein, wodurch Tonerteilchen mit einer gewünschten Teilchengröße erhalten werden.
Bei dieser Suspensions-Polymerisationsmethode, in der flüssige Tröpfchen der Monomerzusammensetzung in einem Dispersionsmedium mit einer starken Polarität, wie Wasser, erzeugt werden, neigen in der Monomerzusammensetzung enthaltene Komponenten mit polaren Gruppen dazu, im Bereich der Oberflächenschicht vorzuliegen, die die Grenzfläche mit der wässrigen Phase bildet, und nicht-polare Komponenten liegen in dem Bereich der Oberflächenschicht dicht vor, wodurch die Herstellung eines kugelförmigen Toners gestattet wird, die eine Struktur aufweist, die als eine Kern/Schalen-Struktur oder als eine so genannte "Domänen-Matrix"-Struktur bekannt ist.
Der Toner auf der Basis des Polymerisationsverfahrens erlaubt nun unter der Wirkung des Einschlusses der Wachskomponente, die als ein Freigabemittel dient, das gleichzeitige Erreichen einer Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur, eines Blockierwiderstandes sowie eines Hochtemperatur-Offset- Widerstandes, die einander entgegengesetzt gerichtete Eigenschaften darstellen.
Die Verwendung eines solchen Toners liefert den Vorteil, dass das Färbemittel kaum an der Oberfläche ausgesetzt ist und eine gleichförmige Reibungs-Ladeeigenschaft erzielt werden kann. Da es möglich ist, den Klassifizierungsschritt wegzulassen, sind solche Kosten-relevante Effekte wie Energieersparnis, Zeitreduktion und Verbesserung der Verfahrensausbeute verfügbar.
Da der durch dieses Verfahren erhaltene Toner jedoch eine im Wesentlichen wirklichkeitsgetreue Kugelform aufweist, tritt während der Reinigung eine fehlerhafte Reinigung auf, die durch das Hindurchlassen der Tonerteilchen verursacht wird, insbesondere bei der Klingenreinigung, und dies kann die Qualität des übertragenen Bildes ernsthaft schädigen.
Insbesondere beim nicht-magnetischen Einkomponenten-Typ führt die Ladungsmenge des auf dem fotoempfindlichen Element entwickelten Toners zu einer starken Anhaftung (Bildkraft) der Tonerteilchen gegenüber dem fotoempfindlichen Element, was zu einer stärkeren Tendenz zu Resttoner nach der Übertragung führt. Die Ladungsmenge des Resttoners nach der Übertragung neigt dazu, stärker zu werden, was das Problem des leichteren Auftretens von fehlerhafter Reinigung beim Reinigungsschritt aufgrund einer erhöhten Anhaftung der Tonerteilchen gegenüber dem fotoempfindlichen Element verursacht.
Auch bei dem Verfahren zum gleichzeitigen Entwickeln und Reinigen bei der Durchführung des Reinigungsschrittes zum Entfernen von restlichem Toner nach dem Übertragen gleichzeitig mit dem Entwicklungsschritt verursacht die Anwendung einer längeren Zeitdauer bei Verwendung eines sphärischen Toners leichteres Einbetten der Beschichtungszusatzstoffe in die Toneroberfläche, was zu einer verringerten Ladeeigenschaft des Toners und somit zur Verschlechterung der Bildqualität in vielen Fällen führt. Dieses Phänomen ist besonders beachtlich, wenn die Prozessiergeschwindigkeit der Entwicklerrolle höher wird.
Es ist weit verbreitet, dem Toner Ruß als ein schwarzes Färbemittel zuzusetzen. Die Dispersionsfähigkeit des Rußes wird stark beeinflusst durch physikalische Eigenschaften wie die Primärteilchengröße, die spezifische Oberfläche, die Struktur und die Oberflächenqualität (funktionelle Gruppe auf der Oberfläche und dergleichen). Wenn Ruß zu dem Toner zugegeben wird, übt dessen Auswahl daher einen starken Effekt auf die Tonereigenschaften aus.
Zum Beispiel besitzt Ruß eine geringere Primärteilchengröße und eine größere spezifische Oberfläche im Vergleich zu anderen Pigmenten und wird aufgrund einer gleichförmigen Struktur kaum dispergiert. Eine unzureichende Dispersionsfähigkeit von Ruß in den Tonerteilchen schädigt die Ladungseigenschaft des Toners, was zu einem nachteiligen Effekt der Verursachung von Schleierbildung während der Entwicklung führt. Zusätzlich führt die Verringerung der Färbefähigkeit der Tonerteilchen zu dem anderen nachteiligen Effekt einer verringerten Bildkonzentration oder eines größeren Tonerverbrauchs.
Die Herstellung des Toners unter Verwendung von Ruß als einem Pigment bei der Anwendung der zuvor bezeichneten Polymerisationsmethode verursacht ferner folgende Probleme.
Da Ruß eine die Polymerisationsfähigkeit eines Monomers schädigende funktionelle Gruppe wie eine Chinongruppe auf der Oberfläche besitzt, führt zunächst die Herstellung eines Toners durch die Polymerisationsmethode zu einer geringeren Polymerisationsrate mit einem Ausmaß an Polymerisation, das nicht ausreichend ansteigt, zu instabilen Teilchen während der Granulierung, zu Aggregationen und zu Anhaftungen führend, was es schwierig macht, Teilchen heraus zu bekommen.
Wenn eine Monomerzusammensetzung durch gleichförmiges Auflösen unter Dispergieren eines polymerisierbaren Monomeren und Ruß (und ferner, je nach Bedarf, eines Polymersations- Initiationsmittels, eines Vernetzungsmittels, eines Ladungseinstellmittels sowie weitere Additive) hergestellt wird, wird zweitens der Ruß in der Monomerzusammensetzung kaum dispergiert. Wenn die Tonerteilchen durch die Suspensionsdispersion der Monomerzusammensetzung in einem wässrigen Medium hergestellt werden, ist der Ruß schlecht verteilt, oder es werden leicht Tonerteilchen hergestellt, die keinen Ruß enthalten.
Da Ruß leitfähig ist, wird drittens eine Ladung auf der Toneroberfläche leicht abgeleitet, wodurch ein wichtiger Effekt auf die Ladungseigenschaft des Toners ausgeübt wird. Die Dispersion des Gehalts an Ruß, die Dispersionsfähigkeit und die Aggregation zwischen jeweiligen Tonerteilchen verursachen die Dispersion der Ladeeigenschaft der Tonerteilchen und führt zu einer geringeren Entwicklungseffizienz und zu einer ernsteren Schleierbildung.
Eine solche Variation hinsichtlich des Gehalts an Ruß, der Dispersion und der Aggregation zwischen den Tonerteilchen sowie der Lokalisation innerhalb eines Teilchens führt zur Erzeugung von Tonerteilchen, die eine hohe, weit über das gewünschte Maß hinaus gehende Lademenge besitzen, sowie von Tonerteilchen mit einer geringen Lademenge, was eine instabile Ladungseigenschaft des Toners verursacht. Insbesondere bei der Kontaktentwicklung vom nichtmagnetischen Einkomponenten-Typ führt die Gegenwart von mehr Tonerteilchen einer geringen Ladungsmenge zu einem Toner, der herumgesprüht wird, ohne elektrostatisch an das Tonertragende Element angeheftet oder dadurch zurückgehalten zu werden, und kontaminiert das Innere der Vorrichtung und des Bildes: leichtes Auftreten einer Tonerversprühung oder einer Schleierbildung des Bildes. Tonerteilchen mit einer unnötig hohen Ladungsmenge führen zu einer stärkeren Anhaftung (Bildkraft) gegenüber dem fotoempfindlichen Element, was zur Verursachung einer Erhöhung des restlichen Toners nach der Übertragung, nachdem eine höhere Ladungsmenge des Resttoners übertragen wurde, neigt, was somit zum leichteren Auftreten von fehlerhaftem Reinigen während des Reinigungsschrittes führt. Dieses verursacht ferner eine Erniedrigung der Ladungsmenge gegenüber dem Toner insgesamt durch das Verhindern des Ladens der anderen Tonerteilchen und neigt zum Ergebnis der Tonerversprühung und der Schleierbildung.
Es ist ebenso bekannt, dem Toner einen Eisenkomplex auf Azo- Basis als einem Ladungseinstellmittel zuzusetzen.
Die Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 7-281 485 schlägt die Verwendung eines Suspensions-polymerisierten Toners vor, der eine verbesserte Aufladeeigenschaft besitzt, indem ein spezieller Eisenkomplex auf Azo-Basis im Toner für die Entwicklungsmethode vom nicht-magnetischen Einkomponenten-Typ zugesetzt wird. Diese Veröffentlichung beschreibt jedoch nicht eine Betrachtung von Ruß, was einen wichtigen Effekt auf die Polymerisationsfähigkeit und die Ladeeigenschaft des Toners hat.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren auf der Basis der gleichzeitigen Entwicklung und Reinigung hat ferner noch niemals ein Stand der Technik die Probleme ausreichend gelöst, die auftreten, wenn ein Toner Ruß enthält.
Die Europäische Patentanmeldung Nr. 0 841 596 offenbart ein Bilderzeugungsverfahren vom Kontakt-Entwicklungstyp sowie eine Vorrichtung dafür mit einem Toner-tragendes Element und einem Toner, welcher Ruß mit einer Primärteilchengröße von 20 um bis 60 um, eine Eisenverbindung vom Azo-Typ sowie Siliciumdioxid umfasst. Dieses Dokument bildet einen Stand der Technik gemäß Art. 54(3) EPÜ.
Die Japanische Patentanmeldung Nr. 4-139 460 offenbart ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung eines Zweikomponenten-Typ-Entwicklers mit einem Toner und einem Träger.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat deshalb die Aufgabe, eine Technik zum Vermeiden der Tonerverschlechterung in einem Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung eines Einkomponenten-Kontaktentwicklungsverfahrens bereit zu stellen, welches beim Entwickeln eines auf einem fotoempfindlichen Element erzeugten elektrostatischen Bildes den Schritt des In-Kontakt-Bringens einer Tonerschicht auf einem Tonertragenden Element mit der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements einschließt, wodurch die Entwicklung eines ellektrostatischen Latentbildes bewerkstelligt wird.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Technik zum Verhindern der Verschlechterung der Oberfläche des Toner-tragenden Elements bereit zu stellen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsverfahren bereit zu stellen, welches eine fehlerhafte Reinigung selbst beim Klingenreinigen nicht verursacht.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsverfahren bereit zu stellen, welches das Erreichen einer hohen Geschwindigkeit der Vorrichtung erlaubt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsverfahren bereit zu stellen, welches die Verbesserung hinsichtlich der Fixierbarkeit und des Offset-Widerstandes und gleichzeitig die Verbesserung der Haltbarkeit erlaubt, was auf stabile Weise ein Bild hoher Qualität für eine lange Zeitdauer sicherstellt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsverfahren bereit zu stellen, welches die Verfügbarkeit eines stabilen Bildes über eine lange Zeitdauer ohne Verursachung einer fehlerhaften Aufladung sicherstellt, selbst wenn eine Auflademethode angewandt wird, die ein Kontaktladeelement verwendet.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsverfahren bereit zu stellen, welches eine Einkomponenten- Kontaktentwicklungsmethode anwendet und praktisch keine Reinigungseinheit verwendet.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsverfahren bereit zu stellen, welches bei einem Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung einer Einkomponenten-Kontaktentwicklungsmethode und eines Aufbaus zur simultanen Entwicklung und Reinigung die Gestaltung eines Systems erlaubt, das eine zufrieden stellende Übertragungseigenschaft selbst für unterschiedliche Transfermedien wie Flachpapier, Pappe und transparentem Film für Overhead-Projektoren besitzt, d. h. einen breiten Gestaltungsspielraum für den Übertragungsschritt aufweist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches hinsichtlich der Übertragungseigenschaft ausgezeichnet ist, eine geringe Menge an Resttoner nach der Übertragung ergibt, und Hohlzeichen nicht verursacht selbst bei Anwendung der Kontaktübertragungsmethode, oder die ein solches Phänomen verhindern kann.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsverfahren bereit zu stellen, welches selbst bei Anwendung eines Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugungsverfahrens das leichte Sammeln des Resttoners nach der Übertragung während der Entwicklung, das stabile Erreichen eines Hochqualitäts-Bildes für eine lange Zeitdauer als Ergebnis einer stabilen Entwicklungsleistung zulässt und eine hohe Haltbarkeit ergibt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bilderzeugungsverfahren bereit zu stellen, welches selbst bei Anwendung einer Kontaktlademethode unter Verwendung eines Kontaktladeelements kein fehlerhaftes Aufladen verursacht und ein stabiles Bild über eine lange Zeitdauer ergibt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Bilderzeugungsverfahren die folgenden Schritte:
Aufladen eines bildtragenden Elements zum Tragen eines elektrostatischen Latentbildes;
Erzeugen eines elektrostatischen Latentbildes auf dem aufgeladenen, bildtragenden Element;
Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes mit einem Toner durch in Kontakt bringen einer Tonerschicht auf einer Oberfläche eines tonertragenden Elements mit einer Oberfläche des bildtragenden Elements zur Bildung eines Tonerbildes auf der Oberfläche des bildtragenden Elements, wobei die Oberfläche des tonertragenden Elements in der selben Richtung wie der Bewegungsrichtung der Oberfläche des bildtragenden Elements rotiert wird und wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des tonertragenden Elements das 1,05- bis 3,0- fache der Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des bildtragenden Elements entspricht;
Übertragen des auf der Oberfläche des bildtragenden Elements 0 erzeugten Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium über oder nicht über ein Zwischentransferelement;
wobei der Toner vom Einkomponenten-Typ ist, der Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittel, Ruß und eine Eisenverbindung auf Azo-Basis enthalten, sowie ein anorganisches Feinpulver umfasst;
wobei der Ruß eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 25 bis 80 nm aufweist;
wobei die Eisenverbindung auf Azo-Basis eine Verbindung umfasst, die durch die folgende allgemeine Formel (1) ausgedrückt wird:
worin X&sub1; und X&sub2; jeweils aus der aus Wasserstoffatom, Niedrigalkylgruppe, Niedrigalkoxygruppe, Nitrogruppe und Halogenatom bestehenden Gruppe ausgewählt sind; X&sub1; und X&sub2; gleich oder verschieden sind; m und m' ganze Zahlen von l bis 3 sind; R&sub1; und R&sub3; jeweils aus der aus Wasserstoffatom, C&sub1;-C&sub1;&sub8;- Alkylgruppe, C&sub2;-C&sub1;&sub8;-Alkenylgruppe, Sulfonamidgruppe , Mesylgruppe, Sulfonsäuregruppe, Carboxyestergruppe, Hydroxygruppe , C&sub1;-C&sub1;&sub8;-Alkoxygruppe , Acetylamidgruppe, Senzoylaminogruppe und Halogenatom bestehenden Gruppe ausgewählt sind; R&sub1; und R&sub3; gleich oder verschieden sind; n und n' ganze Zahlen von l bis 3 sind; R&sub2; und R&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Nitrogruppe sind; und Al ein Kation ist, welches aus der aus Ammoniumion, Wesserstoffion, Natriumion, Kaliumion und Ionenmischungen davor, gestehenden Gruppe ausgewählt ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein schematische Diagramm, das ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung einer Einkomponenten-Kontaktentwicklungseinheit verwenden und das Verführen zum gleichzeitigen Entwickeln und Reinigen anwendet, was in einer Aus
führungsform des Bilderzeugungsverfahrens der vorliegenden Erfindung angewandt wird;
Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung einer Einkomponenten- Kontaktentwicklungseinheit und unter Ausnutzung der Prä- Entwicklungs-Reinigungsmethode, was in einer anderen Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens der Erfindung verwendet wird,
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung einer Einkomponenten-Kontaktentwicklungseinheit veranschaulicht, die in einer anderen Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens der Erfindung verwendet wird;
Fig. 4 ist ein vergrößertes schematischen Diagramm einer Entwicklungseinheit der in Fig. 3 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung;
Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Bilderzeugungsvorrichtung veranschaulicht, die ein Zwischentransferelement verwendet;
Fig. 6 ist eine Ausschnittsansicht, die das Muster von isolierten Druckpunkten zur Beurteilung der Auflösung veranschaulicht;
Fig. 7 ist eine Grafik, die Veränderungen in der Viskosität veranschaulicht, wenn Ruß und ein Eisenkomplex auf Azo-Basis der Erfindung in Styrolmonomer dispergiert werden;
Fig. 8 ist eine Grafik, die die Beziehung zwischen der Ölabsorption und der Viskosität von Ruß zeigt, wenn Ruß der Erfindung und eine bestimmte Menge an zugegebenem Eisenkomplex auf Azo-Basis im Styrolmonomer dispergiert werden;
Fig. 9A und 9B sind schematische Diagramme, die Schnittansichten von Tonerteilchen mit einer Wachskomponente veranschaulichen; und
Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm, das eine Messeinheit zum Messen des elektrischen Widerstandes einer Entwicklerrolle veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein schneller Anstieg der Tonerladung möglich und ein Bild hoher Qualität erhältlich durch Anwenden eines Toners unter Verwendung von Tonerkomponenten, die eine spezielle Eisenverbindung auf Azo-Basis und Ruß mit speziellen physikalischen Eigenschaften einschließen, in einem Bilderzeugungsverfahren von der Art eines Einkomponenten-Kontaktentwicklungsverfahrens, und wenn ein Vorentwicklungs-Reinigungsverfahren, bei dem ein Reinigungsschritt zum Entfernen von Resttoner nach der Übertragung von der Oberfläche des Bild-tragenden Elements vor dem Entwicklungsschritt gesetzt wird, angewandt wird, ist es möglich, eine stabile Reinigungseigenschaft zu erhalten. Wenn bei Verwendung des gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungs- Verfahrens zum Durchführen des Reinigungsschrittes für die Entfernung von Resttoner nach Übertragung von der Oberfläche des Bild-tragenden Elements gleichzeitig mit dem Entwicklungsschritt im Entwicklungsbereich angewandt wird, ist es möglich, die Übertragungseffizienz zu verbessern, die Verbesserung des Aufladens des Bild-tragenden Elements aufgrund von Resttoner nach der Übertragung zu verhindern und Resttoner nach der Übertragung während der Entwicklung sanft zu sammeln, wodurch eine stabile Entwicklungsleistung erhalten wird.
Ein Beispiel für eine in dem Bilderzeugungsverfahren der Erfindung verwendete Entwicklungseinheit ist eine Entwicklungseinheit auf der Basis eines Prozesses, der die Schritte der Anwendung einer elastischen Rolle als einem Tonertragenden Element zum Tragen des Toners, welcher als ein Einkomponenten-Entwicklungsmittel dient, der Beschichtung eines Toners auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle, der Bildung einer Tonerschicht und des In-Kontakt-Bringens der Tonerschicht mit der Oberfläche des als einem Bild-tragenden Element dienenden fotoempfindlichen Elements umfasst. Es ist in diesem Fall wichtig, dass die Tonerschicht in Kontakt mit der Oberfläche des fotoempfindlichen Elements steht, wobei der Toner entweder vom magnetischen oder vom nichtmagnetischen Typ sein kann. Das tonertragende Element steht im wesentlichen im Kontakt mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements. Das bedeutet, dass wenn die Tonerschicht von dem tonertragenden Element entfernt wurde, das tonertragende Element mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements in Kontakt steht. Um ein Bild ohne Randeffekt aufgrund eines zwischen dem photoempfindlichen Elements und einer gegenüber der Oberfläche des photoempfindlichen Elements wirkenden elektrischen Feldes über den Toner zu erhalten, ist es notwendig, dass die Oberfläche der elastischen Rolle oder die Nähe davon ein Potential aufweist und ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläche des photoempfindlichen Elements und der Oberfläche des tonertragenden Elements erzeugt wird. Dies kann durch Einstellen des Widerstandes einer elastischen Schicht, die auf einer elastischen Rolle auf der Oberfläche eines Kerns der elastischen Rolle mit niedrigem Widerstand gebildet ist, auf einen Bereich niederen Widerstands zum Aufrechterhalten eines elektrischen Feldes, während eine Leitung über die Oberfläche des photoempfindlichen Elements verhindert wird, oder durch Bereitstellen einer dünnen dielektrischen Schicht auf der Oberflächenschicht der leitfähigen Rolle niedrigen Widerstands bewerkstelligt werden. Es ist ebenso möglich, eine Anordnung, bei der die der Oberfläche des photoempfindlichen Elements gegenüberliegende Oberflächenseite der leitfähigen Rolle mit einem isolierenden Material überdeckt ist, oder eine Anordnung, bei der eine leitfähige Schicht auf der Innenseite, die nicht zu dem photoempfindlichen Element zeigt, mittels einer isolierenden Trommel ausgestaltet ist, vorzusehen.
Wenn das Einkomponenten-Kontaktentwicklungsverfahren verwendet wird, können die Oberfläche der Entwicklerrolle, die als das Toner tragende Element dient, und die Oberfläche des photoempfindlichen Elements in derselben Richtung oder einander entgegengesetzt rotiert werden. Wenn die Rotationsrichtungen gleich sind, sollte die Außenumfangsgeschwindigkeit der Oberfläche der Entwicklerrolle vorzugsweise um 100% bei einem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis höher sein im Verhältnis zur Außenumfangsgeschwindigkeit des photoempfindlichen Elements. Bei einem Verhältnis von weniger als 100% werden Probleme hinsichtlich der Bildqualität wie einer schwachen Deutlichkeit der Linien verursacht. Ein höheres Verhältnis der Außenumfangsgeschwindigkeit führt zu einer größeren Menge an zu den Entwicklungsbereichen gelieferten Toner und einer stärkeren Niederschlagsfrequenz des Toners auf das Latentbild. Ein wiederholter Zyklus des Reibens an unnötigen Bereichen und des Niederschlags bei unnötigen Bereichen führt zu einem Bild, das das Latentbild genau kopiert.
Das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung schließt nicht das Bilderzeugungsverfahren ein, welches auf dem Zweikomponenten-Entwicklungsverfahren beruht, das eine Magnetbürste verwendet, die sich aus einem Toner und einem Träger zusammensetzt.
Ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, das das Verfahren einen Reinigungsschritt besitzt zum Entfernen von Resttoner, der nach dem Übertragen auf der Oberfläche des bildtragenden Elements verbleibt, ohne im Übertragungsschritt verbraucht zu werden. Dieser Reinigungsschritt wird durchgeführt entweder durch die Vorentwicklungs- Reinigungsmethode, bei der das Reinigen durchgeführt wird mittels in Kontakt bringen des Reinigungselements mit der Oberfläche des bildtragenden Elements nach dem Übertragungsschritt und vor dem Entwicklungsschritt, oder durch die gleichzeitige Entwicklungs/Reinigungs-Methode, bei der das Reinigen gleichzeitig mit dem Entwickeln während des Entwicklungsschrittes durchgeführt wird.
In der Vorentwicklungs-Reinigungsmethode sollte ein Reinigungsbereich, der ein Reinigungselement zum Entfernen von Resttoner nach der Übertragung in Kontakt mit der Oberfläche des bildtragenden Elements und auf der Oberfläche des bildtragenden Elements vorliegend umfasst, vorzugsweise zwischen dem Transferbereich und dem Ladebereich vorgesehen sein, da die Möglichkeit der Minimierung des Einflusses von Resttoner nach der Übertragung auf das Ladeelement besteht.
Bei der gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungs-Methode ist ein Reinigungselement zum Entfernen von Resttoner nach der Übertragung in Kontakt mit der Oberfläche des bildtragenden Elements und auf der Oberfläche des bildtragenden Elements vorliegend nicht zwischen dem Transferbereich und dem Ladebereich bzw. zwischen dem Ladebereich und dem Entwicklungsbereich vorgesehen.
Eine Klinge, eine Rolle, eine Fellbürste oder eine Magnetbürste können als Reinigungselement in der Vorentwicklungs-Reinigungsmethode der Erfindung verwendet werden. Diese Reinigungselemente können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
Die Erfinder haben die Möglichkeit gefunden, beim Anwenden eines Ruß enthaltenden Toners auf das Bilderzeugungsverfahren auf der Basis des Einkomponenten- Kontaktentwicklungsverfahrens die Beladungsmenge des entwickelten Toners auf dem photoempfindlichen Element passend eingestellt wird und deshalb eine Verringerung der Reinigungseigenschaft aufgrund von Überladung von Resttoner nach der Übertragung verhindert wird, indem ein spezielles Ruß und eine spezielle Eisenverbindung auf Azo-Basis verwendet werden.
Speziell führt dann, wenn Resttoner nach der Übertragung übermäßig beladen ist, die hohe Anhaftung des Resttoners nach der Übertragung gegenüber dem photoempfindlichen Element leicht dazu, eine Erniedrigung der Reinigungseigenschaft zu verursachen. Insbesondere wenn Tonerteilchen mit nahezu sphärischer Form wie solche, die durch die Polymerisationsmethode wie der Suspensionspolymerisation hergestellt wurden, verwendet werden, werden eine Verringerung in der Abkratzfähigkeit im Reinigungsschritt und das Entfliehen vom Reinigungsteil leicht verursacht, was für das Reinigen nachteilig ist, und ferner verursacht das Überladen von Resttoner nach der Übertragung eine ernsthafte Verringerung in der Reinigungseigenschaft.
Das Beladen von Resttoner nach Übertragung variiert ebenso stark in Abhängigkeit der Übertragungs-Vorspannungsbedingung und des Widerstandes des Transfermediums. Für die Übertragungsvorspannung wird gewöhnlich eine Spannung mit einer Polarität, die der Ladepolarität des Toners entgegengesetzt ist, angewandt. Wenn ein normales Bild zu entwickeln ist (die Ladepolarität des photoempfindlichen Elements ist der Ladepolarität des Toners entgegengesetzt), werden, wenn das Transfermedium einen hohen Widerstand wie im Fall von Pappe oder einem OHT-Film besitzt, Tonerteilchen mit einer hohen Ladung durch die starke Anhaftung gegenüber dem photoempfindlichen Teil bis zum Reinigungsschritt zurückgehalten, ohne dem Kopieren mit der unveränderten Ladepolarität zu dienen, was zu einem Verbleib nach dem Reinigen tendiert.
Es ist daher wünschenswert, die Ladungsmenge des auf dem photoempfindlichen Element entwickelten Toners in geeigneter Weise einzustellen und die Entwicklung von Toner einer hohen Ladungsmenge auf dem photoempfindlichen Element zu verhindern.
Um die Entwicklung von hochgeladenem Toner auf dem photoempfindlichen Element zu verhindern ist es notwendig, das Einbringen von Ladung in den Toner oder eine Aufladeeigenschaft des Toners zu inhibieren. Mit einer unzureichenden Aufladung des Toners treten jedoch leicht Defekte wie Schleierbildung, Tonerversprühung und Verringerung der Übertragungseigenschaft auf.
Durch Verwendung eines speziellen Rußes und einer speziellen Eisenverbindung auf Azo-Basis der Erfindung ist es nunmehr möglich, die Erzeugung von hochgeladenen Tonerteilchen vor Überladung zu schützen und dem Toner eine geeignete Lademenge zu verleihen. Als Ergebnis wird eine stabile Leistungsfähigkeit mit einer ausgezeichneten Haltbarkeit selbst im Entwicklungsschritt gezeigt. Dies ist dem Ladungssteuereffekt zuzuschreiben, der durch die zufriedenstellende Dispersion des Rußes hervorgebracht wird, indem gleichzeitig das spezielle Ruß und die spezielle Eisenverbindung auf Azo-Basis der Erfindung verwendet werden, sowie dem zusätzlichen Ladungssteuereffekt, das die Überladung der Eisenverbindung auf Azo-Basis selbst inhibiert.
Wenn die Entwicklung mehrfach bewerkstelligt wird (die Ladepolarität des photoempfindlichen Elements ist dieselbe wie die Ladepolarität des Toners) verursacht der Gebrauch eines Transfermediums wie einem dünnen Blatt Papier, welches gegenüber elektrischem Feld durchlässig ist, durch die Übertragungsvorspannung ein starkes Aufladen einiger Tonerteilchen zu der umgekehrten Polarität. Diese Tonerteilchen, stark auf die umgekehrte Polarität aufgeladen, die eine starke Anhaftung gegenüber dem photoempfindlichen Element besitzen, neigen zum Verbleib auf dem photoempfindlichen Element.
Im Gegensatz dazu ist es nunmehr durch Verwendung des speziellen Rußes und der speziellen Eisenverbindung auf Azo- Basis der Erfindung möglich, die Erzeugung von Tonerteilchen, die auf die umgekehrte Polarität übermäßig geladen sind, zu inhibieren.
Das Einstellen der Toneraufladung durch die Übertragungsvorspannung ist ebenso einem synergetischen Effekt des Ladungseinstelleffekts, der durch die zufriedenstellende Dispersion des Rußes hervorgebracht wird, sowie des Ladungseinstelleffekts durch Inhibierung der Überladung der Eisenverbindung auf Azo-Basis selbst zuzuschreiben als einem Ergebnis der gleichzeitigen Verwendung des speziellen Rußes und der speziellen Eisenverbindung auf Azobasis der Erfindung.
Obgleich die Gründe dafür nicht immer klar sind deuten die Erkenntnisse der Erfinder darauf hin, dass es, weil die spezielle Eisenverbindung auf Azo-Basis eine Wirkung der Verhinderung der Überladung des Toners (ein als "Überladung" bekanntes Phänomen) besitzt, für die Tonerteilchen schwierig ist, eine umgekehrte Überladung zu halten, selbst wenn ein der Polarität des Toners entgegengesetztes elektrisches Feld während des Übertragungsschritts angelegt wird, und dass ferner die Eisenverbindung auf Azo-Basis ebenso als ein Dispersionsmittel dient, die eine Verbesserung der Dispersionsfähigkeit des Rußes herbeiführt, was zu einer gleichförmigen Reibungsladungsmenge der einzelnen Tonerteilchen führt.
Das Prinzip des gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungs- Verfahrens besteht darin, die Ladungspolarität und die Ladungsmenge des Toners auf dem photoempfindlichen Element in den einzelnen Schritten der Elektrophotographie einzustellen und die Mehrfachentwicklungsmethoden zu verwenden.
Wenn ein photoempfindliches Element zur negativen Aufladung und ein Negativladetoner verwendet werden, wird zum Beispiel ein durch ein mit positiver Polarität kopierendes Element sichtbar gemachtes Bild auf ein Transfermedium kopiert. Unter der Wirkung der Art des Transfermediums (Unterschied der Dicke, des Widerstandes und der Durchlässigkeit) sowie der Bildfläche verändert sich die Ladungspolarität des Resttoners nach der Übertragung von positiv nach negativ. Die Oberfläche des photoempfindlichen Teils sowie des Resttoners nach der Übertragung kann jedoch gleichförmig geladen werden auf eine negative Ladungspolarität, selbst wenn die Polarität während des Übertragungsschritts auf positiv geändert wurde, mittels des Negativpolaritätsladeelements durch Aufladen des negativ geladenen photoempfindlichen Elements. Als Ergebnis verbleibt, selbst wenn die Tonerteilchen, die gleichförmig auf eine negative Polarität aufgeladen wurden, auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements bei der Entwicklung vorliegen und wenn eine Umkehrentwicklung zur Entwicklung angewandt wird, der negativ geladene Resttoner nach der Übertragung auf einem Bereich des Lichtpotentials, wo der Toner entwickelt werden soll. Auf dei anderen Seite wird in dem Bereich des Dunkelpotentials, wo der Toner nicht entwickelt werden soll, der Resttoner von dem tonertragenden Element aufgrund des elektrischen Feldes zur Entwicklung angezogen und verbleibt dort nicht.
Wenn jedoch ein Bild bei einer hohen Prozessiergeschwindigkeit durch Verwendung der gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungs-Methode erzeugt wird, wird es schwierig, eine gleichförmige Aufladepolarität des Resttoners nach der Übertragung zu erzielen gleichzeitig mit der Aufladung der Oberfläche des photoempfindlichen Elements als Ergebnis einer Verringerung der Aufladezeit pro Flächeneinheit des photoempfindlichen Elements. Wenn die Umkehrentwicklung zur Entwicklung verwendet wird, wird deshalb der nach der Übertragung verbleibende Resttoner auf dem Bereich des Dunkelpotentials, wo der Toner nicht entwickelt werden soll, durch das elektrische Feld zur Entwicklung zu dem tonertragenden Element hingezogen, was es schwierig macht, den Toner zu sammeln. Selbst wenn der Toner auf dem tonertragenden Element zum Beispiel durch Reibung mechanisch gesammelt wird, wird ein nachträglicher Effekt bezüglich der Ladeeigenschaft des Toners auf dem tonertragenden Element ausgeübt, was die Entwicklungseigenschaft verschlechtert, sofern nicht der Resttoner nach der Übertragung gleichförmig geladen wird. Das Bilderzeugungsverfahren auf der Basis der gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungsmethode beruht auf der Einstellung der Ladungspolarität des Resttoners nach der Übertragung gleichzeitig mit dem Aufladen des photoempfindlichen Elements. Wenn das Bilderzeugungsverfahren auf der Basis der gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungs-Methode zum Erzeugen eines Bildes bei einer hohen Prozessiergeschwindigkeit, wie oben beschrieben, angewandt wird, ist es jedoch schwierig, die Ladepolarität des Resttoners nach der Übertragung einzustellen, was leicht eine schadhafte Sammlung während der Entwicklung verursacht. Ferner beeinflusst das Aufladen des Resttoners nach der Übertragung, welcher während des Entwicklungsschrittes gesammelt wurde, die Entwicklungseigenschaft stark wegen der hohen Entwicklungsgeschwindigkeit selbst. Dies verursacht das Problem, dass leicht eine Verringerung der Entwicklungsleistungsfähigkeit verursacht wird.
Wenn die gleichzeitige Entwicklungs/Reinigungsmethode bei der Erzeugung eines Bildes bei einer hohen Prozessiergeschwindigkeit angewandt wird, neigt zusätzlich die Kontamination des Ladeteils zur Verursachung von fehlerhafter Aufladung.
Studien, die durch die vorliegenden Erfinder durchgeführt wurden, zeigen, dass bei dem Bilderzeugungsverfahren auf der Basis der gleichzeitigen Entwicklung/Reinigungs-Methode bei einer höheren Prozessiergeschwindigkeit von über 120 mm/s oder sogar über 150 mm/s die Verbesserung der Sammelbarkeit von Resttoner nach der Übertragung eine schnellere Einstellung der Ladepolarität erfordert, und das Halten der Entwicklungsleistungsfähigkeit erfordert eine gewisse und gleichförmige Einstellung der Ladepolarität des Resttoners nach Übertragung beim Durchlaufen durch das Ladeteil.
Insbesondere bei einem Verfahren, welches als Kontaktladen bekannt ist zur Durchführung des Aufladens, indem das Ladeteil mit dem photoempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird, ergibt das Gebrauchmachen der Entladung entsprechend des Paschen'schen Gesetzes als Lademechanismus eine Verschlechterung der Adhesion gegenüber dem Ladeteil, was durch die Tonerzersetzung unter der Wirkung des Kontakts des Ladeteils mit dem photoempfindlichen Element sowie der Entladungsenergie verursacht wird.
Bei der Vor-Entwicklungs-Reinigungsmethode wird Toner nach dem Kopieren von der Oberfläche des photoempfindlichen Elements durch ein Reinigungselement wie einer Klinge oder einer Fellbürste gereinigt, und Studien sind herkömmlich gemacht worden ohne Beachtung der Aufladung des auf dem photoempfindlichen Element verbleibenden Toners, der Sammelbarkeit in der Entwicklungseinheit sowie der Wirkung auf die Entwicklungsleistungsfähigkeit, wenn der Toner in der Entwicklungseinheit gesammelt und wiederverwendet wird.
Die Erfinder haben ausgiebige Studien bezüglich unterschiedlicher Arten von Tonern durchgeführt. Als Ergebnis haben sie eine enge Beziehung zwischen der Eigenschaft der Ladungseinstellung bei dem Durchlaufen des Toners durch das Ladeelement und den Eigenschaften der Haltbarkeit und der Bildqualität bei dem Bilderzeugungsverfahren auf der Basis der gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungs-Methode gefunden. Insbesondere wurde gefunden, dass für einen Ruß enthaltenden Toner die Ladungseinstellungseigenschaft des Toners beim Durchlaufen des Aufladeelements verbessert war durch den gleichzeitigen Gebrauch eines speziellen Rußes mit einer speziellen Eisenverbindung auf Azo-Basis, und dieses hat sie zur Entwicklung der vorliegenden Erfindung geführt.
Eines der Merkmale des Bilderzeugungsverfahrens der Erfindung besteht darin, einen Toner zu verwenden, der Ruß mit einer Teilchengröße im Bereich von 25 bis 80 nm sowie eine spezielle Eisenverbindung vom Azo-Typ umfasst.
Die Erfinder haben die folgenden Erkenntnisse erhalten. Wenn das Bilderzeugungsverfahren auf der Basis des Einkomponenten- Kontaktentwicklungsverfahrens angewandt wird, führt die Verwendung eines Toners, der ein spezielles Ruß und eine spezielle Eisenverbindung auf Azo-Basis enthält, zu den folgenden Vorteilen: (i) wenn die Vorentwicklungsreinigung angewandt wird, nehmen Tonerteilchen ab, die während der Entwicklung überladen sind, und es nehmen Tonerteilchen ab, die durch die Übertragungsvorspannung im Übertragungsschritt auf eine Umkehrpolarität stark geladen sind, wodurch eine zufriedenstellende Reinigung im Reinigungsschritt erlaubt wird; und (ii) wenn die gleichzeitige Entwicklungs/Reinigungsmethode angewandt wird, können die Einstellung der Ladungspolarität und die Einstellung der Ladungsmenge des Resttoners nach der Übertragung auf dem photoempfindlichen Element durch das Aufladungselement sicherer und gleichförmiger bewerkstelligt werden, was eine stabilere Sammelbarkeit (Reinigungseigenschaft) und Entwicklungseigenschaft des Resttoners nach Übertragung in dem Entwicklungsschritt sicherstellt.
Obgleich der Grund nicht immer deutlich wird, deuten die Erkenntnisse durch die Erfinder darauf hin, dass es, weil die spezielle Eisenverbindung auf Azo-Basis einen Effekt der Verhinderung der Überladung des Toners (das als "Überladung" bekannte Phänomen) besitzt, schwierig ist für die Tonerteilchen, eine entgegengesetzte Überladung zu halten, wenn ein der Tonerpolarität entgegengesetztes elektrisches Feld während des Übertragungsschritts angelegt wird, und dass ferner die Eisenverbindung auf Azo-Basis ebenso als ein Dispersionsmittel dient, das eine Verbesserung der Dispersionsfähigkeit des Rußes verursacht, was zu einer gleichförmigen Reibungsladungsmenge für jedes Tonerteilchen führt.
Wenn ein Ruß mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von weniger als 25 nm zusammen mit der Eisenverbindung auf Azo-Basis der Erfindung verwendet wird, macht es die kleine Primärteilchengröße schwierig, eine ausreichende Dispersion zu erzielen und somit die Vorteile der Erfindung zu erhalten. Beim Herstellen von Tonertelichen durch die Suspensionspolymerisationsmethode wird die Tonerteilchengröße leicht grober, was es schwierig macht, davon vollständig Gebrauch zu machen.
Wenn der Ruß eine durchschnittliche Primärteilchengröße von mehr als 80 nm besitzt, ergibt selbst eine zufriedenstellende Dispersion nur ein niedrig konzentriertes Bild aufgrund einer unzureichenden Färbefähigkeit des Toners. Ein Unvermögen der Steigerung des Tonerverbrauchs kann auftreten.
Die durchschnittliche Primärteilchengröße des Rußes bei der Erfindung sollte vorzugsweise in einem Bereich von 25 bis 55 nm und weiter bevorzugt von 35 bis 55 nm liegen. Bei Verwendung zusammen mit der speziellen Eisenverbindung vom Azo-Typ der Erfindung stellt eine Teilchengröße des Rußes in diesem Bereich eine sichere und gleichförmige Einstellung der Aufladepolarität und der Ladungsmenge des Resttoners nach Übertragung durch das Aufladeelement sicher, und es ist ebenso im Bezug auf die Stabilität der Ladungsmenge des Toners und der Färbefähigkeit des Toners vorteilhaft.
Die durchschnittliche Primärteilchengröße des Rußes in dem Toner der Erfindung kann gemessen werden, indem ein vergrößertes Bild auf einem Elektronenmikroskop vom Transmissionstyp aufgenommen wird.
Die DBP-Ölabsorption des Rußes, welcher in der Erfindung verwendet wird, sollte vorzugsweise in einen Bereich von 40 bis 150 ml/100 g, vorzugsweise von 50 bis 140 ml/100 g liegen.
Ein Ruß mit einer feinen Struktur, welches eine DBP- Ölabsorption von unter 40 ml/100 g besitzt, führt leicht zu einer übermäßig geringen Menge an Ladung des Toners. Mit einer DBP-Ölabsorption von mehr als 150 ml/100 g wird auf der anderen Seite kaum eine feine Dispersion des Rußes erhältlich sein unter der Wirkung der ausgeprägten und langen Struktur.
Die DBP-Ölabsorption des Rußes wird in Übereinstimmung mit "ASTM-Methode D2414-79" gemessen.
Der in der Erfindung verwendete Ruß sollte vorzugsweise eine spezifische Oberfläche, ermittelt durch Stickstoffabsorption, in einem Bereich von 30 bis 90 m²/g, weiter bevorzugt von 40 bis 90 m²/g und einem Gehalt an verdampfbarer Substanz von unter 2%, vorzugsweise in einem Bereich von bevorzugt 0,1 bis 1,7% besitzen. Der Ruß der Erfindung besitzt eine geringere spezifische Oberfläche und einen geringeren Gehalt an verdampfbarer Substanz als jene Ruße, die gewöhnlich in einem Toner verwendet werden.
Eine spezifische Oberfläche, ermittelt durch die Stickstoffabsorption, von sogar 100 m²/g des Rußes führt leicht zur Verursachung der Zerstörung der Polymerisation. Ein Gehalt an flüchtiger Substanz von mehr als 2% des Rußes ist nicht wünschenswert, weil es die Gegenwart von vielen Gruppen auf der Oberfläche verursacht, die die Polymerisation stören.
Die spezifische Oberfläche des Rußes, ermittelt durch die Stickstoffabsorption, wird in Übereinstimmung mit der "ASTM- Methode D3037-78" gemessen.
Der Gehalt an flüchtiger Substanz des Rußes wird in Übereinstimmung mit "JIS K6221-1982" gemessen.
Speziell umfasst das Messverfahren die Schritte des Einfüllens von Ruß in einen Platintiegel oder einen Porzellantiegel, der einen schwebenden Deckel der gleichen Gestalt und Kapazität aufweist, als Probe zur Messung, indem auf eine Tiefe, die bis auf 2 mm unterhalb des Deckels nicht übersteigt, kompaktiert und geschüttelt wird, die Masse davon gemessen wird, der bedeckte Tiegel in einen elektrischen Ofen gebracht wird, der Tiegel nach dem Erhitzen desselben auf 950 ± 25ºC genau für sieben Minuten herausgenommen wird, derselbe zum Abkühlen auf Raumtemperatur in einem Desiccator gelassen wird, die Masse nach dem Erhitzen gemessen wird und dann der Gehalt an flüchtiger Substanz durch die folgende Formel berechnet wird:
worin V: der Gehalt an flüchtiger Substanz (%)
WD: die Masse an getrockneter Probe vor dem Erhitzen (g) und
WR: die Masse der getrockneten Probe nach dem Erhitzen (g) ist.
Beim Herstellen eines Toners durch die Polymerisationsmethode wird ein Masterbatch-Schritt zum vorläufigen Dispergieren des Rußes und der zuvor bezeichneten Eisenverbindung auf Azo- Basis in einem polymerisierbaren Monomer durchgeführt. Dies erlaubt die Dispersion des Rußes bei einer höheren Konzentration und somit das leichtere Einbringen von Scherkraft und eine stärker bemerkbare Wirkung zur Verbesserung der Dispersionsfähigkeit.
Fig. 7 ist eine Grafik, die Veränderungen in der Viskosität zeigt, wenn der Ruß und die Eisenverbindung auf Azo-Basis der Erfindung in einem Styrolmonomer dispergiert werden. Wie aus Fig. 7 deutlich wird, verursacht die Zugabe der Eisenverbindung auf Azo-Basis eine beachtliche Erhöhung in der Viskosität der Dispersionslösung, was auf eine stabile Dispersion des Rußes mit einer hohen Scherkraft hinweist.
Fig. 8 ist eine Graphik, die die Beziehung zwischen der Ölabsorption des Rußes und der Viskosität der Dispersionslösung veranschaulicht, wenn die Eisenverbindung auf Azo-Basis in einer bestimmten Menge zu dem Ruß mit einer Teilchengröße im Bereich von 25 bis 80 nm zugegeben wird und die Mischung in einem Styrolmonomer dispergiert wird. Fig. 8 weist daraufhin, dass ein Ruß einer hohen Ölabsorption von über 40 ml/100 g zu einer höheren Viskosität der Dispersionslösung und einer höhere Dispergierbarkeit führt. Mit einer Ölabsorption des Rußes von über 150 ml/100 g wird die Viskosität der Dispersionslösung übermäßig hoch, was zur Beeinträchtigung der Granulierfähigkeit während der Polymerisation neigt. Gemäß durch den Erfinder gemachten Studien sollte der zuvor bezeichnete Gehalt an Ruß A [Gew.-%] und an der zuvor bezeichneten Eisenverbindung auf Azo-Basis B [Gew.-%] im Verhältnis zum Gewicht der Tonerteilchen vorzugsweise die folgenden Bedingungen erfüllen:
2 ≤ A/B ≤ 35
und weiter bevorzugt:
3 ≤ A/B ≤ 35.
Wie aus Fig. 7 deutlich wird, wird mit einem niedrigen Gehalt an Eisenverbindung auf Azobasis im Verhältnis zum Rußgehalt eine Erhöhung der Viskosität verhindert, und der stabilisierte Ruß verhindert eine Dispersion. Im Zuge des Zeitablaufs in diesem Fall gibt es einen Rußniederschlag, und ein durch Verwendung dieser Dispersionslösung hergestellter Toner führte zu einer verhinderten Färbefähigkeit.
Ein hoher Gehalt an Eisenverbindung auf Azobasis im Verhältnis zum Rußgehalt verursacht eine Sekundäraggregation der Eisenverbindung auf Azobasis, was zu einer Verlängerung in der Dispergierfähigkeit führt, und das resultierende Sekundäraggregat verhindert die Polymerisation, was die Herstellung zufriedenstellender Teilchen schwierig macht.
In der Erfindung sollte der Rußgehalt der Tonerteilchen in einem Bereich von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 20 Gew.-% und insbesondere von 3 bis 15 Gew.-% liegen.
In der Erfindung sollte der Gehalt an Eisenverbindung auf Azobasis vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 20 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,1 bis 10 Gew.-% oder insbesondere von 0,1 bis 3,0 Gew.-% liegen. Wenn der Gehalt an Ruß der Tonerteilchen unter 0,1 Gew.-% liegt, ist die Färbefähigkeit des Toners gering, und es ist schwierig, eine hohe Bildkonzentration zu erhalten, was den gleichzeitigen Gebrauch eines anderen Färbemittels erfordert. Wenn der Rußgehalt über 30 Gew.-% liegt, wird andererseits die Dispergierbarkeit des Rußes nicht ausreichend gleichförmig, selbst wenn die in der Erfindung verwendete Eisenverbindung auf Azobasis verwendet wird, was leicht zur Schleierbildung oder Tonerversprühung führt.
Wenn der Gehalt der Eisenverbindung auf Azo-Basis unter 0,01 Gew.-% liegt, neigt die Viskosität der Dispersionslösung zur Erhöhung, wobei die Wirkung zur Verbesserung der Dispergierbarkeit des Rußes daran gehindert wird, voll ausgeprägt zu werden. Wenn dieser Gehalt über 20 Gew.-% liegt, wird die Viskosität der Dispersionslösung im Gegensatz dazu vermindert, und der Effekt zur Verbesserung der Dispergierbarkeit des Rußes wird reduziert.
Wie oben beschrieben fanden die Erfinder die Möglichkeit, einen Toner mit einer verbesserten Ladungseinstelleigenschaft des Resttoners nach dem Kopieren während des Durchlaufens durch das Ladeelement zu erhalten, indem gleichzeitig ein Ruß, der eine geeignete Struktur mit einem speziellen Bereich der Ölabsorption und einer geringen spezifischen Oberfläche sowie einem geringen Gehalt an flüchtiger Substanz besitzt, zusammen mit einer speziellen Eisenverbindung auf Azo-Basis verwendet wird.
Durch Anwenden des so erhaltenen Toners auf ein Bilderzeugungsverfahren auf der Basis einer Einkomponenten- Kontaktentwicklermethode ist es möglich: (i) bei der Vor- Entwicklungs-Reinigungsmethode restlichen Toner nach Kopieren von der Oberfläche des photoempfindlichen Elements im Reinigungsschritt zufriedenstellend zu entfernen und ein Bild hoher Qualität zu erzeugen, weil es eine Verringerung im Verhältnis der Gegenwart von Tonerteilchen einer übermäßigen Ladungsmenge des Resttoners nach der Übertragung oder im Verhältnis der Gegenwart der Tonerteilchen einer übermäßigen Ladungsmenge einer Umkehrpolarität gibt; und (ii) bei der simultanen Entwicklungs/Reinigungs-Methode mit einer hohen Prozessiergeschwindigkeit eine stabile Sammelbarkeit bei der Entwicklung durch eine genauere und gleichmäßigere Einstellung der Ladungspolarität während des Durchlaufs durch das Ladeelement des photoempfindlichen Elements zu erhalten, und, selbst wenn ein Teil des aufgefangenen Resttoners nach der Übertragung im Entwicklungsschritt für die nachfolgende Entwicklung wiederverwendet wird, ein Bild hoher Qualität ohne Beeinträchtigung der Entwicklungseigenschaft stabil zu erzielen.
Die in der Erfindung verwendete Eisenverbindung auf Azobasis besitzt eine Struktur, die durch die folgende allgemeine Formel (1) ausgedrückt wird:
Allgemeine Formel (1)
und worin X&sub1; und X&sub2; jeweils Mitglieder der aus Wasserstoffatomen, Niedrigalkylgruppen, Niedrigalkoxygruppe, Nitrogruppe und Halogenatom bestehenden Gruppe ausgewählt sind; wobei X&sub1; und X&sub2; gleich oder verschieden sind; m und m' ganze Zahlen von 1 bis 3 sind; R&sub1; und R&sub3; jeweils Mitgleider der aus Wasserstoffatom, C&sub1;-C&sub1;&sub8;-Alkylgruppen; C&sub2;-C&sub1;&sub8;- Alkenylgruppen, Sulfonamidgruppe, Mesylgruppe, Sulfonsäuregruppe, Carboxyestergruppe, Hydroxygruppe, C&sub1;-C&sub1;&sub8;- Alkoxygruppe, Acetylamidgruppe, Benzoylaminogruppe und Halogenatomen bestehenden Gruppe ausgewählt sind; R&sub1; und R&sub3; gleich oder verschieden sind; n und n' ganze Zahlen von 1 bis 3 sind; R&sub2; und R&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Nitrogruppe sind; and A&spplus; ein Kation ist, welches aus der aus Ammoniumion, Wasserstoffion, Natriumion, Kaliumion und Ionenmischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Der hier verwendete Begriff "niedrig" schließt C&sub1;- bis C&sub6;-Gruppen ein.
Typische Beispiele der Eisenverbindung auf Azobasis, wie durch die vorstehende allgemeine Formel ausgedrückt, schließen die folgenden Verbindungen ein. < EISENVERBINDUNG AUF AZOBASIS (1)> < EISENVERBINDUNG AUF AZOBASIS (2)> EISENVERBINDUNG AUF AZOBASIS (3)> < EISENVERBINDUNG AUF AZOBASIS (4)> EISENVERBINDUNG AUF AZOBASIS (5)> < EISENVERBINDUNG AUF AZOBASIS (6)>
Die oben bezeichneten Eisenverbindungen auf Azobasis sind ebenso als negative Ladungseinstellmittel anwendbar und können durch bekannte Methoden synthetisiert werden.
Im Hinblick auf die Verhinderung der Adhesion Toner an Element oder der Kontamination der Oberfläche das Ladeelements bei der Erzeugung eines Bildes auf einer Vielzahl von Medien sollten die Tonerteilchen in der Erfindung vorzugsweise eine Form aufweisen, die sich einer Kugel annähert. Die Formfaktoren oder Formindizes SF-1 und SF-2, die Tonergestalt bzw. -form ausdrucken, nehmen jeweils einen Wert von 100 < SF-1 ≤ 160 für SF-1 und 100 < SF-2 ≤ 140 für SF-2 oder weiter bevorzugt von 109 < SF-1 ≤ 140 für SF-1 und 100 < SF-2 ≤ 120 für SF-2 an, um die Transfereigenschaft zu verbessern, während die Entwicklungseigenschaft beibehalten wird.
In der Erfindung werden Werte, die bestimmt wurden, indem zum Beispiel FE-SEK (S-800), hergestellt durch Hitachi Limited, verwenden wird willkürlich 100 Toner mit über 2 um, die auf 1000-fache Vergrößerung vergrößert wurden, gesammelt werden, die Bildinformation davon über eine Schnittstelle, zum Beispiel in einen Bildanalysegerät (Luzex III), hergestellt durch Nicole Company, analysiert werden und eine Berechnung gemäß den folgenden Formeln durchgeführt wird, als Formfakoren SF-1 uno SF-2 definiert:
SF - 1 = (MXLNG)²/AREA · π/4 · 100
SF - 2 = (PERI)²/AREA · 1/4π · 100
(wobei MXLNG die maximale Absolutlänge eines Teilchens, PERI die Umfangslänge des Teilchens und AREA eine projizierte Fläche des Teilchens sind).
Der Formfaktor bzw. Index SF-1 gibt das Ausmaß einer runden Form eines Tonertelichens wieder, und der Formfaktor bzw. Index SF-2 gibt das Ausmaß der Oberflächenunregelmäßigkeiten eines Tonerteilchens wieder.
Mit einem Toner-Formfaktor SF-1 von über 160 weicht der Toner vom Vorliegen einer sphärischen Form ab und nähert sich einer amorphen Form, die in der Entwicklungseinheit zum Zerfall neigt, einer leichten Variation der Teilchengrößenverteilung zugänglich ist, die Ladungsmengenverteilung leicht verbreitert und leicht zum Auftreten von Oberflächenschleierbildung bzw. Umkehrschleierbildung führt. Ein Toner-Formfaktor SF-2 von über 140 führt zur Verringerung der Kopiereffizienz eines Tonerbildes beim Kopieren des Bildes von dem photoempfindlichen Teil auf ein Kopiermedium und führt bei einem Linienbild zu Hohlzeichen.
Angesichts der Erzielung einer genauen Entwicklung von feinen Latentbildpunkten zugunsten einer höheren Bildqualität sollte die gewichtsgemittelte Teilchengröße der Tonerteilchen in einem Bereich von 3 bis 9 um oder vorzugsweise von 4 bis 8 um liegen, und der Variationskoeffizient der Zahlenverteilung sollte bis zu 35% oder vorzugsweise bis zu 25% sein. Wenn Tonerteilchen mit einer gewichtsgemittelten Teilchengröße von unter 3 um verwendet werden liegen viele Resttonerteilchen nach Übertragung auf dem photoempfindlichen Element oder dem Zwischenübertragungselement aufgrund einer verringerten Übertragungseffizienz vor, und es wird leicht ein ungleichmäßiges Bild durch Schleierbildung oder schadhafter Übertragung verursacht. Wenn die gewichtsgemittelte Teilchengröße der Tonerteilchen über 9 um liegt, tritt leicht eine Adhesion an der Oberfläche des photoempfindlichen Teils oder des Zwischenübertragungselements auf. Ein Variationskoeffizient von über 35% bei der Zahlenverteilung der Tonerteilchen verstärkt diese Tendenz weiter.
Der Variationskoeffizient A bei der Zahlenverteilung der Tonerteilchen wird aus der folgenden Formel berechnet:
Variationskoeffizient = [S/D&sub1;] · 100
[wobei S die Standardabweichung der Zahlenverteilung von Tonerteilchen ist und D&sub1; eine zahlengemittelte Teilchengröße (um) der Tonerteilchen ist.]
Zur Messung der durchschnittlichen Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung der Tonerteilchen wird ein Coulter- Zähler TA-II oder ein Coulter-Multisize (hergestellt durch die Coulter Company) verwendet, und eine Schnittstelle (hergestellt durch Nikkaki Company), die eine Ausgabe der Zahlenverteilung oder der Volumenverteilung liefert, und ein PC9801-Personal Computer (hergestellt durch NEC) werden damit verbunden. Eine 1%-ige wässrige NaCl-Lösung wird als ein Elektrolyt durch Verwendung von Natriumchlorid der Kathegorie 1 hergestellt. Zum Beispiel ist ein ISOTON R-II (hergestellt durch Coulter Scientific Japan, Ltd.) anwendbar. Die Messmethode umfasst die Schritte des Zugebens eines oberflächenaktiven Mittels (vorzugsweise Alkylbenzolsulfonat) als einem Dispersionsmittel in einer Menge von 0,1 bis 5 ml zu dem zuvor bezeichneten wässrigen Elektrolyten in einer Menge von 100 bis 150 ml, des weiteren Zugebens einer zu messenden Probe in einer Menge von 2 bis 20 mg, des Unterziehens des Elektrolyten, welcher durch Suspendieren der Probe erzeugt wurde, einer Dispersionsbehandlung für eine bis 3 Minuten in einer Ultraschall-Dispersionseinheit, und des Messens des Volumens und der Anzahl von Tonerteilchen mit einer Größe von über 2 um unter Verwendung einer 100 um - Apertur mittels des zuvor bezeichneten Coulter-Counters TA- II, wodurch eine Volumenverteilung und eine Anzahlsverteilung berechnet werden. Dann werden eine gewichtsgemittelte Teilchengröße (D&sub4;) auf der Basis des aus der Volumenverteilung bestimmten Volumens sowie eine zahlengemittelte Teilchengröße (D&sub1;) auf der Basis der aus der Zahlenverteilung ermittelten Zahl bestimmt.
Um die Fixierbarkeit und den Offsetwiderstand des Toners der Erfindung zu verbessern ist es ratsam, den Tonerteilchen ein Freigabemittel zuzusetzen.
Die als Freigabemittel in der Erfindung verwendete Verbindung sollte vorzugsweise einen maximalen Hauptendothermie-Peakwert (Schmelzpunkt) in einer DSC-Kurve, die gemäß ASTM D3418-8 gemessen wurde, in einem Bereich von 30 bis 120ºC, vorzugsweise von 40 bis 90ºC aufweisen. Ein maximaler Peakwert (Schmelzpunkt) des Wachses von unter 30ºC führt zu einer schwachen Selbstaggregation des Freigabemittels, was zu einem schlechten Hochtemperatur-Offsetwiderstand führt. Mit einem maximalen Peakwert (Schmelzpunkt) des Wachses von über 120ºC wird auf der anderen Seite die Fixiertemperatur höher, und es wird schwierig, die fixierte Bildoberfläche in geeigneter Weise zu glätten, somit zu einer erniedrigten Färbemischeigenschaft führend.
Wenn Tonerteilchen durch die Polymerisationsmethode hergestellt werden, bei welcher die Granulierung und Polymerisation in einem wässrigen Medium bewerkstelligt werden, verursacht ein hoher maximaler Endothermie-Peakwert (Schmelzpunkt) ferner, dass das Freigabemittel während der Granulierung hauptsächlich präzipitiert wird. Zur Messung einer Temperatur des maximalen Peakwertes (Schmelzpunkt) des Freigabemittels wird zum Beispiel das Gerät DSC-7 angewandt, das durch die Perkin-Elmer Company hergestellt wurde. Eine Temperaturkorrektur im Detektorbereich der Ausrüstung wird mittels der Schmelzpunkte von Indium und Zink durchgeführt, und die Schmelzwärme von Indium wird zur Temperaturkorrektur des Detektorbereichs der Ausrüstung ausgenutzt. Ein Aluminiumtiegel wird als Probe verwendet, und ein leerer Tiegel wird als Kontrolle festgelegt. Die Messung wird bei einer Temperatur in einem Bereich von 20 bis 180ºC bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 10ºC/min durchgeführt.
Anwendbare Freigabemittel schließen Paraffinwachs, Polyolefinwachs, ein Methylenwachs wie Wachs nach Fischer- Tropsch, Amidwachs, hochgradige Fettsäure, hochgradige Fettsäure-Metallsalze, langkettige Alkylalkohole, Esterwachs und Derivate davon (zum Beispiel Propfverbindungen davon oder Blockverbindungen davon) ein. Esterwachs wird besonders bevorzugt, weil es die Möglichkeit einer erhöhten Fixierbarkeit aufweist, da es als ein Weichmacher für ein Bindemittelharz eines Toners wie eines Styrol/Acryl- Kopolymertoners beim Erhitzen und Fixieren eines Tonerbildes dient.
Bei der Erfindung wird dem Toner eine Kern/Schalen-Struktur verliehen, bei der der Schalenbereich aus einem durch Polymerisation synthetisierten Polymer gebildet ist, und der Kernbereich aus einem als Freigabemittel dienenden Wachs gebildet ist. Durch Verwendung des Bilderzeugungsverfahrens der Erfindung ist es möglich, eine Verschlechterung des Toners oder eine Kontamination der Bilderzeugungsvorrichtung zu verhindern, somit das Aufrechterhalten einer zufriedenstellenden Aufladeeigenschaft erlaubend. Es ist ebenso möglich, ein Tonerbild zu erzeugen, welches in seiner Fähigkeit zur Reduktion von punktförmigen Latentbildern für eine lange Zeitdauer ausgezeichnet ist. Wachs übt eine vorteilhafte Wirkung aus, die während des Erhitzens, des Pressens und des Fixierens wirksam ist, wodurch die Verbesserung einer Niedrigtemperaturfixierbarkeit und eines Hochtemperatur-Offsetwiderstandes erlaubt.
Der Toner mit einer Kern/Schalen-Struktur, wie in der Erfindung verwendet, bezeichnet einen Toner mit einer Struktur, bei der die Oberfläche des Kernbereichs, der ein als Freigabemittel dienendes Wachs umfasst, mit einem Schalenbereich überdeckt ist, welcher aus einem Polymer gebildet ist, der über Polymerisation eines polymerisierbaren Polymers synthetisiert ist. In der Erfindung kann die Kern/Schalen-Struktur bestätigt werden durch Begutachtung einer Schnittfläche eines Tonerteilchens.
Die Schnittfläche eines Tonertelichens kann begutachtet werden, indem Tonerteilchen in einem bei Raumtemperatur härtenden Exoxyharz ausreichend dispergiert wird, dann das Härten der Mischung in einer Atmosphäre von 40ºC für zwei Tage veranlasst wird, das resultierende gehärtete Produkt mit Triruthen-Tetroxid und gleichzeitig mit Triosmium-Tetroxid angefärbt wird, schuppenförmige Proben mittels eines Mikrotoms, das mit Diamantzähnen ausgestattet ist, geschnitten werden und die Schnittform der Tonerteilchen durch Verwendung eines Elektronenmikroskops vom Transmissionstyp (TEM) begutachtet wird. Die Färbemethode mit Triruthenium-Tetroxid sollte vorzugsweise angewandt werden, um einen Kontrast zwischen den unterschiedlichen Materialien zu verleihen, indem ein geringfügiger Unterschied im Ausmaß der Kristallinität zwischen dem Wachs und dem die Schale bildenden Harz ausgenutzt wird. Typische Beispiele werden in den Fig. 9A und 9B gezeigt.
In der Erfindung sollte der Gehalt an Freigabemittel in den Tonerteilchen vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 25 Gew.-% liegen. Ein Gehalt an Freigabemittel von unter 2 Gew.-% führt zur unzureichenden Verbesserung der Fixierbarkeit. Ein Gehalt an Freigabemittel von über 30 Gew.-% verursacht auf der anderen Seite leicht ein Aneinanderbinden von Tonerteilchen während der Granulierung selbst bei der Herstellung durch die Polymerisationsmethode und zur leichten Erzeugung einer breiten Teilchengrößenverteilung, was eine fehlende Geeignetheit für die Erfindung zeigt.
Wenn ein Toner mit einer Kern/Schalen-Struktur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hergestellt wird, ist es besonders wünschenswert, ein polares Harz zu dem den Zahlenbereich bildenden Harz zuzugeben, damit der Schalenbereich dazu veranlasst wird, den Kernbereich, der das als Freigabemittel dienende Wachs umfasst, einzuschließen.
Bevorzugte polare Harze, die in der Erfindung anwendbar sind, schließen ein Kopolymer von Styrol und (Meth) Acrylsäure, ein Maleinsäure-Kopolymer, gesättigtes Polyesterharz und Epoxyharz ein.
Der Gehalt an polarem Harz in den Tonerteilchen sollte vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 20 Gew.-% oder weiter bevorzugt von 2 bis 16 Gew.-% (bezogen auf das Tonergewicht) liegen.
Mit einem Gehalt eines polaren Harzes von unter 1 Gew.-% wird der Effekt der Zugabe nicht voll ausgeschöpft. Mit einem Gehalt des polaren Harzes von über 20 Gew.-% wird auf der anderen Seite in vielen Fällen ein entgegengesetzter Effekt auf die Ladeeigenschaft des Toners ausgeübt. Insbesondere wird eine Verringerung der Tonerladeeigenschaft in einer Umgebung einer hohen Temperatur und hohen Luftfeuchtigkeit verursacht.
Eine äußerste Schalenharzschicht kann ebenso auf der Oberfläche des Toners gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein.
Zur weiteren Verbesserung des Blockierwiderstands sollte die Glasumwandlungstemperatur der zuvor bezeichneten äußeren Schalenharzschicht so ausgestaltet sein, dass sie über der Glasumwandlungstemperatur der Schalenharzschicht liegt, und sollte vorzugsweise vernetzt sein bis zu einem Ausmaß, dass die Fixierbarkeit nicht verschlechtert. Die äußere Schalenharzschicht sollte vorzugsweise ein polares Harz und ein Ladungseinstellmittel zur Verbesserung der Ladungseigenschaft enthalten.
Das Verfahren zum Bereitstellen der zuvor bezeichneten äußeren Schalenschicht ist nicht auf irgendeines beschränkt, sondern kann irgendeines der folgenden Beispiele sein.
1. Ein Verfahren des Auflösens eines polaren Harzes, eines Ladungseinstellmittels und eines Bindemittelharzes nach Bedarf in dem Reaktionssystem in der zweiten Hälfte oder nach Beendigung der Polymerisationsreaktion, der Zugabe eines dispergierten Monomers, des Veranlassens der Adsorption des zugegebenen Monomers durch die Polymerisationsteilchen und des Polymerisierens desselben durch Zugabe eines Polymerisationsinitiators.
2. Eine Methode des Zugebens von Monomer umfassenden Emulsions-Polymerisationsteilchen, die nach Bedarf ein polares Harz, ein Ladungseinstellmittel und ein Bindemittelharz enthalten, oder von seifenfreien Polymerisationsteilchen zu dem Reaktionssystem, des Veranlassens der Aggregation auf der Oberfläche der Polymerisationsteilchen und des Fixierens desselben durch Erhitzen nach Bedarf.
3. Ein Verfahren des mechanischen Trockenfixierens von Monomer umfassenden Emulsions-Polymerisationsteilchen, die nach Bedarf ein polares Harz, ein Ladungseinstellmittel und ein Bindemittelharz enthalten, oder von seifenfreien Polymerisationsteilchen auf den Oberflächen der Tonerteilchen.
Wenn Tonerteilchen, die Wachs und ein polares Harz enthalten, durch Anwenden des Polymerisationsverfahrens hergestellt werden, bei dem Tonerteilchen durch Polymerisieren einer Monomerzusammensetzung, die ein als Freigabemittel dienendes Wachs und ein polares Harz enthält, zusammen mit einem Färbemittel und einem polymerisierbaren Monomer in einem wässrigen Medium hergestellt werden, besitzt jedes der hergestellten Tonerteilchen eine Kern/Schalen-Struktur, die aus einem das Wachs umfassenden Kernbereich und einem Schalenbereich, welcher ein aus dem polymerisierbaren Monomer synthetisiertes Polymer und ein polares Harz umfasst, besteht, wobei das polare Harz auf der äußersten Schalenharzschicht des Schalenbereichs vorliegt. Im Fall von Tonerteilchen dieser Form liegt deshalb eine polare Gruppe auf der Oberfläche des Rußes vor und dient als ein Färbemittel. Ruß dringt deshalb nicht in das polare Wachs ein, sondern ist im Schalenbereich lokalisiert und führt leicht zu einer schlechteren Färbefähigkeit im Vergleich zu den Tonerteilchen, bei denen der Ruß gleichförmig dispergiert ist. Da das polare Harz in der äußersten Schalenschicht des Schalenbereichs vorliegt, wird der Anteil des Rußes im Oberflächenbereich der Tonerteilchen geringer. Die Reibeladeeigenschaft des Toners wird dadurch leichter geringer als diejenige von Tonerteilchen, die kein polares Harz enthalten.
Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung enthalten die Tonerteilchen jedoch Ruß und eine spezielle Eisenverbindung auf Azo-Basis wie oben beschrieben. Als Ergebnis verhindert die Wirkung der Eisenverbindung auf Azo-Basis zur Verbesserung der Dispergierbarkeit des Rußes die Verlängerung bei der Färbefähigkeit. Es ist ferner möglich, die Verlängerung der Reibeaufladeeigenschaft des Toners unter der Wirkung der Verbesserung der Dispergierbarkeit des Rußes und einer höheren Ladungseinstellung der Eisenverbindung auf Azo- Basis zu verhindern.
In dem Bilderzeugungsverfahren auf der Basis der Einkomponenten-Kontaktentwicklungsmethode der Erfindung steht der Toner auf dem tonertragenden Element in Kontakt mit der Oberfläche des bildtragenden Elements. Der Toner sollte deshalb eine Haltbarkeit und eine Adhesionsresistenz gegenüber der Oberfläche des tonertragenden Elements und gegenüber der Oberfläche des bildtragenden Elements aufweisen.
Im Vergleich mit dem Fall unter Verwendung einer Einkomponenten-Entwicklungsmethode ohne Kontakt oder der Zweikomponenten-Entwicklungsmethode, die den Toner und die Träger zum Einsatz bringt, ist es bei dem Toner für die Einkomponenten-Kontaktentwicklungsmethode erforderlich, bessere mechanische Eigenschaften aufzuweisen.
Die Harzkomponente der in der Erfindung verwendeten Tonerteilchen sollte vorzugsweise bei der Molekulargewichtsverteilung, wie durch die Gelpermationschromatographie (GPC) der THF (Tetrahydrofuran)- löslichen Fraktion gemessen, eine Komponente A mit einem Molekulargewicht von unter 1 000 000, eine Komponente B mit einem Molekulargewicht von über 1 000 000 sowie eine THFunlösliche Komponente C besitzen, die die folgenden Bedingungen erfüllen.
Der THF-lösliche Anteil der Harzkomponenten (entsprechend den zuvor bezeichneten Komponenten A und B) der Tonerteilchen in der Erfindung sollte vorzugsweise in der GPC- Molekulargewichtsverteilung ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) in einem Bereich von 9 000 bis 1 000 000, oder vorzugsweise von 10 000 bis 500 000 und ein Verhältnis des gewichtsgemittelten Molekulargewicht (Mw) zu dem zahlengemittelten Molekulargewicht (Mn) (Mw/Mn) in einem Bereich von 5 bis 500 oder weiter bevorzugt von 7 bis 400 aufweisen, um gut ausgewogene Eigenschaften für den Toner zu erreichen.
Tonerteilchen können in geeigneter Weise bei dem Bilderzeugungsverfahren der Erfindung verwendet werden, wenn die Tonerteilchen im Bezug auf die Gewichte der Komponente A, der Komponente B und der THF-unlöslichen Komponente C der Harzkomponenten die folgenden Bedingungen erfüllen: (1) ein Gehalt (WA) der Komponente A liegt im Bereich von 30 bis 95 Gew.-% oder weiter bevorzugt von 50 bis 90 Gew.-%; (2) ein Gehalt (WB) der Komponente B liegt im Bereich von 0 bis 20 Gew.-% oder weiter bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-%; (3) ein Gehalt (Wc) der THF-unlöslichen Komponente C liegt in einem Bereich von 0 bis 70 Gew.-% oder weiter bevorzugt von 1 bis 70 Gew.-%; und (4) der Gesamtgehalt (WB + WC) der Komponente B und der THF-unlöslichen Komponente C liegt in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-% oder weiter bevorzugt von 10 bis 50 Gew.- %.
Die Harzkomponenten der in der Erfindung verwendeten Tonerteilchen zeigen eine zufriedenstellende Anpassung auf die Bilderzeugungsvorrichtung unter der Bedingung, dass die zuvor bezeichnete Komponente A (THF-lösliche Fraktion eines Molekulargewichts von unter 1 000 000) einen Hauptpeak in einem Bereich des Molekulargewichts von 3000 bis 50 000 oder vorzugsweise von 5 000 bis 22 000 besitzt. Ein Hauptpeak in einem Bereich eines Molekulargewichts von unter 3000 verursacht leicht eine Verschlechterung der Tonerladeeigenschaft, der Adhesion bei dem Kontaktbereich mit der Bilderzeugungsvorrichtung oder eine Erniedrigung des Hochtemperatur-Offsetwiderstands oder bei dem Blockierwiderstand. Ein Hauptpeak, der einem Molekulargewicht von über 50 000 entspricht, führt auf der anderen Seite leicht zu Fehlern im Kontaktbereich mit der Bilderzeugungsvorrichtung oder zu einer ernsthaften Erniedrigung der Niedrigtemperaturfixierbarkeit.
Ein Gehalt (WA) der Komponete A von unter 30 Gew.-% führt leicht zur Verursachung einer Erniedrigung der Niedrigtemperaturfixierbarkeit, und ein Gehalt der Komponete A von über 95 Gew.-% führt zu einer schlechteren Verträglichkeit mit der Bilderzeugungsvorrichtung und neigt zur Verursachung von Toneradhesion oder der Verschlechterung der Bildqualität. Ein Gehalt (WB) der Komponente B von über 20 Gew.-% sollte vermieden werden, weil es eine Erniedrigung in der Niedrigtemperaturfixierbarkeit verursacht, obgleich eine Verbesserung im Hochtemperatur-Offsetwiderstand verfügbar ist.
Ein Gehalt (WC) der THF-unlöslichen Komponente C von über 70 Gew.-% verursacht ein Problem bei der Anpassung mit der Bilderzeugungsvorrichtung oder macht es schwierig, eine Niedrigtemperaturfixierung zu erzielen. Selbst bei vollständiger Abwesenheit der THF-unlöslichen Komponente ist es möglich, die Entwicklungsfähigkeit und Fixierbarkeit nur dann zu erhalten, wenn der Gehalt (WB) der Komponente B in einem Bereich von 5 bis 20 Gew.-% oder vorzugsweise von 10 bis 20 Gew.-% liegt. Bei der vollständigen Abwesenheit der Komponente B ist es auf der anderen Seite ebenso möglich, die Entwicklungsfähigkeit und Fixierbarkeit nur dann zu erhalten, wenn der Gehalt (WC) der THF-unlöslichen Komponente C im Bereich von 5 bis 70 Gew.-% oder bevorzugt von 10 bis 70 Gew.-% liegt.
Der Gesamtgehalt (WB + WC) der Komponente B und der THFunlöslichen Komponente C sollte ferner vorzugsweise im Bereich von 5 bis 70 Gew.-% oder weiter bevorzugt von 10 bis 50 Gew.-% liegen. Ein Gesamtgehalt (WB + WC) der Komponente B und der THF-unlöslichen Komponente C von unter 5 Gew.-% führt zur Verschlechterung der Ladeeigenschaft oder des Hochtemperatur-Offsetwiderstands oder ferner bei der Anpassung mit der Bilderzeugungsvorrichtung und neigt dazu, die Adhesion des Toners oder die Verschlechterung der Bildqualität zu verursachen. Ein Gesamtgehalt (WB + WC) der Komponente B und der THF-unlöslichen Komponente C von über 70 Gew.-% ist nicht erwünscht aufgrund der sich ergebenden Verringerung in der Niedrigtemperaturfixierbarkeit.
Bei der Erfindung werden die Molekulargewichte und die Inhaltsmengen (WA, WB und WC) jeder Komponente (Komponenten A, B und IHF-unlösliche Komponente C) in den Tonerzeichen durch die folgende Methode gemessen und berechnet.
Die THF-unlösliche Komponente C bedeutet in der Erfindung eine Harzkomponente der Harzkomponenten in den Tonerzeichen, die in THF unlöslich wird, wobei deren Gehalt als ein Bezugswert dient, der das Ausmaß der Vernetzung der Harzzusammensetzung zeigt, welche ein Vernetzungsmittel enthält. Dies bedeutet jedoch nicht, dass eine Vernetzung selbst dann nicht auftritt, wenn der THF-unlösliche Gehalt 0 Gew.-% beträgt. Der Gehalt (WC) der THF-unlöslichen Komponente wird als ein wie folgt gemessener Wert definiert.
Zuerst werden die Inhaltsmengen von Zusatzstoffen in den Tonerteilchen, wie einem Pigment, vorläufig durch eine bekannte Methode gemessen. Das anschließende Verfahren umfasst die Schritte des Wiegens einer bestimmten Menge des Entwicklers in einem Bereich von 0,5 bis 1,0 g (W&sub1;g), des Einbringens derselben in einen Soxlet-Extraktor durch dessen Aufbringen auf ein zylindrisches Filterpapier (hergestellt durch Toyo Roshi Company; Nr. 86R), des Durchführens einer Extraktion für 20 Stunden durch die Verwendung von THF als einem Lösungsmittel in einer Menge in einem Bereich von 100 bis 200 ml, des Verdampfens der so durch das Lösungsmittel extrahierten, löslichen Komponenten, dann des Vakuumtrocknens des Extraktes bei 100ºC für mehrere Stunden und des Auswiegens der Menge der THF-löslichen Harzkomponenten (W&sub2;g). Unter den Zusatzstoffen wie dem Pigment, wenn das Gewicht der THS-löslichen Komponenten.
In der Erfindung wird die Molekulargewichtsverteilung der Harzkomponenten in den Tonerteilchen durch die GPC (Gelpermeationschromatographie) unter den folgenden Bedingungen gemessen. Es wird eine Probe verwendet, die zuvor in einem Lösungsmittel dispergiert/aufgelöst wurde, und dann durch einen lösungsmittelresistenten Membranfilter (Porendurchmesser: 0,3 um) filtriert:
Vorrichtung: GPC-150C (hergestellt durch Waters Company)
Säule: Sieben Schritte gemäß KF801-7 (hergestellt durch Showdex Company)
Temperatur: 40ºC
Lösungsmittel: THF
Fließgeschwindigkeit: 1,0 ml/min
Probe: Eine Probe einer Konzentration von 0,05 bis 0,06 Gew.-%, in einer Menge vor. 0,1 ml injiziert.
Die Messung wird unter den vorgenannten Bedingungen durchgeführt, und beim Berechnen des Molekulargewichts der Probe wird eine Molekulargewichts-Standardkurve verwendet, die mit Hilfe einer Polystyrol-Einfachdispersion- Standardprobe erzeugt wurde.
Bindemittelharze des Toners, die in der Erfindung anwendbar sind, schließen wie gewöhnlich verwendet ein Styrol/(Meth)Acryl-Kopolymer, ein Polyesterharz und ein Epoxyharz sowie ein Styrol/Butadien-Kopolymer ein. Deren Monomere sind passend in dem Verfahren zum Erhalten eines Toners durch die Polymerisationsmethode anwendbar. Speziell gibt es geeigneter Weise anwendbare styrolbasierte Monomere wie Styrol, o-(m-, p-)Methylstyrol, m-(p-)Ethylstyrol; (Meth-) Acrylsäure, esterbasierte Monomere wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, Oktyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Phenyl(meth)acrylat, 2- Ethylhexyl(meth)acrylat, Dimethylaminoester(meth)acrylat und Diethylaminoethyl(meth)acrylat; sowie En-basierte Monomere wie Butadien, Isopren, Cyclohexen, (Meth)Acrylonitril und Amidacrylat. Diese Monomere werden einzeln oder in geeigneter Kombination so verwendet, dass die theoretische Glasumwandlungstemperatur (Tg) wie im Polymerhandbook, zweite Ausgabe, S.139-192 (John Wiley & Sons) festgelegt, eine Temperatur in einem Bereich von 40 bis 75ºC zeigt. Mit einer theoretischen Glasumwandlungstemperatur von unter 40ºC treten Probleme im Bezug auf die Lagerbeständigkeit des Toners oder der Härtestabilität des Entwicklers auf, und mit einer Temperatur von über 75ºC tritt eine Erhöhung im Fixierpunkt auf.
Bei der Erfindung sollte ferner ein Vernetzungsmittel vorzugsweise verwendet werden beim Synthetisieren eines Bindemittelharzes zum Zweck der Erzeugung der zuvor erwähnten THF-unlöslichen Fraktion und/oder zur Erzeugung von Komponenten mit einem Molekulargewicht von über 1 000 000.
In der Erfindung anwendbare Vernetzungsmittel schließen difunktionelle Vernetzungsmittel wie Divenylbenzol, bis(4- Acryloxypolyethoxyphenyl)propan, Ethylenglykol-diacrylat, 1,3-Butylenglykol-diacrylat, 1,4-Butadiol-diatcrylat, 1,5- Pentandiol-diacrylat, 1,6-Hexandiol-diacrylat, Neopentylglykol-diacrylat, Diethylenglykol-diacrylat, Triethylenglykol-diacrylat, Tetraethylenglykol-diacrylat, Tetraethylenglykol-diacrylat, Diacrylate von Polyethylenglykol Nr. 200, 400 und 600, Dipropylenglykoldiacrylat, Polypropylenglykol-diacrylat, Diacrylate vom Polyestertyp (MANDA, hergestellt durch Nihon Kagaku Company) und solche, die gebildet wurden durch Ersetzen von Diacrylat in den oben aufgezählten Mitteln durch Methacrylat.
Anwendbare polyfunktionelle Vernetzungsmittel schließen Pentaerythritol-triacrylat, Trimethylolethan-triacrylat, Trimethylpropan-triacrylat, Tetramethylolmethan-tetraacrylat, Oligoesteracrylate und Methacrylate davon, 2,2-bis(4- Methacryloxy-polyethoxyphenyl)propan, Diarylphthalat, Triarylcyanelat, Triarylisocyanelat und Triaryltrimerytat ein.
Die Menge des Vernetzungsmittels sollte vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 10 Gew.-Teile oder vorzugsweise von 0,1 bis 5 Gew.-Teile im Bezug auf 100 Gew.-Teile der anderen vinylbasierten Monomere liegen.
Wenn der Verbrauch des Vernetzungsmittels unter 0,05 Gew.- Teilen liegt, wird die Vernetzungsreaktion des Bindemittelharzes nicht ausreichend bewerkstelligt, und mit einem Verbrauch von über 10 Gew.-Teilen läuft die Vernetzungsreaktion des Bindemittelharzes zu stark ab. In beiden Fällen wird es schwierig, den Gehalt der THF- unlöslichen Fraktion in den Tonerteilchen in einen Bereich von 5 bis 70 Gew.-% einzustellen.
Während die Eisenverbindung auf Azobasis, die in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, eine Funktion eines Ladungseinstellmittels aufweist, kann ferner ein anderes Ladungseinstellmittel gleichzeitig verwendet werden. Ein bekanntes Ladungseinstellmittel kann als dieses zusätzlichen Ladungseinstellmittel verwendet werden, welches vorzugsweise in der Lage sein sollte, eine bestimmte Ladungsmenge bei einer hohen Aufladegeschwindigkeit stabil aufrecht zu erhalten. Wenn die Tonerteilchen durch die Polymerisationsmethode in der Erfindung hergestellt werden, ist es ferner besonders erwünscht, ein Ladungseinstellmittel zu verwenden, welches keine Wirkung zur Verhinderung der Polymerisation besitzt und frei von Substanzen ist, die in einem wässrigen Medium löslich sind.
Bevorzugte Beispiele des zuvor bezeichneten, zusätzlichen Ladungseinstellmittels schließen, für Negativanwendungen, Metallverbindungen der Salicylsäure, Dicarboxylsäuren und deren Derivate, Metallverbindungen von Pigmenten auf Azobasis und deren Derivate, Polymertypverbindungen mit Sulfonsäure oder Carboxylsäure an deren Seitenketten, Borverbindungen, Harnstoffverbindungen, Siliziumverbindungen sowie Cliscaren ein. Für Positivanwendungen schließen bevorzugte Beispiele Nigrosin, Triphenylmethan-basierte Verbindungen, quaternäre Ammoniumsalze, Polymertypverbindungen mit einem quaternären Ammoniumsalz an einer Seitenkette davon, Guanidinverbindungen und Imidazolverbindungen ein.
Der Gehalt des zusätzlichen Ladungseinstellmittels in den Tonerteilchen sollte vorzugsweise in einen Bereich von 0,2 bis 10 Gew.-Teile oder weiter bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.- Teilen im Verhältnis zu 100 Gew.-Teilen des Bindemittelharzes liegen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch der Zusatz des zusätzlichen Ladungseinstellmittels nicht erforderlich, und es ist für den Toner nicht immer nötig, das zusätzliche Ladungseinstellmittel zu enthalten, selbst wenn die Klingenbeschichtungs-Entwicklungsmethode mit nicht magnetischer Einfachkomponente verwendet wird, indem die Reibeaufladung mit einem Klingenteil oder einem Trommelelement ausgenutzt wird.
Wenn die Tonerteilchen durch die Polymerisationsmethode in der Erfindung hergestellt werden, schließen anwendbare Polymerisationinitiatoren azobasierte Polymerisationsinitiatoren wie 2,2-Azobis-(2,4- Dimethylvaleronitrid), 2,2'-Azobisisobutyronitrid, 1,1'- Azobis(Cyclohexan-1-Carbonitrid), 2,2'-Azobis-4-Methoxy-2, 4- Dimethylvaleronitrid und Azobisisobutyronitrid; und Peroxidbasierte Polymerisationsinitiatoren wie Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropyl-Peroxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4-Dichlobenzoylperoxid und Lauroylperoxid ein.
Die Menge an zugegebenen Polymerisationsinitiator sollte im allgemeinen in einem Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-% in Bezug auf die Monomere, mit dem beabsichtigten Ausmaß der Polymerisation variierend, liegen. Der Initiator kann in Abhängigkeit von der Methode der Polymerisation eine einfache Art oder eine Kombination sein unter Berücksichtigung der 10 Stunden-Halbzeittemperatur.
Ein bekanntes Vernetzungsmittel, ein Kettentransfermittel oder ein Polymerisationsinitiator können zur Einstellung des. Ausmaßes der Polymerisation zusätzlich zugegeben werden.
Wenn eine Suspensionspolymerisation zur Herstellung des Toners der Erfindung verwendet wird, schließen die als Dispersionsmittel anwendbaren anorganischen Oxide Tricalziumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calziumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kalziumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Kalziummethasilicat, Kalziumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, magnetische Materialien und Ferrit ein. Anwendbare organische Verbindungen schließen Natriumsalze von Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Etyhlcellulose und Carboxymethylcellulose sowie in einer wässrigen Phase dispergierte Stärke ein. Der Verbrauch des Dispersionsmittels sollte vorzugsweise in einem Bereich von 0,2 bis 10 Gew.-Teile bezogen auf 100 Gew.-Teile der polymerisierbaren Monomere liegen.
Von diesen Dispersionsmitteln kann ein kommerziell erhältliches so, wie es ist, verwendet werden. Um Dispersionsteilchen mit einer feinen und gleichförmigen Teilchengröße zu erhalten, kann die anorganische Verbindung während eines Hochgeschwindigkeitsrührens in einem Dispersionsmedium erzeugt werden. Im Fall von Tricalziumphosphat ist zum Beispiel ein für die Suspensionspolymerisationsmethode geeignetes Dispersionsmittel verfügbar durch Mischen einer wässrigen Natriumphosphatlösung und einer wässrigen Kalziumchloridlösung, während bei einer hohen Geschwindigkeit gerührt wird. Ein oberflächenaktives Mittel in einer Menge im Bereich von 0,001 bis 0,1 Gew.-Teile können zur Verfeinerung der Dispersion verwendet werden. Speziell können ein kommerziell erhältliches, oberflächenaktives Mittel vom nichtionischen, anionischen oder kationischen Typ verwendet werden. Anwendbare oberflächenaktive Mittel schließen Dodecylnatriumsulfat, Tetradecylnatriumsulfat, Pentadecylnatriumsulfat, Actylnatriumsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Kalziumoleat ein.
Wenn eine Polymerisationsmethode zur Herstellung des Toners gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung angewandt wird, ist es möglich, einen Toner durch die folgende Methode herzustellen.
Eine Zusammensetzung des polymerisierbaren Monomers wird hergestellt durch Zugabe von Ruß und der Eisenverbindung auf Azobasis und je nach Bedarf einem Ladungseinstellmittel, eines Polymerisationsinitiators sowie weiterer Zusatzstoffe zu den polymerisierbaren Monomeren und durch gleichförmiges Auflösen oder Dispergieren der Mischung mittels eines Mischers, wie eines Homogenisierers oder eines Ultraschall- Dispergierers. Die so hergestellte Zusammensetzung der polymerisierbaren Monomere wird in einer wässrigen Phase, die einen Dispersionsstabilisator enthält, durch einen gewöhnlichen Rührer oder Mischer, wie einem Homomischer oder einem Homogenisierer, dispergiert. Vorzugsweise wird eine Granulierung durchgeführt durch Einstellen der Rührgeschwindigkeit und der Zeit so, dass die Flüssigkeitströpfchen, die die polymerisierbare Monomerzusammensetzung einschließen, eine Größe der gewünschten Tonerteilchen besitzen. Danach wird der Teilchenzustand unter der Wirkung des Dispersionsstabilisators aufrecht erhalten, und es reicht aus, die Zusammensetzung in dem Ausmaß zu rühren, dass die Präzipitation der Teilchen verhindert wird. Die Polymerisationstemperatur sollte gewöhnlicher Weise in einem Bereich von 50 bis 90ºC festgelegt werden. Die Temperatur kann in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion erhöht werden, und ferner kann zum Zweck der Verbesserung der Haltbarkeit im Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung des Toners der Erfindung das wässrige Medium teilweise entfernt werden durch Destillation in der zweiten Hälfte der Polymerisationsreaktion oder nach Beenden der Polymerisationsreaktion, um noch nicht umgesetzte polymerisierbare Monomere und Nebenprodukte zu entfernen. Nach dem Beenden der Polymerisationsreaktion werden die erzeugten Tonerteilchen gewaschen, durch Filtration gesammelt und getrocknet. In der Suspensionspolymerisationsmethode sollte Wasser vorzugsweise in einer Menge in einem Bereich von 300 bis 3000 Gew.-Teile in Bezug auf 100 Gew.-Teile des Monomers verwendet werden.
In einer wie oben beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Zusammensetzung des polymerisierbaren Monomeren über einen Hauptbatchschritt hergestellt angesichts der Verbesserung der Dispergierbarkeit von Ruß in den Tonerteilchen.
Es ist möglich, Ruß auf eine sehr hohe Konzentration mit den polymerisierbaren Monomeren zu vermischen, indem Ruß in einer Menge in einem Bereich von 4 bis 40 Gew.-Teilen oder weiter bevorzugt von 5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der ersten polymerisierbaren Polymere, und die Eisenverbindung auf Azobasis in einer Menge in einem Bereich von 0,2 bis 5 Gew.-Teile oder weiter bevorzugt von 0,5 bis 3 Gew.-Teilen vermischt und dispergiert werden, somit zu einer höheren Viskosität der Dispersionslösung und einer ausreichenden Vereinigung beim Mischen führend. Es ist deshalb möglich, die Dispergierbarkeit von Ruß durch die Kombination mit dem Dispersionseffekt der Eisenverbindung auf Azobasis beachtlich zu verbessern.
Wenn die Menge an vermischtem Ruß unter 4 Gew.-Teilen liegt, besitzt die Dispersionslösung eine Niedrigviskosität, selbst wenn die Eisenverbindung auf Azobasis verwendet wird, wodurch es schwierig wird, eine ausreichende Dispersion zu erzielen. Mit einer Menge von über 40 Gew.-Teilen wird es auf der anderen Seite schwierig, die Viskosität der Dispersionslösung zu steuern, was zu einer ungleichmäßigen Dispersion führt.
Eine Menge der vermischten Eisenverbindung auf Azobasis von unter 0,2 Gew.-Teilen führt zu einer unzureichenden viskositätserhöhenden Wirkung bezüglich der Dispersionslösung, und eine Menge von über 5 Gew.-Teilen neigt dazu, eine ungleichmäßige Dispersion aufgrund einer Verringerung in der Viskosität zu verursachen.
Die Dispersionslösung (Hauptbatch), die die ersten polymerisierbaren Monomere, Ruß und die Eisenverbindung auf Azobasis sowie je nach Bedarf eine Wachskomponente und/oder ein Ladungseinstellmittel enthält, sollte vorzugsweise eine Viskosität in einem Bereich von 100 bis 2000 Centipoises oder weiter bevorzugt von 150 bis 1600 Centipoises besitzen.
Wenn die Viskosität dieser Dispersionlösung unter 100 Centipoises liegt, steht ein Anteil der Dispersion nicht zur Verfügung aufgrund einer sehr geringen Viskosität, was es schwierig macht, eine gleichförmige Dispersion des Rußes zu erzielen. Eine Viskosität von über 2000 Centipoises führt zu der Schwierigkeit des Erhaltens des gleichförmigen Dispersionszustandes aufgrund der sehr hohen Viskosität und führt zur Verschlechterung des Herausnehmens aus der Herstellungsvorrichtung und einer Erniedrigung in der Produktivität.
Eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung wird durch Vermischen dieser Dispersionslösung mit einem zweiten polymerisierbaren Monomer und, wenn weiter erforderlich, einer Wachskomponente, einem eine polare funktionelle Gruppe enthaltendem Polymer, einem Ladungseinstellmittel, einem Polymerisationsinitiator und anderen Additiven hergestellt.
Die Menge des zweiten polymerisierbaren Monomeren, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Dispersionslösung, sollte vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 100 Gew.-Teilen oder weiter bevorzugt von 30 bis 70 Gew.-Teilen angesichts einer gleichförmigen Dispersion der Komponenten des Hauptbatches in dem zweiten polymerisierbaren Monomeren liegen.
Wenn die Menge des vermischten, zweiten polymerisierbaren Monomeren unter 20 Gew.-Teilen liegt, braucht eine gleichförmige Dispersion eine Menge Zeit. Wenn 100 Gew.-Teile übersteigt werden, tritt auf der anderen Seite leicht eine Rückaggregation von Ruß auf, was ebenso viel Zeit erfordert, bevor eine gleichförmige Dispersion vorliegt.
Das Verhältnis des Gehalts an Ruß zu dem Gewicht der Zusammensetzung an polymerisierbaren Monomer sollte vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 20 Gew.-% oder bevorzugt von 3 bis 15 Gew.-% im Hinblick auf die Stabilisierung der Färbefähigkeit des Toners und dessen Aufladung liegen.
Ein Verhältnis des Inhalts des Rußes in der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung von unter 1 Gew.-% macht es schwierig, eine hohe Bildkonzentration zu erzielen, und ein Verhältnis von über 20 Gew.-% neigt zur Verursachung einer geringen Aufladung des Toners bei hoher Luftfeuchtigkeit.
Das Verhältnis des Inhalts der Eisenverbindung auf Azobasis zu dem Gewicht der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung sollte vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 3,0 Gew.-% oder vorzugsweise von 0,2 bis 2,0 Gew.-% im Hinblick auf das Erhalten eines angemessenen Zustands der Viskosität der Dispersionslösung zur Verbesserung der gleichförmigen Dispersion des Rußes liegen.
Wenn das Verhältnis des Inhalts der Eisenverbindung auf Azobasis in der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung unter 0,1 Gew.-% liegt, bleibt die Viskosität der Dispersionslösung niedrig, und die Wirkung zur Verbesserung der Dispergierbarkeit des Rußes kann nicht ausgeübt werden. Wenn das Verhältnis über 3,0 Gew.-% liegt, tritt auf der anderen Seite eine Erniedrigung der Viskosität der Dispersionslösung auf, und dies verursacht ebenso das Verschwinden der dispersionsverbessernden Wirkung auf den Ruß.
Inder Erfindung ist es notwendig, einen Aufbau anzuwenden, bei dem ein geeignetes Maß an Fluidität und Aufladeeigenschaften den Tonerteilchen einverleibt werden, die Reinigungsfähigkeit verbessert wird, und die Krafteinwirkung auf die in Kontakt stehenden Elementen, wie dem Ladeelement des photoempfindlichen Elements, wird durch das Beschichten der Tonerteilchenoberflächen mit einem Zusatzstoff verringert. Das Beschichtungsverhältnis der Toneroberflächen mit dem Zusatzstoff sollte vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 99% oder bevorzugt von 10 bis 99% liegen. Es ist möglich, die Transfereffizienz zu verbessern und die Hohlzeichenbildung eines Linienbildes zu verhindern durch die Gegenwart eines anorganischen Feinpulvers, welches als Überzugsadditiv auf den Tonerteilchenoberflächen dient.
Das Überzugsverhältnis der Tonerteilchenoberflächen wird bestimmt, indem 100 Toner zufällig mittels eines FE-SEM (5- 800), hergestellt durch Hitachi Limited, aufgegriffen werden und eine Analyse durchgeführt wird, indem die Bildinformation davon über eine Schnittstelle in einen Bildanalysierer (Luzex 3), hergestellt durch die Nicole Company, eingegeben wird.
Das in der Erfindung verwendete Zusatzadditiv sollte vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 1/10-tel der gewichtsgemittelten Teilchengröße der Tonerteilchengröße sein, wenn man die Haltbarkeit beim Zugeben zu dem Toner in Betracht zieht. Die durchschnittliche Teilchengröße des Beschichtungsadditivs bedeutet die durchschnittliche Teilchengröße, die durch Oberflächenbegutachtung der Tonerteilchen auf einem Elektronenmikroskop bestimmt wurde.
Anwendbare Beschichtungsadditive schließen Metalloxide (wie Aluminiumoxid, Titanoxid, Strontiumtitanat, Ceroxid, Magnesiumoxid, Chromoxid, Zinnoxid und Zinkoxid), Nitride (wie Siliziumnitrid), Carbide (wie Siliziumcarbid), Metallsalze (wie Kalziumsulfat, Bariumsulfat und Kalziumcarbonat), Fettsäure-Metallsalze (wie Zinkstearat und Kalziumstearat), Ruß und Siliziumdioxid ein.
Der Gebrauch des Beschichtungsadditivs im Bezug auf 100 Gew.- Teile der Tonerteilchen sollte vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-Teilen oder weiter bevorzugt von 0,05 bis 5 Gew.-Teilen liegen. Irgend eines der oben aufgezählten Beschichtungsadditive können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden. Weiter bevorzugt ist eines, welches einer Hydrophobie-Behandlung unterzogen wurde.
Mindestens eine Komponente des in der Erfindung verwendeten anorganischen Feinpulvers sollte vorzugsweise ein Feinpulver sein, welches aus der aus Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titanoxid, Doppeloxiden davon sowie Mischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt wird, um die Aufladestabilität, die Entwicklungsfähigkeit, die Fluidität und die Lagerungseigenschaften zu verbessern. Unter anderem ist Siliziumdioxid das am besten geeignetste. Zum Beispiel sind sowohl Trockentyp- oder Rauch-Siliziumdioxid, welches durch Dampfphasenoxidation eines Siliziumhalogenids oder -alkoxids erzeugt wurde, als auch Nasstyp-Siliziumdioxid, welches aus Alkoxid-Wasserglas hergestellt wurde, anwendbar. Das Trockentyp-Siliziumdioxid, welches weniger Silanolgruppen auf der Oberfläche als im Siliziumdioxidfeinpulver und eine geringere Menge an restlichem Na&sub2;O und SO&sub3;²&supmin; enthält, weiter bevorzugt. Mit dem Siliziumdioxid vom Trockentyp ist es möglich, ein Komposite-Feinpulver von Siliziumdioxid und anderen Metalloxiden zu erhalten, indem beim Herstellungsschritt andere Metallhalogenide wie Aluminiumchlorid und Titanchlorid zusammen mit einem Siliziumhalogenid verwendet werden.
Das in der Erfindung verwendete anorganische Feinpulver sollte vorzugsweise eine spezifische Oberfläche, erzielt durch die gemäß der BET-Methode gemessene Stickstoffadsorption, von mindestens 30 m²/g oder vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 400 m²/g aufweisen, um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erhalten. Das anorganische Feinpulver sollte vorzugsweise in einer Menge in einem Bereich von 0,1 bis 8 Gew.-Teilen oder weiter bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.-Teilen oder insbesondere von über 1,0 Gew.-Teilen bis 3,0 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Tonerteilchen, verwendet werden. Das in der Erfindung verwendete anorganische Feinpulver kann zuvor nach Bedarf mit Silikonlack, unterschiedlichen Arten von denaturiertem Silikonlack, Silikonöl, unterschiedlichen Arten von denaturiertem Silikonöl, einem Silankupplungsmittel, einem Silankupplungsmittel mit einer funktionellen Gruppe, anderen organischen Siliziumverbindungen, organischen Titanverbindungen oder anderen Behandlungsmitteln allein oder in Kombination behandelt werden zur hydrophoben Behandlung oder zur Einstellung der Ladungseigenschaft.
Um eine hohe Ladungsmenge zu halten und somit einen geringen Verbrauch sowie ein hohes Übertragungsverhältnis zu erzielen, sollte das anorganische Feinpulver vorzugsweise zuvor mindestens mit Silikonöl behandelt sein.
Es ist eine andere bevorzugte Arbeitsweise, ferner anorganische oder organische Feinteilchen zuzusetzen, die eine an eine Kugel angenäherte Form mit einer Primärteilchengröße von mindestens 50 nm (oder bevorzugt mit einer spezifischen Oberfläche von unter 30 m²/g) besitzen. Anwendbare, nahezu kugelförmige Feinteilchen schließen zum Beispiel sphärische Siliziumdioxidteilchen, sphärische Polymethyl/Silsesquioxan-Teilchen und sphärische Harzteilchen ein.
Geringe Mengen anderer Zusatzstoffe können dem Toner der Erfindung zugesetzt werden in einem Ausmaß, welcher einen nachteiligen Effekt nicht wesentlich ausübt. Solche Zusatzstoffe schließen ein Pulver eines Glättungsmittels wie Polytetrafluorethylen-Pulver, Zinkstearatpulver und Vinylidinpolyfluorid; einen Abriebstoff wie Ceroxidpulver, Siliziumcarbidpulver und Strontiumtitanatpulver; ein fluiditätsverleihendes Mittel wie Titanoxidpulver und Aluminiumoxidpulver; einen Brenninhibitor; ein leitfähigkeitsverleihendes Mittel wie Rußpulver, Zinkoxidpulver und Zinnoxidpulver; ein organisches Feinteilchen einer umgekehrten Polarität; sowie ein entwicklungsfähigkeitsverbesserndes Mittel wie ein anorganisches Feinteilchen ein.
Zusätzlich zu der vorangehenden Polymerisationsmethode sind die folgenden Methoden zur Herstellung der in der Erfindung verwendeten Tonerteilchen verfügbar. Ein Tonerherstellungsmethode auf der Basis einer Pulverisierungsmethode, die die Schritte des gleichförmigen Dispergierens eines Bindemittelharzes, einer Eisenverbindung auf Azobasis, des Rußes und eines Freisetzungsmittels mit Hilfe eines Druckkneters und einer Extruder- oder einer Mediumdispergier-Maschine, des Pulverisierens der Mischung zur mechanischen Kollision mit einem Zielgegenstand oder in einem Luftstrahlstrom, des Feinpulverisierens davon zu einer gewünschten Tonerteilchengröße, und dann, nach einem Klassifizierungsschritt, des Einengens der Teilchengrößenverteilung zu einem Toner; eine Methode des Erhaltens eines kugelförmigen Toners, indem eine Schmelzmischung in Luft mittels einer Scheibe oder einer Multiflüssigkeitsdüsenöffnung atomisiert wird, wie in der Japanischen Patentpublikation Nr. 56-13945 offenbart; eine Dispersionspolymerisationsmethode zur direkten Erzeugung eines Toners über die Polymerisation eines polymerisierbaren Monomeren durch Verwendung eines organischen Lösungsmittels, in welchem das polymerisierbare Monomer löslich, ein Polymer jedoch unlöslich ist; sowie eine Emulsionspolymerisationsmethode wie typisch repräsentiert durch die seifenfreie Polymerisationsmethode zur Erzeugung eines Toners durch die direkte Polymerisation in Gegenwart eines wasserlöslichen, polaren Polymerisationsinitiators.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es erwünscht, der Oberfläche des photoempfindlichen Elements eine Abziehfähigkeit zu verleihen, und der Kontaktwinkel der Oberfläche des photoempfindlichen Elements sollte vorzugsweise mindestens 85º oder weiter bevorzugt mindestens 90º betragen.
Ein großer Kontaktwinkel der Oberfläche des photoempfindlichen Elements entspricht einer hohen Abziehfähigkeit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements. Unter dieser Wirkung kann die Menge an Resttoner nach dem Kopieren beträchtlich vermindert werden. Es ist ebenso möglich, die Beladung im Reinigungsschritt stark zu reduzieren und das Auftreten von fehlerhafter Reinigung sicher zu verhindern.
Als Ergebnis einer hohen Abziehfähigkeit von der Oberfläche des photoempfindlichen Elements ist es möglich, die Menge an restlichem Toner nach der Übertragung beachtlich zu reduzieren, ein negatives Geisterbild unter der Wirkung einer nahezu vollständigen Abwesenheit der Lichtabschirmung durch restlichen Toner nach der Übertragung im wesentlichen zu verhindern, und ein positives Geisterbild durch die Verbesserung der Aufsammeleffizienz im Entwicklungsbereich des restlichen Toners nach der Übertragung während der Entwicklung zu verhindern.
Nun wird der Mechanismus des Auftretens eines Geisterbildes nachstehend beschrieben.
Ein zu beachtendes Problem, welches durch die Lichtabschirmung durch restlichen Toner nach Übertragung sich stellt, besteht darin, dass, wenn die Oberfläche des photoempfindlichen Elements für ein einzelnes Transfermedium wiederholt verwendet wird, das heißt wenn die Strecke des Toners auf dem photoempfindlichen Element kürzer ist als die Länge des Transfermediums in der Vorwärtsrichtung, die Aufladung, die Belichtung und die Entwicklung in einem Zustand ausgeführt werden müssen, bei dem der Resttoner nach Kopieren auf dem photoempfindlichen Teil vorliegt. Als Ergebnis fällt das Potential auf dem Oberflächenbereich des photoempfindlichen Elements, das noch restlichen Toner nach Übertragung aufweist, nicht in ausreichendem Maße ab, was zu einem unzureichenden Kontrast bei der Entwicklung führt, als ein Geisterbild auf dem Bild erscheinend mit einer Konzentration, die geringer ist als diejenige der Umgebungsbereiche bei der Umkehrentwicklung.
Wegen des Reinigungseffekts von restlichem Toner nach der Übertragung während der Entwicklung besitzt der Toner, der auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements, welches restlichen Toner nach Übertragung darauf verbleibend aufweist, entwickelt wurde, eine höhere Konzentration als bei den umgebenden Bereichen, somit eine positive Geisterbildung verursachend.
Das wie oben beschriebene Geisterbild kann im wesentlichen verhindert werden durch das Ausgestalten des Aufbaus einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Das Bilderzeugungsverfahren einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in einem Fall wirksam, bei dem die Oberfläche des photoempfindlichen Elements hauptsächlich ein Polymerverbindungsmittel umfasst, das heißt (i) in einem Fall, bei dem ein hauptsächlich ein Harz umfassender Schutzfilm auf einem anorganischen photoempfindlichen Element aus Selen oder amorphem Silizium vorgesehen ist; (ii) in einem Fall, bei dem eine Oberflächenschicht vorliegt, die ein Ladungstransfermaterial und ein Harz als eine Ladungstransferschicht eines organischen photoempfindlichen Elements vom Funktionsseparationstyp aufweist; oder (iii) in einem Fall, bei dem eine Schutzschicht wie oben beschrieben zusätzlich darauf vorgesehen ist. Damit einer solchen Oberflächengeschichte die Abziehfähigkeit verliehen wird, sind die folgenden Mittel verfügbar:
(1) Verwendung eines den Film bildenden Harzes, welches eine niedrige Oberflächenenergie aufweist;
(2) Zusetzen eines Additivs so, dass eine Wasserabstoßung und eine lipophile Eigenschaft verliehen wird; und
(3) Dispergieren eines Materials, das eine hohe Abziehfähigkeit aufweist, in einem pulverförmigen Zusand.
Die Vorgehensweise (1) wird erzielt durch Einführen einer fluorhaltigen Gruppe und einer siliziumhaltigen Gruppe in die Harzstruktur. Für den obigen Punkt (2) reicht es aus, ein oberflächenaktives Mittel zuzusetzen. Die Vorgehensweise (3) verwendet eine Verbindung, die Fluoratome enthält, wie Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenefluorid und Kohlenstofffluorid.
Es ist möglich, einen Kontaktwinkel von mindestens 85º zwischen der Oberfläche des photoempfindlichen Elements und Wasser durch irgendeines dieser Mittel zu erzielen. Ein Kontaktwinkel der Oberfläche des photoempfindlichen Elements gegenüber Wasser von weniger als 850 führt zum leichten Auftreten der Verschlechterung von Toner und des Tonerträgers nach einer langen Betriebsdauer.
Unter anderem ist ein fluorhaltiges Harz wie Ethylen- Polytetrafluorethylen oder Polyvinylidinfluorid das am besten geeignetste. In der Erfindung ist bei Verwendung eines fluorhaltigen Harzes gemäß (3) als einem Freisetzungspulver eine Dispersion in der äußersten Oberflächenschicht geeignet.
Damit die Oberfläche ein solches Pulver enthält, reicht es aus, eine Schicht bereitzustellen, in welcher das Pulver in dem Bindemittelharz auf der äußersten Oberflächenschicht des photoempfindlichen Elements zu dispergieren, oder im Fall eines hauptsächlich aus dem Harz zusammengesetzten, organischen photoempfindlichen Elements das Pulver in der äußersten Oberflächenschicht zu dispergieren, ohne dass die Bereitstellung einer neuen Oberflächenschicht erforderlich wäre.
Die Menge des zu der Oberflächenschicht zugegebenen Pulvers sollte vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 60 Gew.-% oder weiter bevorzugt von 2 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Oberflächenschicht, liegen. Eine Menge von unter 1 Gew.-% führt zu einer unzureichenden Verminderung der Menge an restlichem Toner nach Übertragung, einer unzureichenden Reinigungseffizienz des restlichen Toners nach Übertragung und zu einer schwachen Verhinderungswirkung der Schleierbildung. Eine Zugabemenge von über 60 Gew.-% führt zu einer Verringerung in der Filmfestigkeit und einer ernsthaften Verminderung der Menge des in das photoempfindlichen Element eintretenden Lichts. Aus der Sicht der Bildqualität sollte das Pulver vorzugsweise eine Teilchengröße von unter 1 um oder weiter bevorzugt von unter 0,5 um aufweisen. Eine Teilchengröße von über 1 um ist praktikabel, weil eine Störung des einfallenden Lichts zu einer schwachen Linienschärfe führt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist besonders wirksam im Fall der Kontaktlademethode, bei dem die Aufladeeinrichtung das Ladeelement in Kontakt mit dem photoempfindlichen Element bringt. Speziell verursacht eine große Menge an restlichem Toner nach Übertragung dessen direktes Anheften an das Ladeelement im nachfolgenden Schritt, dadurch schadhafte Aufladung verursachend. Es ist notwendig, die Menge an restlichem Toner zu reduzieren, um das Anheften im Vergleich mit der Coronaentladung zu verhindern, bei welcher die Aufladeeinrichtung nicht mit dem photoempfindlichen Element in Kontakt kommt.
Nun wird nachfolgend eine in der Erfindung verwendete, bevorzugte Ausführungsform des photoempfindlichen Elements beschrieben.
Das leitfähige Substrat umfasst einen Zylinder mit einem Film, und anwendbare Materialien dafür schließen Metalle wie Aluminium und rostfreier Stahl; Kunststoffe mit einer Überzugsschicht aus Aluminiumlegierung oder einer Indiumoxid/Zinnoxidlegierung; mit leitfähigen Teilchen imprägniertes Papier oder Kunststoffe; sowie Kunsstoffe mit einem leitfähigen Polymer ein.
Eine Untergrundschicht kann auf dem leitfähigen Substrat zum Zwecke der Verbesserung der Haftung der photoempfindlichen Schicht, zum Verbessern der Beschichtungseigenschaft, zum Schutz des Substrates, zum Überdecken von Defekten auf dem Substrat, zum Verbessern der Eigenschaft der Ladungsinjektion aus dem Substrat und zum Schutz der photoempfindlichen Schicht vor elektrischer Zerstörung vorgesehen sein.
Die Untergrundschicht wird mit einem Material gebildet, welches aus der aus Polyvinylalkohol, Poly-N-Vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylzellulose, Methylzellulose, Nitrozellulose, Ethylen/Acrylsäure-Copolymer, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Casein, Polyamid, copolymerisiertem Nylon, Leim, Gelatine und Aluminiumoxid bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die Untergrundschicht sollte vorzugsweise einer Dicke in einem Bereich von 0,1 bis 10 um oder weiter bevorzugt von 1 bis 3 um aufweisen.
Die Ladungserzeugungsschicht wird gebildet durch Dispergieren in einem geeigneten Bindemittel und Beschichten, oder durch Abscheiden mittels Dampfabschaltung einer Substanz, die aus anorganischen Ladungserzeugungssubstanzen wie azobasiertem Pigment, phthalocyaninbasiertem Pigment, indigo-basiertem Pigment, perylen-basiertem Pigment, polyzyklischem chinonbasiertem Pigment, einer Squarilium-Färbesubstanz, Pyryliumsalzen, Thiopyryliumsalzen, einer Triphenylmethan-Färbesubstanz, Selen und nicht kristallinem Silizium ausgewählt ist. Unter anderem ist ein phthalocyanin-basiertes Pigment bevorzugt zum Einstellen der Empfindlichkeit des photoempfindlichen Elements auf ein Niveau, das für die Erfindung geeignet ist. Ein Bindemittel kann aus einem weiten Bereich von Bindemittelharzen ausgewählt werden, einschließlich Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polyvinylbutyralharz, Polystyrolharz, Acrylharz, Methacrylharz, Phenolharz, Silikonharz, Epoxyharz und Vinylacetatharz. Die Menge an in der Ladungserzeugungsschicht enthaltenem Bindemittelharz sollte vorzugsweise unter 80 Gew.-% oder weiter bevorzugt in einem Bereich von 0 bis 40 Gew.-% liegen. Die Ladungserzeugungsschicht sollte vorzugsweise eine Dicke von unter 5 um oder weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 2 um aufweisen.
Die Ladungsübertragungsschicht hat die Funktion des Empfangens eines Ladungsträgers von der Ladungserzeugungsschicht in Gegenwart eines elektrischen Filmes sowie des Übertragens von diesem. Die Ladungsübertragungsschicht wird gebildet durch Auflösen eines Ladungsübertragungsmaterials, je nach Bedarf mit einem Bindemittelharz, in einem Lösungsmittel und durch Beschichten davon mit einer Dicke im allgemeinen in einem Bereich von 5 bis 40 um. Anwendbare Ladungsübertragungsmaterialien schließen eine polyzyklische aromatische Verbindung mit Anthracen-, Pyren- oder Phenantren-Gruppe an der Haupt- oder Seitenkette, eine stickstoffhaltige, zyklische Verbindung wie Indol, Carbazol, Oxadiazol oder Pyrazolin; eine Hydrazonverbindung; eine Styrylverbindung; Selen; Selen-Tellur; nichtkristallines Silizium; und Kadmiumsulfat ein.
Bindemittelharze, die zur Dispergierung des Leitungsübertragungsmaterials anwendbar sind, schließen Harze wie Polykarbonatharz, Polyesterharz, Ester, Polymethacrylat, Polystyrolharz, Acrylharz und Polyamidharz; und organische photoleitfähige Polymere wie Poly-N-Vinylcarbazol und Polyvinylanthracen ein.
Eine Schutzschicht kann als eine Oberflächenschicht vorgesehen sein. Harze, die für die Schutzschicht anwendbar sind, schließen Polyester, Polykarbonat, Acrylharz, Epoxyharz, Phenolharz und Härtungsmittel dieser Harze allein oder in Kombination von zwei oder mehreren ein.
In dem Harz der Schutzschicht können leitfähige Feinteilchen dispergiert sein. Beispiele von leitfähigen Feinteilchen schließen Metalle und Metalloxide, wie etwa vorzugsweise Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Bismuthoxid, Titanoxid, welches mit Zinnoxid beschichtet ist, Indiumoxid, welches mit Zinn beschichtet ist, Zinnoxid, welches mit Antimon beschichtet ist, und Zirkoniumoxid- Feinteilchen ein. Diese können allein oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden. Wenn Teilchen in der Schutzschicht im allgemeinen dispergiert werden, muss die Teilchengröße der Teilchen kleiner sein als die Wellenlänge des einfallenden Lichts, um die durch die dispergierten Teilchen verursachte Streuung des einfallenden Lichts zu verhindern. Die Teilchengröße der leitfähigen und isolierenden Teilchen, die in der Schutzschicht dispergiert sind, sollte vorzugsweise unter 0,5 um liegen. Der Gehalt davon in der Schutzschicht sollte vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 90 Gew.-% oder weiter bevorzugt von 5 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schutzschicht, liegen. Die Schutzschicht sollte vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von 1 bis 10 um oder weiter bevorzugt von 1 bis 7 um besitzen.
Das Beschichten der Oberflächenschicht kann bewerkstelligt werden durch das Beschichten der Harzdispersionslösung mittels Sprühbeschichtung, Strahlbeschichtung oder Eintauchen.
Die Bedingung für den Entwicklungsschritt besteht darin, dass die Tonerschicht auf dem tonertragenden Element in Kontakt mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements stehen sollte.
Für einen Einkomponentenentwickler ist eine andere Methode verfügbar, bei dem eine elastische Rolle als dem tonertragenden Element verwendet wird und eine durch Aufschichten des Toners auf die Oberfläche der elastischen Rolle erzeugte Tonerschicht in Kontakt mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements gebracht wird. Wie in diesem Fall ist es wichtig, dass der Toner entweder magnetisch oder nicht magnetisch ist, und dass die Tonerschicht in Kontakt mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements steht. Das tonertragende Element ist im wesentlichen im Kontakt mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements. Dies bedeutet, dass, wenn die Tonerschicht von dem tonertragenden Element entfernt wird, das tonertragende Element im Kontakt mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements kommt. Um ein Bild ohne Kanteneffekt durch ein elektrisches Feld zu erhalten, welches zwischen der Oberfläche des photoempfindlichen Elements und der zur Oberfläche des photoempfindlichen Elements zeigenden elastischen Rolle über die Tonerschicht liegt, ist es notwendig, dass die Oberfläche der elastischen Rolle oder die Nähe davon ein Potential haben sollte, und dass ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläche des photoempfindlichen Elements und der Oberfläche des tonertragenden Elements vorliegt. Zu diesem Zweck ist es ausreichend, das elektrische Feld aufrecht zu erhalten, während eine Leitung über die Oberfläche des photoempfindlichen Elements über die Widerstandseinstellung des elastischen Gummis der elastischen Rolle in einem mittleren Widerstandsbereich verhindert wird, oder indem eine dünne Isolierschicht auf der Oberfläche der leitfähigen Rolle bereitgestellt wird. Ferner ist ein anderer Aufbau verfügbar, bei dem eine Trommel aus leitfähigem Harz, die durch Überziehen einer zur Oberfläche des photoempfindlichen Elements zeigenden Außenseite der leitfähigen Rolle mit einem Isoliermaterial gefertigt ist, vorgesehen wird, oder bei dem eine leitfähige Schicht auf der nicht zur Oberfläche des photoempfindlichen Elements zeigenden Innenseite der isolierenden Trommel vorgesehen ist. Es ist ebenso möglich, einen Aufbau anzuwenden, bei dem eine steife Rolle als ein tonertragendes Element verwendet wird und ein flexibles photoempfindliches Element, wie ein Band, verwendet wird. Der elektrische Widerstand der Entwicklerrolle, die als ein Tonerträger dient, sollte vorzugsweise in einem Bereich von 10² bis 10&sup9; Ω liegen.
Der elektrische Widerstand der Entwicklerrolle wird gemessen durch eine Methode, die die Schritte des Inkontaktbringens einer in Fig. 10 gezeigten Aluminiumrolle 102 mit einem Durchmesser von 16 mm mit der Entwicklerrolle 101 unter einer Kontaktlast von 4,9 N (500 g), des Rotierens der Aluminiumrolle 102 bei zwei Umdrehungen pro Sekunde (rps), des Anlegens einer Gleichspannung von V1 = 400 V an die Entwicklerrolle 101, des Einrichtens eines variablen Widerstandes R an der Erdungsseite, des Messens der Spannung V2 an beiden Enden davon, während der Widerstandswert des variablen Widerstandes in Antwort auf die Entwicklerrolle 101 eingestellt wird, und des Berechnens des Stromwertes, wodurch der elektrische Widerstand der Entwicklerrolle 101 bestimmt wird.
Wenn eine Einkomponenten-Kontaktentwicklungsmethode angewandt wird, wird die den Toner tragende Oberfläche der Entwicklerrolle in derselben Richtung wie der Bewegungsrichtung der Oberfläche des photoempfindlichen Elements rotiert.
Das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Rotation ist um 100% höher im Vergleich zur Umfangsgeschwindigkeit des photoempfindlichen Elements. Ein Verhältnis von unter 100% führt zu einer schlechten Bildqualität. Ein höheres Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit führt zu einer größeren Menge an zur Entwicklungsstelle zugeführtem Toner und zu einer häufigeren Ablagerung/Entfernung des Toners auf/von dem Latentbild. Als Ergebnis der Wiederholung eines Zyklus, der das Abkratzen von unnötigen Bereichen und des Ablagerns von Tonern auf erforderliche Bereiche umfasst, wird ein exaktes Bild des Latentbildes erhalten.
Die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des tonertragenden Elements liegt in einem Bereich von 1,05 bis 3,0 mal so hoch wie die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements.
Nun wird nachfolgend der Entwicklungsschritt im Detail beschrieben, der auf das Bilderzeugungsverfahren der Erfindung anwendbar ist.
Im Übertragungsschritt ist es erwünscht, die Kontaktübertragungsmethode des elektrischen Übertragens eines Tonerbildes auf ein Transfermedium, während eine Übertragungseinrichtung mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements über das Transfermedium in Kontakt gebracht wird, anzuwenden. Der Kontaktdruck der Übertragungseinrichtung gegen die Oberfläche des photoempfindlichen Elements sollte, ausgedrückt als linearer Druck, vorzugsweise mindestens 2,9 N/m (3 g/cm) betragen oder weiter bevorzugt in einem Bereich von 9,8 bis 490 N/m (10 bis 500 g/cm) liegen. Wenn der Kontaktdruck bei linearem Druck unter 2,9 N/m (3 g/cm) liegt, tritt leicht eine Verschiebung bei der Übertragung des Transfermediums oder eine schadhafte Übertragung auf. Wenn der Kontaktdruck übermäßig hoch ist, kann eine Verschlechterung des photoempfindlichen Elements oder eine Adhesion des Toners verursacht werden, was zur Adhesion des Toners auf die Oberfläche des photoempfindlichen Elements führt.
Eine Vorrichtung mit einer Kopierrolle oder einem Übertragungsband wird als Übertragungseinrichtung im Kontaktübertragungsschritt angewandt. Die Übertragungsrolle besitzt mindestens einen Kern und eine den Kern überdeckende, leitfähige elastische Schicht. Die leitfähige elastische Schicht ist aus einem elastischen Körper mit einem Volumenwiderstand in einem Bereich von 10&sup6; bis 10¹&sup0; Ω gefertigt, wie Urethan oder EPDM, welches dispergierte leitfähige Feinteilchen wie Kohle enthält.
Die Erfindung ist besonders bei einer Bilderzeugungsvorrichtung wirksam anwendbar, bei welcher die Oberfläche des photoempfindlichen Elements aus einer organischen Verbindung gefertigt ist. Insbesondere wenn die Oberflächenschicht des photoempfindlichen Elements mit einer organischen Verbindung gebildet ist, ist eine Adhesion mit einem in den Tonertelichen enthaltenem Bindeharz höher als bei irgendeinem anderen photoempfindlichen Element, das ein anorganisches Material verwendet. Dies wirft ein technisches Problem auf, dass die Kopiereigenschaft leicht erniedrigt wird. Die Wirkung, die durch die gute Kopiereigenschaft als Resultat des in der Erfindung verwendeten Toners hervorgebracht wird, tritt daher stärker hervor.
Anwendbare Oberflächenmaterialien des photoempfindlichen Elements der Erfindung schließen zum Beispiel Silikonharz, Vinylidenchlorid, Ethylen-Vinylchlorid, Styrol-Acrylnitril, Styrolmethylmethacrylat, Styrol, Polyethylentherephthalat und Polykarbonat ein. Das Oberflächenmaterial ist nicht auf jene, oben aufgezählten beschränkt, sondern es kann irgendein anderes Monomer oder Kopolymer oder eine Mischung aus den oben angegebenen Bindeharzen ebenso anwendbar sein.
Die Erfindung kann wirksam angewandt werden insbesondere bei einer Bilderzeugungsvorrichtung, die ein als Trommel geformtes, photoempfindliches Element mit einem geringen Durchmesser von bis zu 50 mm besitzt. Im Fall einer photoempfindlichen Trommel mit kleinem Durchmesser tritt speziell eine Druckkonzentration bei einem Kontaktbereich der Kontaktelemente unter demselben linearen Druck leicht auf. Dasselbe Phänomen ist auch im Fall eines photoempfindlichen Bandes denkbar. Die folgende Erfindung ist selbst auf eine Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung eines photoempfindlichen Bandes anwendbar, welches einen Krümmungsradius von bis zu 25 mm beim Kontaktbereich aufweist.
Bei der Entwicklung des Toners bei der Erfindung ist es erwünscht, die Gesamtmenge an Ladung des Toners zu steuern. Zu diesem Zweck sollte die Oberfläche des Tonerträgers bei der Erfindung vorzugsweise mit leitfähigen Feinteilchen und/oder einer Harzschicht, in welcher ein Glättungsmittel dispergiert ist, überdeckt sein.
Die Aufladung wird bewerkstelligt entweder durch eine bekannte Koronalademethode, bezeichnet als Korotron oder Skorotron, oder durch eine Methode unter Verwendung von Pin- Elektroden. Ferner ist ebenso die Kontaktauflademethode zur Ladungsaufladung anwendbar, indem das Ladeelement mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements in Kontakt gebracht wird.
Die Erfindung ist insbesondere bei der Kontaktauflademethode wirksam, bei welcher die Aufladeeinrichtung das Ladeelement in Kontakt mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements bringt. Im Vergleich mit der kontaktfreien Koronaentladung, bei welcher das Ladeelement nicht mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements in Kontakt kommt, neigt die Kontaktlademethode speziell dazu, eine Verschlechterung der Oberfläche des photoempfindlichen Elements zu verursachen, und aus der Sicht der Haltbarkeit ruft diese Methode ein technisches Problem hervor, dass die Erhöhung der Menge an restlichem Toner nach Übertragung, was durch Erniedrigung der Transfereigenschaft verursacht wird, zur Zerstörung der Reinigungsfähigkeit neigt. Die Wirkung einer hohen Transfereigenschaft der Erfindung ist deshalb besonders beachtlich.
Die bevorzugten Prozessierbedingungen, wenn eine Aufladerolle als ein Kontaktladeelement angewandt wird, schließen einen Kontaktdruck der Aufladerolle in einem Bereich von 4,9 bis 490 N/m (5 bis 500 g/cm) oder weiter bevorzugt von 9,8 bis 392 N/m (10 bis 400 g/cm) ein. Die Polarität des restlichen Toners nach Übertragung sollte dieselbe sein wie die Aufladepolarität des photoempfindlichen Elements. Um ein leichtes Ansammeln bei der Entwicklung sicherzustellen, sollte vorzugsweise eine gleiche Spannung angelegt werden. Wenn eine Wechselspannung in Überlagerung mit der gleichen Spannung verwendet wird, sollte die Wechselspannung vorzugsweise eine Zwischenpeakspannung von unter 2 · Vth (V) sein [Vth: anfängliche Entladungsspannung (V) beim Anlegen der Gleichspannung]. Die Wechselspannung ist deshalb vorzugsweise kleiner als das doppelte der angelegten Gleichspannung.
Andere anwendbare Kontaktladeelemente schließen solche ein, die auf einer Methode unter Verwendung einer Ladebürste basieren, und solche, die auf der Basis einer Methode unter Verwendung einer leitfähigen Bürste ein. Diese Kontaktladeeinrichtungen ergeben die Vorteile, dass eine hohe Spannung unnötig wird und das Auftreten von Ozon reduziert wird.
Wenn eine Rolle oder eine Klinge als ein Kontaktladeelement dient, kann ein Material verwendet werden, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus leitfähigen Metallen wie Eisen, Kupfer und rostfreiem Stahl; einem kohledispergierendem Harz; und einem Metall oder metalloxiddispergierenden Harz besteht. Die Klinge kann eine Stabform oder eine Blättchenform besitzen. Die elastische Rolle sollte vorzugsweise einen Aufbau aufweisen, bei dem eine elastische Schicht, eine leitfähige Schicht und eine Widerstandsschicht auf dem leitfähigen Substrat vorgesehen sind.
Die elastische Schicht kann mit einem Material gebildet sein, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus einem Gummi oder einem Schwamm, was ein Ausdruck ist für Gummi wie Chloroprengummi, Isoprengummi, EPDM-Gummi, Epoxygummi und Butylgummi; sowie thermoplastischen Elastomer, wie Styrol/Butadien-Thermoplastikelastomer, Polyurethan basiertem Thermoplastikelastomer, Polyester basiertem Thermoplastikelastomer, Ethylen-Vinylacetat und thermoplastischem Elastomer besteht.
Die leitfähige Schicht sollte vorzugsweise einen Volumenwiderstand von bis zu 10&sup7; Ω · cm aufweisen oder weiter bevorzugt in einem Bereich von 10¹ Ω bis 10&sup6; Ω · cm liegen. Ein Metalldampf-Abscheidungsfilm, ein leitfähige Teilchen dispergierendes Harz oder ein leitfähiges Harz wird als eine leitfähige Schicht verwendet. Spezielle Beispiele schließen. Dampfabscheidungsfilme von leitfähigen Metallen wie Aluminium, Indium, Nickel, Kupfer und Eisen; leitfähige Teilchen dispergierende Harze, die durch Dispergieren von leitfähigen Teilchen wie Kohle in Harzen wie Urethan, Polyester, Vinylacetat/Vinylchlorid-Kopolymer oder Methylmethacrylat gebildet sind; und leitfähige Harzen wie Methyl-Polymethacrylat, welches 4-wertiges Ammoniumsalz enthält, Polyvinylanilin, Polyvinylpyrrol, Polydiacetylen und Polyethylenimin ein.
Die Widerstandsschicht sollte vorzugsweise einen Volumenwiderstand in einem Bereich von 10&sup6; bis 10¹² Ω · cm aufweisen. Ein Halbleiterharz oder ein leitfähige Teilchen dispergierendes Harz kann als eine Widerstandsschicht verwendet werden. Anwendbare Halbleiterharze schließen Ethylzellulose, methoxymethyliertes Nylon, ethyoxymethyliertes Nylon, Kopolymer-Nylon, Polyvinylhydren und Casein ein. Das leitfähige Teilchen dispergierende Harz wird hergestellt durch Dispergieren eines leitfähigen Teilchens wie Kohle, Aluminium, Indiumoxid oder Titanoxid in einer geringen Menge in einem isolierenden Harz wie Urethan, Polyester, Vinylacetat/Vinylchlorid-Kopolymer oder Methyl- Polymethacrylat.
Die als ein Kontaktladeelement dienende leitfähige Bürste Wird hergestellt, indem ein leitfähiges Material in einer gewöhnlich verwendeten Faser dispergiert wird und deren Widerstand eingestellt wird. Anwendbare Fasern schließen im allgemeinen bekannte Fasern wie Nylon, Acryl, Rayon, Polykarbonat oder Polyester ein. Anwendbare leitfähige Teilchen schließen gewöhnlich bekannte leitfähige Materialien wie leitfähige Metalle ein, einschließlich Kupfer, Nickel, Eisen, Aluminium, Gold und Silber; leitfähige Metalloxide wie Eisenoxid, Zinkoxid, Zinnoxid, Antimonoxid und Titanoxid; sowie leitfähiges Pulver wie Ruß. Eine Oberflächenbehandlung kann, falls erforderlich, auf diese leitfähigen Materialien zum Zweck der Hydrophobizität und der Einstellung des Widerstandes angewandt werden. Es sollte eine Auswahl zur Anwendung getroffen werden, wobei die Dispersionsfähigkeit mit einer Faser und die Produktivität in Betracht gezogen werden.
Bevorzugte geometrische Bedingungen für die leitfähige Bürste schließen eine Fasergröße in einem Bereich von 1 bis 20 Denier (Faserdurchmesser: etwa 10 bis 500 um), eine Bürstenfaserlänge in einem Bereich von 1 bis 15 mm und eine Bürstendichte in einem Bereich von 10000 bis 300000 pro Quadratinch (entsprechend etwa 1,5 · 10&sup7; bis 4,5 · 10&sup8; pro Quadratmeter) ein.
Nun wird das Bilderzeugungsverfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, welches eine Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Prozessierkartusche besitzt, aus der eine Reinigungseinheit mit einem Reinigungselement wie einer Reinigungsklinge entfernt wurde, als einer Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens der Erfindung veranschaulicht.
Das photoempfindliche Element 36 wird mit einer Laderolle 31, die eine Kontaktladeeinrichtung darstellt, geladen, und ein elektrostatisches Latentbild wird durch Belichten des Bildbereiches durch einen Laserstrahl 40 erzeugt. Ein Toner 30, der in einer Entwicklereinheit 32 gelagert ist, wird auf das tonertragende Element 34 mittels einer Tonerzufuhrrolle 35 und einer Beschichtungsklinge 33 aufgebracht. Eine Tonerschicht auf dem tonertragenden Element 34 wird in Kontakt gebracht mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 36, um das elektrostatische Bild auf dem photoempfindlichen Element 36 durch die Umkehrentwicklungsmethode zu entwickeln, dadurch ein Tonerbild auf dem photoempfindlichen Element 36 erzeugend. Mindestens eine Gleichspannungs-Vorspannung V&sub4;&sub1; wird auf das tonertragende Element 34 über die Vorspannungsanlegungseinrichtung 41 angelegt. Das Tonerbild auf dem photoempfindlichen Element 36 wird auf ein Aufteilungsmedium 38 als einem Übertragungsmedium übertragen, welches zu einer Übertragungsstelle mittels einer Übertragungsrolle 37 übertragen wurde, welche eine Übertragungseinrichtung darstellt, an die eine Vorspannung V&sub4;&sub2; mittels der Vorspannungsanlegeeinrichtung 42 angelegt wurde. Das auf das Übertragungsmedium übertragene Tonerbild wird durch die Heiz/Press-Fixiereinrichtung 43 fixiert, die eine Heizrolle und eine Pressrolle aufweist.
Restlicher Toner, der nach der Übertragung auf dem photoempfindlichen Element 36 nach dem Übertragungsschritt verbleibt, wird auf eine Laderolle 31 übertragen, ohne einem Reinigungsschritt durch ein Reinigungsteil wie einer Klingen- Reinigungseinrichtung unterzogen worden zu sein. Das photoempfindliche Element 36, das den restlichen Toner nach Übertragung aufweist, wird erneut durch die Laderolle 31 geladen, und nach dem Aufladen wird das elektrostatische Latentbild durch Belichten durch einen Laserstrahl 40 erzeugt. Das photoempfindliche Element 36, das den restlichen Toner nach Übertragung aufweist, führt die Sammlung von restlichen Tonern nach Übertragung auf das tonertragende Element 34 gleichzeitig mit der Entwicklung des elektrostatischen Patentbildes durch den Toner auf dem tonertragenden Element 34 durch. Das auf dem photoempfindlichen Element 36 nach dem gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungs-Schritt gebildete Tonerbild wird auf das beförderte Aufzeichnungsmedium 38 durch die Übertragungsrolle 37 übertragen. Nach dem Übertragungsschritt wird das photoempfindliche Element 36 erneut durch die Laderolle 31 aufgeladen. Anschließend wird derselbe Zyklus an Schritten wiederholt.
Bei der Umkehrentwicklungsmethode sollten die bevorzugten Entwicklungsbedingungen zum Durchführen der gleichzeitigen Entwicklungsreinigung vorzugsweise ein Dunkelpotential (Vd) und ein Lichtpotential; (V&sub1;) der Obefläche des photoempfindlichen Elements einschließen, und eine an den Tonerträger angelegte Gleichspannung (VDC) die Beziehung Vd - VDC > V&sub1; - VDC erfüllen. Weiter bevorzugt sollte der Wert Vd - VDC um mehr als 10 V größer sein als der Wert von V&sub1; - VDC .
Fig. 1 veranschaulicht eine Bildvorrichtung auf der Basis der gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungsmethode, die das Reinigen gleichzeitig mit der Entwicklung ohne Bereitstellung des Reinigungselements zur Entfernung von restlichem Toner nach Übertragung auf dem photoempfindlichen Element zwischen dem Übertragungsbereich und dem Ladebereich und zwischen dem Ladebereich und dem Entwicklungsbereich durchführt. Eine Bilderzeugungsvorrichtung auf der Basis der Vor-Entwicklungs- Reinigungsmethode, welche den Reinigungsschritt vor dem Entwicklungsschritt ausführt, ist in Fig. 2 veranschaulicht. In Fig. 2 werden dieselben Bezugsziffern für dieselben Komponenten wie jene in Fig. 1 verwendet.
Die in Fig. 2 gezeigte Bilderzeugungsvorrichtung besitzt ein Reinigungselement in Klingenform 39, welches mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 36 zwischen dem Übertragungsbereich mit einer Transferrolle 37 und dem Ladebereich mit der Laderolle 31 in Kontakt kommt. Restlicher Toner auf dem photoempfindlichen Element 36 nach dem Übertragungsschritt wird durch das Reinigungselement 39 abgekratzt und durch den Reiniger gesammelt. Nach Entfernung des restlichen Toners nach Übertragung wird das photoempfindliche Element 36 erneut durch die Laderolle 31 geladen, und ein elektrostatisches Latentbild wird durch Belichtung durch einen Laserstrahl 40 nach dem Aufladen erzeugt. Das elektrostatische Latentbild auf dem photoempfindlichen Element 36 wird durch den Toner auf dem tonertragenden Element 34 entwickelt. Das Tonerbild auf dem photoempfindlichen Element 36 wird nach dem Entwicklungsschritt auf das beförderte Aufzeichnungsmedium 38 durch die Transferrolle 37 übertragen. Nach dem Übertragungsschritt wird das photoempfindliche Element 36 der Entfernung von restlichem Toner durch das Reinigungselement unterworfen und dann erneut durch die Laderolle 31 aufgeladen. Danach werden dieselben Schritte wiederholt.
Fig. 3 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Bilderzeugungsvorrichtung, welche ein milderes Abziehen des Toners, welcher zur Entwicklung beigetragen hat, von der Entwicklertrommel erlaubt, in Ergänzung zur Zufuhr des Toners zur Entwicklertrommel, die als tonertragendes Element dient.
In Fig. 3 ist mit Bezugsziffer 1 eine photoempfindliche Trommel zu entnehmen, um welche eine Primärladerolle 2, die eine Kontaktladeeinrichtung darstellt, eine Entwicklungseinheit 8, die als Entwicklungseinrichtung dient, eine Übertragungsrolle 21, die als Kontaktübertragungseinrichtung dient, und eine Registerrolle 19 vorgesehen sind. Die photoempfindliche Trommel 1 wird durch die Primärladerolle 2 auf zum Beispiel -700 V aufgeladen. Die durch die Vorspannungsanlegeeinrichtung 5 angelegte Gleichspannung beträgt zum Beispiel -1350 V. Durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl 7 aus dem Lasergenerator 6 auf die photoempfindliche Trommel 1 wird die Bestrahlung ausgeführt, und ein digitales elektrostatisches Latentbild wird erzeugt. Das elektrostatische Latentbild auf der photoempfindlichen Trommel 1 wird mit einem nichtmagnetischen Einkomponententoner 15 durch die Entwicklungseinheit 8 entwickelt und auf ein Aufzeichnungsmedium 20 als einem Transfermedium mittels einer Transferrolle 21 übertragen, an die eine Vorspannung V&sub2;&sub4; durch die Vorspannungsanlegeeinrichtung 24 angelegt wird und welche über das Übertragungsmedium 20 in Kontakt mit der photoempfindlichen Trommel 1 gebracht wird. Das Übertragungsmedium 20, welches das Tonerbild 26 trägt, wird durch ein Beförderungsband 25 zu einer Heiz/Press/Fixiereinheit 27, die eine Heizrolle 28 und eine Pressrolle 29 aufweist, befördert, und es wird auf dem Aufzeichnungsmedium 20 fixiert.
Die Laderolle 2 umfasst im wesentlichen einen Kern 4 in deren Zentrum sowie eine leitfähige elastische Schicht 3, die einen äußeren Umfang davon bildet.
In der Entwicklungseinheit 8 steht, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, eine Tonerschicht auf einer Entwicklertrommel 9, die als ein tonertragendes Element dient, im Kontakt mit der photoempfindlichen Trommel 1. Die Entwicklungstrommel 9 dient als tonertragendes Element, welches einen Kern 10, an den eine Vorspannung V&sub1;&sub8; durch die Vorspannungsanlegeeinrichtung 18 angelegt wird, sowie eine elastische Rolle 9 mit einer elastischen Schicht 11. In der Entwicklungseinheit 8 sind ein Kern 13 einer Tonerzufuhrrolle 12, welcher mit einer Vorspannung V&sub1;&sub7; über die Vorspannungsanlegeeinrichtung 17 angelegt wird, und eine Tonerzufuhrrolle 12 mit einer elastischen Schicht 14 auf der Oberfläche des Kerns 13 angeordnet. Eine Tonerregulationsklinge 16 zur Regulierung der Menge an Toner, welcher in Form eines Niederschlags zur Entwicklertrommel 9 überführt wird, ist vorgesehen, und die Menge an Toner (Tonerschichtdicke), die auf die Entwicklungszone übertragen wird, wird durch den Kontaktdruck der Tonerregulationsklingen 16 gegen die Entwicklertrommel 9 gesteuert. In der Entwicklungszone wird mindestens eine Gleichspannungsentwicklungsvorspannung an die Entwicklertrommel angelegt. Die Tonerschicht auf der Entwicklertrommel kommt in Kontakt mit der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 1 und wird als Antwort auf das elektrostatische Latentbild auf die photoempfindliche Trommel 1 unter Erzeugung eines Tonerbildes bewegt.
um die Entwicklung unter gleichzeitiger Reinigung auszuführen sollte dann, wenn die photoempfindliche Trommel 1 ein Lichtpotential in einem Bereich von 0 bis 250 V und ein Dunkelpotential in einem Bereich von 300 bis 1000 V besitzt, die zugeführte Vorspannung V&sub1;&sub7;, die durch die Vorspannungsanlegeeinrichtung 17 angelegt wird, vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 900 V und die Entwicklungsvorspannungsspannung V&sub1;&sub8;, die durch die Vorspannungsanlegeeinrichtung 18 angelegt wird, von 100 bis 900 V liegen. Des weiteren sollte die zugeführte Vorspannung V&sub1;&sub7;, die durch die Vorspannungsanlegeeinrichtung 17 angelegt wird, in ihrem Absolutwert um 10 bis 400 V höher liegen als die Entwicklungsvorspannung V&sub1;&sub8;, die durch die Vorspannungsanlegeeinrichtung 18 angelegt wird, zum sanften Zuführen des nichtmagnetischen Toners 15 zur Entwicklungstrommel 9 und zum milden Abziehen des nichtmagnetischen Toners von der Entwicklungstrommel 9.
Die Bewegungsrichtung der Tonerzufuhrrolle 12 sollte vorzugsweise der Rotationsrichtung der Entwicklungstrommel 9 (die in derselben Richtung rotiert) entgegengesetzt sein, im Hinblick auf die Zufuhr und das Abziehen des nichtmagnetischen Toners.
Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Bilderzeugungsvorrichtung wendet das Bilderzeugungsverfahren zum direkten Transfer eines auf dem bildtragenden Element erzeugten Tonerbildes auf das Aufzeichnungsmedium ohne Verwendung eines Zwischentransferelements an.
Nun wird nachstehend das Bilderzeugungsverfahren, bei dem ein auf einem bildtragenden Element erzeugtes Tonerbild einem ersten Übertragen auf ein Zwischentransferelement unterworfen wird und dann eine zweite Übertragung des auf dem Zwischentransferelement übertragenen Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf eine in Fig. 5 gezeigte Bilderzeugungsvorrichtung beschrieben.
In Fig. 5 wird einer photoempfindlichen Trommel 51 ein Oberflächenpotential verliehen mittels einer Laderolle 52, welche unter Kontakt mit der als bildtragendes Element dienenden photoempfindlichen Trommel 51 rotiert, und dann wird ein elektrostatisches Latentbild durch die Bestrahlungseinrichtung 53 erzeugt. Das elektrostatische Latentbild wird durch vier Farbtoner, einschließlich einem Magentatoner, einem Cyantoner, einem Gelbtoner und einem Schwarztoner durch die jeweiligen Entwicklungseinheiten 54, 55, 56 und 57 vom Einkomponenten-Kontaktentwicklungstyp entwickelt, dadurch ein Vollfarben-Tonerbild erzeugend. Durch die Entwicklung wird eine der Entwicklungseinheiten 54, 55, 56 und 57 versetzt, um das tonertragende Element der Entwicklungseinheit in Kontakt mit der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 51 zur Entwicklung zu bringen. Nach Abschluss der Entwicklung fährt die Entwicklungseinheit zurück zur Ursprungsposition, um das tonertragende Element von der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 51 entfernt zu halten. Dieser Betrieb wird viermal für jede Entwicklungseinheit wiederholt. Das Tonerbild wird auf das Zwischentransferelement 58 für jede Farbe übertragen, und die Wiederholung für viele Male erzeugt ein Mehrfachtonerbild.
Das Zwischentransferelement 58 liegt in Form einer Trommel vor, deren äußere Umfangsoberfläche mit einem Halteelement in Linie gehalten wird, oder umfasst ein Substrat, welches mit einer elastischen Schicht (zum Beispiel einem Nitrilbutadiengummi) mit einem leitfähigkeitsverleihenden Material wie Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid, Siliziumcarabid oder Titanoxid, was ausreichend dispergiert ist, überzogen ist. Ein bandartiges Zwischentransferelement kann ebenso verwendet werden.
Das Zwischentransferelement 58 sollte vorzugsweise ein auf dessen Oberfläche gebildetes Trageelement in Trommelform 59 mit einer elastischen Schicht, die eine Härte in einen Bereich von 10 bis 50º (JIS K-6301) aufweist, oder im Fall eines Übertragungsbandes ein Trageelement, das bei dem Übertragungsbereich auf das Transfermedium (Aufzeichnungsmedium) eine elastische Schicht 150 mit dieser Härte aufweist, umfassen.
Das Übertragen des Tonerbildes der photoempfindlichen Trommel 51 auf das Zwischentransferelement 58 bewerkstelligt durch Einbringen einer Vorspannung V&sub6;&sub6;, die durch die Vorspannungsanlegeeinrichtung 66 an einen als ein Trageelement für das Zwischentransferelement 58 dienenden Kern 59 angelegt wird, was einen Übertragungsstrom ergibt. Es können eine Koronaentladung oder eine Rollenaufladung von der Rückseite des Trageelements oder des Bandes angewandt werden.
Das Vielfachtonerbild auf dem Zwischentransferelement 58 wird auf einmal auf ein Aufzeichnungsmedium S durch die Übertragungseinheit 61 übertragen. Das Übertragungselement kann ein Koronaladeteil oder eine elektrostatische Kontakttransfereinrichtung unter Verwendung einer Transferrolle oder eines Transferbandes sein.
Das Aufzeichnungsmedium S, welches das darauf erzeugte Tonerbild aufweist, durchläuft den Bereich eines Kontaktwalzenspaltes zwischen einer Fixierrolle 68, die als einem Fixierelement mit einem Heizelement dient, und einer Heiz/Fixiereinheit 70 mit einer mit der Fixierrolle 68 in Kontakt stehenden Pressrolle 69, wodurch das Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsmedium S bewerkstelligt wird.
Der Ruß enthaltende Toner, der in der Erfindung verwendet wird, wird in einer Entwicklungseinheit, die unter den Entwicklungseinheiten 54, 55, 56 und 57 der vorstehenden Bilderzeugungsvorrichtung ausgewählt ist, als einem schwarzen Toner verwendet, und drei Farbtoner werden für die drei verbleibenden Entwicklungseinheiten verwendet. Der schwarze Toner der Erfindung wird in Kombination mit Farbtonern zur Erzeugung eines Farbbildes oder eines Vollfarbbildes oder zur Erzeugung eines monochromen Bildes durch alleinige Verwendung des schwarzen Toners verwendet.
In Fig. 5 ist mit Bezugsziffer 63 ein Reinigungselement (erste Reinigungseinrichtung) zu entnehmen mit einem Reinigungselement 62 zum Entfernen von restlichem Toner, der auf der Oberfläche dieser photoempfindlichen Trommel 51 nach der ersten Übertragung verbleibt. Das Reinigungselement 62 steht in Kontakt mit der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 51. Ebenso in Fig. 5 ist 65 ein anderes Reinigungsteil (zweite Reinigungseinrichtung) mit einem Reinigungselement 64 zum Entfernen von restlichem Toner, der auf der Oberfläche des Zwischentransferelements 58 nach der zweiten Übertragung verbleibt.
Das Reinigungsteil 63, welches als vierte Reinigungseinrichtung dient, wird von der Bilderzeugungsvorrichtung entfernt, wenn die Entwicklungsmethode unter gleichzeitiger Reinigung angewandt wird.
Es ist eine ausgezeichnete Entwicklungseigenschaft verfügbar selbst bei einer Einkomponenten-Kontaktentwicklung aufgrund einer zufriedenstellenden Ladungseinstellbärkeit des Toners auf dem tonertragenden Element, wobei ein übermäßiges Beladen inhibiert wird. Dies ist dem synergetischen Effekt des Ladungssteuereffekts, der durch eine zufriedenstellende Dispersion von Ruß hervorgebracht wird, resultierend aus der gleichzeitigen Verwendung des speziellen Rußes und einer speziellen Eisenverbindung auf Azobasis der Erfindung, auf der einen Seite und dem Ladungseinstelleffekt zur Verhinderung des übermäßigen Ladens der Eisenverbindung auf Azobasis selbst zuzuschreiben.
Bei Verwendung der Methode der gleichzeitigen Entwicklung und Reinigung ist es möglich, eine Erniedrigung der Reinigungsfähigkeit, die durch übermäßiges Laden von restlichen Toner nach Übertragung verursacht wird, über eine geeignete Einstellung der Mengen an Ladung des entwickelten Toners auf dem photoempfindlichen Element zu verhindern. Eine herkömmlich schwierige Reinigungsfähigkeit eines Toners, welcher eine stark kugelförmige Gestalt hat wie ein durch die Suspensionspolymerisationsmethode hergestellter Toner, wird folglich in starkem Ausmaße verbessert.
Wenn die simultane Entwicklungs/Reinigungsmethode angewandt wird, werden die Ladungspolymerisationseinstellung und die Einstellung der Ladungsmenge von restlichem Toner nach Übertragung auf dem photoempfindlichen Element durch das Ladeelement sicherer und gleichförmiger bewerkstelligt, und eine stabile Sammelbarkeit von restlichem Toner nach Übertragung sowie eine bessere Entwicklungsfähigkeit sind in dem Entwicklungsschritt verfügbar.

Beispiele

Nun wird die vorliegende Erfindung weiter im Detail durch das Herstellungsverfahren, Beispiele und Vergleichsbeispiele des Toners und der photoempfindlichen Trommel beschrieben.
Es wurden Ruß-Proben wie in Tabelle 1 gezeigt hergestellt. Tabelle 1 Liste der Ruß-Proben
(Herstellung der Dispersionslösungen 1 bis 19 nach Hauptverfahrensstufe)
Wie in der nachfolgenden Tabelle 2 gezeigt wurden Kombinationen eines Styrolmonomers in einer Menge von 2000 g mit Rußproben (a) bis (1) sowie einem Dispersionsmittel in Art und Menge, wie in Tabelle 2 gezeigt, zu ATLITER 1S (hergestellt durch die Mitsui Kozan Company) zugegeben. Die sich ergebenden Mischungen wurden durch den Einsatz von 2 mm Zirkoniumoxid-Kugeln bei 200 UPM (Umdrehungen pro Minute) bei einer Temperatur von 25ºC für 180 Minuten gerührt, um Hauptverfahrensstufen-Dispersionslösungen 1 bis 19 herzustellen, die durch das Dispergieren von Ruß und Dispersionsmittel im Styrolmonomer gebildet waren. Viskositätswerte der resultierenden Hauptverfahrensstufen- Dispersionslösungen 1 bis 19 sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Auflistung der Besonderheiten der Prä-Dispersionsstufe
*1: In Nr. 16 hatte die Dispersionslösung der Hauptverfahrensstufe eine zu hohe Viskosität, um sie in einem normalen Zustand herauszunehmen, was die Verwendung derselben unmöglich machte.
*2: Chromverbindung auf Azobasis (folgende Formel)

Beispiel A der Herstellung von polymerisiertem Toner

Eine wässrige 0,1 M-Na&sub3;PO&sub4;-Lösung in einer Menge von 500 g wurde zu 700 g Ionenaustausch-Wasser in einem Vierhalskolben von zwei Litern zugegeben. Nachdem auf 60ºC gebracht wurde, wurde die Mischung bei 12 000 UPM durch Verwendung eines Hochgeschwindigkeitsrührers, Homomixer TK-Typ (hergestellt durch die Tokushu Kika Kogyo Company), gerührt. Eine wässrige 1,0 M-CaCl&sub2;-Lösung in einer Menge von 76 g wurde schrittweise zu der gerührten Mischung zugegeben, und ein wässriges Medium, welches einen feinen, kaum wasserlöslichen Dispersionsstabilisator enthielt, wurde erhalten.
(Prädispersionslösung)
Disperslonslösung aus Hauptverfahrensstufe Nr. 1 : 110 g
(Monomer 1)
Styrol: 66 g
n-Butylacrylat (n-BA): 34 g
(polares Harz)
gesättigter Polyester (Kondensat mit propoxylierten Bisphenol und Terephthalsäure, Säurezahl: 14, Molekulargewichts-Peak: 7000) 8 g
(Freisetzungsmittel)
Esterwachs (Schmelzpunkt: 65ºC) 30 g
Die obige Zusammensetzung wurde auf 60ºC erhitzt, gleichförmig aufgelöst und dispergiert. Ein Polymerisationsinitiator, 2,2-Azobis-(2,4- Dimethylvaleronitril), wurde in einer Menge von 10 g zu der Zusammensetzung zugegeben, um eine polymerisierbare Monomerverbindung herzustellen.
Die voranstehende polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde in ein wässriges Medium eingebracht und bei 60ºC in einer N&sub2;-Atmosphäre in einem Homomixer vom TK-Typ bei 12 000 UPM für 10 Minuten gerührt, wodurch eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung granuliert wurde. Dann wurde die Zusammensetzung einer Reaktion bei derselben Temperatur für fünf Stunden unterzogen, während mit einer Schaufelrührklinge gerührt wurde (50 UPM). Dann wurde die Zusammensetzung auf 80ºC zur Verursachung einer Umsetzung für weitere fünf Stunden erhitzt. Nach Abschluss der Polymerisationsreaktion wurde restliches Monomer im Vakuum durch Destillation entfernt, und nach dem Abkühlen wurde Salzsäure zum Auflösen von Kalziumsulfat zugegeben. Dann wurde die Zusammensetzung filtriert, mit Wasser gespült und getrocknet, wodurch exakte, schwarze Suspensionsteilchen (schwarze Tonerteilchen) mit einer gewichtsgemittelten Teilchengröße von etwa 6,9 erhalten wurden.
Hydrophobes Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche gemäß der BET-Methode von 140 m²/g in einer Menge von 1,6 Gew.-Teilen wurde, bezogen auf 100 Gew.-Teile des sich ergebenden schwarzen Toners, zugegeben, wodurch ein polymerisierter Toner A erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele B bis F der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Tonerproben B bis F wurden auf die gleiche Weise wie dem Beispiel A der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass die Dispersionslösungen aus der Hauptverfahrensstufe 2 bis 6, bei denen die Mengen an zugegebener Eisenverbindung auf Azobasis (1) wie in Tabelle 2 gezeigt verändert wurde, verwendet wurden. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiel G der Herstellung von polymerisiertem Toner

Ein polymerisierter Toner G wurde auf die gleiche Weise wie in dem Beispiel A der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass der in Tabelle 1 gezeigte Ruß b anstelle des Rußes a verwendet wurde und eine Dispersionslösung der Hauptverfahrensstufe 7 verwendet wurde. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele H und I der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Tonerproben H und I mit unterschiedlichen Teilchengrößen wurden auf dieselbe Weise wie im Beispiel G der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt durch Einstellen der Menge an wässriger 0,1 M-Na&sub3;PO&sub4;-Lösung und an wässriger 1,0 M-CaCl&sub2;-Lösung. Die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Tonerproben sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele J bis R der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Tonerproben J bis R wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel A der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass die in Tabelle 1 gezeigten Rußproben c bis 1 anstelle des Rußes a verwendet wurden und die Dispersionslösungen aus der Hauptverfahrensstufe 8 bis 17 verwendet wurden. Die Dispersionslösung aus der Hauptreaktionsstufe 16 war in der Viskosität zu hoch, um sie herauszunehmen, und deshalb konnte kein Toner erhalten werden. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele S und T der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Tonerproben S und T wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel A der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass Dispersionslösungen aus der Hauptverfahrensstufe 18 und 19, in denen eine Chromverbindung auf Azobasis und eine Zinkverbindung der Di-Tertiärbutyl- Salicylsäure anstelle der Eisenverbindung auf Azobasis (1) verwendet wurden, angewandt wurden. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele U und V der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Tonerproben U und V wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel A der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass die Zusammensetzung der Zusammensetzung an polymerisierbarem Monomer wie in Tabelle 3 verändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele W bis Z der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Tonerproben W bis Z wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel A der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass ein Teil des Styrolmonomers, welcher in der Zusammensetzung an polymerisierbaren Monomer enthalten war, in Divinylbenzol abgeändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiele AA und BB der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Tonerproben AA und BB wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel G der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass die Menge des zugegebenen Polymerisationsinitiators und der Temperaturbedingung für die Polymerisationsreaktion verändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners sind in Tabelle 4 gezeigt.
Die Zusammensetzungen der vorangehenden polymerisierten Tonerproben A bis Z, AA und BB sind in Tabelle 3 gezeigt. TABELLE 3 Auflistung der Besonderheiten für den Toner Tabelle 4-1 Physikalische Eigenschaften der Toner Tabelle 4-2

Beispiel 1 der Herstellung des photoempfindlichen Elements

Ein Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 254 mm wurde als Substrat verwendet. Schichten mit den folgenden Strukturen wurden aufeinanderfolgend auf diesem Substrat durch Eintauchbeschichtung auflaminiert, wodurch ein photoempfindliches Element 1 hergestellt wurde.
(1) Leitfähige Überzugsschicht: hauptsächlich Einnoxid- und Titanoxid-Pulver, in Phenolharz dispergiert, umfassend. Dicke: 15 um.
(2) Untergrundschicht.hauptsächlich denaturiertes Nylon und Kopolymer-Nylon umfassend. Dicke: 0,6 um.
(3) Ladungserzeugungsschicht: hauptsächlich ein Pigment auf Azobasis mit einer Absorption im langen Wellenläneenbereich, dispergiert in Butyralharz, umfassend. Dicke: 0,6 um.
(4) Ladungstransferschicht: hauptsächlich Hall-übertragende Triphenylaminverbindung, in einem Polycarbonatharz (Molekulargewicht auf der Basis der Ostwald- Viskositätsmethode: 20 000) bei einem Gewichtsverhältnis von 8 : 10 gelöst, umfassend, ergänzt mit Ethylen-Polytetrafluorid- Pulver (Teilchendurchmesser: 0,2 um) in einer Menge von 10 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt, welches gleichförmig dispergiert war. Dicke: 25 um.
Die Oberfläche des resultierenden photoempfindlichen Elements 1 besaß einen Kontaktwinkel gegenüber Wasser von 95º.
Der Kontaktwinkel wurde mit reinem Wasser mittels eines Kontaktwinkelmessgeräts CA-DS, hergestellt durch die Kyowa Kaimen Kagaku Company, gemessen.

Beispiel 2 der Herstellung des photoempfindlichen Elements

Ein photoempfindliches Element 2 wurde durch Erzeugung einer Ladungstransferschicht mit einer Dicke von 25 um auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 der Herstellung des photoempfindlichen Elements hergestellt, außer das Ethylen- Polytetrafluor-Pulver (Teilchengröße: 0,2 um) nicht zu der Ladungstransferschicht zugegeben wurde. Die Oberfläche des resultierenden photoempfindlichen Elements 2 besaß einen Kontaktwinkel gegenüber Wasser von 79º.

Beispiel 1

Ein 600 dpi-Laserdrucker (hergestellt durch Canon: LBP-8Mark IV) wurde als eine Bilderzeugungsvorrichtung bereitgestellt. Diese Vorrichtung wurde so modifiziert, dass sie eine Prozessgeschwindigkeit von 80 mm/s (variable Tonerträgergeschwindigkeit) besaß und in der Lage war, 12 Blätter von Papier von LTR (Brief-)Größe pro Minute zu drucken. Wie in Fig. 2 gezeigt lädt die Vorrichtung ein photoempfindliches Element 36 (30 φ) durch Verwendung einer Laderolle 31 gleichförmig auf, die mit Gleichstrom- und Wechselstrom-Komponenten beladen war. Die Gleichstromkomponente wird auf eine konstante Spannung eingestellt, und die Wechselstromkomponente wird auf einen konstanten Strom eingestellt. Nach dem Aufladen wird ein elektrostatisches Bild durch das Bestrahlen des Bildbereiches durch einen Laserstrahl 40 erzeugt. Nach dem Erzeugen eines Tonerbildes als einem sichtbaren Bild mit dem Toner 30 wird das Tonerbild auf ein Aufzeichnungsmedium 38 mittels einer Übertragungsrolle 37, die mit einer Spannung versorgt ist, übertragen.
Dann wurde ein Entwicklerbehälter 32 in einer Prozessierkartusche modifiziert. Bei einer Gummirolle mittleren Widerstands (16 φ), die Silikongummi umfasste, wurde der Widerstand durch das Dispergieren von Ruß eingestellt als Ersatz für eine Aluminiumtrommel, die unter Einsatz eines Magneten als einem Tonerzufuhrelement dient. Die Gummirolle mittleren Widerstands wurde als ein tonertragendes Element 34 eingesetzt und wurde mit dem photoempfindlichen Element 36 in Kontakt gebracht. Das tonertragende Element 34 wurde so betrieben, dass die Oberfläche des tonertragenden Elements 34 sich in derselben Richtung beim Kontaktbereich mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements bewegte bei einer Außenumfangsgeschwindigkeit von 150% derjenigen des photoempfindlichen Elements. Das heißt, das tonertragende Element rotierte bei einer Außenumfangsgeschwindigkeit von 120 mm/s und besaß eine relative Geschwindigkeit gegenüber der Oberfläche des photoempfindlichen Elements von 80 mm/s.
Eine Zufuhrrolle 35 wurde beim Entwicklungsbereich als einer Einrichtung zum Zuführen des Toners auf das tonertragende Element eingerichtet und wurde im Kontakt mit dem tonertragenden Element gebracht. Beim Kontaktbereich wurde der Toner auf das tonertragende Element aufgebracht, indem die Zufuhrrolle 35 so rotiert wurde, dass die Oberfläche der Zufuhrrolle 35 in einer Richtung entgegen der Bewegungsrichtung des tonertragenden Elements rotierte. Ferner wurde zum Einstellen einer Beschichtungsschicht des Toners auf dem tonertragenden Element eine Klinge 33 aus rostfreiem Stahl, die mit Harz beschichtet war, befestigt. Eine Klinge, die aus Urethangummi gefertigt war, wurde als ein Reinigungselement 39 verwendet.
Das photoempfindliche Element 1 wurde als photoempfindliches Element mit dem Toner A angewandt, und die Verfahrensbedingungen wurden unter Übereinstimmung mit den folgenden Entwicklungsbedingungen festgelegt:
Potential beim Dunkelbereich des photoempfindlichen Elements: - 700 V
Potential beim Lichtbereich des photoempfindlichen Elements: - 150 V
Entwicklungsvorspannung: (nur für die Gleichstromkomponente) -450 V
Ein fortgesetzter Bildkopiertest mit 1000 Blättern wurde durchgeführt, während der Toner zugeführt wurde, um die Bildqualität zu beurteilen. Das Ergebnis war zufriedenstellend hinsichtlich der Bilddichte, der Verhinderung von Versprühungen, der Verhinderung von Schleier sowie der Übertragungseigenschaft, ohne dass eine fehlerhafte Reinigung auftrat. Eine Bildqualität gleichwertig zu derjenigen des Originalbildes wurde erhalten. Eine Begutachtung des photoempfindlichen Elements und der Entwicklerrolle zeigte, ohne irgendwelche Anhaftungen, kein Bedarf, ersetzt zu werden.

(Beurteilungsmethoden)

(1) Bilddichte:

Ein volles schwarzes Bild auf 5 mm² wurde hergestellt, und die Bilddichte des vollen schwarzen Bildes wurde durch Einsatz einer Bilddichten-Messeinheit RD918, hergestellt durch die Macbeth Company, gemessen.

(2) Tonerversprühung:

Die Tonerversprühung wurde wie folgt mit Hilfe von feinen Linien beurteilt, die mit der Qualität eines graphischen Bildes assoziiert waren: besser als die Versprühung in Linien von Zeichen wurde die Reduzierbarkeit von Linien nach einem Ausdruck eines Einpunktlinienbildes, das zum Erzeugen von Versprühung und speziell das Versprühen von Toner an den Liniengrenzen neigt, durch optische Beobachtung beurteilt.
A: Es gibt nahezu kein Tonerversprühen, was eine gute Linienreproduzierbarkeit zeigt;
B: Wenig Tonerversprühungen werden beobachtet;
C: Tonerversprühungen werden beobachtet, jedoch mit geringem Einfluss auf die Linienreproduzierbarkeit;
D: Ernsthafte Tonerversprühungen werden beobachtet, was zu einer schlechten Linienreproduzierbarkeit führt.

(3) Transfereigenschaft:

Die Transfereigenschaft wurde durch ein nach dem Entwickeln eines vollen schwarzen Bildes erfolgendes Abziehen von restlichem Toner auf dem photoempfindlichen Element über die Bandauflegung eines Mylarbandes beurteilt und der Begutachtung des Ergebnisses aus einem Wert, der durch das Subtrahieren der Macbeth-Konzentration des auf Papier appliziertem Mylar-Bandes alleine von der Macbeth- Konzentration des abgezogenen Bandes erhalten wurde. Das Mylar-Band wurde auf Papier angewandt. Ein kleinerer Wert zeigt daher eine bessere Transfereigenschaft an.

(4) Schleierbildung:

Die Schleierbildung wurde beurteilt, indem nach dem Erzeugen eines vollen Weißbildes restlicher Toner auf dem photoempfindlichen Element durch das Bandauflegen eines Mylar-Bandes abgezogen wurde und das Ergebnis eines Wertes begutachtet wurde, welches durch das Substrahieren der Macbeth-Konzentrationen des auf Papier applizierten Bandes alleine von der Macbeth-Konzentration des auf Papier applizierten abgezogenen Mylar-Bandes erhalten wurde. Ein geringerer Wert zeigt daher eine bessere Verhinderung der Schleierbildung an.

(5) Auflösung:

Die Auflösung wurde beurteilt aus der Reproduzierbarkeit von 50 um-Punkten kleiner Durchmesser bei 600 dpi, wie in Fig. 6 gezeigt, wobei das elektrische Feld leicht dazu neigt, nahe an dem elektrischen Feld des Latentbildes zu liegen, und was deshalb schwierig zu reproduzieren ist.
A: Fünf oder weniger Fehler unter 100;
B: Sechs bis zehn Fehler unter 100;
C: 11 bis 20 Fehler unter 100;
D: mehr als 20 Fehler unter 100.

(6) Anpassung mit der Entwicklerrolle:

Nach Abschluss des Ausdrucktests wurden das Ausmaß der Anhaftung von restlichem Toner an die Oberfläche der Entwicklerrolle sowie die Wirkung auf das Ausdruckbild durch optische Beobachtung beurteilt:
A: Sehr gut (kein Auftreten)
B: Gut (nahezu kein Auftreten)
C: Mittelmäßig (Adhesion wird beobachtet, jedoch keine Wirkung auf das Bild)
D: Schlecht (viele Flecken von Niederschlägen, was zum Verschmieren des Bildes führt)

(7) Anpassung mit der photoempfindlichen Trommel:

Nach Abschluss des Ausdruckstests wurden Streifen auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel, das Auftreten der Adhesion von restlichen Toner sowie die Wirkung auf das Ausdruckbild durch optische Beobachtung beurteilt:
A: Sehr gut (kein Auftreten)
B: Gut (einige Streifen wurden beobachtet, jedoch kein Effekt auf das Bild)
C: Mittelmäßig (Adhesion oder Streifen werden beobachtet, jedoch nur ein geringer Effekt auf das Bild)
D: Schlecht (viele Flecken von Niederschlägen, was zu längsstreifengeformten Bilddefekten führt)

(8) Anpassung an die Fixiereinheit:

Nach Abschluss des Ausdruckstests von Streifen und Adhesion von restlichem Toner auf die Oberfläche der Fixierrolle durch optische Beobachtung beurteilt:
A: Sehr gut (kein Auftreten)
B: Gut (wenige Flecken von Adhesion werden beobachtet, jedoch keine Wirkung auf das Bild)
C: Mittelmäßig (Adhesion oder Streifen werden beobachtet, jedoch nur ein geringer Effekt auf das Bild)
D: Schlecht (viele Flecken von Adhesion, was zu Bilddefekten führt).
Die Beurteilungsergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Beispiel 2

Das Beispiel 2 wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, mit Ausnahme der folgenden Punkte:
Der Tonerträger rotierte so, dass die Bewegungsrichtung dieselbe war wie diejenige der Oberfläche des photoempfindlichen Elements bei dem Kontaktbereich damit, und dass0 die Umfangsrotiergeschwindigkeit 200% derjenigen des photoempfindlichen Elements war. Der Tonerträger wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 160 mm/s rotiert mit einer relativen Geschwindigkeit im Bezug auf die Oberfläche des photoempfindlichen Elements von 80 mm/s.
Der Toner B wurde verwendet, und die Verfahrensbedingungen waren zur Einstellung der folgenden Entwicklungsbedingungen festgelegt:
Entwicklungsvorspannung: -500 V (nur Gleichstromkomponente).
Ein Haltbarkeits-Dauertest mit 1000 Blättern wurde durchgeführt, während der Toner aufgefrischt wurde. Die Ergebnisse waren im Bezug auf die Bilddichte, die Verhinderung der Schleierbildung und der Transfereigenschaft zufriedenstellend, ohne Auftreten eines Reinigungsdefekts, dieselbe Bildqualität wie das Originalbild ergebend. Eine Beurteilung des photoempfindlichen Elements und der Entwicklerrolle ermöglichte die Beurteilung der Adhesion mit der Notwendigkeit zum Austausch, jedoch ohne Adhesion. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 5 gezeigt.

Beispiele 3 bis 6

Die Ergebnisse wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 beurteilt, außer dass die polymerisierten Toner B bis E verwendet wurden. Im wesentlichen zufriedenstellende Ergebnisse wurden erhalten, wie in Tabelle 5 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Dieselben Tests wurden durchgeführt wie im Beispiel 1, außer dass ein polymerisierter Toner F und das photoempfindliche Element 2 angewandt wurden.
Die Prozessbedingungen waren zur Einstellung der folgenden Entwicklungsbedingungen festgelegt:
Entwicklungsvorspannung: -350 V (nur Gleichstromkomponente).
Nach Kopieren von 500 Blättern trat ein Reinigungsdefekt auf. Nach jedem Auftreten eines Reinigungsdefekts wurde der Betrieb unter Reinigen der Reinigungsklingen fortgesetzt, wobei durch die Toneradhesion verursachte, weiße Flecken an Abständen, die den Umdrehungen des photoempfindlichen Elements entsprachen, auf Bereichen eines vollen schwarzen Bildes auftraten.
Die meisten Flecken verschwanden als Ergebnis des Ersatzes des photoempfindlichen Elements, jedoch erreichte die Bilddichte nicht mehr das Anfangsniveau. Die Reproduktion von isolierten 50 um-Punkten war unzureichend, und Versprühungen waren auf dem Linienbild ernsthaft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Beispiele 7 bis 14

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 ausgeführt, außer dass die polymerisierten Toner G sowie J bis P angewandt wurden. Wie in Tabelle 5 gezeigt, waren die Ergebnisse im wesentlichen zufriedenstellend.

Vergleichsbeispiele 2 und 3

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 ausgeführt, außer dass die polymerisierten Toner Q und R verwendet wurden. Wie aus den in Tabelle 5 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, wurden zufriedenstellende Ergebnisse nicht erhalten, weil der als Toner verwendete Ruß nicht der spezielle Ruß der Erfindung war. Für den polymerisierten Toner Q wurde ein ernsthaftes Anfärben des Bildes durch Reinigungsfehler verursacht, und für den polymerisierten Toner R trat eingeringer Reinigungsdefekt bei der 1000sten Kopie auf, bei geringer Bildkonzentration.

Vergleichbeispiele 4 und 5

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemacht, außer dass die polymerisierten Toner S und T verwendet wurden. Wie aus den in Tabelle 5 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, konnten gute Ergebnisse nicht erhalten werden, da das in dem Toner verwendete Dispersionsmittel nicht auf der speziellen Eisenverbindung auf Azobasis der Erfindung entsprach. Der polymerisierte Toner S, der im Anfangsstadium zufriedenstellend war, zeigte eine Erniedrigung in der Bilddichte bei der 1000sten Kopie. Der polymerisierte Toner T ergab nur eine geringe Bilddichte mit unzureichenden Eigenschaften.

Beispiele 15 bis 22

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt, außer dass die polymerisierten Toner AA und BB angewandt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5-1 Auflistung der Beurteilungsergebnisse Tabelle 5-2

Beispiele 23 bis 31

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 gemacht, außer dass die polymerisierten Toner G bis I verwendet wurden und die Menge des Zusatzstoffes (hydrophobes Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche von 140 m²/g, ermittelt durch die BET-Methode) auf 0,5%, 1,8% und 3,0% verändert wurde. Wie aus den in Tabelle 6 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, war die Menge an festlichem Toner, der aus einer Erhöhung der Schleierbildung resultierte, etwas größer mit einer Menge des Zusatzstoffes von 0,5%. Eine Menge von 3,0%, was zu einer etwas geringeren Fixierfähigkeit führte, ergab im allgemeinen gute Ergebnisse. Tabelle 6 Auflistung der Beurteilungsergebnisse

Beispiel 32

Ein Bild wurde erzeugt und die Beurteilung wurde ausgeführt auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1, außer dass eine Schwammrolle mit Einschichtstruktur als eine Tonerbeschichtungsrolle 35 in dem Entwicklerbehälter 32 der in Beispiel 1 verwendeten elektrophotographischen Einheit verwendet wurde, und das eine Vorspannung von der Vorspannungsanlegeeinrichtung (nicht gezeigt) an die Tonerzufuhrrolle 35 angelegt wurde.
Nur eine Gleichstromkomponente von -300 V wurde als Entwicklungsvorspannung an die Entwicklerrolle 34 während der Entwicklung angelegt, und nur eine Gleichstromkomponente von -450 V würde als eine Zufuhrvorspannung an die Tonerzufuhrrolle 35 angelegt.
Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 gemacht: sowohl die Bilddichte als auch die Verhinderung der Schleierbildung waren zufriedenstellend, ohne Auftreten eines Reinigungsdefekts, somit eine ausgezeichnete Bildqualität ergebend. Die Anpassung mit der Bilderzeugungsvorrichtung war ebenso zufriedenstellend.

(Herstellung der Dispersionslösungen aus der Hauptverfahrensstufe 20 bis 38)

Wie in der nachfolgenden Tabelle 7 gezeigt wurden Kombinationen jeweils eines Styrolmonomers in einer Menge von 2000 g mit den Rußproben (a) bis (1) bzw. einem hinsichtlich Art und Menge in Tabelle 7 gezeigten Dispersionsmzttel zu ATLITER 1%, "hergestellt durch die Mitsui Kozan Company" zugegeben. Die resultierenden Mischungen wurden gerührt durch Verwendung von 2 mm-Zirkoniumoxidkugeln bei 200 UPM bei einer Temperatur von 25ºC für 180 Minuten, um Dispersionslösungen 20 bis 38 der Hauptverfahrensstufe herzustellen, die durch das Dispergieren von Ruß und Dispersionsmittel im Styrolmonomer gebildet waren. Viskositätswerte der resultierenden Dispersionslösungen 20 bis 38 der Hauptverfahrensstufe sind in Tabelle 7 gezeigt. Tabelle 7 Auflistung der Besonderheiten der Prä-Dispersionsstufe
*1: Bei Nr. 35 hatte die Dispersionslösung aus der Hauptverfahrensstufe eine zu hohe Viskosität, um in einem normalen Zustand rausgenommen zu werden, was deren Verwendung unmöglich machte.
*2: Chromverbindung auf Azobasis (folgende Formel)

Beispiel (a) der Herstellung von polymerisiertem Toner

Eine wässrige 0,1 M-Na&sub3;PO&sub4;-Lösung in einer Menge von 500 g wurde zu 700 g Ionenaustausch-Wasser in einem Vierhalskolben von zwei Litern zugegeben. Nachdem auf 60ºC gebracht wurde, wurde die Mischung bei 12 000 UPM durch Verwendung eines Hochgeschwindigkeitsrührers, Homomixer TK-Typ (hergestellt durch die Tokushu Kika Kogyo Company), gerührt. Eine wässrige 1,0 M-CaCl&sub2;-Lösung in einer Menge von 76 g wurde schrittweise zu der gerührten Mischung zugegeben, und ein wässriges Medium, welches einen feinen, kaum wasserlöslichen Dispersionsstabilisator enthielt, wurde erhalten.
(Prädispersionslösung)
Dispersionslösung aus Hauptverfahrensstufe Nr. 20: 112 g
(Monomer)
Styrol 66 g:
n-Butylacrylat (n-BA): 34 g
(polares Harz)
gesättigter Polyester (Kondensat mit propoxylierten Bisphenol und Terephthalsäure, Säurezahl: 14, Molekulargewichts-Peak: 7000) 8 g
(Freisetzungsmittel)
Esterwachs (Schmelzpunkt: 58ºC) 30 g
Die obige Zusammensetzung wurde auf 60ºC erhitzt, gleichförmig aufgelöst und dispergiert. Ein Polymerisationsinitiator, 2,2-Azobis-(2,4- Dimethylvaleronitril), wurde in einer Menge von 10 g zu der Zusammensetzung zugegeben, um eine polymerisierbare Monomerverbindung herzustellen.
Die voranstehende polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde in ein wässriges Medium eingebracht und bei 60ºC in einer N&sub2;-Atmosphäre in einem Homomixer vom TK-Typ bei 12 000 UPM für 10 Minuten gerührt, wodurch eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung granuliert wurde. Dann wurde die Zusammensetzung einer Reaktion bei derselben Temperatur für fünf Stunden unterzogen, während mit einer Schaufelrührklinge gerührt wurde (50 UPM). Dann wurde die Zusammensetzung auf 80ºC zur Verursachung einer Umsetzung für weitere fünf Stunden erhitzt. Nach Abschluss der Polymerisationsreaktion wurde restliches Monomer im Vakuum durch Destillation entfernt, und nach dem Abkühlen wurde Salzsäure zum Auflösen von Kalziumsulfat zugegeben. Dann wurde die Zusammensetzung filtriert, mit Wasser gespült und getrocknet, wodurch exakte, schwarze Suspensionsteilchen (schwarze Tonerteilchen) mit einer gewichtsgemittelten Teilchengröße von etwa 6, 7 erhalten wurden.
Hydrophobes Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche gemäß der BET-Methode von 140 m²/g in einer Menge von 1,8 Gew.-Teilen wurde, bezogen auf 100 Gew.-Teile des sich ergebenden schwarzen Toners, zugegeben, wodurch ein polymerisierter Toner (a) erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners (a) sind in Tabelle 9 gezeigt.

Beispiele (b) bis (f) der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Toner (b) bis (f) wurden auf die gleiche Weise wie dem Beispiel (a) der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass die Dispersionslösungen aus der Hauptverfahrensstufe 21 bis 25, bei denen die Mengen an zugegebener Eisenverbindung auf Azobasis (1) wie in Tabelle 7 gezeigt verändert wurde, verwendet wurden. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners (b) bis (f) sind in Tabelle 9 gezeigt.

Beispiel (g) der Herstellung von polymerisiertem Toner

Ein polymerisierter Toner (g) wurde auf die gleiche Weise wie in dem Beispiel (a) der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass der in Tabelle 1 gezeigte Ruß b anstelle des Rußes a verwendet wurde und eine Dispersionslösung der Hauptverfahrensstufe 26 verwendet wurde. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners (g) sind in Tabelle 9 gezeigt.

Beispiele (h) und (i) der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Toner (h) und (i) mit unterschiedlichen Teilchengrößen wurden auf dieselbe Weise wie im Beispiel (g) der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt durch Einstellen der Menge an wässriger 0,1 M-Na&sub3;PO&sub4;-Lösung und an wässriger 1,0 M-CaCl&sub2;-Lösung. Die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Toner (h) und (i) sind in Tabelle 9 gezeigt.

Beispiele (j) bis (r) der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Toner (j) bis (r) wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel (a) der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass die in Tabelle 1 gezeigten Rußproben c bis 1 anstelle des Rußes a verwendet wurden und die Dispersionslösungen aus der Hauptverfahrensstufe 27 bis 36 verwendet wurden. Die Dispersionslösung aus der Hauptreaktionsstufe 35 war in der Viskosität zu hoch, um sie herauszunehmen, und deshalb konnte kein Toner erhalten werden. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners (j) bis (r) sind in Tabelle 9 gezeigt.

Beispiele (s) und (t) der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Toner (s) und (t) wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel (a) der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass Dispersionslösungen aus der Hauptverfahrensstufe 37 und 38, in denen eine Chromverbindung auf Azobasis und eine Zinkverbindung der Di-Tertiärbutyl- Salicylsäure anstelle der Eisenverbindung auf Azobasis (1) verwendet wurden, angewandt wurden. Die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Toner (s) und (t) sind in Tabelle 9 gezeigt.

Beispiele (u) und (v) der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Tonerproben u und v wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel (b) der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass die Zusammensetzung der Zusammensetzung an polymerisierbarem Monomer wie in Tabelle 3 verändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Toner (u) und (v) sind in Tabelle 9 gezeigt.

Beispiele aa und bb der Herstellung von polymerisiertem Toner

Polymerisierte Toner aa und bb wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel (b) der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass die Menge des zugegebenen Polymerisationsinitiators und der Temperaturbedingung für die Polymerisationsreaktion verändert wurden. Die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Toner (aa) und (bb) sind in Tabelle 9 gezeigt.

Beispiele (w) bis (z) der Herstellung von polymerisiertem Tone r

Polymerisierte Toner (w) bis (z) wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel (b) der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellt, außer dass ein Teil des Styrolmonomers, welcher in der Zusammensetzung an polymerisierbaren Monomer enthalten war, in eine Mischung aus Divinylbenzol und Diethylenglycoldimethacrylat abgeändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Toner (w) bis (z) sind in Tabelle 9 gezeigt.
Die Zusammensetzungen der vorangehenden polymerisierten Toner (a) bis (z), (aa) und (bb) sind in Tabelle 8 gezeigt.

Beispiel (cc) der Herstellung von pulverisiertem Toner:

(Bindemittelharz) Styrol/Butylacrylat-Kopolymer (gewichtsgemitteltes Molekulargewicht: 300 000, Tg: 60ºC) 100 Gew.-Teile
(Färbemittel) Ruß e: 7 Gew.-Teile
(Ladungssteuermittel) Eisenverbindung auf Azobasis (1): 2 Gew.-Teile
(Freigabemittel) Esterwachs: 3 Gew.-Teile
Die zuvor angegebenen Materialien wurden vorgemischt und geschmolzen und geknetet bei 130ºC in einem Bioxialextruder. Das resultierende, schmelzgeknetete Produkt wurde auf einer Hammermühle grob pulverisiert und ein grobpulverisierter Toner mit einem 1 mm Mesh-Durchlass wurde erhalten. Dieses grob zerstoßene Produkt wurde weiter fein pulverisiert in einer Stoßmühle unter Verwendung eines Luftstrahls. Das Produkt wurde durch Zersprengung klassifiziert, um schwarze Tonerteilchen mit einer gewichtsgemittelten Teilchengröße von etwa 6,7 um zu erhalten. Hydrophobes Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche, ermittelt durch die BET-Methode, von 140 m²/g in einer Menge von 1,5 Gew.-Teilen wurde zu 100 Gew.-Teilen der resultierenden schwarzen Tonertelichen zugegeben, wodurch ein pulversierter Toner (cc) erhalten wurde. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners (cc) sind in Tabelle 9 gezeigt.

Beispiel (dd) der Herstellung von pulverisiertem Toner

Ein pulverisierter Toner (dd) wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel (cc) der Herstellung von pulverisiertem Toner erhalten, außer das der in Tabelle 1 gezeigte Ruß j anstelle des Rußes e verwendet wurde. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Toners (dd) sind in Tabelle 9 gezeigt. Tabelle 8 Auflistung der Besonderheiten für den Toner Tabelle 9 Physikalische Eigenschaften der Toner Tabelle 9-1

Beispiel 33

Ein 600 dpi-Laserstrahldrucker (hergestellt durch Canon; LBP- 860) wurde bereitgestellt, um eine Prozessgeschwindigkeit von 94 mm/s zu erzielen.
Die Reinigungs-Gummiklinge wurde aus der Prozessierkartusche entfernt, es wurde eine Kontaktladung unter den Kontaktringen der Gummirolle für die Vorrichtung angewandt, und die angelenkte Spannung wurde durch eine Gleichstromkomponente (- 1400 V) bewerkstelligt. Weil die Prozessiergeschwindigkeit höher war, sind die Bedingungen stringenter für eine gleichförmige Aufladung des photoempfindlichen Elements.
Ein photoempfindliches Element 1 wurde als photoempfindliches Element angewandt.
Die Entwicklungszone in der Prozessierkartusche würde dann modifiziert, eine Gummirolle mittleren Widerstands (16 φ; ASKER-Härte: C45º; Widerstand: 10&sup5; Ω · cm), die Urethanschaum umfasste, wurde anstelle der als Tonertragenelement dienende Trommel aus rostfreiem Stahl verwendet und mit dem photoempfindlichen Element in Kontakt gebracht. Die Oberfläche des tonertragenden Elements bewegt sich in derselben Richtung wie die Bewegungsrichtung der Oberfläche des photoempfindlichen Elements und wird so getrieben, dass eine 130%ige äußere Umfangsrotationsgeschwindigkeit des photoempfindlichen Elements erzielt wird.
Als Einrichtung zum Zuführen von Toner auf das tonertragende Element wurde eine Zuführrolle bei der Entwicklungszone so vorgesehen, dass sie in Kontakt mit dem tonertragenden Element war. Ferner wurde eine Klinge, die aus mit Harz beschichtetem rostfreiem Stahl gefertigt war, befestigt zur Steuerung der Tonerbeschichtungsschicht auf dem tonertragenden Element. Während der Entwicklung wurde nur eine Gleichstromkomponente (-450 V) der Entwicklervorspannung an den Tonerträger angelegt.
Die Bilderzeugungsvorrichtung wurde modifiziert, und die Prozessierbedingungen wurden so festgelegt, damit sie mit der Modifikation der Prozessierkartusche zusammenpasst.
Das photoempfindliche Element hatte ein Hellbereichspotential von -800 V und ein Dunkelbereichspotential von -150 V zum Aufladen, und ein Papier mit 75 g/m² wurde als Aufzeichnungsmedium verwendet.
Ein Bild wurde in dieser Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung eines polymerisierten Toners a zum fortgesetzten Herstellen von 2000 Blättern von Bildern erzeugt. Als Ergebnis wurde ein hochdichtes Bild hoher Qualität und frei von Abfärbung erhalten. Hinsichtlich der Fixierbarkeit trat, kein Problem auf.
Das Bild wurde hinsichtlich der Bilddichte und der Bildfärbung des Bildes nach kontinuierlichem Drucken von 100 Blättern und nach dem kontinuierlichen Ausdruck von 2000 Blättern eines Zeichenbildes mit einem Druckflächenverhältnis von 4% beurteilt.
Die Bildkonzentration wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 beurteilt.

(9) Bildanfärbung

Die Bildanfärbung des Bildes wurde durch optische Beobachtung des Bildes nach dem Fixieren gemäß den folgenden Beurteilungskriterien beurteilt:
A: Keine Bildanfärbung
B: Geringes Bildanfärben, welches die Qualität nicht beeinträchtigt
C: Schlechte Qualität mit geringem Auftreten von Bildanfärbung
D: Ernsthaftes Auftreten von Bildanfärbung.
Ferner wurden 100 Blätter eines Zeichenbildes mit einem Druckflächenverhältnis von 47% fortlaufend gedruckt, und dann wurde die Beurteilung im Bezug auf die Bildanfärbung der Laderolle, der Transfereigenschaften, der Schleierbildung und der Auflösung ausgeführt. Die Beurteilung der Transfereigenschaft, der Steuerbildung und der Auflösung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 ausgeführt.
Farbniederschläge auf der Laderolle wurden durch Messen des Gewichts von angeheftetem Toner pro Einheitsfläche (mg/cm²) auf der Laderolle beurteilt, wie es der Zunahme an Gewicht der Laderolle vor und nach der Beurteilung zu entnehmen war. Die Ergebnisse der Beurteilung sind in Tabelle 10 gezeigt.

Beispiel 34

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 gemacht, außer dass die Prozessgeschwindigkeit auf 120 mm/s erhöht wurde. Wie aus den in Tabelle 10 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, waren, obgleich die Ergebnisse etwas schlechter als im Beispiel 33 aufgrund der Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit, was schwerere Bedingungen auferlegte, waren, die Ergebnisse im allgemeinen zufriedenstellend.

Beispiele 35 bis 46

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 ausgeführt, außer dass die polymerisierten Tonerproben (b) bis (e) und (g) angewandt wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 6

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 gemacht, außer dass der polymerisierte Toner (f) verwendet wurde. Wie aus den in Tabelle 10 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, traten bereits von der Anfangsstufe ab ernsthafte Farbrückstände des Bildes auf, und es war schwierig, ein fortlaufendes Drucken von 2000 Blättern durchzuführen. Die Beurteilung wurde deshalb abgebrochen.

Vergleichsbeispiele 7 und 8

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 gemacht, außer dass die polymerisierten Toner (q) und (r) verwendet wurden. Wie aus den in Tabelle 10 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, wurden keine guten Ergebnisse erhalten, weil die spezielle Eisenverbindung auf Azobasis der Erfindung nicht verwendet wurde bzw. weil der im Toner verwendete Ruß nicht der spezielle Ruß der Erfindung war.

Vergleichsbeispiele 9 und 10

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 ausgeführt, außer dass die polymerisierten Toner (s) und (t) verwendet wurden. Wie aus den in Tabelle 10 gezeigten Ergebnissen erkannt wird, konnten zufriedenstellende Ergebnisse nicht erhalten werden, weil das für den Toner verwendete Dispersionsmittel nicht der speziellen Eisenverbindung auf Azobasis der Erfindung entsprach. Der polymerisierte Toner (s) führte von Anfang an zu einer Erniedrigung und der Bilddichte. Der polymerisierte Toner (t) zeigte zwar eine zufriedenstellende Bilddichte im Anfangsstadium, führte jedoch zu einer Verringerung in der Bilddichte und ferner zur Schleierbildung und zu ernsthaften Farbrückständen des Bildes nach dem Drucken von 2000 Blättern. Die Anpassung an die Bilderzeugungsvorrichtung war ungenügend.

Beispiele 47 bis 54

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 gemacht, außer dass die polymerisierten Toner (u) bis (z), (aa) und (bb) verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 gezeigt.

Beispiel 55

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 gemacht, außer dass der pulverisierte Toner (cc) verwendet wurde. Wie aus den in Tabelle 10 gezeigten Ergebnissen erkannt wird, wurden insgesamt keine zufriedenstellenden Ergebnisse erhalten.

Vergleichsbeispiel 11

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 durchgeführt, außer dass der pulverisierte Toner (dd) verwendet wurde. Wie aus den in Tabelle 10 gezeigten Ergebnissen deutlich wird, traten von Beginn an ernsthafte Farbrückstände auf dem Bild auf, und es war schwierig, den Ausdruck von 2000 Blättern fortzusetzen. Die Beurteilung wurde deshalb abgebrochen. Tabelle 10-1 Auflistung der Beurteilungsergebnisse Tabelle 10-2

Beispiel 56 bis 64

Die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 gemacht, außer dass die polymerisierten Toner (g) bis (i) verwendet wurden und die Mengen an Zusatzstoffen (hydrophobes Siliziumdioxid) mit einer BET-spezifischen Oberfläche von 140 m²/g) jeweils auf 0,5%, 1,8% und 3,0% verändert wurden, Wie aus den in Tabelle 11 gezeigten Ergebnissen erkannt wird, gab es mit einer Menge des Zusatzstoffes von 0,5% stärkere Bild-Farbrückstände auf der Laderolle sowie eine Erhöhung der Schleierbildung. Mit einer Zugabe von 3,0 % wurde eine Entwicklung unter gleichzeitiger Reinigung erzielt, und die Ergebnisse waren nahezu zufriedenstellend, obgleich die Fixierbarkeit etwas schlecht war. Tabelle 21 Auflistung der Beurteilungsergebnisse

Beispiel 65

Ein Bild wurde erzeugt und die Beurteilung wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 33 ausgeführt, außer dass eine Schwammrolle mit Einschichtstruktur als eine Tonerzufuhrrolle 35 im Entwicklerbehälter 32 in der im Beispiel 33 verwendeten Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wurde, und das eine Vorspannung von der Vorspannungsanlegeeinrichtung (nicht gezeigt) an die Tonerzufuhrrolle 35 angelegt wurde.
Nur eine Gleichstromkomponente von -300 V wurde als Entwicklungsvorspannung an die Entwicklerrolle 34 während der Entwicklung angelegt, und nur eine Gleichstromkomponente von -480 V wurde als eine Zufuhrvorspannung an die Tonerzufuhrrolle 35 angelegt.
Die Beurteilungsergebnisse beinhalteten im Vergleich zu jenen des Beispiels 33 eine stabilere und zufriedenstellende Bilddichte und eine Verhinderung der Schleierbildung. Die Entwicklung unter gleichzeitigem Reinigen wurde erzielt, was zu einer ausgezeichneten Bildqualität führte. Die Anpassung mit der Bilderzeugungsvorrichtung war ebenso zufriedenstellend.

Beispiel 66

Ein Bild wurde unter Verwendung des im Beispiel A der Herstellung von polymerisiertem Toner hergestellten polymerisierten Toners A in der Entwicklereinheit 57 der in Fig. 5 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung erzeugt.
In der wie in Fig. 5 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung ist zwischen der ersten Übertragungszone und der Ladezone zum Laden des photoempfindlichen Elements ein Reinigungsteil mit einem mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements in Kontakt kommenden Reinigungselements als einer ersten Reinigungseinrichtung zum Entfernen von restlichem Toner, der auf der Oberfläche des photoempfindlichen Elements nach dem ersten Übertragungsschritt verbleibt, vorgesehen. Nach dem zweiten Übertragungsschritt ist ferner stromabwärts der zweiten Übertragungszone und stromaufwärts der ersten Übertragungszone ein anderes Reinigungsteil mit einem in Kontakt mit der Oberfläche eines Zwischenübertragungselements gebrachten Reinigungselements als einer zweiten Reinigungseinrichtung zum Entfernen von restlichem Toner, der auf der Oberfläche des Zwischenübertragungselements verbleibt, vorgesehen.
Eine Entwicklungseinheit 57 besaß denselben Aufbau der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Entwicklungseinheit 8.
Eine Gummirolle mittleren Widerstands (16 φ), welches Silikongummi umfasste, dessen Widerstand durch Dispergieren von Ruß eingestellt war, wurde als tonertragendes Element 9 verwendet und mit dem photoempfindlichen Element in Kontakt gebracht. Die Bewegung der Oberfläche des tonertragenden Elements 9 war beim Kontaktbereich mit dem photoempfindlichen Element dieselbe Richtung wie diejenige des photoempfindlichen Elements, und die Umfangs- Rotationsgeschwindigkeit davon entsprach 150% der Umfangs- Rotationsgeschwindigkeit des photoempfindlichen Elements. Speziell besaß das tonertragende Element eine Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/s und eine Geschwindigkeit im Verhältnis zur Oberfläche des photoempfindlichen Elements von 80 mm/ s.
Eine Schwammrolle mit Einzelschichtstruktur wurde als Zufuhrrolle 12 bereitgestellt, um als Einrichtung zum Zuführen von Toner auf das tonertragende Element zu dienen, und mit dem tonertragenden Element in Kontakt gebracht. Beim Kontaktbereich wurde der Toner auf das tonertragende Element durch Rotation desselben zugeführt, so dass die Oberfläche der Zufuhrrolle 12 sich in einer Richtung bewegt, die der Bewegungsrichtung des tonertragenden Elements entgegengesetzt ist. Eine Klinge aus rostfreiem Stahl, die mit einem Harz beschichtet war, wurde ferner befestigt zum Einstellen der Überzugsschicht aus Toner auf dem tonertragenden Element.
Ein photoempfindliches Element 1 wurde als photoempfindliches Element verwendet mit dem Toner A als Toner, und die Bilderzeugungsbedingungen wurden so festgelegt, dass die folgenden Entwicklungs- und Übertragungsbedingungen erfüllt waren:
Dunkelbereichspotential des photoempfindlichen Elements: - 700 V
Lichtbereichspotential des photoempfindlichen Elements: - 150 V
An die Entwicklungsrolle angelegte Entwicklungsvorspannung: - 450 V (nur Gleichstromkomponente)
An die Tonerzufuhrrolle angelegte Vorspannung: -300 V (nur Gleichstromkomponente)
Im ersten Übertragungsschritt an das Zwischenkopierelement angelegte Übertragungsvorspannung: 300 V (nur Gleichstromkomponente)
Im zweiten Übertragungsschritt an die Übertragungsrolle angelegte Übertragungsvorspannung: 1000 V (nur Gleichstromkomponente)
Unter den obigen Bllderzeugungsbedingungen wurde das auf das Aufzeichnungsmedium übertragene Tonerbild erhitzt und auf das Aufzeichnungsmedium fixiert durch die nachfolgende Heiz/Fixier-Einheit.
Eine Fixiereinheit vom Typ einer Heizrolle, die keine Ölbeschichtungsfunktion besaß, wurde als die Heiz/Fixier- Einheit 70 verwendet. Eine obere Rolle 68 und eine untere Rolle 69 besaßen Oberflächenschichten aus einem fluorbasiertem Harz mit einem Rollendurchmesser von 55 mm. Die Fixiertemperatur wurde auf 140ºC festgelegt, und der Walzenzwischenraum wurde auf 7 mm festgelegt.
Ein Test von fortgesetztem Bilddrucktest mit 2000 Blättern wurde durchgeführt, während der Toner nachgefüllt wurde, unter Verwendung der Bilderzeungsvorrichtung mit dem vorgenannten Aufbau, und das resultierende Bild wurde beurteilt. Die Ergebnisse waren hinsichtlich der Bilddichte, der Bekämpfung von Besprühung, der Inhibierung von Schleierbildung und der Übertragungseigenschaft zufriedenstellend, ohne dass ein Reinigungsdefekt auftrat, und es wurde eine Bildqualität erhalten, die zu derjenigen im Anfangsstadium gleich war. Eine Begutachtung des photoempfindlichen Elements, der Entwicklerrolle und des Zwischenübertragungselements zeigte, dass es keine Adhesion gab und ein Austausch nicht erforderlich war.

Beispiel 64

Ein Bild wurde unter Verwendung des im Beispiel (b) der Herstellung des polymerisierten Toners hergestellten polymerisierten Toners in der Entwicklereinheit 57 der in Fig. 5 gezeigten Bilderzeugungsvorrichtung verwendet.
Inder Bilderzeugungsvorrichtung war das Reinigungsteil 63 mit einem als einer ersten Reinigungseinrichtung dienenden, ersten Reinigungselement 62 nicht vorgesehen. Ein Reinigungsteil, welches ein als eine Reinigungseinrichtung zum Entfernen vom restlichen Toner, der auf der Oberfläche des Zwischenübertragungselements nach dem zweiten Übertragungsschritt verblieb, dienendes Reinigungselement in Kontakt mit der Oberfläche des Zwischenübertragungselements besaß, wurde stromabwärts der zweiten Übertragungszone und stromaufwärts der ersten Übertragungszone vorgesehen.
Eine Entwicklungseinheit 57 besaß denselben Aufbau der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Entwicklungseinheit 8. Der auf der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel nach dem ersten Übertragen verblieb, wurde durch Überführung der Ladepolarität des Toners zu einer negativen Polarität mittels der Anwendung der Ladevorspannung in der Ladezone entfernt, und durch die Entwicklung wurde nur der auf den Lichtbildbereichen vorliegende Toner in die Entwicklereinheit in der Entwicklerzone gesammelt.
In der Entwicklereinheit 8 wurde eine Gummirolle mittleren Widerstands (16 φ), welches einen Silikongummi, dessen Widerstand durch Dispergieren von Ruß eingestellt war, umfasste, als tonertragendes Element 9 verwendet und mit dem photoempfindlichen Element in Kontakt gebracht. Die Bewegung der Oberfläche des tonertragenden Elements 9 entsprach beim Kontaktbereich mit dem photoempfindlichen Teil derselben Richtung wie derjenigen des photoempfindlichen Elements, und die Umfangsrotationsgeschwindigkeit davon entsprach 150% der Umfangsrotationsgeschwindigkeit des photoempfindlichen Elements. Speziell besaß das tonertragende Element eine Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/s und eine Geschwindigkeit von 80 mm/s im Vergleich zur Oberfläche des photoempfindlichen Elements.
Eine Schwammrolle mit Einzelschichtstruktur wurde als Zufuhrrolle 12 bereitgestellt, um als Einrichtung zum Zuführen von Toner auf das tonertragende Element zu dienen, und mit dem tonertragenden Element in Kontakt gebracht. Beim Kontaktbereich wurde der Toner auf das tonertragende Element durch Rotation desselben zugeführt, so dass die Oberfläche der Zufuhrrolle 12 sich in einer Richtung bewegt, die der Bewegungsrichtung des tonertragenden Elements entgegengesetzt ist. Eine Klinge aus rostfreiem Stahl, die mit einem Harz beschichtet war, wurde ferner befestigt zum Einstellen der Überzugsschicht aus Toner auf dem tonertragenden Element.
Ein photoempfindliches Element 1 wurde als photoempfindliches Element verwendet mit dem Toner (b) als Toner, und die Bilderzeugungsbedingungen wurden so festgelegt, dass die folgenden Entwicklungs- und Übertragungsbedingungen erfüllt waren:
Dunkelbereichspotential des photoempfindlichen Elements: - 700 V
Lichtbereichspotential des photoempfindlichen Elements: - 150 V
An die Entwicklungsrolle angelegte Entwicklungsvorspannung: - 450 V (nur Gleichstromkomponente)
An die Tonerzufuhrrolle angelegte Vorspannung: -300 V (nur Gleichstromkomponente)
Im ersten Übertragungsschritt an das Zwischenkopierelement angelegte Übertragungsvorspannung: 350 V (nur Gleichstromkomponente)
Im zweiten Übertragungsschritt an die Übertragungsrolle angelegte Übertragungsvorspannung: 1100 V (nur Gleichstromkomponente)
Unter den obigen Bilderzeugungsbedingungen wurde das auf das Aufzeichnungsmedium übertragene Tonerbild erhitzt und auf das Aufzeichnungsmedium fixiert durch die nachfolgende Heiz/Fixier-Einheit.
Eine Fixiereinheit vom Typ einer Heizrolle, die keine Ölbeschichtungsfunktion besaß, wurde als die Heiz/Fixier- Einheit 70 verwendet. Eine obere Rolle 68 und eine untere Rolle 69 besaßen Oberflächenschichten aus einem fluorbasiertem Harz mit einem Rollendurchmesser von 60 mm. Die Fixiertemperatur wurde auf 150ºC festgelegt, und der Walzenzwischenraum wurde auf 7 mm festgelegt.
Ein kontinuierlicher Drucktest von 2000 Blättern wurde durch die Verwendung einer Bilderzeugungsvorrichtung mit dem obigen Aufbau durchgeführt. Ein Bild hoher Qualität ohne Bildfarbrückstände wurde bei einer hohen Dichte erhalten. Die Menge an die Laderolle angehefteten Toner war so gering wie 0,41 mg/cm², und eine zufriedenstellende Anpassung mit der Bilderzeugungsvorrichtung wurde erzielt.

Claims

1. Bilderzeugungsverfahren, welches die folgenden Schritte umfasst:

(a) Aufladen eines bildtragenden Elements (1, 36, 51) zum Tragen eines elektrostatischen Latentbildes;

(b) Erzeugen eines elektrostatischen Latentbildes auf dem aufgeladenen, bildtragenden Element, (1, 36, 51);

(c) Entwickeln des elektrostatischen Latentbildes mit einem Toner durch in Kontakt bringen einer Tonerschicht auf einer Oberfläche eines tonertragenden Elements (9, 34) mit einer Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51) zur Bildung eines Tonerbildes auf der Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51), wobei die Oberfläche des tonertragenden Elements (9, 34) in der selben Richtung wie der Bewegungsrichtung der Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51) rotiert wird und wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des tonertragenden Elements (9, 34) das 1,05- bis 3,0-fache der Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51) entspricht;

(d) Übertragen des auf der Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51) erzeugten Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium (20, 38, S) über oder nicht über ein Zwischentransferelement (58);

wobei der Toner vom Einkomponenten-Typ ist, der Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittel, Ruß und eine Eisenverbindung auf Azo-Basis enthalten, sowie ein anorganisches Feinpulver umfasst;

wobei der Ruß eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 25 bis 80 nm aufweist;

wobei die Eisenverbindung auf Azo-Basis eine Verbindung umfasst, die durch die folgende allgemeine Formel ausgedrückt wird:

worin X&sub1; und X&sub2; jeweils aus der aus Wasserstoffatom, Niedrigalkylgruppe, Niedrigalkoxygruppe, Nitrogruppe und Halogenatom bestehenden Gruppe ausgewählt sind; X&sub1; und X&sub2; gleich oder verschieden sind; m und m' ganze Zahlen von 1 bis 3 sind; R&sub1; und R&sub3; jeweils aus der aus Wasserstoffatom, C&sub1;-C&sub1;&sub8;- Alkylgruppe, C&sub2;-C&sub1;&sub8;-Alkenylgruppe, Sulfonamidgruppe, Mesylgruppe, Sulfonsäuregruppe, Carboxyestergruppe, Hydroxygruppe, C&sub1;-C&sub1;&sub8;-Alkoxygruppe, Acetylamidgruppe, Benzoylaminogruppe und Halogenatom bestehenden Gruppe ausgewählt sind; R&sub1; und R&sub3; gleich oder verschieden sind; n und n' ganze Zahlen von 1 bis 3 sind; R&sub2; und R&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom oder eine Nitrogruppe sind; und A&spplus; ein Kation ist, welches aus der aus Ammoniumion, Wasserstoffion, Natriumion, Kaliumion und Ionenmischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

2. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Ruß eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 25 bis 55 nm besitzt.

3. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Ruß eine DBP-Ölabsorption von 40 bis 150 ml/100 g aufweist.

4. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Ruß eine spezifische Oberfläche gemäß der Stickstoffabsorption von bis zu 100 m²/g und einen Gehalt an flüchtiger Substanz von bis zu 2 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des Rußes aufweist.

5. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Beziehung zwischen dem Gewichtsanteil A des Rußes und dem Gewichtsanteil B der Eisenverbindung auf Azo- Basis der folgenden Bedingung genügt:

2 ≤ A/B ≤ 35.

6. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Toner Formfaktoren SF-1 und SF-2 besitzt, die den folgenden Beziehungen genügen:

100 < SF - 1 ≤ 160 100 < SF - 2 ≤ 140.

7. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Toner Formfaktoren SF-1 und SF-2 besitzt, die den folgenden Beziehungen genügen:

100 < SF - 1 ≤ 140 100 < SF - 2 ≤ 120.

8. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen durch Polymerisation einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung erzeugt wurden, die mindestens ein polymerisierbares Monomer, den Ruß und die Eisenverbindung auf Azo-Basis in einem wässrigen Medium enthielt.

9. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen erzeugt wurden durch Polymerisation einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer, den Ruß, die Eisenverbindung auf Azo-Basis, ein Freisetzungsmittel und ein polares Harz in einem wässrigen Medium enthielt.

10. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 8, wobei die polymerisierbare Monomerzusammensetzung hergestellt wurde durch Vermischen eines zweiten polymerisierbaren Monomeren mit einer Dispersionslösung, die erzeugt wurde durch Dispergieren des Rußes und der Eisenverbindung auf Azo-Basis in dem ersten polymerisierbaren Monomer.

11. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 9, wobei die polymerisierbare Monomerzusammensetzung hergestellt wurde durch Mischen eines zweiten polymerisierbaren Monomeren, des Freisetzungsmittels und des polaren Harzes mit einer Dispersionslösung, die erzeugt wurde durch Dispergieren des Rußes und der Eisenverbindung auf Azo-Basis in dem ersten polymerisierbaren Monomer.

12. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen ein Wachs als Freisetzungsmittel einschließen und die Tonerteilchen eine Kern/Schalen-Struktur mit einem aus dem Wachs gebildeten Kern and einer aus einem Bindemittelharz gebildeten Schale besitzt, welche die Oberfläche des Kerns bedeckt.

13. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen ein Wachs als Freisetzungsmittel und ein polares Harz einschließen; wobei die Tonerteilchen eine Kern/Schalen-Struktur besitzen mit einem aus dem Wachs gebildeten Kern und einer Schale, die aus einem die Oberfläche des Kerns bedeckenden Bindemittelharz erzeugt wurde, sowie einer Schalen-Harzschicht, die das auf der Oberfläche der schale erzeugte polare Harz umfasst.

14. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen ein Wachs als Freisetzungsmittel in einer Menge von 2 bis 30 Gewichtsprozent auf der Basis der Tonerteilchen einschließen.

15. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Tonerteilchen ein Wachs als Freisetzungsmittel in einer Menge von 2 bis 25 Gewichtsprozent auf der Basis der Tonerteilchen einschließen.

16. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen ein Wachs als Freisetzungsmittel in einer Menge von 2 bis 30 Gewichtsprozent and ein polares Harz von 1 bis 20 Gewichtsprozent, jeweils gezogen auf die Tonerteilchen, einschließen.

17. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen ein Wachs als Freisetzungsmittel einschließen, welches einen maximalen Endothermiewärmepeak in einem Temperaturbereich von 40ºC bis 90ºC bei einer Endothermiewärmekurve besitzt, welche über eine DSC-Messung ermittelt wurde.

18. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen eine Harzkomponente mit einer THF-unlöslichen Komponente C und einer THF-löslichen Komponente einschließen, wobei die THF-lösliche Komponente eine Komponente A in dem Molekulargewichtsbereich des Molekulargewichts von weniger als 1.000.000 und eine Komponente B im Molekulargewichtsbereich des Molekulargewichts von mindestens 1.000.000 in der Molekulargewichtsverteilung, gemessen durch die Gelpermeationschromatographie (GPC), enthält, und wobei die Komponenten A, B und die THF-unlösliche Komponente C die folgenden Bedingungen erfüllen:

30 ≤ WA ≤ 95

0 ≤ WB ≤ 20

0 ≤ WC ≤ 70 und

5 ≤ WB + WC ≤ 70,

worin WA der Gewichtsprozentsatz der Komponente A, WB der Gewichtsprozentsatz der Komponente B und WC der Gewichtsprozentsatz der THF-unlöslichen Komponente C sind.

19. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Tonerteilchen eine Harzkombinente mit einer THF-unlöslichen Komponente C und einer THF-löslichen Komponente einschließen, wobei die THF-lösliche Komponente eine Komponente A im Molekulargewichtsbereich des Molekulargewichts von weniger als 1.000.000 und eine Komponente B im Molekulargewichtsbereich des Molekulargewichts von mindestens 1.000.000 in der Molekulargewichtsverteilung, gemessen durch die Gelpermeationschromatographie (GPC), enthält, und wobei die Komponenten A, B und die THF-unlösliche Komponente C die folgenden Bedingungen erfüllen:

50 ≤ WA ≤ 90

1 ≤ WB ≤ 20

1 ≤ WC ≤ 70 und

10 ≤ WB + WC ≤ 50,

20. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen eine Harzkomponente mit einer THF-löslichen Komponente einschließen, wobei die THFlösliche Komponente ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 9.000 bis 1.000.000 und ein Verhältnis des gewichtsgemittelten Molekulargewichts (Mw) zum zahlengemittelten Molekulargewicht (Mn) (Mw/Mn) von 5 bis 500 besitzt bei einer Molekulargewichtsverteilung, die durch die Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen wurde.

21. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Tonerteilchen eine Harzkomponente mit einer THF-löslichen Komponente einschließen, wobei die THF-lösliche Komponente ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 10.000 bis 500.000 und ein Verhältnis des gewichtsgemittelten Molekulargewichts (Mw) zum zahlengemittelten Molekulargewicht (Mn) (Mw/Mn) von 7 bis 400 besitzt bei einer Molekulargewichtsverteilung, die durch die Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen wurde.

22. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Toner mit einem Zusatzstoff überdeckt ist, welcher die anorganischen Feinteilchen umfasst, wobei 5 bis 99 % der Außenoberflächen der Tonerteilchen mit dem Zusatzstoff bedeckt sind.

23. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 22, wobei das anorganische Feinpulver ausgewählt wurde aus der aus einem Metalloxid, einem Nitrid, einem Carbid, einem Metallsalz, einem Fettsäure-Metallsalz, Ruß, Siliziumdioxid und Mischungen davon bestehenden Gruppe.

24. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das anorganische Feinpulver ausgewählt wird aus der aus Siliziumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, einem Doppeloxid davon sowie Mischungen davon bestehenden Gruppe.

25. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das anorganische Feinpulver eine spezifische Oberfläche auf der Basis der BET-Methode von bis zu 30 cm²/g aufweist.

26. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 24, wobei das anorganische Feinpulver eine spezifische Oberfläche auf der Basis der BET-Methode von 50 bis 400 m²/g aufweist.

27. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Toner das anorganische Feinpulver in einer Menge von 0,1 bis 8 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen der Tonerteilchen enthält.

28. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das anorganische Feinpulver mit Silikonöl gehandelt wurde.

29. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen eine gewichtsgemittelte Teilchengröße von 3 bis 9 um besitzen.

30. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Tonerteilchen eine gewichtsgemittelte Teilchengröße von 4 bis 8 um besitzen.

31. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 30, wobei die Tonerteilchen einen Variationskoeffizienten von bis zu 35% aufweisen.

32. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 30, wobei die Tonerteilchen einen Variationskoeffizienten von bis zu 25% aufweisen.

33. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei das bildtragende Element (1, 36, 51) ein elektrophotographisches photoempfindliches Element umfasst und die Oberfläche des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements einen Kontaktwinkel in Bezug auf Wasser von mindestens 85º besitzt.

34. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 33, wobei das elektrophotographische photoempfindliche Element eine Oberflächenschicht aufweist, die eine pulverförmige Verbindung umfasst, welche Fluoratome in einem Harz dispergiert enthält.

35. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 33, wobei die pulverförmige Verbindung ein pulverförmiges Fluorharz ist.

36. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, welches das Einstellen der Dicke der auf der Oberfläche des tonertragenden Elements (9, 34) gebildeten Tonerschicht einschließt, indem ein Element zum Regulieren der Tonerdicke (16) während des Entwicklungsschritts (c) mit dem Toner in Kontakt gebracht wird, welcher auf dem tonertragenden Element(9, 34) getragen wird.

37. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 36, welches das anwenden eines Tonerzuführelements (12, 35) zum Liefern des Toners zu dem tonertragenden Element (9, 34) einschließt.

38. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 37, wobei der Entwicklungsschritt (c) durchgeführt wird, indem eine Tonerbeschichtungsrolle (12, 35) des Tonerzuführelements mit der Oberfläche des tonertragenden Elements (9, 34) in Kontakt gebracht wird und die Bewegungsrichtung der Oberfläche der Tonerbeschichtungsrolle (12, 35) auf die Gegenrichtung der Bewegungsrichtung der Oberfläche des tonertragenden Elements (9, 34) festgelegt wird.

39. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 38, wobei eine Entwicklungsvorspannung (V&sub1;&sub8;) an die Tonerbeschichtungsrolle (12) während der Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes angelegt wird und eine Zufuhrvorspannung (V&sub1;&sub7;) an das tonertragende Element (9) während des Zuführens des Toners angelegt wird.

40. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 39, wobei die Zufuhrvorspannung (V&sub1;&sub7;) an die Tonerbeschichtungsrolle (12) auf einen Absolutwert festgelegt wird, welcher größer als die auf das tonertragende Element (9) angelegte Entwicklungsvorspannung (V&sub1;&sub8;) ist, und wobei die Tonerbeschichtungsrolle (12) (i) den Toner auf die Oberfläche des tonertragenden Elements (9) liefert und, nach dem Entwicklungsschritt (c), (11) restlichen Toner, der auf der Oberfläche des tonertragenden Elements (9) verbleibt, abstreift.

41. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 39, wobei das elektrostatische Latentbild auf dem bildtragenden Element (1) ein Lichtbereichspotential von 0 bis 250 V als Absolutwert Besitzt; ein Dunkelbereichpotential von 300 bis 1000 V als Absolutwert besitzt; eine auf die Tonerbeschichtungsrolle (12) angelegte Zufuhrvorspannung (V&sub1;&sub7;) von 100 bis 900 V als Absolutwert besitzt; eine auf das tonertragende Element (9) angelegte Entwicklungsvorspannung (V&sub1;&sub8;) von 100 bis 900 V als Absolutwert besitzt; wobei die Zufuhrvorspannung (V&sub1;&sub7;) auf einen um 10 bis 400 V größeren Absolutwert als die Entwicklungsvorspannung (V&sub1;&sub8;) festgelegt wird; und wobei die Tonerbeschichtungsrolle (12) (i) den Toner auf die Oberfläche des tonertragenden Elements (9) liefert und (ii) nach dem Entwicklungsschritt (c) den restlichen Toner, der auf der Oberfläche des tonertragenden Elements (9) verbleibt, abstreift.

42. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, welches das Durchführen des Schrittes des Übertragens des auf dem bildtragenden Element (1, 36, 51) erzeugten Tonerbildes auf das Aufzeichnungsmedium (20, 38, S) einschließt durch Kontaktieren eines Transferelements (58), welches durch das Aufzeichnungsmedium (20, 38, S) mit dem bildtragenden Element (1, 36, 51) mit einer Spannung versorgt wird.

43. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Übertragungsschritt das auf das Aufzeichnungsmedium (20, 38, S) übertragene Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium (20, 38, S) fixiert wird.

44. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Übertragungsschritt (i) das Ausführen einer ersten Übertragung des auf dem bildtragenden Element (51) erzeugten Tonerbildes auf das Zwischenübertragungsmedium (58) und (ii) das Ausführen einer zweiten Übertragung des auf dem Zwischentransfermedium (58) transferierten Tonerbildes auf das Aufzeichnungsmedium (S) einschließt, wobei das auf das Aufzeichnungsmedium (S) übertragene Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium (S) fixiert wird.

45. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei im Aufladungsschritt das bildtragende Element (1, 36, 51) aufgeladen wird durch in Kontakt bringen eines Aufladungselements (2, 31, 52), welches mit Spannung versorgt wird, mit dem bildtragenden Element (1, 36, 51).

46. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem Aufladungsschritt eine Gleichspannung an das Aufladungselement (2, 31, 52) geliefert wird.

47. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 45, wobei im Aufladungsschritt eine Gleichspannung und eine Wechselspannung, die weniger als das Doppelte des Ladepotentials beim Anwenden der Gleichspannung beträgt, angelegt werden.

48. Bilderzeugungsverfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach dem Übertragungsschritt ferner ein Reinigungsschritt bereitgestellt wird, um den Toner, der auf der Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51) verbleibt, zu sammeln.

49. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 48, welches einen Reinigungsschritt vor der Entwicklung einschließt zur Reinigung der Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51) vor dem Entwicklungsschritt, indem ein Reinigungselement (39, 62) mit der Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51) nach dem Übertragungsschritt in Kontakt gebracht wird.

50. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 49, wobei der Reinigungsschritt vor der Entwicklung durchgeführt wird nach dem Übertragungsschritt und vor dem Aufladeschritt.

51. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 48, wobei der Reinigungsschritt durchgeführt wird durch Reinigen der Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51), indem das tonertragende Element (9, 34) dazu veranlasst wird, den auf der Oberfläche des bildtragenden Elements (1, 36, 51) während des Entwicklungsschritts verbleibenden Toners zu sammeln.

52. Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 51, wobei eine Übertragungseinrichtung im Übertragungsschritt, eine Aufladungseinrichtung im Aufladungsschritt und eine Entwicklungseinrichtung im Entwicklungsschritt in der Reihenfolge der Übertragungseinrichtung, der Aufladungseinrichtung und der Entwicklungseinrichtung entlang der Bewegungsrichtung des bildtragenden Elements angeordnet sind, und wobei kein Reinigungselement zwischen der Übertragungseinrichtung und der Aufladeeinrichtung und zwischen der Aufladeeinrichtung und der Entwicklungseinrichtung vorgesehen ist, um den nach dem Übertragungsschritt verbleibenden Toner auf der Oberfläche des bildtragenden Elements durch Kontaktieren der Oberfläche des bildtragenden Elements zu sammeln.