DE69818912T2

DE69818912T2 - Toner, Zweikomponenten-Entwickler und Bilderzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE69818912T2
Application number: DE69818912T
Authority: DE
Inventors: Kenji Ohta-ku Okado; Wakashi Ohta-ku Iida; Kazumi Ohta-ku Yoshizaki; Ryoichi Ohta-ku Fujita; Yuji Ohta-ku Moriki; Michihisa Ohta-ku Magome
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2018-06-19
Also published as: KR19990007092A; EP0886187A3; KR100282952B1; CN1204783A; US6077635A; CN1144097C; EP0886187B1; EP0886187A2; DE69818912D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Fachgebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen Toner, der bei Aufzeichnungsverfahren unter Anwendung von Elektrophotographie, elektrostatischer Aufzeichnung, magnetischer Aufzeichnung, Toner-Jet-Aufzeichnung o. dgl. verwendet wird. Diese Erfindung betrifft im Einzelnen einen Toner für die Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes, der bei Kopiergeräten, Druckern und Faksimilegeräten verwendet wird, bei denen ein Tonerbild vorher auf einem elektrostatischen Latentbildträgerelement erzeugt wird und das Tonerbild danach auf ein Übertragungsmaterial übertragen wird, um ein Bild zu erzeugen, und sie betrifft auch einen Zweikomponentenentwickler und ein Bilderzeugungsverfahren, bei denen von dem Toner Gebrauch gemacht wird.
Verwandter Stand der Technik
Es sind herkömmliche Verfahren bekannt, bei denen ein Trockenverfahren-Entwickler als Mittel zum Sichtbarmachen von Latentbildern auf der Oberfläche eines Entwicklerträgerelements getragen wird, der Entwickler in die Nähe der Oberfläche eines Latentbildträgerelements, auf dem ein elektrostatisches Latentbild getragen wird, befördert und dieser zugeführt wird und das elektrostatische Latentbild durch einen Toner des Entwicklers entwickelt wird, während zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Entwicklerträgerelement ein elektrisches Wechselfeld angelegt wird, um das elektrostatische Latentbild sichtbar zu machen.
Das Entwicklerträgerelement wird in der folgenden Beschreibung oft als "Entwicklungszylinder" bezeichnet, weil der Gebrauch von Entwicklungszylindern als Entwicklerträgerelement allgemein weit verbreitet ist. Das Latentbildträgerelement (lichtempfindliche Element) wird in der folgenden Beschreibung auch oft als "lichtempfindliche Trommel" bezeichnet, weil der Gebrauch von lichtemp findlichen Trommeln als Latentbildträgerelement allgemein weit verbreitet ist.
Als das vorstehend erwähnte Entwicklungsverfahren ist im Allgemeinen das so genannte Magnetbürsten-Entwicklungsverfahren bekannt, bei dem an der Oberfläche eines Entwicklungszylinders, der im Inneren mit einem Magneten versehen ist, unter Verwendung z. B. eines Entwicklers (Zweikomponentenentwicklers), der aus zwei Komponenten (Tonerträgerteilchen und Tonerteilchen) besteht, eine Magnetbürste gebildet wird, die so gebildete Magnetbürste an einer lichtempfindlichen Trommel, die dem Entwicklungszylinder gegenüberliegend angeordnet ist, gerieben wird oder in ihre Nähe gebracht wird, während dazwischen ein sehr kleiner Entwicklungsspalt aufrechterhalten wird, und zwischen dem Entwicklungszylinder und der lichtempfindlichen Trommel (zwischen S-D) kontinuierlich ein elektrisches Wechselfeld angelegt wird, wodurch wiederholt bewirkt wird, dass Tonerteilchen von der Entwicklungszylinderseite zur Seite der lichtempfindlichen Trommel übergehen und umgekehrt, um eine Entwicklung durchzuführen (siehe z. B. Japanische Offengelegte Patentanmeldungen Nr. 55-32060 und Nr. 59-165082).
Bei so einem Magnetbürsten-Entwicklungsverfahren, bei dem von einem Zweikomponentenentwickler Gebrauch gemacht wird, werden die Tonerteilchen triboelektrisch aufgeladen, indem sie mit Tonerträgerteilchen vermischt werden. Da die Tonerträgerteilchen eine höhere relative Dichte als die Tonerteilchen haben, sind die Tonerteilchen, wenn sie vermischt werden, wegen ihrer Reibung an den Tonerträgerteilchen einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt, so dass die Tendenz besteht, dass sich die Verschlechterung des Toners mit dem Fortschreiten der wiederholt durchgeführten Entwicklung beschleunigt.
Sobald so eine Verschlechterung des Toners eingetreten ist, kann dadurch konkret die Erscheinung verursacht werden, dass sich die Bilddichte fixierter Bilder als Folge eines langzeitigen Einsatzes verändert, dass die Tonerteilchen an Nicht-Bildbereichen anhaften, wodurch der so genannte "Schleier" verursacht wird, und dass die Fähigkeit zur Wiedergabe sehr feiner Bilder schlecht wird.
Bei dem elektrophotographischen Verfahren wird nach der Übertragung des auf der lichtempfindlichen Trommel erzeugten Tonerbildes auf das Übertragungsmaterial der Toner, der auf der lichtempfindlichen Trommel zurückgeblieben ist, ohne dass er auf das Übertragungsmaterial übertragen wurde, bei dem Schritt der Reinigung durch eine Reinigungseinrichtung von der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel entfernt und gesammelt. Als Reinigungseinrichtung wird eine Reinigungsrakel, eine Reinigungspelzbürste oder eine Reinigungswalze angewendet.
Wenn der Toner, der sich auf der lichtempfindlichen Trommel befindet, unter Anwendung der Reinigungseinrichtung entfernt und gesammelt wird, muss das Bilderzeugungsgerät jedoch wegen der Bereitstellung so einer Reinigungseinrichtung größer gemacht werden. Dies ist bei Versuchen, ein kompaktes Bilderzeugungsgerät zu bauen, ein Engpass gewesen. Folglich ist ein Bilderzeuqungsgerät erwünscht, das keine Reinigungseinrichtung hat.
Unter ökologischen Gesichtspunkten ist im Sinne einer wirksamen Ausnutzung von Tonern seit langem ein System ohne Reinigungseinrichtung oder Tonerwiederverwendungssystem, bei dem kein Abfalltoner erzeugt werden kann, erwartet worden.
So ein Verfahren ist als ein Verfahren bekannt, das als Reinigung bei Entwicklung bezeichnet wird, bei der der Toner, der nach der Übertragung auf der lichtempfindlichen Trommel zurückgeblieben ist (nachstehend als "nach Übertragung zurückgebliebener Toner" bezeichnet), während der Entwicklung in einer Entwicklungsvorrichtung gesammelt wird und der gesammelte Toner bei der Entwicklung wiederverwendet wird.
Als dieses Verfahren, das als "System mit Reinigung bei Entwicklung" (oder "System ohne Reinigungseinrichtung") bezeichnet wird, ist z. B. in der Japanischen Patentpublikation Nr. 5-69427 offenbart, dass bei einer Umdrehung der lichtempfindlichen Trommel ein Bild erzeugt wird, so dass auf demselben Bild keine Wirkung des nach Übertragung zurückgebliebenem Toner erscheint. In den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 64-20587, Nr. 2-259784, Nr. 4-50886 und Nr. 5-165378 ist ein System offenbart, bei dem der nach Übertragung zurückgebliebene Toner durch ein Abtreibelement verstreut oder abgetrieben wird, um zu bewirken, dass er keine Muster bildet, so dass er selbst in dem Fall kaum auf Bildern erscheinen kann, dass die Oberfläche derselben lichtempfindlichen Trommel mehrmals für ein Bild angewendet wird.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 5-2287 ist ein System offenbart, bei dem eine Beziehung der Tonerladungsmenge um die lichtempfindliche Trommel herum derart vorgeschrieben ist, dass ein etwaiges positives oder negatives Geister-, Gedächtnisbzw. Memorybild (nachstehend als Geisterbild bezeichnet), das durch den nach Übertragung zurückgebliebenen Toner verursacht wird, auf Bildern nicht erscheinen kann, jedoch ist darin nicht offenbart, auf welche besondere Art und Weise die Tonerladungsmenge gesteuert bzw. eingestellt wird.
In den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 59-33573, Nr. 62-203182, Nr. 63-133179, Nr. 2-302772, Nr. 4-155361, Nr. 5-2289, Nr. 5-53482 und Nr. 5-61383, in denen Verfahren offenbart sind, die das System ohne Reinigungseinrichtung betreffen, wird in Bezug auf die bildmäßige Belichtung vorgeschlagen, dass die Belichtung unter Anwendung von Licht mit einer hohen Intensität durchgeführt wird oder ein Toner verwendet wird, der fähig ist, Licht mit einer Belichtungswellenlänge durchzulassen. Die alleinige Erhöhung der Belichtungsintensität kann jedoch bei der Erzeugung von Punkten eines Latentbildes an sich Unschärfe bzw. Verschwommenheit herbeiführen, so dass eine ungenügende Fähigkeit zur Wiedergabe isolierter Punkte verursacht wird, was zu Bildern führt, die in Bezug auf die Bildqualität eine schlechte Auflösung haben, wobei insbesondere bei graphischen Bildern die Gradation mangelhaft ist.
Was die Maßnahme anbetrifft, von dem Toner Gebrauch zu machen, der fähig ist, Licht mit einer Belichtungswellenlänge durchzulassen, so hat der Durchgang von Licht sicherlich einen großen Einfluss auf den fixierten Toner, der geglättet worden ist, so dass er keine Teilchengrenzen hat. Auf den Mechanismus der Ab schirmung bzw. des Abfangens von Belichtungslicht hat er jedoch eine geringere Wirkung, weil dieser hauptsächlich mehr mit der Lichtstreuung an den Oberflächen der Tonerteilchen als mit der Färbung bzw. dem Farbton des Toner an sich zusammenhängt. Außerdem müssen die Farbmittel der Toner aus einem engeren Bereich ausgewählt werden, und ferner sind mindestens drei Arten von Belichtungseinrichtungen mit verschiedenen Wellenlängen erforderlich, wenn die Erzeugung von Vollfarbenbildern beabsichtigt wird. Dies steht im Widerspruch zu einer Vereinfachung des Bilderzeugungsgeräts, die eines der Merkmale der Reinigung bei Entwicklung ist.
Bei einem Bilderzeugungsverfahren unter Anwendung eines Kontaktaufladesystems, bei dem die lichtempfindliche Trommel, die das aufzuladende Element ist, einer Primäraufladung unterzogen wird, indem in die lichtempfindliche Trommel mit einem Kontaktaufladeelement Ladungen injiziert werden, besteht die Tendenz, dass eine gestörte Aufladung, die auf eine Verunreinigung des Aufladeele- ments (durch Abfalltoner) zurückzuführen ist, fehlerhafte Bilder verursacht und zu einem Problem in Bezug auf das Betriebsverhalten führt. Es ist somit zum Ermöglichen des Bedruckens vieler Blätter dringend notwendig gewesen, dass der Einfluss der gestörten Aufladung, die auf eine Verunreinigung des Aufladeelements zurückzuführen ist, beschränkt wird.
Beispiele für die Anwendung des Kontaktaufladesystems in dem Bilderzeugungssystem, bei dem das System ohne Reinigungseinrichtung oder System mit Reinigung bei Entwicklung angewendet wird, sind aus den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 4-234063 und Nr. 6-230652 ersichtlich, in denen ein Bilderzeugungsverfahren offenbart ist, bei dem in einem Entwicklungssystem mit gleichzeitiger Rück(seiten)belichtung gleichzeitig auch eine Reinigung zur Entfernung des nach Übertragung zurückgebliebenen Toners von der lichtempfindlichen Trommel durchgeführt wird.
Die Vorschläge in diesen Publikationen sind jedoch (nur) auf ein Bilderzeugungsverfahren anwendbar, bei dem ein Ladungspotenzial und eine angelegte Entwicklungsvorspannung bei niedrigen elektrischen Feldern erzeugt werden. Bei der Bilderzeugung unter einer angelegten Auflade-Entwicklungs-Vorspannung bei einem höheren elektrischen Feld, die bei einem elektrophotographischen Gerät üblicherweise angewandt wird, kann eine Ableitung eintreten, so dass fehlerhafte Bilder wie z. B. fehlerhafte Linien und Punkte verursacht werden.
Es wird auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Toner, der an dem Aufladeelement angeklebt ist, während der Zeit, in der kein Bild erzeugt wird, zu der lichtempfindlichen Trommel bewegt wird, so dass ein schädlicher Einfluss, der durch Ankleben des nach Übertragung zurückgebliebenen Toners verursacht wird, verhindert werden kann. Der Vorschlag erwähnt jedoch nichts von einer Verbesserung des Rückgewinnungsgrades des zu dem lichtempfindlichen Trommel bewegten Toners im Entwicklungsschritt und von einem Einfluss auf die Entwicklung, der durch das Sammeln des Toners im Entwicklungsschritt verursacht werden kann.
Wenn außerdem die Reinigungswirkung in Bezug auf den nach Übertragung zurückgebliebenen Toner während der Entwicklung ungenügend ist, können die Probleme verursacht werden, dass ein positives Geisterbild auftreten kann, weil der nachfolgende Toner an der Entwicklung auf der lichtempfindlichen Trommel, auf der der nach Übertragung zurückgebliebene Toner vorhanden ist, teilnimmt, so dass ein Bild, das dort erzeugt wird, eine höhere Bilddichte als seine Umgebung haben kann, und dass auf Bildern ein positives Geisterbild verursacht werden kann, wenn der nach Übertragung zurückgebliebene Toner in einer zu großen Menge vorhanden ist, da der Toner bei dem Entwicklungsteil nicht vollständig gesammelt werden kann. Es ist noch keine grundlegende Lösung dieser Probleme erzielt worden.
Eine Abschirmung bzw. ein Abfangen von Licht, das durch den nach Übertragung zurückgebliebenen Toner verursacht wird, kommt insbesondere in Frage, wenn die lichtempfindliche Trommel wiederholt für ein Blatt des Übertragungsmaterials angewendet wird, d. h. wenn die Länge, die einer Umdrehung der lichtempfindlichen Trommel entspricht, kürzer ist als die Länge des Übertragungsmaterials in seiner Bewegungsrichtung. Da Aufladung, Belichtung und Entwicklung in Gegenwart des nach Übertragung zurückgebliebenen Toners auf der lichtempfindlichen Trommel durchgeführt werden müssen, kann das elektrische Potenzial bei dem Oberflächenbereich der lichtempfindlichen Trommel, wo der nach Übertragung zurückgebliebene Toner vorhanden ist, nicht vollständig abfallen, wodurch der Entwicklungskontrast ungenügend gemacht wird, wobei dies bei der Umkehrentwicklung auf Bildern als negatives Geisterbild erscheint, das eine niedrigere Bilddichte als die Umgebung hat. Die lichtempfindliche Trommel, die durch einen elektrostatischen Übertragungsschritt hindurchgegangen ist, bleibt mit einer Polarität aufgeladen, die der Polarität der Tonerladung im Ganzen entgegengesetzt ist, wobei wegen einer Verschlechterung der Ladungsinjektionswirkung in die lichtempfindliche Trommel als Folge einer wiederholten Anwendung der nach Übertragung zurückgebliebene Toner, der nicht bei dem Aufladeelement auf die normale Ladungspolarität eingestellt worden ist, während der Bilderzeugung aus dem Aufladeelement austreten und Belichtungslicht abfangen kann, so dass Latentbilder gestört werden und kein gewünschtes elektrisches Potenzial erzielt werden kann, wodurch auf Bildern ein negatives Geisterbild verursacht wird. Solche Probleme können weiter auftreten, und eine grundlegende Lösung dieser Probleme wird angestrebt.
In den letzten Jahren sind Ausgabegeräte wie z. B. Kopiergeräte und Laserdrucker, bei denen das vorstehend erwähnte elektrophotographische Verfahren angewendet wird, kostengünstig geworden und haben in Bezug auf die Digitalverfahren Fortschritte gemacht. Es ist infolgedessen erforderlich, dass durch Anwendung vieler Bilddaten Bilder von hoher Qualität erzeugt werden, die originalgetreuer sind. Es wird insbesondere beim Kopieren von Bildern wie z. B. gedruckten Photographien, Katalogen und (Land karten verlangt, dass sie sehr fein und genau in allen Einzelheiten wiedergegeben werden, ohne dass gequetschte (plattgedrückte) Linienbilder und unterbrochene Linienbilder verursacht werden.
Bei solchen Verfahrenstrends wird angestrebt, dass Toner eine derartige Gebrauchsleistung zeigen, dass der Toner während Entwicklung, Übertragung und Fixierung weniger Verstreuen von Toner um Latentbilder herum verursachen kann, der Toner selbst eine hohe Aufladbarkeit beibehält und gleichzeitig der Toner nach der Entwicklung mit einem Übertragungswirkungsgrad von fast 100% auf das Übertragungsmaterial übertragen werden kann.
Als Maßnahmen zur Verbesserung der Bildqualität bei dem elektrophotographischen Verfahren stehen die folgenden Verfahren zur Verfügung: (i) ein Verfahren, bei dem das Latentbild auf dem Latentbildträgerelement an Büscheln aus dem Entwickler gerieben wird, während aufgerichtete Büschel aus dem Entwickler auf dem Entwicklerträgerelement in einem dichten Zustand gehalten werden; (ii) ein Verfahren, bei dem zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Latentbildträgerelement ein elektrisches Vorspannungsfeld angelegt wird, wodurch bewirkt wird, dass der Toner leicht fließt; (iii) ein Verfahren, bei dem bewirkt wird, dass die Entwicklungsvorrichtung selbst innerhalb der Vorrichtung eine höhere Rührleistung zeigt, so dass dauernd eine hohe Aufladbarkeit aufrechterhalten werden kann; und auch (iv) ein Verfahren, bei dem die Latentbild-Punktgröße selbst feiner gemacht wird, um die Auflösung zu verbessern.
Solche die Entwicklung betreffenden Maßnahmen sind sehr wirksam und haben einen Anteil an wichtigen Verfahren zur Erzielung von hoher Bildqualität. In Bezug auf eine weitere Verbesserung der Bildqualität wird jedoch angenommen, dass die Gebrauchsleistung bzw. das Verhalten des Entwicklers an sich einen großen Einfluss hat.
Im Einzelnen werden bei der Bilderzeugung für Vollfarbenbilder zur Entwicklung einfarbige Toner verwendet und mehrmals übertragen, so dass bei den Latentbildbereichen mehrere Tonerschichten gebildet werden, wobei die Tendenz besteht, dass die Schichten ein um so niedrigeres elektrisches Potenzial haben, je näher sie an die äußerste Schicht herankommen, was in einigen Fällen zu einem Unterschied in der Entwicklungsleistung der Toner zwischen der untersten Schicht und der obersten Schicht führt.
Ferner ist es möglich, dass nicht nur wegen einer schlechten Farbmischung nach einer Heißschmelzbehandlung keine Fähigkeit zur ge treuen Farbwiedergabe erzielt wird, sondern oft auch Nachteile wie z. B. eine Verschlechterung der Übertragungsleistung und ein Verstreuen von Toner auf Bereichen, die gemäß ihrem elektrischen Potenzial keine Latentbildbereiche sind, verursacht werden.
Wie vorstehend erwähnt wurde, wird unter dem Gesichtspunkt von Verfahrensfaktoren angenommen, dass das Tonerverhalten einen großen Einfluss auf die Verbesserung der Bildqualität hat. Zur Verbesserung der Bildqualität sind bisher verschiedene Entwickler vorgeschlagen worden. In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 51-3244 ist beispielsweise ein nichtmagnetischer Toner offenbart, dessen Teilchengrößenverteilung derart gesteuert ist, dass die Bildqualität verbessert werden kann. Dieser Toner besteht hauptsächlich aus Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8 bis 12 μm, die verhältnismäßig grob sind. Gemäß Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung angestellt haben, ist es schwierig, dass der Toner mit so einem Teilchendurchmesser in einem dichten Zustand auf Latentbilder fliegt. Ferner führt der Toner, weil er das Merkmal zeigt, dass Teilchen mit Teilchendurchmessern von 5 μm oder darunter in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von nicht mehr als 30% enthalten sind und Teilchen mit Teilchendurchmessern von 20 μm oder darüber in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von nicht mehr als 5% enthalten sind, wegen der Breite seiner Teilchengrößenverteilung leicht zu einer niedrigen Gleichmäßigkeit. Zur Erzeugung von scharfen Bildern unter Verwendung des Toners, der solche verhältnismäßig groben Tonerteilchen enthält und eine breite Teilchengrößenverteilung hat, müssen die Tonerteilchen im Fall des vorstehend beschriebenen mehrschichtigen Aufbaus in jeder Schicht dick übereinandergelegt werden, damit alle Zwischenräume zwischen Tonerteilchen ausgefüllt werden können, um die scheinbare Bilddichte zu erhöhen. Dadurch wird das Problem einer Zunahme des Tonerverbrauchs herbeigeführt, der notwendig ist, um eine vorgegebene Bilddichte zu erzielen.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 58-129437 ist ein nichtmagnetischer Toner offenbart, der einen mittleren Teilchendurchmesser von 6 bis 10 μm hat und Teilchen mit Teil chendurchmessern von 5 bis 8 μm in der größten Anzahl enthält. Dieser Toner enthält jedoch Teilchen mit Teilchendurchmessern von 5 μm oder darunter in der geringen Menge von 15% (auf die Anzahl bezogen) und zeigt die Tendenz, dass Bilder mit mangelhafter Schärfe erzeugt werden.
Als Ergebnis von Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung angestellt haben, haben sie herausgefunden, dass Tonerteilchen mit Teilchendurchmessern von 5 μm oder darunter zur scharfen bzw. deutlichen Wiedergabe sehr feiner Punkte von Latentbildern beitragen und als Hauptfunktion das dichte Aufschichten des Toners auf das gesamte Latentbild haben. Im Einzelnen haben elektrostatische Latentbilder, die sich auf einer lichtempfindlichen Trommel befinden, wegen verdichteter elektrischer Kraftlinien an ihren Rändern eine höhere elektrische Feldstärke als an ihren inneren Seiten, und die Beschaffenheit der Tonerteilchen, die sich bei diesen Randbereichen ansammeln, beeinflusst die Schärfe der Bildqualität. Die Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung angestellt haben, haben gezeigt, dass die Steuerung der Menge der Tonerteilchen mit Teilchendurchmesser von 5 μm oder darunter wirksam ist, um die Spitzlicht- bzw. Hochlichtgradation zu verbessern.
Die Tonerteilchen mit Teilchendurchmessern von 5 μm oder darunter haften jedoch stark an der Oberfläche des Latentbildträgerelements an, so dass der nach Übertragung zurückgebliebene Toner durch Reinigung schwer entfernbar ist. Außerdem können als Folge des kontinuierlichen Druckens bestimmte Substanzen mit niedrigem elektrischem Widerstand wie z. B. Papierstaub oder Ozonide und der Toner an der lichtempfindlichen Trommel ankleben.
Zum Abkratzen solcher Substanzen mit niedrigem elektrischem Widerstand und des Toners, die angeklebt sind, ist in den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 60-32060 und Nr. 60-136752 der Vorschlag offenbart, dass als Schleifmittel ein anorganisches Feinpulver mit einer durch Stickstoffadsorption nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 0,5 bis 30 m²/g zugesetzt wird. Dies ist wirksam, um ein Ankleben des Toners zu verhindern, jedoch ist es schwierig, die gewünschte Schleifwirkung zu erzielen, wenn die Aufladungsstabilität des Entwicklers nicht verbessert wird. Dieser Vorschlag ist deshalb für die Erzielung einer stabilen Reinigung ungenügend gewesen.
Ferner wird gemäß der Offenbarung in den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 61-188546, Nr. 63-289559 und Nr. 7-261446 ein Toner vorgeschlagen, in den zwei oder drei Arten von anorganischen Feinteilchen hineingegeben und eingemischt sind. Dadurch wird jedoch hauptsächlich eine Schleifwirkung zur Erteilung von Fließfähigkeit und zur Entfernung der an die lichtempfindliche Trommel angeklebten Substanzen angestrebt und ist nicht die Wirkung einer starken Verbesserung der Übertragungsleistung des Toners erzielt worden. Die Verwendung derselben Art von anorganischen Feinteilchen (z. B. von Siliciumdioxid) kann nicht nur die Fließfähigkeit erteilende Wirkung, sondern auch die Aufladbarkeit des Toners instabil machen, wodurch bewirkt wird, dass Verstreuen von Toner und Schleier möglich sind. Außerdem betrifft der Vorschlag nur den mittleren Teilchendurchmesser der anorganischen Feinteilchen und ist hinsichtlich ihrer Teilchengrößenverteilung unklar. Es ist infolgedessen auch möglich, dass ein Ankleben von Toner an der lichtempfindlichen Trommel verursacht wird.
Zur Erzielung einer viel höheren Bildqualität ist in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 2-222966 die kombinierte Verwendung von Siliciumdioxid-Feinteilchen und Aluminiumoxid-Feinteilchen offenbart. Die Siliciumdioxid-Feinteilchen haben jedoch eine nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche, die so hoch ist, dass es schwierig gemacht wird, eine deutliche Wirkung als Abstandshalter zwischen Tonerteilchen zu erzielen.
ZUSSAMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner, der schleierfreie Bilder mit ausgezeichneter Stabilität der Bilddichte und ausgezeichneter Fähigkeit zur Wiedergabe sehr feiner Bilder erzeugen kann, wobei sogar im Fall seines langzeitigen Einsatzes keine Verschlechterung des Toners verursacht wird; und einen Zwei komponentenentwickler und ein Bilderzeugungsverfahren, bei denen von so einem Toner Gebrauch gemacht wird, bereitzustellen.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner, der mit einem Übertragungswirkungsgrad von fast 100% auf ein Übertragungsmaterial übertragen werden kann; und einen Zweikomponentenentwickler und ein Bilderzeugungsverfahren, bei denen von so einem Toner Gebrauch gemacht wird, bereitzustellen.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner, der kaum eine Verschlechterung des Toners, die auf seinen langzeitigen Einsatz zurückzuführen ist, eine Verschlechterung der Oberfläche des Entwicklerträgerelements und eine Verschlechterung der Oberfläche und einen Abrieb des Latentbildträgerelements verursachen kann und insbesondere ein Ankleben des Toners an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel einschränken kann; und einen Zweikomponentenentwickler und ein Bilderzeugungsverfahren, bei denen von so einem Toner Gebrauch gemacht wird, bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem von einem Aufladeelement mit einer ausgezeichneten Aufladeleistung Gebrauch gemacht wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem im wesentlichen von keiner Reinigungsvorrichtung Gebrauch gemacht wird und das ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten verspricht.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem das Bilderzeugungsgerät selbst vereinfacht werden kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem von einem Toner, der Abstandshalterteilchen hat und eine ausgezeichnete Aufladbarkeit zeigt, und von einem Aufladeelement, das zusammen mit so einem Toner eine gute Aufladeleistung aufrechterhalten kann, Gebrauch gemacht wird.
Zur Lösung der vorstehend erwähnten Aufgaben wird durch die vorliegende Erfindung ein Toner bereitgestellt, der Tonerteilchen und einen äußeren Zusatzstoff umfasst;
wobei der Toner

(a) in der mit einem Durchfluss-Teilchenbildanalysator gemessenen Zirkularitätsverteilung der Teilchen eine mittlere Zirkularität von 0,920 bis 0,995 zeigt, wobei die Zirkularität (Kreisförmigkeit) gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet wird:
wobei die Umfangslänge des entsprechenden Kreises der Umfang eines Kreises ist, der dieselbe Fläche wie ein binär kodiertes Teilchenbild hat, und die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes die Länge einer Umrisslinie ist, die durch Verbinden der Rand- bzw. Kantenpunkte des binär kodierten Teilchenbildes gebildet wird, und Teilchen mit einer Zirkularität von weniger als 0,950 in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 2% bis 40% enthält und
(b) einen nach der Coulter-Methode gemessenen massegemittelten Teilchendurchmesser von 2,0 μm bis 9,0 μm hat und wobei der äußere Zusatzstoff auf den Tonerteilchen mindestens (i) ein anorganisches Feinpulver (A), das im Zustand von Primärteilchen oder Sekundärteilchen vorhanden ist und eine mittlere Teilchenlänge von 10 nm bis 400 nm und einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 hat, und (ii) ein nichtsphärisches anorganisches Feinpulver (B), das durch Vereinigung (Koaleszenz) einer Vielzahl von Teilchen gebildet wird und einen Formfaktor SF-1 hat, der größer als 150 ist, umfasst.

Durch die vorliegende Erfindung wird auch ein Zweikomponentenentwickler bereitgestellt, der einen Toner, wie er vorstehend definiert wurde, und einen Tonerträger umfasst.
Durch die vorliegende Erfindung wird auch noch ein Bilderzeugungsverfahren bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:

(I) elektrostatische Aufladung eines Latentbildträgerelements, auf dem ein elektrostatisches Latentbild getragen werden soll;
(II) Erzeugung des elektrostatischen Latentbildes auf dem so aufgeladenen Latentbildträgerelement;
(III) Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes auf dem Latentbildträgerelement durch Verwendung eines Toners, um ein Tonerbild zu erzeugen; und
(IV) Übertragung des auf dem Latentbildträgerelement erzeugten Tonerbildes auf ein Übertragungsmaterial;

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht schematisch ein Beispiel für ein bevorzugtes Bilderzeugungsgerät, mit dem das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.
2 veranschaulicht schematisch ein anderes Beispiel für ein Bilderzeugungsgerät, mit dem das Bilderzeuqungsverfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.
3 veranschaulicht schematisch noch ein anderes Beispiel für ein Bilderzeuqungsgerät, mit dem das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.
4 veranschaulicht schematisch ein weiteres Beispiel für ein Bilderzeugungsgerät, mit dem das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.
5 veranschaulicht schematisch noch ein weiteres Beispiel für ein Bilderzeugungsgerät, mit dem das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.
6 veranschaulicht schematisch ein bevorzugtes Bilderzeugungsgerät, das angewendet wird, um das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung zu beschreiben.
7 veranschaulicht ein elektrisches Wechselfeld, das in Beispiel 1 angewendet wird.
8 veranschaulicht ein Messgerät, das zur Messung der Menge der triboelektrischen Ladung angewendet wird.
9 veranschaulicht eine Messzelle, die zur Messung des spezifischen Volumenwiderstandes angewendet wird.
10 veranschaulicht schematisch die Teilchengestalt des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B).
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Durch die vorliegende Erfindung kann ein Toner bereitgestellt werden, der zu einer ausgezeichneten Stabilität der Bilddichte führt und eine ausgezeichnete Fähigkeit zur Wiedergabe sehr feiner Bilder zeigt und schleierfreie Bilder erzeugen kann, wobei sogar im Fall seines langzeitigen Einsatzes keine Verschlechterung des Toners verursacht wird.
Die Verschlechterung eines Toners ist in drei Ursachen begründet, und zwar darin, dass Tonerteilchen bei ihren Vorsprüngen zu Feinteilchen zerbrechen; dass ein äußerer Zusatzstoff in Oberflächen von Tonerteilchen eingebettet wird und dass die Aufladbarkeit von Tonerteilchen ungleichmäßig wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Tonerteilchen, die eine bestimmte Gestalt und Zirkularitätsverteilung haben, und mindestens zwei Arten von als äußerer Zusatzstoff dienenden Fein teilchen, die verschiedene Gestalten und Teilchendurchmesser haben, verwendet, wodurch schleierfreie Bilder mit ausgezeichneter Stabilität der Bilddichte und ausgezeichneter Fähigkeit zur Wiedergabe sehr feiner Bilder erzeugt werden können, wobei sogar im Fall seines langzeitigen Einsatzes keine Verschlechterung des Toners verursacht wird.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlich beschrieben.
Der Toner der vorliegenden Erfindung zeigt eine mit einem Durchfluss-Teilchenbildanalysator gemessene mittlere Zirkularität von 0,920 bis 0,995, vorzugsweise von 0,950 bis 0,995 und insbesondere von 0,960 bis 0,995. Hierin ist unter dem Durchfluss-Teilchenbildanalysator ein Gerät zu verstehen, das Bilder von photographierten Teilchen statistisch auswertet. Die mittlere Zirkularität wird durch das arithmetische Mittel der Zirkularität berechnet, die gemäß dem folgenden Ausdruck ermittelt wird:
In dem vorstehenden Ausdruck bedeutet die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes die Länge einer Umrisslinie, die durch Verbinden der Rand- bzw. Kantenpunkte eines binär kodierten Teilchenbildes gebildet wird. Die Umfangslänge des entsprechenden Kreises bedeutet die Länge des Umfangs eines Kreises, der dieselbe Fläche wie das binär kodierte Teilchenbild hat.
Wenn der Toner eine mittlere Zirkularität von weniger als 0,920 zeigt, besteht die Tendenz, dass der äußere Zusatzstoff auf den Oberflächen der Tonerteilchen örtlich begrenzt wird, was leicht zu einer instabilen Bilddichte führt. Wenn der Toner eine mittlere Zirkularität von mehr als 0,995 zeigt, besteht die Tendenz, dass es schwierig. ist, den äußeren Zusatzstoff auf den Oberflächen der Tonerteilchen zu halten, was zu einer instabilen Aufladung führt, so dass leicht Schleier verursacht wird.
Der Toner enthält Teilchen mit einer Zirkularität von weniger als 0,950 in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 2 bis 40% und vorzugsweise von 3 bis 30%.
Wenn der Toner die Teilchen mit einer Zirkularität von weniger als 0,950 in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von weniger als 2% enthält, besteht die Tendenz, dass der Toner in der dichtesten Packung angeordnet wird, was zu einer instabilen Aufladung führt, so dass leicht Schleier verursacht wird. Wenn der Toner die Teilchen mit einer Zirkularität von weniger als 0,950 in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von mehr als 40% enthält, besteht die Tendenz, dass der Toner eine niedrige Fließfähigkeit hat, so dass leicht eine Bildverschlechterung wie z. B. eine Abnahme der Fähigkeit zur Wiedergabe feiner Linien verursacht wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Toner, der die vorstehend erwähnte bestimmte mittlere Zirkularität und bestimmte Zirkularitätsverteilung zeigt, vorzugsweise durch ein Heißwasserbadverfahren, bei dem Tonerteilchen, die durch das später beschriebene Pulverisieren hergestellt worden sind, in Wasser dispergiert und erhitzt werden, durch ein Hitzebehandlungsverfahren, bei dem die Tonerteilchen durch einen Heißluftstrom hindurchgehen, oder durch ein Verfahren unter Einwirkung mechanischer Schläge, bei dem sie durch Einwirkung von mechanischer Energie auf die Tonerteilchen behandelt werden, hergestellt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter dem Gesichtspunkt einer Verhinderung der Agglomeratbildung und im Hinblick auf die Produktivität das Verfahren unter Einwirkung mechanischer Schläge und insbesondere ein Verfahren unter Einwirkung von Wärme und mechanischen Schlägen, bei dem die Tonerteilchen bei einer Temperatur um die Glasumwandlungstemperatur Tg der Tonerteilchen (Tg ± 10°C) behandelt werden, bevorzugt. Sie können insbesondere bei einer Temperatur in dem Bereich (Glasumwandlungstemperatur Tg der Tonerteilchen ± 5°C) behandelt werden. Dies ist besonders wirksam, um die Zahl der an den Oberflächen der Tonerteilchen vorhandenen Poren mit einem Radius von mindestens 10 nm zu vermindern, damit die äußeren Zusatzstoffteilchen wirksam die Funktion einer Verbesserung des Übertragungswirkungsgrades zeigen können.
Bei einem Verfahren, das angewendet wird, um die Tonerteilchen durch das vorstehend erwähnte Pulverisieren herzustellen, können sie hergestellt werden, indem Bestandteile wie z. B. ein Bindemittelharz und ein Farbmittel und wahlweise auch ein Trennmittel und ein Ladungssteuerungsmittel mit einer Mischmaschine wie z. B. einem Henschel-Mischer oder einem Dispergiergerät mit einem Dispergiermedium gleichmäßig dispergiert werden, um eine Mischung zu bereiten, die Mischung danach mit einer Knetmaschine wie z. B. einem Druckkneter oder einer Strangpresse geknetet wird, um ein geknetetes Produkt zu erhalten, das geknetete Produkt abgekühlt wird und danach mit einer Grobzerkleinerungsmaschine wie z. B. einer Hammermühle grob zerkleinert wird, das erhaltene grob zerkleinerte Produkt mit einer mechanischen Einrichtung oder dadurch, dass es in einem Strahl auf ein Target aufprallen gelassen wird, fein pulverisiert wird, damit es die gewünschten Tonerteilchendurchmesser hat, und das erhaltene pulverisierte Produkt ferner einem Klassierschritt unterzogen wird, um seine Teilchengrößenverteilung scharf zu machen, wodurch die Tonerteilchen erhalten werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Toner, der die vorstehend erwähnte bestimmte mittlere Zirkularität und bestimmte Zirkularitätsverteilung zeigt, zusätzlich zu dem Verfahren, bei dem die Tonerteilchen, die durch das vorstehend erwähnte Pulverisieren hergestellt worden sind, einer Behandlung unterzogen werden, durch die sie sphärisch (kugelförmig) gemacht werden, vorzugsweise auch durch das Verfahren, das in der Japanischen Patentpublikation Nr. 56-13945 offenbart ist, bei dem ein schmelzgeknetetes Produkt mit einer Scheibe oder einer Mehrfachfluiddüse in der Luft zerstäubt wird, wobei sphärische Tonerteilchen erhalten werden; durch das Verfahren, das in der Japanischen Patentpublikation Nr. 36-10231 und in den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 59-53856 und Nr. 59-61842 offenbart ist, bei dem Polymerisationstonerteilchen durch Suspensionspolymerisation hergestellt werden; durch ein Dispersionspolymerisationsverfahren, bei dem Polymerisationstonerteilchen unter Verwendung eines wässrigen organischen Lösungsmittels, das zum Auflösen von polymerisierbaren Monomeran befähigt ist und nur in geringem Maße zum Auflösen des erhaltenen Polymers befähigt ist, hergestellt werden; und durch ein Emulsionspolymerisationsverfahren wie z. B. eine seifenfreie Polymerisation, bei der Tonerteilchen durch Polymerisation von polymerisierbaren Monomeren in Gegenwart eines wasserlöslichen, polaren Polymerisationsinitiators hergestellt werden, erzeugt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Suspensionspolymerisation bevorzugt, weil die hergestellten Tonerteilchen eine scharfe Teilchengrößenverteilung haben können und weil ferner ein als Trennmittel dienendes Wachs in einer groben Menge in die Tonerteilchen eingemischt werden kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auch vorzugsweise eine Impf- bzw. Keimpolymerisation angewendet werden, bei der an Polymerisationstonerteilchen, die einmal erhalten worden sind, weitere Monomere adsorbiert werden und danach ein Polymerisationsinitiator zugesetzt wird, um eine Polymerisation durchzuführen.
In dem Fall, dass der Toner der vorliegenden Erfindung die durch Polymerisation hergestellten Tonerteilchen hat, können die Tonerteilchen im Einzelnen durch ein Herstellungsverfahren hergestellt werden, wie es nachstehend beschrieben wird: Eine Monomermischung, die polymerisierbare Monomere umfasst, in die das Trennmittel, das aus einer Substanz mit einer niedrigen Erweichungstemperatur besteht, ein Farbmittel, ein Ladungssteuerungsmittel, ein Polymerisationsinitiator und andere Zusatzstoffe hineingegeben worden und mit einem Homogenisator oder einem Ultraschall-Dispergiergerät o. dgl. gleichmäßig gelöst oder dispergiert worden sind, wird mit einem herkömmlichen Rührer oder einem Dispergiergerät wie z. B. einem Homogenisiermischer oder einem Homogenisator in einer wässrigen Phase, die einen Dispersionsstabilisator enthält, dispergiert. Eine Tröpfchenbildung wird vorzugsweise durchgeführt, während die Rührgeschwindigkeit und die Rührdauer derart eingestellt sind, dass Tröpfchen aus der Monomermischung die gewünschte Tonerteilchengröße haben können. Nach der Tröpfchenbildung kann das Rühren derart durchgeführt werden, dass durch die Wirkung des Dispersionsstabilisators der Teilchenzustand aufrechterhalten wird und das Absetzen der Teilchen verhindert werden kann. Die Polymerisation kann bei einer Polymerisations temperatur durchgeführt werden, die auf 40°C oder darüber und im allgemeinen auf 50 bis 90°C eingestellt ist.
Hierbei kann die Zirkularitätsverteilung durch Auswahl der Art und Menge des Dispersionsstabilisators, der Rührleistung, des pH-Wertes der wässrigen Phase und der Polymerisationstemperatur eingestellt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Zirkularitätsverteilung der Durchmesser der Tonerteilchen entsprechenden Kreise in der folgenden Weise unter Anwendung eines Durchfluss-Teilchenbildanalysators (FPIA-1000, hergestellt durch Toa Iyoudenshi K. K.) gemessen.
Zur Durchführung der Messung werden durch Ionenaustausch entsalztem Wasser, aus dem feiner Staub durch ein Filter entfernt worden ist und das infolgedessen in 10^–3 cm³ Wasser 20 oder weniger Teilchen enthält, deren Größe im Messbereich liegt (z. B. Teilchen mit Durchmessern der entsprechenden Kreise von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm), 0,1 bis 0,5 Masse% eines Tensids (vorzugsweise CONTAMINON, Handelsname; erhältlich von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) zugesetzt, um eine Lösung herzustellen. Zu etwa 10 ml dieser Lösung (20°C) werden etwa 0,02 q einer Messprobe hinzugegeben und gleichmäßig dispergiert, um eine Probendispersion herzustellen. Sie wird mit einem Ultraschall-Dispergiergerät (UH-50, hergestellt durch K. K. SMT; Vibrator: Titanlegierungsscheibe mit einem Durchmesser von 5 mm) für eine Dispergierdauer von mindestens 5 Minuten dispergiert, während das Dispersionsmedium zweckmäßig gekühlt wird, damit seine Temperatur nicht höher als 40°C wird. Unter Anwendung des vorstehend erwähnten Durchfluss-Teilchenbildanalysators werden die Teilchengrößenverteilung und die Zirkularitätsverteilung von Teilchen mit Durchmessern der entsprechenden Kreise von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm gemessen.
Die Zusammenfassung der Messung ist in einem Katalog von FPIA-1000, herausgegeben von Toa Iyoudenshi K. K., einer Betriebsanlei tung des Messgeräts, und in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 8-136439 beschrieben und ist wie folgt: Die Probendispersion wird durch Kanäle (entlang der Durchflussrichtung verlaufend) einer flachen, lichtdurchlässigen Durchflusszelle (Dicke: etwa 200 μm) hindurchgehen gelassen. Ein Stroboskop und eine CCD-Kamera (Kamera mit ladungsgekoppeltem Speicher) sind an Stellen, die einander in Bezug auf die Durchflusszelle gegenüberliegen, angebracht, so dass ein Lichtweg gebildet wird, der in Bezug auf die Dicke der Durchflusszelle in Querrichtung verläuft. Während des Durchflusses der Probendispersion wird die Dispersion in Abständen von 1/30 Sekunden mit Lichtblitzen bestrahlt, um ein Bild der durch die Zelle hindurchfließenden Teilchen zu erhalten, so dass von jedem Teilchen eine Aufnahme als zweidimensionales Bild mit einer bestimmten Ausdehnung parallel zu der Durchflusszelle gemacht wird. Aus der Fläche des zweidimensionalen Bildes jedes Teilchens wird der Durchmesser eines Kreises, der dieselbe Fläche hat, als "Durchmesser des entsprechenden Kreises" berechnet. Die Umfangslänge des Kreises, der dieselbe Fläche wie das zweidimensionale Bild jedes Teilchens hat, wird durch die Umfangslänge des zweidimensionalen Bildes jedes Teilchens dividiert, um die Zirkularität jedes Teilchens zu berechnen.
Die Ergebnisse [relative Häufigkeit (%) und Summenhäufigkeit (%)] können erhalten werden, indem der Bereich von 0,60 μm bis 400 μm in 226 Kanäle (für eine Oktave in 30 Kanäle aufgeteilt) aufgeteilt wird, wie es in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt ist. Bei der tatsächlichen Messung werden Teilchen in dem Bereich der Durchmesser der entsprechenden Kreise von 0,60 μm bis weniger als 159,21 μm gemessen.
In der folgenden Tabelle 1 gehört die Obergrenze in jedem Teilchendurchmesserbereich nicht selbst zu diesem Bereich, was bedeutet, dass sie mit dem Zusatz "weniger als" zu verstehen ist.
Tabelle 1
Die Tonerteilchen, die der Toner der vorliegenden Erfindung hat, können vorzugsweise einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 150 und insbesondere von 100 bis 130 haben, damit die Beständigkeit gegen Filmbildung bei der praktischen Verwendung und die Übertragung-Entwicklungsleistung verbessert werden.
Der Toner, der die Tonerteilchen mit dem vorstehend erwähnten Formfaktor umfasst, ist nicht nur für die getreue bzw. genaue Wiedergabe feinerer Latentbildpunkte zur Erzielung einer höheren Bildqualität unerlässlich, sondern kann auch einer hohen mechanischen Beanspruchung im Inneren der Entwicklungsvorrichtung widerstehen, wodurch bewirkt wird, dass in geringerem Maße eine Verschlechterung des Entwicklers auftritt. Er kann außerdem während des schnellen Kopierens eine gute Übertragungs-Entwicklungsleistung gewährleisten.
In dem Fall, dass die Tonerteilchen einen Formfaktor SF-1 haben, der größer als 150 ist, werden die Teilchen nach und nach weniger sphärisch, so dass sie amorph werden. Solche Tonerteilchen können deshalb die Probleme verursachen, dass sie die Erzielung einer gleichmäßigen Aufladbarkeit schwierig machen und die Fließfähigkeit beeinträchtigen können. Außerdem kann die Reibung von Tonerteilchen aneinander oder zwischen Tonerteilchen und einem Ladungserteilungselement wie z. B. Tonerträgerteilchen so stark sein, dass die Tonerteilchen zerbrechen können und sich daraus Feinteilchen bilden können, so dass auf erzeugten Bildern leicht Schleier verursacht wird und auch eine niedrige Feinheit der Wiedergabe resultiert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Formfaktor SF-1 ein Wert, der erhalten wird, indem unter Anwendung eines Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (FE-REM) (S-800; hergestellt durch Hitachi Ltd.) Teilchenbilder von 100 Teilchen zufällig ausgewählt werden, ihre Bilddaten durch eine Schnittstelle in einen Bildanalysator (LUZEX-III; hergestellt durch Nikore Co.) eingegeben werden, um die Bilddaten auszuwerten, und die Daten gemäß dem folgenden Ausdruck umgerechnet werden. Der erhaltene Wert ist als Formfaktor SF-1 definiert. SF-1 = (MXLNG)2/AREA × π/4 × 100worin MXLNG die absolute maximale Länge eines Tonerteilchens auf dem Bild wiedergibt und AREA die Projektionsfläche eines Tonerteilchens wiedergibt.
Der Formfaktor SF-1 der Tonerteilchen wird mit dem FE-REM bei 10.000facher Vergrößerung gemessen.
Der Toner der vorliegenden Erfindung umfasst die Tonerteilchen und einen äußeren Zusatzstoff. Der äußere Zusatzstoff umfasst auf den Tonerteilchen mindestens ein anorganisches Feinpulver (A), das im Zustand von Primärteilchen oder Sekundärteilchen vorhanden ist, und ein nichtsphärisches anorganisches Feinpulver (B), das durch Vereinigung einer Vielzahl von Teilchen gebildet wird, wodurch der Toner ein scharfe Verteilung triboelektrischer Ladungen haben kann, die Fließfähigkeit des Toners verbessert werden kann und verhindert werden kann, dass sich der Toner wegen des Betriebes verschlechtert.
Im Einzelnen bewegt sich das anorganische Feinpulver (A) in zweckmäßiger Weise auf den Oberflächen der Tonerteilchen und zeigt dadurch die Wirkung, dass es die Aufladung der Oberflächen der Tonerteilchen gleichmäßig macht, für eine scharfe Ladungsmengenverteilung des Toners sorgt und auch die Fließfähigkeit des Toners verbessert. Das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) dient als Abstandshalter der Tonerteilchen und wirkt dadurch in der Weise, dass es eine Einbettung des anorganischen Feinpulvers (A) in den Oberflächen der Tonerteilchen unterdrückt.
Tonerteilchen, die weniger Unregelmäßigkeiten an ihren Oberflächen haben und fast kugelförmig sind, haben im Allgemeinen weniger Auswege, durch die der äußere Zusatzstoff, der den Oberflächen der Tonerteilchen äußerlich zugesetzt worden ist, entkamen kann, wenn die Tonerteilchen mit einem Element, das dazu dient, dem Toner triboelektrische Ladungen zu erteilen, z. B. mit den Tonerträgerteilchen, in Berührung kommen, so dass die Tendenz besteht, dass der äußere Zusatzstoff in den Oberflächen der Tonerteilchen ein gebettet wird, wodurch leicht eine Verschlechterung des Toners verursacht wird.
Der Toner der vorliegenden Erfindung ist ein fast sphärischer (kugelförmiger) Toner, der eine mittlere Zirkularität von 0,920 bis 0,995 zeigt und Teilchen mit einer Zirkularität von weniger als 0,950 in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 2 bis 40% enthält, wie vorstehend beschrieben wurde. Da der Toner als äußeren Zusatzstoff auf den Tonerteilchen das anorganische Feinpulver (A) und das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) umfasst, kann jedoch wirksam verhindert werden, dass das anorganische Feinpulver (A) in den Oberflächen der Tonerteilchen eingebettet wird.
Das anorganische Feinpulver (A) kann auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge von 10 nm bis 400 nm, vorzugsweise von 15 nm bis 200 nm und insbesondere von 15 nm bis 100 nm haben und kann auf den Tonerteilchen einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 und vorzugsweise von 100 bis 125 haben.
Wenn das anorganische Feinpulver (A) eine mittlere Teilchenlänge von weniger als 10 nm hat, wird es sogar in dem Fall, dass es in Kombination mit den Teilchen des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) verwendet wird, leicht in den Oberflächen der Tonerteilchen eingebettet, so dass eine Verschlechterung des Toners verursacht wird, die andererseits leicht zu einer niedrigen Stabilität der Einstellung eines niedrigen Tonergehalts führt. Wenn das Pulver (A) eine mittlere Teilchenlänge von mehr als 400 nm hat, kann die Erzielung einer guten Fließfähigkeit des Toners schwierig sein, wodurch die Tendenz besteht, dass die Aufladung des Toners ungleichmäßig gemacht wird, so dass leicht Verstreuen von Toner und Sehleier verursacht werden.
Wenn das anorganische Feinpulver (A) einen Formfaktor SF-1 hat, der größer als 130 ist, kann sich das anorganische Feinpulver (A) nicht leicht auf den Oberflächen der Tonerteilchen bewegen, was leicht zu einer niedrigen Fließfähigkeit des Toners führt.
Der Formfaktor SF-1 des anorganischen Feinpulvers (A) auf den Tonerteilchen wird mit dem FE-REM bei 100.000facher Vergrößerung gemessen.
Das anorganische Feinpulver (A) kann vorzugsweise Teilchen umfassen, die ein Verhältnis Länge/Breite von 1,5 oder weniger und insbesondere von 1,3 oder weniger haben, damit sich das anorganische Feinpulver (A) leicht auf den Oberflächen der Tonerteilchen bewegen kann und die F1ieBfähigkeit des Toner verbessert werden kann.
Das anorganische Feinpulver (A) kann vorzugsweise eine durch Stickstoffadsorption nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche (nachstehend als spezifische Oberfläche nach BET bezeichnet) von 60 bis 230 m²/g und insbesondere von 70 bis 180 m²/g haben, damit der Toner ein gutes Aufladeverhalten bzw. eine gute Aufladbarkeit und eine gute Fließfähigkeit zeigt und eine hohe Bildqualität und eine hohe Bilddichte erzielt werden können.
Wenn das anorganische Feinpulver (A) eine spezifische Oberfläche nach BET von weniger als 60 m²/g hat, kann der Toner eine niedrige F1ieBfähigkeit haben, so dass leicht Bilder mit einer schlechten Fähigkeit zur Wiedergabe feiner Linien erzeugt werden. Wenn es eine spezifische Oberfläche nach BET von mehr als 230 m²/g hat, kann der Toner vor allem in dem Fall, dass er lange in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit belassen wird, eine instabile Aufladbaxkeit zeigen, wodurch das Problem des Verstreuens von Toner verursacht wird.
Das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B), das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann auf den Tonerteilchen einen Formfaktor SF-1 von mehr als 150, insbesondere mehr als 190 und vor allem mehr als 200 haben, damit eine Einbettung des anorganischen Feinpulvers (A) in den Oberflächen der Tonerteilchen unterdrückt wird.
Wenn das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) einen Formfaktor SF-1 von 150 oder darunter hat, wird das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) selbst leicht in den Oberflächen der Tonerteilchen eingebettet, so dass eine Einbettung des anorganischen Feinpulvers (A) in den Oberflächen der Tonerteilchen weniger wirksam unterdrückt werden kann.
Der Formfaktor SF-1 des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) auf den Tonerteilchen wird mit dem FE-REM bei 100.000facher Vergrößerung gemessen.
Das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) kann auf den Tonerteilchen vorzugsweise ein Verhältnis Länge/Breite von 1,7 oder darüber, insbesondere von 2,0 oder darüber und vor allem von 3,0 oder darüber haben, damit eine Einbettung des anorganischen Feinpulvers (A) in den Oberflächen der Tonerteilchen sehr wirksam unterdrückt wird.
Das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) kann vorzugsweise Teilchen haben, deren mittlere Länge vorzugsweise um mindestens 20 nm und insbesondere um mindestens 40 nm größer ist als die mittlere Länge des anorganischen Feinpulvers (A), damit eine Einbettung des anorganischen Feinpulvers (A) in den Oberflächen der Tonerteilchen unterdrückt wird.
Das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) kann auf den Tonerteilchen vorzugsweise eine mittlere Teilchenlänge von 120 bis 600 nm und insbesondere von 130 bis 500 nm haben.
Wenn das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) eine mittlere Teilchenlänge von weniger als 120 nm hat, kann es eine geringe Wirkung als Abstandshalter zum Unterdrücken einer Einbettung des anorganischen Feinpulvers (A) in den Oberflächen der Tonerteilchen haben, so dass der Toner eine schlechtere Entwicklungs-Übertragungsleistung zeigen kann und dazu neigt, eine Verminderung der Bilddichte zu verursachen. Wenn es eine mittlere Teilchenlänge von mehr als 600 nm hat, kann die vorstehend erwähnte Wirkung als Abstandshalter erwartet werden, jedoch wird es leicht von den Oberflächen der Tonerteilchen freigesetzt, was dazu führt, dass die lichtempfindliche Trommel leicht abgeschabt und zerkratzt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das anorganische Feinpulver (A) bei der Betrachtung auf einer elektronenmikroskopisch vergrößerten Aufnahme des Toners auf den Oberflächen der Tonerteilchen vorzugsweise in einer Anzahl von durchschnittlich mindestens 5 Teilchen, insbesondere mindestens 7 Teilchen und vor allem mindestens 10 Teilchen je Flächeneinheit von 0,5 μm × 0,5 μm vorhanden sein und kann das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) bei der Betrachtung auf so einer Aufnahme auf den Oberflächen der Tonerteilchen vorzugsweise in einer Anzahl von durchschnittlich 1 bis 30 Teilchen, insbesondere 1 bis 25 Teilchen und vor allem 5 bis 25 Teilchen je Flächeneinheit von 1,0 μm × 1,0 μm vorhanden sein. Unter der Anzahl der Teilchen des anorganischen Feinpulvers (A), die auf den Oberflächen der Tonerteilchen vorhanden sind, ist die Gesamtzahl der Primärteilchen und der Sekundärteilchen zu verstehen.
Wenn die vorstehend erwähnte Anzahl der Teilchen des anorganischen Feinpulvers (A), das auf den Oberflächen der Tonerteilchen vorhanden ist, weniger als durchschnittlich 5 Teilchen beträgt, kann der Toner eine ungenügende Fließfähigkeit haben, so dass leicht eine Verminderung der Bilddichte verursacht wird.
Wenn die vorstehend erwähnte Anzahl der Teilchen des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B), das auf den Oberflächen der Tonerteilchen vorhanden ist, weniger als durchschnittlich 1 Teilchen beträgt, kann die Funktion als Abstandshalter nicht aufrechterhalten werden. Wenn sie mehr als 30 Teilchen beträgt, wird das Pulver (B) leicht von den Oberflächen der Tonerteilchen freigesetzt, wodurch leicht das Problem verursacht wird, dass die lichtempfindliche Trommel abgeschabt und zerkratzt wird.
Die mittlere Länge der Teilchen (mittlere Teilchenlänge) des äußeren Zusatzstoffs, das Verhältnis Länge/Breite seiner Teilchen und die Anzahl der Teilchen des äußeren Zusatzstoffs auf den Oberflächen der Tonerteilchen werden folgendermaßen gemessen.
Die jeweiligen Zahlenwerte des anorganischen Feinpulvers (A) werden unter Anwendung einer vergrößerten Aufnahme gemessen, die an gefertigt wird, indem Oberflächen von mit einem FE-REM (S-800, hergestellt durch Hitachi Ltd.) 100.000fach vergrößerten Tonerteilchen photographiert werden.
Zuerst wird die mittlere Länge des anorganischen Feinpulvers (A) auf den Tonerteilchen ermittelt, indem auf 10 Gesichtsfeldern die Längen aller Teilchen des anorganischen Feinpulvers (A), die auf der vergrößerten Aufnahme als auf den Tonerteilchen vorhandene Teilchen sichtbar sind, gemessen werden, und ihr Mittelwert wird als mittlere Länge angesehen. Desgleichen werden auch der Mittelwert der Breiten aller Teilchen des anorganischen Feinpulvers (A) und das Verhältnis Länge/Breite aller Teilchen des anorganischen Feinpulvers (A) ermittelt. Hier entspricht die Länge eines Teilchens dem maximalen Abstand zwischen den Parallelen von Parallelenpaaren, die in Bezug auf den Umriss jedes Teilchens des anorganischen Feinpulvers (A) tangential gezogen sind, und die Breite des Teilchens entspricht dem minimalen Abstand zwischen den Parallelen solcher Parallelenpaare.
Die Anzahl der Teilchen des anorganischen Feinpulvers (A) auf den Oberflächen der Tonerteilchen wird ermittelt, indem auf 10 Gesichtsfeldern auf der vergrößerten Aufnahme die Anzahl der Teilchen des anorganischen Feinpulvers (A) auf den Oberflächen der Tonerteilchen je Flächeneinheit von 0,5 μm × 0,5 μm (50 mm × 50 mm auf der 100.000fach vergrößerten Aufnahme) gezählt und ihr Mittelwert berechnet wird. Wenn die Anzahl der Teilchen des anorganischen Feinpulvers (A) gezählt wird, wird die Anzahl der Teilchen bei dem anorganischen Feinpulver (A) gezählt, das in einem 0,5 μm × 0,5 μm entsprechenden Bereich in der Mitte der vergrößerten Aufnahme im Zustand von Primärteilchen oder Sekundärteilchen vorhanden ist.
Die jeweiligen Zahlenwerte des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) werden unter Anwendung einer vergrößerten Aufnahme gemessen, die angefertigt wird, indem Oberflächen von mit einem FE-REM (S-800, hergestellt durch Hitachi Ltd.) 30.000fach vergrößerten Tonerteilchen photographiert werden.
Zuerst wird die mittlere Länge der Teilchen des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) ermittelt, indem auf 10 Gesichtsfeldern auf der vergrößerten Aufnahme die Längen aller Teilchen des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) gemessen werden, und ihr Mittelwert wird als mittlere Länge angesehen. Desgleichen werden auch der Mittelwert der Breiten aller Teilchen und das Verhältnis Länge/Breite aller Teilchen des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) ermittelt. Hier entspricht die Länge eines Teilchens dem maximalen Abstand zwischen den Parallelen von Parallelenpaaren, die in Bezug auf den Umriss jedes durch Vereinigung einer Vielzahl von Teilchen gebildeten Teilchens des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) tangential gezogen sind, und die Breite des Teilchens entspricht dem minimalen Abstand zwischen den Parallelen solcher Parallelenpaare.
Die Anzahl der Teilchen des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) auf den Oberflächen der Tonerteilchen wird ermittelt, indem auf 10 Gesichtsfeldern auf der vergrößerten Aufnahme die Anzahl der Teilchen des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) auf den Oberflächen der Tonerteilchen je Flächeneinheit von 1,0 μm × 1,0 μm (30 mm × 30 mm auf der 30.000fach vergrößerten Aufnahme) gezählt und ihr Mittelwert berechnet wird. Wenn die Anzahl der Teilchen des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) gezählt wird, wird sie bei dem nichtsphärischen anorganischen Feinpulver (B) gezählt, das in einem Bereich in der Mitte der vergrößerten Aufnahme, der einer Fläche von 1,0 μm × 1,0 μm entspricht, vorhanden ist.
Um auf der mit dem Elektronenmikroskop vergrößerten Aufnahme das anorganische Feinpulver (A) von dem nichtsphärischen anorganischen Feinpulver (B) zu unterscheiden, können das anorganische Feinpulver (A) und das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) in dem Fall, dass sich die anorganischen Feinpulver in der Zusammensetzung unterscheiden, getrennt voneinander nachgewiesen werden, indem ein Verfahren angewendet wird, bei dem die Stellen, wo die anorganischen Feinpulverteilchen vorhanden sind, mit dem FE-REM bestätigt werden, um nur bestimmte benannte Elemente mit einem Röntgen-Mikroanalysator nachzuweisen. Wenn zwischen anorganischen Feinpulvern ein deutlicher Unterschied in der Teilchengestalt vorhanden ist, kann die Unterscheidung alternativ anhand des Unterschiedes in der Teilchengestalt auf der mit dem Elektronenmikroskop vergrößerten Aufnahme erfolgen. Es können beide Verfahren angewendet werden.
Das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) kann vorzugsweise eine durch Stickstoffadsorption nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche (nachstehend als spezifische Oberfläche nach BET bezeichnet) von 20 bis 90 m²/g und insbesondere von 25 bis 80 m²/g haben, damit das Pulver (B) leicht gleichmäßig auf den Oberflächen der Tonerteilchen dispergiert bzw. verteilt wird und auch lange die Funktion als Abstandshalter beibehalten kann.
Wenn das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) eine spezifische Oberfläche nach BET von weniger als 20 m²/g hat, wird das Pulver (B) leicht von dem Toner auf der lichtempfindlichen Trommel freigesetzt, so dass die lichtempfindliche Trommel leicht abgeschabt oder zerkratzt wird. Wenn es eine spezifische Oberfläche nach BET von mehr als 90 m²/g hat, kann die Funktion des Pulvers (B) als Abstandshalter auf der lichtempfindlichen Trommel mangelhaft sein, so dass vor allem in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit leicht eine Verschlechterung der Übertragungsleistung verursacht wird.
Die spezifischen Oberflächen nach BET des anorganischen Feinpulvers (A) und des nichtsphärischen anorganischen Feinpulvers (B) werden folgendermaßen unter Anwendung eines Geräts zur Messung der spezifischen Oberfläche (Autosorb I, hergestellt durch Quantach Rome Co.) gemessen.
Etwa 0,1 g einer Messprobe werden in eine Zelle eingewogen und mindestens 12 Stunden lang bei einer Temperatur von 40°C unter einem Vakuumgrad von 1,0 × 10^–3 mmHg oder weniger entgast bzw. entlüftet. Danach wird Stickstoffgas adsorbiert, während die Probe mit flüssigem Stickstoff gekühlt wird, und dann wird der Wert durch das Mehrpunktverfahren ermittelt.
Bei dem im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbaren äußeren Zusatzstoff des Toners kann es sich um irgendwelche Substanzen handeln, solange sie dem Verteilungszustand des äußeren Zusatzstoffs auf den Oberflächen der Tonerteilchen entsprechen können, und sie können z. B. Oxide wie z. B. Aluminiumoxid, Titanoxid, Siliciumdioxid, Zirkoniumoxid und Magnesiumoxid sowie Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Bornitrid, Aluminiumnitrid, Magnesiumcarbonat und siliciumorganische Verbindungen einschließen.
Von diesen werden als anorganisches Feinpulver (A) Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid, Magnesiumoxid oder ihre Feinteilchen, die mit Siliciumdioxid behandelt worden sind, und Siliciumnitrid bevorzugt, weil sie durch Temperatur und Feuchtigkeit nicht beeinflusst werden und die Aufladung des Toners stabil gemacht werden kann. Aluminiumoxid-Feinteilchen oder Titanoxid-Feinteilchen oder diese Feinteilchen, die mit Siliciumdioxid behandelt worden sind, werden mehr bevorzugt, um die Fließfähigkeit des Toners zu verbessern.
Für die Art und Weise, in der solche Feinteilchen hergestellt werden, gibt es keine besonderen Einschränkungen, und es kann ein Verfahren, bei dem ein Halogenid oder ein Alkoxid in einer Gasphase oxidiert wird, oder ein Verfahren, bei dem sie gebildet werden, während sie in Gegenwart von Wasser hydrolysiert werden, angewendet werden. Das Brennen kann vorzugsweise bei einer Temperatur durchgeführt werden, die niedrig genug ist, um keine Anhäufung von Primärteilchen zu verursachen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden amorphes Titanoxid oder Titanoxid vom Anatastyp und amorphes Aluminiumoxid oder γ-Aluminiumoxid, die bei einer niedrigen Temperatur gebrannt worden sind, im Hinblick darauf, dass sie leicht in Form von sphärischen Teilchen und Primärteilchen monodispers gemacht werden können, bevorzugt.
Das anorganische Feinpulver (A) kann vorzugsweise ferner einer Hydrophobierungsbehandlung unterzogen werden, um zu bewirken, dass die Ladungsmenge des Toners weniger von Umgebungsbedingungen wie z. B. Temperatur und Feuchtigkeit abhängt, und zu verhindern, dass das Pulver (A) von den Oberflächen der Tonerteilchen freigesetzt wird. Mittel für so eine Hydrophobierungsbehandlung können Haftvermittler wie z. B. einen Silan-Haftvermittler, einen Titan-Haftvermittler und einen Aluminium-Haftvermittler und Öle wie z. B. ein Siliconöl, ein fluoriertes Öl und verschiedene modifizierte Öle umfassen.
Von den vorstehend erwähnten Hydrophobierungsbehandlungsmitteln werden Haftvermittler im Hinblick auf das Merkmal, dass sie mit restlichen Gruppen oder mit adsorbiertem Wasser auf dem anorganischen Feinpulver reagieren, so dass eine gleichmäßige Behandlung erzielt wird, um die Aufladung des Toners stabil zu machen und dem Toner Fließfähigkeit zu erteilen, besonders bevorzugt.
Infolgedessen sind als anorganisches Feinpulver (A), das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, Aluminiumoxid-Feinteilchen oder Titanoxid-Feinteilchen, die einer Oberflächenbehandlung unterzogen worden sind, während ein Silan-Haftvermittler hydrolysiert wurde, im Hinblick auf das Stabilmachen der Aufladung und die Erteilung von Fließfähigkeit sehr wirksam.
Es kann vorzugsweise bewirkt werden, dass das anorganische Feinpulver (A), das einer Hydrophobierungsbehandlung unterzogen worden ist, einen Hydrophobiegrad von 20 bis 80% und insbesondere von 40 bis 80% hat.
Wenn das anorganische Feinpulver (A) einen Hydrophobiegrad von weniger als 20% hat, können die Ladungen stark abnehmen, wenn der Toner lange in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit belassen wird, so dass vonseiten der Gerätetechnik ein Mechanismus zur Beschleunigung der Aufladung notwendig wird, was zu einem komplizierten Gerät führt. Wenn es einen Hydrophobiegrad von mehr als 80% hat, kann es schwierig sein, die Aufladung des anorganischen Feinpulvers selbst zu steuern, was in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit leicht zu einer übermäßigen Aufladung des Toners führt.
Das anorganische Feinpulver (A), das einer Hydrophobierungsbehandlung unterzogen worden ist, kann bei einer Lichtwellenlänge von 400 nm vorzugsweise einen Lichtdurchlassgrad von 40% oder mehr haben.
Im Einzelnen hat zwar das anorganische Feinpulver (A), das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, einen kleinen Primärteilchendurchmesser, jedoch bleibt das anorganische Feinpulver (A) nicht unbedingt in Form von Primärteilchen dispergiert, wenn es tatsächlich in den Toner eingemischt wird, und kann manchmal in Form von Sekundärteilchen vorhanden sein. Wie klein der Primärteilchendurchmesser auch ist, kann die vorliegende Erfindung somit weniger wirksam sein, wenn sich die Teilchen als Sekundärteilchen mit einem großen wirksamen Durchmesser verhalten. Das anorganische Feinpulver (A), das bei 400 nm, der minimalen Wellenlänge im sichtbaren Bereich, einen höheren Lichtdurchlassgrad zeigt, hat dennoch einen entsprechend kleineren Sekundärteilchendurchmesser. Somit können für die Fließfähigkeit erteilende Wirkung und für die Schärfe projizierter Bilder bei der Projektion mit einem OHP (Overheadprojektor) gute Ergebnisse erwartet werden.
Dass 400 nm gewählt werden, hat den Grund, dass es sich um eine Wellenlänge im Grenzbereich zwischen Ultraviolettlicht und sichtbarem Licht handelt, wobei es auch heißt, dass Licht durch Teilchen mit einem Durchmesser, der nicht größer als 1/2 der Lichtwellenlänge ist, hindurchgeht. Im Hinblick darauf wird natürlich jeder Durchlassgrad bei Wellenlängen, die über 400 nm hinausgehen, höher und hat keine sehr große Bedeutung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als Verfahren zur Hydrophobierungsbehandlung des anorganischen Feinpulvers (A) ein Verfahren bevorzugt, bei dem das anorganische Feinpulver (A) einer Oberflächenbehandlung in Gegenwart von Wasser unterzogen wird, während es mechanisch dispergiert wird, so dass daraus Primärteilchen gebildet werden, und während ein Haftvermittler hydrolysiert wird. Durch so eine Behandlung wird es schwierig gemacht, dass sich die Teilchen selbst vereinigen, und durch die Behandlung wird auch bewirkt, dass die Teilchen eine gegenseitige elek trostatische Abstoßung erfahren, so dass das anorganische Feinpulver (A) im wesentlichen im Zustand von Primärteilchen einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden kann.
Da eine mechanische Kraft ausgeübt wird, damit das anorganische Feinpulver (A) unter Bildung von Primärteilchen dispergiert werden kann, wenn seine Teilchenoberflächen in Gegenwart von Wasser behandelt werden, während ein Haftvermittler hydrolysiert wird, ist die Verwendung von Haftvermittlern wie z. B. Chlorsilanen oder Silazanen, die Gas erzeugen können, nicht notwendig. Es wird auch möglich, einen Haftvermittler von hoher Viskosität zu verwenden, der wegen der Vereinigung von Teilchen in einer Gasphase nicht verwendet werden konnte, so dass die Teilchen mit einem hohen Wirkungsgrad hydrophobiert werden können.
Der vorstehend erwähnte Haftvermittler kann alle Silan-Haftvermittler und Titan-Haftvermittler einschließen. Die Haftvermittler, deren Verwendung besonders vorzuziehen ist, sind Silan-Haftvermittler, die durch die folgende Formel wiedergegeben werden: R_mSiY_n, worin R eine Alkoxylgruppe bezeichnet; m eine ganze Zahl von 1 bis 3 bezeichnet; Y eine Alkylgruppe oder eine Kohlenwasserstoffgruppe, die eine Vinylgruppe, eine Glycidoxylgruppe oder eine Methacrylgruppe enthält, bezeichnet und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 bezeichnet; und sie können z. B. Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Trimethylmethoxysilan, Hydroxypropyltrimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, n-Hexadecyltrimethoxysilan und n-Octadecyltrimethoxysilan umfassen.
Bei dem Haftvermittler kann es sich insbesondere um diejenigen handeln, die durch C_aH_2a+1-Si(OC_bH_2b+1)₃, worin a 4 bis 12 bezeichnet und b 1 bis 3 bezeichnet, wiedergegeben werden.
Hier wird in dem Fall, dass a in der Formel kleiner als 4 ist, die Behandlung einfacher, jedoch kann kein zufriedenstellender Hydrophobiegrad erzielt werden. Wenn a größer als 12 ist, kann ein zufriedenstellender Hydrophobiegrad erzielt werden, jedoch kann häufiger eine Vereinigung von Teilchen auftreten, was zu einer Verminderung der Fließfähigkeit erteilenden Wirkung führt.
Wenn b größer als 3 ist, kann sich die Reaktionsfähigkeit vermindern, so dass die Teilchen ungenügend hydrophobiert werden. Somit sollte in der vorstehend erwähnten Formel a 4 bis 12 und vorzugsweise 4 bis 8 und b 1 bis 3 und vorzugsweise 1 bis 2 betragen.
Das anorganische Feinpulver (A) kann mit dem verwendeten Behandlungsmittel in einer Menge von 1 bis 50 Masseteilen und vorzugsweise 3 bis 40 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Pulvers (A) bezogen, behandelt werden, um eine gleichmäßige Behandlung durchzuführen, ohne dass eine Vereinigung von Teilchen verursacht wird, und es kann bewirkt werden, dass es einen Hydrophobiegrad von 20 bis 98%, vorzugsweise 30 bis 90% und insbesondere 40 bis 80% hat.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) vorzugsweise aus Feinpulvern aus Siliciumdioxid und Aluminiumoxid, Titandioxid oder Doppeloxiden davon ausgewählt werden, um Aufladungsstabilität, Entwicklungsleistung, Fließfähigkeit und Lagerbeständigkeit zu verbessern. Es wird insbesondere Siliciumdioxid-Feinpulver bevorzugt, weil die Vereinigung von Primärteilchen durch das Ausgangsmaterial und die Oxidationsbedingungen wie z. B. die Oxidationstemperatur bis zu einem gewissen Grade beliebig eingeschränkt werden kann. Das Siliciumdioxid-Feinpulver umfasst beispielsweise so genanntes Trockenverfahren-Siliciumdioxid oder Kieselpuder (Fumed Silica), das durch Dampfphasenoxidation von Siliciumhalogeniden oder -alkoxiden hergestellt wird, und so genanntes Nassverfahren-Siliciumdioxid, das aus Siliciumalkoxiden oder Wasserglas hergestellt wird, von denen beide verwendet werden können. Das Trockenverfahren-Siliciumdioxid wird bevorzugt, da es weniger Silanolgruppen hat, die an der Oberfläche und im Inneren vorhanden sind, und keine Herstellungsrückständen wie z. B. Na₂O und SO₃ ^2– zurücklässt. Bei dem Trockenverfahren-Siliciumdioxid ist es auch möglich, dass bei dem Schritt zu seiner Herstellung zusammen mit dem Siliciumhalogenid ein anderes Metallhalogenid wie z. B. Aluminiumchlorid oder Titanchlorid verwendet wird, um ein zusammengesetztes Feinpulver aus Siliciumdioxid mit einem anderen Metalloxid zu erhalten. Das Sililiciumdioxid-Feinpulver umfasst auch diese Feinpulver.
Was die Gestalt der Teilchen des Feinpulvers (B) anbetrifft, so ist es möglich, dass die Teilchen keine nichtsphärischen Teilchen wie z. B. lediglich stabförmige Teilchen oder klumpenförmige Teilchen sind, sondern nichtsphärische Teilchen sind, die unebene oder raue Bereiche oder Vertiefungen haben, wie sie in 10 gezeigt sind. Dies ist vorzuziehen, weil dadurch verhindert werden kann, dass das anorganische Feinpulver (A) in den Oberflächen der Tonerteilchen eingebettet wird, und gleichzeitig eine dichteste Packung des Entwicklers verhindert werden kann, so dass der Entwickler nur eine geringe Veränderung der scheinbaren Dichte verursachen kann.
Solche nichtsphärischen Feinteilchen aus anorganischem Oxid können vorzugsweise insbesondere folgendermaßen hergestellt werden.
Wenn das Siliciumdioxid-Feinpulver als Beispiel genommen wird, wird ein Siliciumhalogenid einer Gasphasenoxidation unterzogen, um Siliciumdioxid-Feinpulver zu bilden, und das Siliciumdioxid-Feinpulver wird einer Hydrophobierungsbehandlung unterzogen, um nichtsphärisches Siliciumdioxid-Feinpulver herzustellen. Das Brennen kann insbesondere im Fall der Gasphasenoxidation vorzugsweise bei einer Temperatur durchgeführt werden, die hoch genug ist, damit sich die Primärteilchen aus Siliciumdioxid vereinigen.
Bei so einem nichtsphärischen anorganischen Feinpulver (B) kann es sich insbesondere vorzugsweise um diejenigen handeln, die erhalten werden, indem vereinigte Teilchen, die aus Primärteilchen, die sich vereinigt haben, bestehen, derart klassiert werden, dass verhältnismäßig grobe Teilchen gesammelt werden, und ihre Teilchengrößenverteilung derart eingestellt wird, dass die Bedingung für die mittlere Länge in dem Zustand, in dem sie auf den Oberflächen der Tonerteilchen vorhanden sind, erfüllt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Toner das anorganische Feinpulver (A) in einer Menge von 0,1 bis 2,0 Masseteilen umfassen, um die Ladungsmenge des Toners stabil zu machen, im Hinblick auf die Erteilung von Fließfähigkeit vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 2,0 Masseteilen umfassen und im Hinblick auf eine Verbesserung der Fixierbarkeit insbesondere in einer Menge von 0,2 bis 1,5 Masseteilen umfassen und ferner das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) in einer Menge von 0,3 bis 3,0 Masseteilen umfassen, um die scheinbare Dichte des Entwicklers stabil zu machen, im Hinblick auf eine Verhinderung des Abschabens der lichtempfindlichen Trommel vorzugsweise in einer Menge von 0,3 bis 2,5 Masseteilen umfassen, im Hinblick auf die Lagerbeständigkeit in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit insbesondere in einer Menge von 0,3 bis 2,0 Masseteilen umfassen und für OHP-Folien bzw. -Diapositive vor allem in einer Menge von 0,3 bis 1,5 Masseteilen umfassen, wobei diese Mengen jeweils auf 100 Masseteile des Toners bezogen sind.
Wenn der Toner das anorganische Feinpulver (A) in einer Menge von weniger als 0,1 Masseteilen umfasst, kann der Toner eine ungenügende Fließfähigkeit haben, so dass leicht eine Verminderung der Bilddichte verursacht wird. Wenn es in einer Menge von mehr als 2,0 Masseteilen vorhanden ist, besteht vor allem in dem Fall, dass der Toner lange in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit belassen wird, die Tendenz, dass der Toner instabil aufgeladen wird, so dass leicht ein Verstreuen von Toner verursacht wird.
Wenn der Toner das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) in einer Menge von weniger als 0,3 Masseteilen umfasst, kann eine Einbettung des anorganischen Feinpulvers (A) in Tonerteilchen weniger wirksam verhindert werden. Wenn es in einer Menge von mehr als 3,0 Masseteilen vorhanden ist, besteht die Tendenz, dass es auf der lichtempfindlichen Trommel Kratzer verursacht, so dass leicht fehlerhafte Bilder verursacht werden.
Was den äußeren Zusatzstoff anbetrifft, der den Polymerisationstonerteilchen, die durch Polymerisation hergestellt worden sind, äußerlich zugesetzt wird, so ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine der bevorzugten Ausführungsformen, dass als anorganisches Feinpulver (A) mindestens Aluminiumoxid-Feinteilchen und als nichtsphärisches anorganisches Feinpulver (B) Siliciumdioxid-Feinteilchen verwendet werden.
Die Aluminiumoxid-Feinteilchen, die äußerlich zugesetzt werden, können vorzugsweise in ihrer Teilchengrößenverteilung Teilchen mit einem Teilchendurchmesser, der mindestens das Doppelte des mittleren Teilchendurchmessers beträgt, in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 0 bis 5% enthalten, und die Siliciumdioxid-Feinteilchen, die äußerlich zugesetzt werden, können vorzugsweise in der Teilchengrößenverteilung der Teilchen, die die vereinigten Teilchen bilden, Teilchen mit einem Teilchendurchmesser, der das Doppelte bis Dreifache des mittleren Primärteilchendurchmessers beträgt, in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 5 bis 15% enthalten.
Der äußere Zusatzstoff gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumoxid-Feinteilchen eine sehr scharfe Teilchengrößenverteilung haben und die Teilchen, die die vereinigten Teilchen der Siliciumdioxid-Feinteilchen bilden, eine verhältnismäßig breite Teilchengrößenverteilung haben. Die Aluminiumoxid-Feinteilchen haben eine hohe Fließfähigkeit erteilende Wirkung und auch die Funktion, dass sie die Aufladbarkeit des Toners stark beeinflussen, so dass der Unterschied in der Aufladung zwischen verschiedenen Umgebungen, der mit der Feuchtigkeitsabhängigkeit in einem engen Zusammenhang steht, stark vermindert wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass zusätzlich zu dem Formfaktor der Polymerisationstonerteilchen und zu dem Teilchendurchmesserverhältnis (Verhältnis Länge/ Breite) des äußeren Zusatzstoffs die Bereitstellung von Aluminiumoxid-Feinteilchen mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung die Aufladung in hohem Maße stabil macht und auch die Gleichmäßigkeit der Ladungen gewährleistet, die als Folge der Reibung zwischen den Tonerteilchen an den Oberflächen der Tonerteilchen erzeugt werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auch heraus gefunden, dass als auffallendste Wirkung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine hohe Übertragungsleistung erzielt werden kann, indem bewirkt wird, dass die Aluminiumoxid-Feinteilchen eine scharfe Teilchengrößenverteilung haben. Es wird vermutet, dass diese Wirkungen, die mit der Teilchengrößenverteilung der Teilchen, die die vereinigten Teilchen der Siliciumdioxid-Feinteilchen bilden, zu tun haben, wie später beschrieben wird, ihrer Rolle als Abstandshalterteilchen, die effektiv zwischen Tonerteilchen wirken, zuzuschreiben sind, weil die Aluminiumoxid-Feinteilchen aus gleichmäßigen Teilchen gebildet sind und einen feinen Teilchendurchmesser haben. Somit wird angenommen, dass die Aluminiumoxid-Feinteilchen auch nach ihrem äußeren Zusatz zu den Oberflächen der Tonerteilchen nicht zur Bildung vereinigter Teilchen neigen. Wenn die Aluminiumoxid-Feinteilchen eine auf die Anzahl bezogene Verteilung zeigen, die außerhalb des vorstehend erwähnten Bereichs liegt, neigen sie zur Bildung von vereinigten Teilchen oder Anhäufungen (Aggregaten), wodurch die Erzielung der gewünschten Wirkung, die der vorliegenden Erfindung zuzuschreiben ist, schwierig gemacht wird.
Es wird außerdem bewirkt, dass die Teilchen, die die vereinigten Teilchen der Siliciumdioxid-Feinteilchen bilden, eine verhältnismäßig breite Teilchengrößenverteilung haben. Es wird deshalb angenommen, dass sie unabhängig von der Teilchengrößenverteilung des Toners mit einer weiten Ladungserteilungswirkung ausgestattet sind. Was die Fähigkeit anbetrifft, dem Toner Ladungen zu erteilen, so zeigen die Siliciumdioxid-Feinteilchen diese Fähigkeit in höherem Maße als die Aluminiumoxid-Feinteilchen. Die Siliciumdioxid-Feinteilchen können infolgedessen Ladungen erteilen, die ungeachtet dessen, dass die Tonerteilchen nicht nur feine Teilchen, sondern sogar auch verhältnismäßig große Teilchen umfassen, gleichermaßen auf alle Teilchen verteilt sind, und gleichzeitig kann die Wirkung als Abstandshalter erzielt werden, die auch bei den Aluminiumoxid-Feinteilchen erzielt wird. Wenn der Bereich ihrer Teilchengrößenverteilung außerhalb der Untergrenze des vorstehend erwähnten Bereichs liegt, haften die Siliciumdioxid-Feinteilchen leicht an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel an, und die Bereiche, an denen sie angehaftet haben, können als Keime wirken, so dass leicht die Bildung eines Tonerfilms verursacht wird. Wenn der Bereich außerhalb der Obergrenze liegt, kann dies zur Folge haben, dass die Fließfähigkeit des Toners stark beeinträchtigt wird, und es besteht die Tendenz, dass für eine lange Zeit wiederholte Arbeitsgänge zur Anfertigung von Kopien eine Verschlechterung des Entwicklers verursachen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auch anhand dieses Sachverhalts herausgefunden, dass die Siliciumdioxid-Feinteilchen eine gleichmäßige Aufladung des Toners und die Aufrechterhaltung seiner Fließfähigkeit erlauben, weil in dem Toner Teilchen mit einer breiten Teilchengrößenverteilung vorhanden sind.
Die Aluminiumoxid-Feinteilchen und die Siliciumdioxid-Feinteilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können vorzugsweise eine spezifische Oberfläche nach BET haben, die bei den Aluminiumoxid-Feinteilchen 60 bis 150 m²/g und bei den Siliciumdioxid-Feinteilchen 20 bis 70 m²/g beträgt. Wenn die beiden Teilchenarten Werte der spezifischen Oberfläche haben, die außerhalb der vorstehend erwähnten Bereiche liegen, können die vorstehend erwähnten gewünschten Teilchendurchmesser nicht erzielt werden, was zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität führt.
Die Aluminiumoxid-Feinteilchen können vorzugsweise Aluminiumoxid-Feinteilchen sein, die erhalten werden, indem ein Aluminiumoxid-Feinpulver, das durch thermische Zersetzung von Aluminiumammoniumcarbonathydroxid bei einer Temperatur im Bereich von 1000 bis 1200°C erhalten worden ist, als Ausgangsmaterial verwendet wird, das danach einer Hydrophobierungsbehandlung in einer Lösung unterzogen wird.
Das als Ausgangsmaterial dienende Aluminiumoxid-Feinpulver kann vorzugsweise γ-Aluminiumoxid, das in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 61-146794 offenbart ist, oder amorphes Aluminiumoxid, das bei einer niedrigeren Temperatur gebrannt worden ist, sein.
Es ist vorzuziehen, dass das Aluminiumoxid-Feinpulver erhalten wird, indem Aluminiumammoniumcarbonathydroxid, das durch die Formel NH₄AlO(OH)HCO₃ oder NH₄AlCO₃(OH)₂ wiedergegeben wird, in einer Atmosphäre aus z. B. Sauerstoff bei einer Temperatur im Bereich von 1000 bis 1200°C gebrannt wird. Im Einzelnen wird Aluminiumoxid-Feinpulver bevorzugt, das gemäß der nachstehend gezeigten chemischen Reaktion erhalten worden ist: 2 NH₄AlCO₃(OH)₂ → Al₂O₃ + 2 NH₃ + 3 H₂O + 2 CO₂
Hierbei wird als Brenntemperatur eine Temperatur im Bereich von 1000 bis 1200°C gewählt, weil die Teilchendurchmesser, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung erwünscht sind, erhalten werden können.
Wenn die Brenntemperatur höher als 1200°C ist, kann der Anteil von α-Aluminiumoxid in dem gebildeten Aluminiumoxid-Feinpulver sprunghaft zunehmen. Das Pulvergefüge wächst natürlich, so dass das Pulver einen großen Primärteilchendurchmesser und eine niedrige spezifische Oberfläche nach BET hat. Außerdem bilden Teilchen des Pulvers miteinander Anhäufungen, die eine höhere Festigkeit haben, wodurch in dem Behandlungsschritt die Zuführung einer hohen Energie zur feinen Verteilung des Ausgangsmaterials notwendig gemacht wird. Ungeachtet aller Optimierung des Behandlungsschrittes kann nicht mehr erwartet werden, dass das Pulver, das in so einen Zustand gebracht worden ist, ein Feinpulver ist, das weniger angehäufte Teilchen hat.
Wenn die Brenntemperatur niedriger als 1000°C ist, kann das Pulver einen Teilchendurchmesser haben, der kleiner als die gewünschte Größe ist, und es kann keine ausreichende Rolle als Abstandshalter spielen, wobei auch die Erzielung einer hohen Übertragungsleistung schwierig gemacht wird.
Das Oberflächenhydrophobierungs-Behandlungsmittel für die Aluminiumoxid-Feinteilchen, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann entsprechend dem Zweck der Oberflächenmodifizierung, z. B. der Steuerung der Aufladbarkeit und auch der Stabilisierung der Aufladung in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit und der Reaktionsfähigkeit, ausgewählt werden. Es können beispielsweise organische Verbindungen vom Silantyp wie z. B. Alkoxysilane, Siloxane, Silane und Siliconöle, die bei der Reaktions und der Behandlungstemperatur selbst keine thermische Zersetzung erfahren, verwendet werden.
Als besonders bevorzugte Behandlungsmittel können Haftvermittler in Form von Alkylalkoxysilanen verwendet werden, die leicht flüchtig sind und sowohl hydrophobe Gruppen als auch Bindungsgruppen mit einer hohen Reaktionsfähigkeit haben.
Zur Berechnung des mittleren Primärteilchendurchmessers der Aluminiumoxid-Feinteilchen und des mittleren Primärteilchendurchmessers der Teilchen, die die vereinigten Teilchen der Siliciumdioxid-Feinteilchen bilden, wird unter Anwendung eines Durchstrahlungselektronenmikroskops (TEM) (10.000- bis 100.000fache Vergrößerung) eine photographische Aufnahme von Teilchen erhalten, die derart in Epoxidharz dispergiert worden sind, dass sie damit umschlossen und darin eingebettet sind, worauf das Epoxidharz in dünne Scheiben geschnitten worden ist. Auf dieser photographischen Aufnahme werden 20 bis 50 Teilchen zufällig ausgewählt. Danach wird bei sphärischen Teilchen ihr Durchmesser und bei flachen Teilchen ihre Länge als Durchmesser der Teilchen angesehen. Zur Berechnung des mittleren Primärteilchendurchmessers wird ihr arithmetisches Mittel festgestellt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es eine der bevorzugten Ausführungsformen, dass zusätzlich zu dem anorganischen Feinpulver (A) und dem nichtsphärischen anorganischen Feinpulver (B), die aufgebaut sind, wie es vorstehend beschrieben wurde, ferner fast sphärische anorganische oder organische Teilchen, die Primärteilchendurchmesser von 50 nm oder darüber haben (und vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von weniger als 50 m²/g haben) zugesetzt werden, um die Übertragungsleistung und/oder das Reinigungsverhalten zu verbessern. Es können zum Beispiel vorzugsweise sphärische Siliciumdioxidteilchen, sphärische Polymethylsilsesquioxanteilchen oder sphärische Harzteilchen verwendet werden.
Bei dem Toner der vorliegenden Erfindung können auch andere Zusatzstoffteilchen in einer geringen Menge verwendet werden, solange sie den Toner im wesentlichen nicht beeinträchtigen. Solche anderen Zusatzstoffteilchen können Gleitmittelpulver wie z. B. Teflonpulver, Zinkstearatpulver und Polyvinylidenfluoridpulver; Schleifmittel wie z. B. Ceroxidpulver, Siliciumcarbidpulver und Strontiumtitanatpulver; Antibackmittel wie z. B. Titanoxidpulver und Aluminiumoxidpulver; Leitfähigkeit erteilende Mittel wie z. B. Rußpulver, Zinkoxidpulver und Zinnoxidpulver und Mittel zur Verbesserung der Entwicklungsfähigkeit wie z. B. organische Feinteilchen mit entgegengesetzter Polarität und anorganische Feinteilchen mit entgegengesetzter Polarität umfassen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Toner für die getreue bzw. genaue Entwicklung feinerer Latentbildpunkte zum Zweck einer Erhöhung der Bildqualität vorzugsweise einen feinen Teilchendurchmesser haben. Im Einzelnen hat der Toner einen mit einem Coulter-Zählgerät gemessenen massegemittelten Teilchendurchmesser von 2,0 μm bis 9,0 μm und vorzugsweise von 4,0 μm bis 8,0 μm. Der Toner kann auch vorzugsweise einen Variationskoeffizienten der auf die Anzahl bezogenen Verteilung von 35% oder darunter und vorzugsweise von 5% bis 30% zeigen.
Ein Toner, der einen massegemittelten Teilchendurchmesser von weniger als 2 μm hat, kann einen so schlechten Übertragungswirkungsgrad haben, dass der Toner nach der Übertragung in einer großen Menge auf der lichtempfindlichen Trommel zurückbleiben kann, so dass die Tendenz besteht, dass nicht nur ungleichmäßige Bilder verursacht werden, sondern auch ein Ankleben von geschmolzenem Toner an der Trommel verursacht wird. Ein Toner, der einen massegemittelten Teilchendurchmesser von mehr als 9 μm hat, verursacht leicht eine Verminderung der Bildqualität, z. B. schwarze Flecke um aus Strichen oder Linien bestehende Bilder von (Schrift)zeichen bzw. Buchstaben, und verursacht auch leicht ein Ankleben von geschmolzenem Toner an verschiedenen Elementen oder Bauteilen.
Ein Toner, der einen Variationskoeffizienten der auf die Anzahl bezogenen Verteilung von mehr als 35% hat, neigt dazu, dass er ungleichmäßig aufgeladen wird, was zur Folge hat, dass leicht Schleier verursacht wird.
Die Teilchengrößenverteilung des Toners der vorliegenden Erfindung wird mit einem Zählgerät (Coulter counter Model TA-II) gemessen. Es kann ein Mehrfach-Größensortiergerät (Coulter Multisizer, hergestellt durch Coulter Electronics, Inc.) angewendet werden. Als Elektrolytlösung wird unter Verwendung von analysenreinem Natriumchlorid eine 1%ige wässrige NaCl-Lösung hergestellt. Es kann beispielsweise ISOTON R-II (Handelsname, hergestellt durch Coulter Scientific Japan Co.) verwendet werden. Die Messung wird durchgeführt, indem zu 100 bis 150 ml der vorstehend erwähnten wässrigen Elektrolytlösung als Dispergiermittel 0,1 bis 5 ml eines Tensids, vorzugsweise eines Alkylbenzolsulfonats, hinzugegeben werden und ferner 2 bis 20 mg einer zu messenden Probe zugesetzt werden. Die Elektrolytlösung, in der die Probe suspendiert worden ist, wird etwa 1 Minute bis etwa 3 Minuten lang einer Dispergierbehandlung in einem Ultraschall-Dispergiergerät unterzogen. An das Messgerät sind eine Schnittstelle (hergestellt durch Nikkaki K. K.), die die auf die Anzahl bezogene Verteilung und die Volumenverteilung ausgibt, und ein Arbeitsplatzcomputer PC9801 (hergestellt durch NEC.) angeschlossen. Die Volumenverteilung und die auf die Anzahl bezogene Verteilung von Tonerteilchen mit Durchmessern von 2,00 μm oder darüber werden berechnet, indem das Volumen und die Anzahl der Tonerteilchen mit dem vorstehend erwähnten Messgerät unter Anwendung einer Öffnung von 100 μm als Messöffnung des Geräts gemessen werden
Dann werden als Werte gemäß der vorliegenden Erfindung der auf die Masse bezogene, massegemittelte Teilchendurchmesser (D4) (wobei der mittlere Wert jedes Kanals als repräsentativer Wert für jeden Kanal angewendet wird), der aus der Volumenverteilung berechnet wird, und der Variationskoeffizient der auf die Anzahl bezogenen Verteilung ermittelt.
Der Variationskoeffizient der auf die Anzahl bezogenen Verteilung wird gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet: Variationskoeffizient (%) = (Standardabweichung der auf die Anzahl bezogenen Verteilung/ anzahlgemittelter Teilchendurchmesser) × 100
Als Kanäle werden 13 Kanäle (2,00 bis weniger als 2,52 μm; 2,52 bis weniger als 3,17 μm; 3,17 bis weniger als 4,00 μm; 4,00 bis weniger als 5,04 μm; 5,04 bis weniger als 6,35 μm; 6,35 bis weniger als 8,00 μm; 8,00 bis weniger als 10,08 μm; 10,08 bis weniger als 12,70 μm; 12,70 bis weniger als 16,00 μm; 16,00 bis weniger als 20,20 μm; 20,20 bis weniger als 25,40 μm; 25,40 bis weniger als 32,00 μm und 32,00 bis weniger als 40,30 μm) angewendet.
Die Tonerteilchen, die der Toner der vorliegenden Erfindung umfasst, enthalten mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel.
Das Bindemittelharz, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann Homopolymere von Styrol und seinen Derivaten wie z. B. Polystyrol und Polyvinyltoluol; Styrol-Copolymere wie z. B. ein Styrol-Propylen-Copolymer, ein Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, ein Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymer, ein Styrol-Methylacrylat-Copolymer, ein Styrol-Ethylacrylat-Copolymer, ein Styrol-Butylacrylat-Copolymer, ein Styrol-Octylacrylat-Copolymer, ein Styrol-Dimethylaminoethylacrylat-Copolymer, ein Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer, ein Styrol-Ethylmethacrylat-Copolymer, ein Styrol-Butylmethacrylat-Copolymer, ein Styrol-Dimethylaminoethylmethacrylat-Copolymer, ein Styrol-Methylvinylether-Copolymer, ein Styrol-Ethylvinylether-Copolymer, ein Styrol-Methylvinylketon-Copolymer, ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Styrol-Isopren-Copolymer, ein Styrol-Maleinsäure-Copolymer und ein Styrol-Maleat-Copolymer; Polyacryl- oder Polymethacrylharze wie z. B. Polymethacrylat, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyacrylat und Polymethylacrylat; Polyvinylacetat; Polyethylen; Polypropylen; Polyvinylbutyral; Polyesterharze; Terpentinharze; modifizierte Terpentinharze; Terpenharze; Phenolharze; aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze; aromatische Erdölharze; Paraffinwachs und Carnaubawachs umfassen. Jedes dieser Bindemittelharze kann allein oder in Form einer Mischung verwendet werden.
In den Tonerteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung kann wahlweise eine Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur, d. h. ein so genanntes Wachs, verwendet werden.
Die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann Polymethylenwachse wie z. B. Paraffinwachs, Polyolefinwachs, Mikrowachs und Fischer-Tropsch-Wachs, Amidwachse, höhere Fettsäuren, langkettige Alkohole, Esterwachse, Petrolatum, Carnaubawachs, Ketone, gehärtetes Ricinusöl, Pflanzenwachse, tierische Wachse, Mineralwachse und Derivate davon wie z. B. Pfropfverbindungen und Blockverbindungen umfassen. Diese Substanzen können vorzugsweise diejenigen sein, aus denen niedermolekulare Komponenten entfernt worden sind und die in der DSC-Wärmeaufnahmekurve einen scharfen maximalen Wärmeaufnahmepeak haben.
Wachse, die vorzugsweise verwendbar sind, sind geradkettige Alkylalkohole mit 15 bis 100 Kohlenstoffatomen, geradkettige Fettsäuren, geradkettige Säureamide, geradkettige Ester oder Derivate vom Montanwachstyp. Es werden auch irgendwelche von diesen Wachsen bevorzugt, aus denen Verunreinigungen wie z. B. flüssige Fettsäuren entfernt worden sind.
Wachse, deren Verwendung mehr bevorzugt wird, können niedermolekulare Alkylenpolymere, die durch Radikalkettenpolymerisation von Alkylenen unter einem hohen Druck oder durch deren Polymerisation in Gegenwart eines Ziegler-Katalysators oder irgendeines anderen Katalysators unter einem niedrigen Druck erhalten werden; Alkylenpolymere, die durch thermische Zersetzung von hochmolekularen Alkylenpolymeren erhalten werden; diejenigen, die durch Abtrennung und Reinigung von niedermolekularen Alkylenpolymeren erhalten werden, die bei der Polymerisation von Alkylenen als Nebenprodukte gebildet werden; und Polymethylenwachse, die durch Extraktionsfraktionierung bestimmter Komponenten aus Destillationsrückständen von Kohlenwasserstoffpolymeren erhalten werden, die man durch das Arge-Verfahren aus einem Synthesegas, das aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht, erhält, oder synthetische Kohlenwasserstoffs, die durch Hydrierung von Destillationsrückständen erhalten werden, umfassen. Diesen Wachsen können Antioxidationsmittel zugesetzt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Wachs ein Esterwachs sein, das hauptsächlich aus einer veresterten Verbindung eines langkettigen Alkylalkohols mit 15 bis 45 Kohlenstoffatomen mit einer langkettigen Alkylcarbonsäure mit 15 bis 45 Kohlenstoffatomen besteht. Dieses wird im Hinblick auf die hohe Lichtdurchlässigkeit für die Erzeugung projizierter Bilder unter Anwendung eines Overheadprojektors und auf die Erzeugung guter projizierter Vollfarbenbilder besonders bevorzugt.
Die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Trennmittelkomponente wirkt, kann vorzugsweise eine massegemittelte Molmasse (Mw) von 300 bis 3000 und insbesondere von 500 bis 2500 haben und ein Verhältnis massegemittelte Molmasse/anzahlgemittelte Molmasse (Mw/Mn) von nicht mehr als 3,0 und insbesondere von 1,0 bis 2,0 zeigen.
Wenn die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur einen Mw-Wert von weniger als 300 hat, kann der Toner eine niedrige Beständigkeit gegen Zusammenbacken haben. Wenn die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur einen Mw-Wert von mehr als 3000 hat, kann sich zeigen, dass ihre Kristallisierbarkeit eine niedrige Lichtdurchlässigkeit verursacht. Wenn die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur ein Verhältnis Mw/Mn von mehr als 3,0 zeigt, kann der Toner eine niedrige Fließfähigkeit haben, so dass leicht eine ungleichmäßige Bilddichte verursacht wird und auch leicht eine Verunreinigung des Aufladeelements verursacht wird.
Das Trennmittel, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann in der gemäß ASTM D3418-8 durch DSC (Differenzialabtastkalorimetrie) gemessenen Wärmeaufnahmekurve vorzugsweise einen Hauptwärmeaufnahmepeak im Temperaturbereich von 40 bis 120°C, insbesondere von 40 bis 90°C und vor allem von 45 bis 85°C haben. Wenn es bei weniger als 40°C einen Hauptwärmeaufnahmepeak hat, kann das Trennmittel (die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur) eine schwache Selbstkohäsionskraft haben, was in unerwünschter Weise zu einer schlechten Beständigkeit gegen Abschmutzen bei hoher Temperatur führt. Wenn das Trennmittel bei mehr als 120°C einen Hauptwärmeaufnahmepeak hat, kann der Toner in uner wünschter Weise eine höhere Fixiertemperatur haben, und im Einzelnen kann sich die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur in dem Fall, dass die Tonerteilchen durch Polymerisation hergestellt werden, während der Tröpfchenbildung absetzen, so dass das Suspensionssystem in unerwünschter Weise gestört wird, wenn der Hauptwärmeaufnahmepeak bei einer hohen Temperatur gezeigt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die DSC-Messung z. B. unter Anwendung des durch Perkin Elmer Co. hergestellten Geräts DSC-7 durchgeführt. Die Temperatur beim Messteil des Geräts wird auf Basis der Schmelzpunkte von Indium und Zink korrigiert, und die Wärmemenge wird unter Anwendung der Schmelzwärme von Indium korrigiert. Die Probe wird in eine aus Aluminium hergestellte Schale eingebracht, und eine leere Schale wird als Vergleichsprobe angeordnet, um eine Messung bei Temperaturen von 20°C bis 200°C mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10°C/min durchzuführen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Tonerteilchen die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 30 Masse% und insbesondere von 5 bis 30 Masse%, auf die Masse der Tonerteilchen bezogen, enthalten. Wenn die Tonerteilchen die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur in einer Menge von weniger als 1 Masse% enthalten, kann die Abschmutzen verhindernde Wirkung des Toners niedrig sein. Wenn sie in einer Menge von mehr als 30 Masse% enthalten ist, können sich die Tonerteilchen auch in dem Fall, dass die Tonerteilchen durch Polymerisation hergestellt werden, während der Tröpfchenbildung vereinigen, so dass leicht Teilchen mit einer breiten Teilchengrößenverteilung erzeugt werden.
Als Ladungssteuerungsmittel, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können bekannte Mittel verwendet werden. Im Fall von Farbtonern ist es vor allem vorzuziehen, dass Ladungssteuerungsmittel verwendet werden, die farblos sind, die Aufladungsgeschwindigkeit des Toners erhöhen und zur stabilen Aufrechterhaltung einer konstanten Ladungsmenge fähig sind. In dem Fall, dass die Tonerteilchen verwendet werden, die durch Po lymerisation hergestellt werden, werden vor allem Ladungssteuerungsmittel bevorzugt, die weder eine Polymerisationsinhibitorwirkung zeigen noch in dem wässrigen Dispersionsmedium löslich gemacht werden.
Die Ladungssteuerungsmittel können als negative Ladungssteuerungsmittel Salicylsäure-Metallverbindungen, Naphthoesäure-Metallverbindungen, Dicarbonsäure-Metallverbindungen, Verbindungen vom Polymertyp, die in der Seitenkette Sulfonsäure oder Carbonsäure haben, Borverbindungen, Harnstoffverbindungen, Siliciumverbindungen und Calixaren umfassen, die alle verwendet werden können. Sie können als positive Ladungssteuerungsmittel quaternäre Ammoniumsalze, Verbindungen vom Polymertyp, die so ein quaternäres Ammoniumsalz in der Seitenkette haben, Guanidinverbindungen und Tmidazolverbindungen umfassen, die alle verwendet werden können.
Das Ladungssteuerungsmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 10 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist jedoch der Zusatz eines Ladungssteuerungsmittels nicht unbedingt erforderlich. Im Fall der Anwendung der Entwicklung mit einem Zweikomponentenentwickler kann die triboelektrische Aufladung mit einem Tonerträger ausgenutzt werden. Ferner kann in dem Fall, dass die Entwicklung mit einem Einkomponentenentwickler (Entwicklung mit einem nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler mit Rakelauftrag) angewendet wird, absichtlich die triboelektrische Aufladung mit einem Rakelelement, das als Tonerschichtdicken-Regulierelement dient, oder mit einem Entwicklungszylinderelement, das als Tonerträgerelement dient, ausgenutzt werden. Das Ladungssteuerungsmittel muss somit nicht unbedingt in den Tonerteilchen enthalten sein.
Das Bindemittelharz, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann Homopolymere von Styrol und seinen Derivaten wie z. B. Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol und Polyvinyltoluol; Stynol-Copolymere wie z. B. ein Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymer, ein Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, ein Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymer, ein Styrol-Acrylat-Copolymer, ein Styrol-Methacrylat-Copoly mer, ein Styrol-Methyl-α-chlormethacrylat-Copolymer, ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer, ein Styrol-Methylvinylether-Copolymer, ein Styrol-Ethylvinylether-Copolymer, ein Styrol-Methylvinylketon-Copolymer, ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Styrol-Isopren-Copolymer und ein Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymer; Polyvinylchlorid; Phenolharze; naturharzmodifizierte Phenolharze; naturharzmodifizierte Maleinsäureharze; Acrylharze; Methacrylharze; Polyvinylacetat; Siliconharze; Polyesterharze; Polyurethane; Polyamidharze; Furanharze; Epoxidharze; Xylolharze; Polyvinylbutyral; Terpenharze; Cumaron-Inden-Harze und Erdölharze umfassen. Ferner ist ein vernetztes Styrolharz ein bevorzugtes Bindemittelharz.
Als Comonomere, die mit Styrol-Monomeren in den Styrol-Copolymeren copolymerisierbar sind, können Vinyl-Monomere allein oder in Kombination von zweien oder mehr verwendet werden. Die Vinyl-Monomere können Monocarbonsäuren mit einer Doppelbindung und Derivate davon wie z. B. Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Phenylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Octylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid; Dicarbonsäuren mit einer Doppelbindung und Derivate davon wie z. B. Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat und Dimethylmaleat; Vinylester wie z. B. Vinylchlorid, Vinylacetat und Vinylbenzoat; ethylenische Olefine wie z. B. Ethylen, Propylen und Butylen; Vinylketone wie z. B. Methylvinylketon und Hexylvinylketon und Vinylether wie z. B. Methylvinylether, Ethylvinylether und Isobutylvinylether umfassen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können als Vernetzungsmittel Verbindungen mit mindestens zwei polymerisierbaren Doppelbindungen verwendet werden. Sie umfassen beispielsweise aromatische Divinylverbindungen wie z. B. Divinylbenzol und Divinylnaphthalin; Carbonsäureester mit zwei Doppelbindungen wie z. B. Ethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat; Divinylverbindungen wie z. B. Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid und Divinylsulfon und Verbindungen mit mindestens drei Vinylgruppen. Jede dieser Verbindungen kann allein oder in Form einer Mischung verwendet werden.
Es ist besonders vorzuziehen, dass zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Styrol-Copolymeren ferner ein polares Harz wie z. B. ein Styrol-Acryl- oder Styrol-Methacryl-Copolymer, ein Styrol-Maleinsäure-Copolymer oder ein gesättigtes Polyesterharz zugesetzt wird.
Bindemittelharze für Toner, die beim Fixieren unter Anwendung von Druck verwendet werden, können niedermolekulares Polyethylen, niedermolekulares Polypropylen, ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein Ethylen-Acrylat-Copolymer, höhere Fettsäuren, Polyamidharze und Polyesterharze umfassen. Jedes dieser Bindemittelharze kann allein oder in Form einer Mischung verwendet werden. Im Einzelnen werden in dem Fall, dass die Tonerteilchen durch Polymerisation hergestellt werden, die Bindemittelharze bevorzugt, die weder eine Polymerisationsinhibitorwirkung zeigen noch in dem wässrigen Dispersionsmedium löslich gemacht werden.
Was die Farbmittel anbetrifft, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, so werden als schwarze Farbmittel Ruß, magnetische Materialien und Farbmittel, die durch die Verwendung der nachstehend gezeigten gelben, magentafarbenen (Purpurfarbenen) und cyanfarbenen (blaugrünen) Farbmittel schwarz getönt sind, verwendet.
Als gelbes Farbmittel werden Verbindungen verwendet, für die Kondensations-Azoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azo-Metallkomplexe, Methinverbindungen und Allylamidverbindungen typisch sind. Im Einzelnen werden vorzugsweise C. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 127, 128, 129, 147, 168, 174, 176, 180, 181 und 191 verwendet.
Als magentafarbenes Farbmittel werden Kondensations-Azoverbindungen, Diketopyropyrrolverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Chinacridonverbindungen, basische Farblackverbindungen, Naphtholverbindungen, Benzimidazolonverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen verwendet. Im Einzelnen sind vor allem C. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 und 254 vorzuziehen.
Als cyanfarbenes Farbmittel können Kupferphthalocyaninverbindungen und Derivate davon, Anthrachinonverbindungen und basische Farblackverbindungen verwendet werden. Im Einzelnen können vor allem C. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62 und 66 vorzugsweise verwendet werden.
Jedes dieser Farbmittel kann allein, in Form einer Mischung oder im Zustand einer festen Lösung verwendet werden.
Die Farbmittel, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden unter Berücksichtigung von Farbtonwinkel, Sättigung (Chromatizität), Helligkeit, Witterungsbeständigkeit, Lichtdurchlässigkeit auf OHP-Folien und Dispergierbarkeit in Tonerteilchen ausgewählt. Das Farbmittel kann in einer Menge von 1 bis 20 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden.
Wenn das magnetische Material als schwarzes Farbmittel verwendet wird, wird es im Unterschied zu den anderen Farbmitteln in einer Mange von 40 bis 150 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, zugesetzt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Erfindung wirksamer gemacht werden, indem Polymerisationstonerteilchen verwendet werden, die teilweise oder vollständig durch Polymerisation gebildet worden sind. Im Einzelnen wird bei einem Toner, dessen Tonerteilchen im Bereich ihrer Oberflächen durch Polymerisation gebildet werden, bewirkt, dass die Tonerteilchen in dem Dispersionsmedium als Tonervorstufenteilchen (Monomermischungsteilchen) vorhanden sind, und sie werden in den Bereichen durch Polymerisation gebildet, in denen dies erforderlich ist. Auf diese Weise können Teilchen erhalten werden, die ziemlich glatte bzw. gleichmäßige Oberflächeneigenschaften haben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Tonerteilchen eine Kern/Hülle-Struktur haben, bei der die Hüllen aus einem durch Polymerisation synthetisierten Polymer gebildet sind und die Kerne aus einer Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur gebildet sind. Dies ist vorzuziehen, weil die Fixierbarkeit des Toners verbessert werden kann, ohne dass seine Beständigkeit gegen Zusammenbacken beeinträchtigt wird, und weil ferner restliche Monomere leicht von den Tonerteilchen entfernt werden können.
Im Einzelnen wird dadurch, dass nur der Hüllenbereich polymerisiert wird, die Entfernung restlicher Monomere im Schritt der Nachbehandlung nach dem Polymerisationsschritt im Vergleich zu massiven Polymerisationstonerteilchen, die keine Kerne haben, leichter gemacht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird vor allem die Suspensionspolymerisation, die unter Normaldruck oder unter vermindertem Druck durchgeführt wird und mit der verhältnismäßig leicht feine Tonerteilchen, die eine scharfe Teilchengrößenverteilung und einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 2,0 bis 9,0 μm oder von 3,0 bis 8,0 μm zum Zweck einer höheren Bildqualität haben, erhalten werden können, bevorzugt, weil eine Kern/Hülle-Struktur, bei der ein Wachs, das die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur ist, in Tonerteilchen eingehüllt bzw. eingekapselt ist, leicht gebildet werden kann. Bei einem bestimmten Verfahren zum Einkapseln bzw. Umhüllen der Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur kann die Polarität der Hauptmonomere in einer polymerisierbaren Monomermischung in einem wässrigen Medium derart eingestellt werden, dass sie kleiner ist als die Polarität der Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur, und in die polymerisierbare Monomermischung kann auch ein Harz oder Monomer mit einer hohen Polarität vorzugsweise in einer geringen Menge hineingegeben werden, wodurch Tonerteilchen erhalten werden können, die eine Kern/Hülle-Struktur haben, bei der die Oberflächen von Kernen, die aus der Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur gebildet sind, von Hüllen bedeckt sind, die aus Hüllenharz gebildet sind. Die Teilchengrößenverteilung und der Teilchendurchmesser der Tonerteilchen können durch ein Verfahren, bei dem die Art oder die Menge eines beschränkt wasserlöslichen anorganischen Salzes oder eines Dispergiermittels, die die Wirkung von Schutzkolloiden haben, verändert wird; oder durch ein Verfahren, bei dem Bedingungen eines mechanischen Geräts, z. B. Rührbedingungen wie z. B. die Umfangsgeschwindigkeit eines Rotors, die Durchlaufzeiten und die Gestalt der Rührflügel und die Form eines Reaktionsbehälters, oder die Feststoffkonzentration in dem wässrigen Medium eingestellt werden, gesteuert: bzw. eingestellt werden.
Bei einem bestimmten Verfahren zum Bestätigen der Kern/Hülle-Struktur der Tonerteilchen werden die Tonerteilchen in einem bei Raumtemperatur härtbaren Epcxidharz gut dispergiert, worauf 2-tägige Härtung in einer Umgebung mit einer Temperatur von 40 °C folgt, und das erhaltene gehärtete Produkt wird mit Trirutheniumtetroxid wahlweise in Kombination mit Triosmiumtetroxid angefärbt; danach werden mit einem Mikrotom, das ein Diamantschneidwerkzeug hat, Proben in Form von dünnen Scheiben ausgeschnitten, um unter Anwendung eines Durchstrahlungselektronenmikroskops (TEM) die Querschnittsform von Tonerteilchen zu betrachten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Anwendung des Trirutheniumtetroxid-Anfärbeverfahrens vorzuziehen, um durch Ausnutzung eines gewissen Kristallinitätsunterschiedes zwischen der Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur, die den Kern bildet, und dem Harz, das die Hülle bildet, einen Kontrast zwischen den Materialien herzustellen.
Wenn die Tonerteilchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch Polymerisation hergestellt werden, kann das polymerisierbare Monomer, das zum Synthetisieren des Bindemittelharzes verwendet wird, Styrol-Monomere wie z. B. Styrol, o-, m- oder p-Methylstyrol und m- oder p-Ethylstyrol; Acryl- oder Methacrylsäureester-Monomere wie z. B. Methylacrylat oder -methacrylat, Ethylacrylat oder -methacrylat, Propylacrylat oder -methacrylat, Butylacrylat oder -methacrylat, Octylacrylat oder -methacrylat, Dodecylacrylat oder -methacrylat, Stearylacrylat oder -methacrylat, Behenylacrylat oder -methacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder -methacrylat, Dimethylaminoethylacrylat oder -methacrylat und Diethylaminoethylacrylat oder -methacrylat und Alken-Monomere wie z. B. Butadien, Isopren, Cyclohexen, Acryl- oder Methacrylnitril und Acrylsäureamid umfassen, von denen jedes vorzugsweise verwendet werden kann.
Jedes dieser polymerisierbaren Monomere kann allein verwendet werden oder wird üblicherweise in Form einer geeigneten Mischung von Monomeren verwendet, die derart gemischt sind, dass die theoretische Glasumwandlungstemperatur (Tg), die in der Publikation POLYMER HANDBOOK, 2. Auflage, Seiten 139–192 (John Wiley & Sons, Inc.) beschrieben wird, im Bereich von 40 bis 80°C liegt. Wenn die theoretische Glasumwandlungstemperatur unter 40°C liegt, können in Bezug auf die Lagerbeständigkeit des Toners oder die Betriebsstabilität des Entwicklers Probleme auftreten. Wenn die theoretische Glasumwandlungstemperatur andererseits über 80°C liegt, kann die Fixiertemperatur des Toners höher werden. Im Einzelnen kann im Fall von Farbtonern, die zur Erzeugung von Vollfarbenbildern verwendet werden, das Farbmischverhalten der jeweiligen Farbtoner während des Fixierens ungenügend werden, was zu einer schlechten Farbwiedsrgabefähigkeit führt, und ferner kann die Lichtdurchlässigkeit von OHP-Bildern stark abnehmen. Solche Temperaturen sind somit unter dem Gesichtspunkt einer hohen Bildqualität nicht vorzuziehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Harzkomponente des Hüllenharzes, das die Hülle bildet, vorzugsweise eine anzahlgemittelte Molmasse (Mn) von 5000 bis 1.000.000 und insbesondere von 6000 bis 500.000 haben und kann vorzugsweise ein Verhältnis massegemittelte Molmasse (Mw)/anzahlgemittelte Molmasse (Mn), Mw/Mn, von 2 bis 100 und insbesondere von 3 bis 70 zeigen.
Wenn die Harzkomponente eine anzahlgemittelte Molmasse (Mn) von weniger als 5000 hat, kommt die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur leicht zu den Teilchenoberflächen heraus, so dass leicht eine Verminderung der Beständigkeit des Toners gegen Zusammenbacken verursacht wird.
Wenn sie eine anzahlgemittelte Molmasse (Mn) von mehr als 1.000.000 hat, kann die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur beeinträchtigt werden.
Wenn ihr Verhältnis massegemittelte Molmasse (Mw)/anzahlgemittelte Molmasse (Mn), Mw/Mn, weniger als 2 beträgt, kann es schwierig sein, sowohl Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur als auch Beständigkeit gegen Zusammenbacken zu erzielen. Wenn das Verhältnis mehr als 100 beträgt, kann der Toner eine niedrige Lichtdurchlässigkeit haben, was dazu führt, dass OHP-Farbbilder eine niedrige Qualität haben.
Die Molmasse der Harzkomponente des Hüllenharzes wird durch GPC (Gel-Permaeationschromatographie) gemessen. Bei einem bestimmten Verfahren zur Messung durch GPC wird der Toner im Voraus 20 Stunden lang durch einen Soxhlet-Extraktor mit Toluol als Lösungsmittel extrahiert, und danach wird das Toluol mit einem Rotationsverdampfer verdampft, worauf zum gründlichen Waschen Zusatz eines organischen Lösungsmittels (z. B. Chloroform) folgt, das fähig ist, die Substanz mit niedriger Erweichungstemperatur aufzulösen, jedoch nicht fähig ist, das Hüllenharz aufzulösen. Danach wird die Lösung in THF (Tetrahydrofuran) gelöst und dann mit einem lösungsmittelfesten Membranfilter, das einen Porendurchmesser von 0,3 μm hat, filtriert, um eine Probe zu erhalten. Die Molmasse der Probe wird unter Anwendung eines Messgeräts 150C, hergestellt durch Waters Co., gemessen. Als Säulenaufbau werden A-801, A-802, A-803, A-804, A-805, A-806 und A-807, erhältlich von Showa Denko K. K., verbunden, und die Molmassenverteilung wird unter Anwendung einer mit Standard-Polystyrolharzen erstellten Eichkurve gemessen.
Wenn die Tonerteilchen, die die Kern/Hülle-Struktur haben, hergestellt werden, ist es vorzuziehen, dass der Hülle zusätzlich zu dem Hüllenharz ein polares Harz zugesetzt wird, damit die Kernsubstanz mit niedriger Erweichungstemperatur besser durch die Hülle eingekapselt wird. Als das polare Harz, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können vorzugsweise Copolymere von Styrol mit Acryl- oder Methacrylsäure, Maleinsäure-Copolymere, gesättigte Polyesterharze und Epoxidharze verwendet werden. Bei dem polaren Harz kann es sich vor allem vorzugsweise um polare Harze handeln, die im Molekül keine ungesättigten Gruppen enthalten, die mit polymerisierbaren Monomeren reagieren können. Wenn ein polares Harz verwendet wird, das keine solche ungesättigten Gruppen enthält, findet keine Vernetzungsreaktion mit den Monomeren, die das Hüllenharz bilden, statt. Dies ist vor allem Fall der Verwendung als Vollfarbentoner vorzuziehen, weil das Hüllenharz keine zu hohe Molmasse erhält und die Farbmischung von vier Farbtonern nicht verschlechtert wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Oberflächen der Tonerteilchen, die die Kern/Hülle-Struktur haben, ferner mit äußersten Hüllenharzschichten versehen sein.
Solche äußersten Hüllenharzschichten können zur stärkeren Verbesserung der Beständigkeit gegen Zusammenbacken vorzugsweise eine Glasumwandlungstemperatur haben, die derart eingestellt ist, dass sie höher ist als die Glasumwandlungstemperatur des die Hülle bildenden Hüllenharzes, und können vorzugsweise auch dermaßen vernetzt sein, dass die Fixierbarkeit nicht beeinträchtigt wird. Zur Verbesserung der Aufladbarkeit kann in die äußersten Hüllenharzschichten vorzugsweise ferner ein polares Harz oder ein Ladungssteuerungsmittel eingemischt sein.
Für die Art und Weise der Bildung der äußersten Hüllenharzschichten gibt es keine besonderen Einschränkungen. Die Schichten können beispielsweise durch Verfahren gebildet werden, die die folgenden Verfahren 1) bis 3) einschließen, und zwar

1) ein Verfahren, bei dem in das Reaktionssystem in der letzten Hälfte oder nach der Beendigung der Polymerisationsreaktion eine Monomermischung, die hergestellt wird, indem das polymerisierbare Monomer, das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel und nötigenfalls ein Vernetzungsmittel gelöst oder dispergiert werden, hineingegeben und an durch Polymerisation hergestellten Teilchen adsorbiert wird, worauf der Zusatz eines Polymerisationsinitiators folgt, um eine Polymerisation durchzuführen;
2) ein Verfahren, bei dem durch Emulsionspolymerisation oder durch seifenfreie Polymerisation separat hergestellte Teilchen, die durch Polymerisation einer polymerisierbaren Monomermischung, die das polymerisierbare Monomer, das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel und nötigenfalls ein Vernetzungsmittel enthält, synthetisiert worden sind, in das Reaktionssystem hineingegeben werden und bewirkt wird, dass sie mit den Oberflächen von durch Polymerisation hergestellten Teilchen zusammenkleben, worauf wahlweise Erhitzen folgt, um die Teilchen zu befestigen; und
3) ein Verfahren, bei dem auf mechanischem Wege durch ein Trockenverfahren bewirkt wird, dass durch Emulsionspolymerisation oder durch seifenfreie Polymerisation hergestellte Teilchen, die durch Polymerisation einer polymerisierbaren Monomermischung, die das polymerisierbare Monomer, das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel und nötigenfalls ein Vernetzungsmittel enthält, synthetisiert worden sind, an den Oberflächen von Tonerteilchen befestigt werden.

Wenn die Tonerteilchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch Polymerisation hergestellt werden, kann der Polymerisationsinitiator z. B. Polymerisationsinitiatoren vom Azotyp wie z. B. 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'-Azobisisobutyronitril, 1,1'-Azobis(cyclohexan-1-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril und Azobisisobutyronitril und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxidtyp wie z. B. Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid und Lauroylperoxid umfassen. Der Polymerisationsinitiator kann im allgemeinen in einer Menge von 0,5 bis 20 Masse%, auf die Masse der polymerisierbaren Monomere bezogen, zugesetzt worden, wobei seine Menge in Abhängigkeit von dem Polymerisationsgrad, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung erwünscht ist, variiert. Die Art des Polymerisationsinitiators kann in Abhängigkeit von den Verfahren für die Polymerisation etwas variieren, und er kann allein oder in Form einer Mischung verwendet werden, wobei die Temperatur berücksichtigt wird, bei der seine Halbwertszeit 10 Stunden beträgt.
Zur langen Aufrechterhaltung einer Hochpolymer-Wachstumsreaktion durch Verwendung einer geringeren Menge des Initiators, damit der Initiator, der als Kettenübertragungsmittel wirkt, in einer geringeren Menge vorhanden sein kann, kann der Toner der vorliegenden Erfindung z. B. erhalten werden, indem einem Reaktionssystem, bei dem sichergestellt worden ist, dass kaum ein Polymer mit einer Molmasse von 2000 bis 5000 gebildet wird, ein Polymer zugesetzt wird, das im Molmassenbereich von 2000 bis 5000 einen höchsten Peak hat. So ein Polymer soll der Monomermischung in einer geeigneten Menge zugesetzt werden, bevor die Tröpfchenbildung erfolgt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es zur Einstellung bzw. Steuerung des Polymerisationsgrades auch möglich, dass ferner irgendein bekanntes Vernetzungsmittel, irgendein bekanntes Kettenübertragungsmittel und irgendein bekannter Polymerisationinhibitor zugesetzt werden.
Wenn die Tonerteilchen im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch Suspensionspolymerisation hergestellt werden, kann als Dispergiermittel irgendein aus anorganischen Verbindungen und organischen Verbindungen ausgewähltes Dispergiermittel verwendet werden. Die anorganischen Verbindungen können Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummetasilicat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, magnetische Materialien und Ferrit umfassen. Die organischen Verbindungen können z. B. Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Ethylcellulose, Carboxymethylcellulose-Natriumsalz und Stärke umfassen. Diese Dispergiermittel werden in einer wässrigen Phase dispergiert. Jedes dieser Dispergiermittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 10,0 Masseteilen, auf 100 Masseteile des polymerisierbaren Monomers bezogen, verwendet werden.
Als diese Dispergiermittel können die im Handel erhältlichen ohne Modifizierung verwendet werden. Zur Erzielung von dispergierten Teilchen mit einer feinen und gleichmäßigen Teilchengröße können jedoch in dem Dispersionsmedium unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit Feinteilchen aus der anorganischen Verbindung gebildet werden. Im Fall von Tricalciumphosphat beispielsweise können eine wässrige Natriumphosphatlösung und eine wässrige Calciumchloridlösung unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit vermischt werden, wodurch ein feinteiliges Dispergiermittel erhalten wird, das für die Suspensionspolymerisation vorzuziehen ist. In diesen Dispergiermitteln können in Kombination 0,001 bis 0,1 Masseteile eines Tensids verwendet werden. Im Einzelnen können handelsübliche nichtionogene, anionische oder kationische Tenside verwendet werden. Die Tenside, die vorzugsweise verwendet werden, sind z. B. Natriumdodecylsulfat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecyl sulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Calciumoleat.
Wenn die Tonerteilchen durch Polymerisation hergestellt werden, können sie konkret durch das folgende Verfahren hergestellt werden. Eine Monomerniischung, die polymerisierbare Monomere umfasst, in die die Substanz mit niedriger Erweiehungstemperatur, die als Trennmittel dient, das Farbmittel, das Ladungssteuerungsmittel, der Polymerisationsinitiator und andere Zusatzstoffe hineingegeben worden sind, die mit einer Mischmaschine wie z. B. einem Homogenisator oder einem Ultraschall-Dispergiergerät gleichmäßig gelöst oder dispergiert worden sind, wird mit einem bekannten Rührar, Homogenisiermischer oder Homogenisator in einer wässrigen Phase, die einen Dispersionsstabilisator enthält, dispergiert. Eine Tröpfchenbildung wird durchgeführt, während Rührgeschwindigkeit und Rührdauer derart eingestellt sind, dass aus der Monomermischung gebildete Tröpfchen die gewünschte Tonerteilchengröße haben. Nach der Tröpfchenbildung kann das Rühren derart durchgeführt werden, dass durch die Wirkung des Dispersionsstabilisators der Teilchenzustand aufrechterhalten wird und verhindert werden kann, dass sich die Teilchen absetzen. Die Polymerisation kann bei einer Polymerisationstemperatur durchgeführt werden, die auf 40°C oder darüber und vorzugsweise auf 50 bis 90°C eingestellt ist. In der letzten Hälfte der Polymerisation kann die Temperatur erhöht werden, und ferner kann das wässrige Medium in der letzten Hälfte der Reaktion oder nach Beendigung der Reaktion teilweise aus dem Reaktionssystem entfernt werden, um polymerisierbare Monomere, die nicht reagiert haben, und Nebenprodukte zu entfernen. Nach Beendigung der Reaktion werden die gebildeten Tonerteilchen durch Waschen und Filtrieren gesammelt, worauf Trocknen folgt. Bei so einer Suspensionspolymerisation kann als Dispersionsmedium im allgemeinen Wasser verwendet werden, und zwar vorzugsweise in einer Menge von 300 bis 3000 Masseteilen, auf 100 Masseteile der Monomermischung bezogen.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann entweder in Form eines Einkomponentenentwicklers oder in Form eines Zweikomponenteneatwicklers verwendet werden. Im Fall des Zweikomponentenentwicklers wird der Toner mit einem so genannten Tonerträger vermischt, der aus zur Entwicklung dienenden magnetischen Teilchen (nachstehend auch als "Tonerträgerteilchen" bezeichnet) besteht.
Der Tonerträger kann einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 15 bis 60 μm und vorzugsweise von 20 bis 45 μm haben und kann Tonerträgerteilchen, die kleiner als 22 μm sind, in einer Menge von nicht mehr als 20%, vorzugsweise 0,05 bis 15% und insbesondere 0,1 bis 12% und Tonerträgerteilchen, die kleiner als 16 μm sind, in einer Menge von nicht mehr als 3%, vorzugsweise nicht mehr als 2% und insbesondere nicht mehr als 1% enthalten.
Grobes Pulver aus Tonerträgerteilchen, die größer als 62 μm sind, das zu der Bildschärfe in einer engen Beziehung steht, muss in einer Mange von 0,2 bis 10% vorhanden sein.
Wenn der Tonerträger einen massegemittelten Teilchendurchmesser hat, dar kleiner als 15 μm ist, kann der Tonerträger eine so niedrige Fließfähigkeit haben, dass er sich nicht gut mit dem Toner vermischt, so dass leicht Schleier verursacht wird. Wenn er einen massegemittelten Teilchendurchmesser hat, der größer als 60 μm ist, kann die Fähigkeit des Tonerträgers, den Toner zu halten bzw. zu tragen, niedrig sein, so dass leicht ein Verstreuen von Toner verursacht wird. Bei einem Tonerträger, dar mehr feines Pulver enthält, wird leicht ein Anhaften bzw. Ankleben des Tonerträgers verursacht, und ein Tonerträger, der mehr grobes Pulver enthält, verursacht leicht eine Verminderung der Bilddichte.
Die Tonerträgerteilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können z. B. Teilchen aus magnetischen Metallen wie z. B. an der Oberfläche oxidiertem oder nicht oxidliertem Eisen, Nickel, Kupfer, Zink, Cobalt, Mangan, Chrom und Seltenerdmetallen und Legierungen oder Oxiden davon; Ferrit und Harz-Tonerträgern mit darin dispergiertem magnetischem Pulver umfassen.
Zum Glätten der Oberflächen der Tonerträgerteilchen und zur stärkeren Verbesserung der Sphärizität (Kugelförmigkeit) ist es vorzuziehen, dass (i) ein Ferrit-Tonerträger, der durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird, oder (ii) ein magnetithaltiger Polymerisationsharz-Tonerträger, der durch Suspensionspolymerisation hergestellt worden ist, verwendet wird. Um zu bewirken, dass die Tonerträgerteilchen einen hohen Widerstand haben und das elektrische Potenzial des Latentbildes nicht stören, wird vor allem der magnetithaltige Polymerisationsharz-Tonerträger bevorzugt.
Formel (I)
(Fe₂O₃)_x(A)_y(B)_z worin A MgO, Ag₂O oder eine Mischung davon bezeichnet; B Li₂O, MnO, CaO, SrO, Al₂O₃, SiO₂ oder eine Mischung von irgendwelchen dieser Oxide bezeichnet und x, y und z jeweils einen Massenanteil bezeichnen und die folgenden Bedingungen erfüllen: 0,2 ≤ x ≤ 0,95; 0,005 ≤ y ≤ 0,3; 0 < z ≤ 0,795 und x + y + z ≤ 1.
Der Polymerisationsharz-Tonerträger kann vorzugsweise Fe₃O₄ (Magnetit) und außerdem Fe₂O₃ Al₂O₃, SiO₂ CaO, SrO, MgO, MnO oder eine Mischung von irgendwelchen dieser Oxide enthalten. Der Massenanteil von Fe₃O₄ kann vorzugsweise 0,2 bis 0,8, auf die Summe (= 1) dsr Massenanteile aller Oxide bezogen, betragen.
Wenn x bei dem Ferrit-Tonerträger der Formel (I) weniger als 0,2 beträgt und der Massenanteil von Fe₃O₄ bei dem Polymerisationsharz-Tonerträger weniger als 0,2 beträgt, kann der Tonerträger ungenügende magnetische Eigenschaften haben, so dass leicht ein Verstreuen von Tonerträger oder Kratzer an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel verursacht werden. Wenn x mehr als 0,95 beträgt oder der Massenanteil von Fe₃O₄ mehr als 0,8 beträgt, besteht die Tendenz, dass der Tonerträger einen so niedrigen Widerstand hat, dass die Oberflächen der Tonerträgerteilchen mit Harz in einer großen Menge beschichtet werden müssen, so dass in unerwünschter Weise leicht eine Vereinigung von Tonerträgerteilchen verursacht wird.
Wenn y bei dem Ferrit-Tonerträger weniger als 0,005 beträgt, ist es schwierig, geeignete magnetische Eigenschaften zu erzielen, und wenn y mehr als 0,3 beträgt, können die Oberflächen der Tonerträgerteilchen in einigen Fällen nicht homogen und sphärisch gemacht werden, was zu einer starken Veränderung bzw. Schwankung dsr scheinbaren Dichte und zu einer schlechten Messung und Genauigkeit der Induktanz führt. Ferner ist es in dem Fall, dass z = 0, d. h. dass die Komponente B nicht enthalten ist, schwierig, Teilchen mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung zu erhalten, und ultrafeines Pulver des Tonerträgers kann an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in bedenklichem Maße Kratzer verursachen oder während des Brennens eine ernstzunehmende Vereinigung von Teilchen verursachen, wodurch die Herstellung von Tonerträgern schwierig gemacht wird. Wenn z mehr als 0,795 beträgt, können sich die magnetischen Eigenschaften verschlechtern, so dass ein starkes Verstreuen von Tonerträger verursacht wird.
Was die Komponente B in der Formel (I) anbetrifft, so werden von LiO₂, MnO, CaO, SrO, Al₂O₃ und SiO₂ im Hinblick darauf, dass sich der Widerstand auch während des Anlegens einer hohen Spannung in geringem Maße verändert, MnO, CaO, SiO₂ und Al₂O₃ bevorzugt und im Hinblick auf eine bessere Anpassungsfähigkeit bzw. Brauchbarkeit für den zugeführten Toner MnO und CaO mehr bevorzugt.
Was den Polymerisationsharz-Tonerträger anbetrifft, so kann wegen des Verfahrens, durch das er hergestellt wird, seine Teilchengestalt leicht sphärisch gemacht werden und eine scharfe Teilchengrößenverteilung erzielt werden, so dass er sogar in dem Fall, dass er mit einem kleineren Teilchendurchmesser hergestellt wird, gegen das Anhaften bzw. Ankleben von Tonerträger an dsr lichtempfindlichen Trommel vorteilhafter ist als der Ferrit-Tonerträger. Ferner hat der erstere wegen einer geringen Veränderung bzw. Schwankung der scheinbaren Dichte den Vorzug vor dem letzteren.
Der Tonerträger, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet wird, ist ein Harz-Tonerträger mit dispergiertem magnetischem Pulver, der aus einem magnetischen Pulver wie z. B. Eisenpulver, Ferritpulver oder Eisenoxidpulver, das in einem Harz dispergiert worden ist, besteht. Er kann im Hinblick auf eine geringere Veränderung bzw. Schwankung seines Verdichtungsgrades insbesondere ein magnetithaltiger Polymerisationsharz-Tonerträger sein, der durch Polymerisation hergestellt wird, und kann vor allem ein Polymerisationsharz-Tonerträger sein, der ein nichtmagnetisches Metalloxid und Magnetit enthält.
Das nichtmagnetische Metalloxid kann vorzugsweise Fe₂O₃, Al₂O₃, SiO₂, CaO, SrO, MnO oder eine Mischung von irgendwelchen dieser Oxide sein. Die Menge des Magnetits kann vorzugsweise 20 bis 80 Masse%, auf die Masse aller Oxide bezogen, betragen.
Der vorstehend erwähnte Magnetit kann wahlweise einer Behandlung unterzogen werden, durch die er lipophiliert (lipophil gemacht) wird. Wenn er einer Behandlung zur Verbesserung seines Hydrophobiegrades unterzogen wird, kann er im Voraus einer Oberflächenbehandlung mit Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Titandioxid unterzogen werden, worauf eine Lipophilierungsbehndlung folgt.
Desgleichen kann auch das nichtmagnetische Metalloxid vorzugsweise einer Behandlung unterzogen werden, durch die es lipophiliert wird.
Das Harz, in dem das magnetische Pulver zu dispergieren ist, kann Styrol-Acrylat- oder Styrol-Methacrylat-Copolymere, Polyesterharze, Epoxidharze, Styrol-Butadien-Copolymer, Amidharze und Melaminharze umfassen.
Im Einzelnen kann es vorzugsweise ein Phenolharz enthalten. Wenn es das Phenolharz enthält, kann es eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und Lösungsmittelfestigkeit haben, und die Teilchen können gut beschichtet werden, wenn ihre Oberflächen mit Harz beschichtet werden.
Der Tonerträger, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann auch für die Erzielung einer gleichmäßigen Entwicklertransportleistung vorzugsweise der Tonerträger sein, der durch Polymerisation hergestellt wird.
Die Tonerträgerteilchen können vorzugsweise diejenigen sein, bei denen Feinteilchen aus magnetischem Material durch eine Matrix aus gehärtetem Phenolharz verbunden sind. Solche Tonerträgerteilchen können durch ein Verfahren hergestellt werden, wie es nachstehend beschrieben wird.
Ein Phenol und ein Aldehyd werden in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines basischen Katalysators zusammen mit einem magnetischen Pulver und einem Suspensionsstabilisator zur Reaktion gebracht.
Das Phenol, das hierbei verwendet wird, kann Phenol (an sich) und Verbindungen, die eine phenolische Hydroxylgruppe haben, z. B. Alkylphenole wie z. B. m-Kresol, p-tert.-Butylphenol, o-Propylphenol, Resorcin und Bisphenol A, und halogenierte Phenole, deren Benzolring oder Alkylgruppe zum Teil oder ganz mit einem oder mehr als einem Chlor- oder Bromatom substituiert worden ist, umfassen. Im Einzelnen wird Phenol (an sich) am meisten bevorzugt. Wenn als Phenole andere Verbindungen als das Phenol (an sieh) verwendet werden, ist es schwierig, die Teilchen zu formen, oder die Teilchen können – selbst wenn sie geformt werden – amorph sein. Unter Berücksichtigung der Teilchengestalt wird somit das Phenol (an sich) am meisten bevorzugt.
Der verwendete Aldehyd kann Formaldehyd, entweder als Formalin oder als Paraformaldehyd, und Furfural umfassen. Es ist vor allem Formaldehyd vorzuziehen. Das Molverhältnis des Aldehyds zu dem Phenol kann vorzugsweise 1 bis 2 und insbesondere 1,1 bis 1,6 betragen.
Als basischer Katalysator können basische Katalysatoren verwendet werden, die bei der Herstellung von herkömmlichen Resolharzen eingesetzt werden. Der basische Katalysator kann beispielsweise Ammoniakwasser und Alkylamine wie z. B. Hexamethylentetramin, Dimethylamin, Diethyltriamin und Polyethylenimin umfassen. Jeder dieser basischen Katalysatoren kann vorzugsweise in einem 0,02 bis 0,3 betragenden Molverhältnis zu dem Phenol verwendet werden.
Das magnetische Pulver, für dessen Vorhandensein gesorgt wird, wenn das Phenol und der Aldehyd in Gegenwart des basischen Kata lysators zur Reaktion gebracht werden, kann das früher beschriebene magnetische Pulver umfassen. Es kann vorzugsweise in einer Menge verwendet werden, die das 0,5- bis 200fache der Masse des Phenols beträgt. Es kann unter Berücksichtigung des Wertes der Sättiqungsmagnetisierung und der Festigkeit der Teilchen auch insbesondere in einer Menge verwendet werden, die das 4- bis 100-fache der Masse des Phenols beträgt.
Das magnetische Pulver kann vorzugsweise Teilchendurchmesser von 0,01 bis 10 μm und unter Berücksichtigung des Dispergierens von Feinteilchen in dem wässrigen Medium und der Festigkeit der zu bildenden Tonerträgerteilchen insbesondere Teilchendurchmesser von 0,05 bis 5 μm haben.
Der Suspensionsstabilisator kann hydrophile organische Verbindungen wie z. B. Carboxymethylcellulose und Polyvinylalkohol, Fluorverbindungen wie z. B. Calciumfluorid und im wesentlichen wasserunlösliche anorganische Salze wie z. B. Calciumsulfat umfassen.
Wenn der Suspensionsstabilisator verwendet wird, kann er vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 10 Masse% und insbesondere von 0, 5 bis 3, 5 Masse, auf die Masse des Phenols bezogen, zugesetzt werden.
Die Reaktion wird bei diesem Herstellungsverfahren in einem wässrigen Medium durchgeführt. Hierbei kann Wasser vorzugsweise in einer derartigen Menge zugesetzt werden, dass z. B, der Feststoffgehalt des Tonerträgers schließlich 30 bis 95 Masse% und insbesondere 60 bis 90 Masse% beträgt.
Während die Temperatur nach und nach unter Rühren mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 0,5 bis 1,5°C/min und vorzugsweise von 0,8 bis 1,2°C/min erhöht wird, kann die Reaktion 60 bis 150 Minuten lang und vorzugsweise 80 bis 110 Minuten lang bei einer Reaktionstemperatur von 70 bis 90°C und vorzugsweise von 83 bis 87°C durchgeführt werden. Bei so einer Reaktion schreitet die Härtungsreaktion gleichzeitig mit der Reaktion voran, so dass die Matrix aus gehärtetem Phenolharz gebildet wird.
Nachdem die Reaktion und die Härtung auf diese Weise beendet worden sind, wird das erhaltene Reaktionsprodukt auf 40°C oder darunter abgekühlt, so dass eine wässrige Dispersion von sphärischen Teilchen erhalten wird, die aus magnetischen Pulverteilchen gebildet sind, die in der Matrix aus gehärtetem Phenolharz gleichmäßig dispergiert sind.
Diese wässrige Dispersion wird dann einer Fest-Flüssig-Trennung nach einem herkömmlichen Verfahren wie z. B. Filtrieren oder Zentrifugieren unterzogen, worauf Waschen und dann Trocknen folgt. Auf diese Weise werden Tonerträgerteilchen erhalten, bei denen das magnetische Pulver in der Phenolharzmatrix dispergiert ist.
Das vorstehend erwähnte Verfahren kann entweder als kontinuierliches Verfahren oder als diskontinuierliches Verfahren durchgeführt werden. In üblichen Fällen kann das diskontinuierliches Verfahren angewendet werden.
Zur Steuerung bzw. Einstellung der Ladung, des Widerstandes usw. ist es vorzuziehen, dass die Oberflächen der Tonerträgerteilchen mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet werden. Das Beschichtungsmaterial, das auf die Oberflächen der Tonerträgerteilchen aufzutragen ist, kann in Abhängigkeit von den Materialien für die Toner verschieden sein. Es kann z. B. Aminoacrylat- oder Aminomethacrylatharze, Acryl- oder Methacrylharze, Copolymere von irgendeinem dieser Harze mit Styrolharzen, Copolymere von Acryl- oder Methacrylharzen mit Fluorkohlenstoffharzen, Siliconharze, Polyesterharze, Fluorkohlenstoffharze, Polytetrafluorethylen, Monochlortrifluorethylen-Polymere und Polyvinylidenfluorid umfassen. Im Einzelnen werden Siliconharze, Fluorkohlenstoffharze und Copolymere oder Mischungen von Acryl- oder Methacrylharzen mit Fluorkohlenstoffharzen bevorzugt, weil lange eine hohe Aufladbarkeit aufrechterhalten werden kann. Die Auftragsmasse von jedem dieser Beschichtungsmaterialien kann zweckmäßig derart festgelegt werden, dass die Ladungserteilungswirkung des Tonerträgers erzielt wird, und kann im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 30 Masse% und vorzugsweise von 0,3 bis 20 Masse%, auf die Gesamtmasse der Tonerträgerteilchen bezogen, liegen.
Als Verfahren zur Bildung von Harz-Deckschichten auf den Oberflächen der magnetischen Tonerträgerkernteilchen kann irgendeines der folgenden Verfahren angewendet werden, und zwar ein Verfahren, bei dem eine Harzmischung in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst wird und magnetische Tonerträgerkernteilchen in die erhaltene Lösung eingetaucht werden, worauf Entfernung des Lösungsmittels, Trocknen und Brennen bei hoher Temperatur folgen; ein Verfahren, bei dem magnetische Tonerträgerkernteilchen in einem Fließbettsystem suspendiert werden und eine Lösung, die durch Auflösen der vorstehend erwähnten Harzmischung hergestellt worden ist, durch Sprühbeschichtung aufgetragen wird, worauf Trocknen und Brennen bei hoher Temperatur folgen; und ein Verfahren, bei dem magnetische Tonerträgerkernteilchen mit einem Pulver oder einer wässrigen Emulsion der Harzmischung vermischt werden.
Ein Verfahren, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise angewendet wird, ist ein Verfahren, bei dem von einer Lösungsmittelmischung Gebrauch gemacht wird, die hergestellt wird, indem in 100 Masseteile eines Lösungsmittels, das mindestens 5 Masse% und vorzugsweise mindestens 20 Masse% eines polaren Lösungsmittels wie z.B, eines Ketons oder eines Alkohols enthält, 0,1 bis 5 Masseteile und vorzugsweise 0,3 bis 3 Masseteile Wasser eingemischt werden. Dieses Verfahren wird bevorzugt, weil ein festes Anhaften von reaktivem Siliconharz an den magnetischen Tonerträgerkernteilchen bewirkt werden kann. Wenn das Wasser in einer Menge von weniger als 0,1 Masseteilen vorhanden ist, kann die Hydrolysereaktion des reaktiven Siliconharzes nicht gut vonstatten gehen, wodurch die Erzielung einer dünnen und gleichmäßigen Deckschicht auf den magnetischen Tonerträgerkernteilchen schwierig gemacht wird. Wenn es in einer Menge von mehr als 5 Masseteilen vorhanden ist, ist es schwierig, die Reaktion zu steuern, was andererseits zu einer niedrigen Festigkeit der Deckschicht führt.
Wenn der Tonerträger im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit dem Toner vermischt wird, um den Zweikomponentenentwickler herzustellen, können im allgemeinen gute Ergebnisse erhalten werden, wenn sie in einem derartigen Verhältnis vermischt werden, dass der Toner in dem Zweikomponentenentwickler in einem Anteil von 1 bis 15 Mas se%, vorzugsweise 3 bis 12 Masse% und insbesondere 5 bis 10 Masse enthalten ist. Wenn der Tonergehalt weniger als 1 Masse% beträgt, besteht die Tendenz, dass die Bilddichte abnimmt. Wenn der Tonergehalt mehr als 15 Masse% beträgt, können oft Schleier und Verstreuen von Toner im Gerät auftreten, so dass die Einsatzdauer des Zweikomponentenentwicklers verkürzt wird.
Nachstehend wird das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst (I) einen Aufladeschritt, bei dem ein Latentbildträgerelement, auf dem ein elektrostatisches Latentbild getragen werden soll, elektrostatisch aufgeladen wird, (II) einen Latentbild-Erzeugungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild auf dem so aufgeladenen Latentbildträgerelement erzeugt wird, (III) einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild auf dem Latentbildträgerelement durch Verwendung eines Toners entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erzeugen, und (IV) einen Übertragungsschritt, bei dem das auf dem Latentbildträgerelement erzeugte Tonerbild auf ein Übertragungsmaterial übertragen wird. Als dieser Toner wird der vorstehend beschriebene Toner verwendet.
Bei dem Aufladsschritt kann als Aufladeelement entweder ein kontaktfreies Aufladeelement wie z. B. eine Koronaaufladevorrichtung oder ein Kontaktaufladeelement wie z. B. eine Rakel, eine Walze oder eine Bürste angewendet werden, wobei das erstere ein Element bzw. Bauteil ist, mit dem das Latentbildträgerelement ohne Kontakt mit seiner Oberfläche aufgeladen wird, und das letztere ein Element bzw. Bauteil ist, mit dem das Latentbildträgerelement in Kontakt mit seiner Oberfläche aufgeladen wird. Es kann vorzugsweise das Kontaktaufladeelement angewendet werden, weil dadurch bewirkt werden kann, dass während der Aufladung weniger Ozon auftritt.
Von den Kontaktaufladeelementen wird eine leitfähige Bürste wie z. B. eine Faserbürste oder eine Magnetbürste bevorzugt, weil sie im Vergleich zu einem Aufladeelement wie z. B. einer Rakel und einer Walze, dessen glatte Oberfläche mit der Oberfläche des La tentbildträgerelements in Kontakt gebracht wird, so viele Kontaktstellen mit der Oberfläche des Latentbildträgerelements haben kann, dass sie eine gleichmäßige Aufladung erlaubt.
Als Faseraggregat oder -anhäufung, das die Faserbürste bildet, kann vorzugsweise ein Faseraggregat verwendet werden, das ein Aggregat, das aus Zweikomponentenfasern besteht, die besonders feine Fasern bilden, ein Aggregat, das aus Fasern besteht, die mit einer Säure, einem Alkali oder einem organischen Lösungsmittel chemisch behandelt worden sind, ein Wirrfasermaterial mit aufgerichteten (aufgerauten) Fasern und ein elektrostatisches Flockfasermaterial umfasst.
Als Auflademechanismus, der für die Aufladung mit der Bürste grundlegend ist, wird angenommen, dass eine leitfähige Aufladeschicht des Aufladeelements mit einer Ladungsinjektionsschicht an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt kommt, wobei eine Injektion von Ladungen aus der leitfähigen Aufladeschicht in die Ladungsinjektionsschicht verursacht wird. Für das Kontaktaufladeelement sind infolgedessen die Eigenschaften erforderlich, dass es der Oberfläche der Ladungsinjektionsschicht mit einer ausreichenden Dichte und einem für die Übertragung von Ladungen geeigneten Widerstand bereitgestellt wird.
Verfahren, mit denen die Wirkung der Herstellung eines häufigeren Kontakts mit der Ladungsinjektionsschicht erzielt werden kann und eine gleichmäßige und ausreichende Aufladung durchgeführt werden kann, sind folglich ein Verfahren, bei dem die Zweikomponentenfasern, die besonders feine Fasern bilden, verwendet werden, um die Faserdichte zu erhöhen, ein Verfahren, bei dem die Anzahl der Fasern erhöht wird, indem Fasern durch chemisches Ätzen behandelt werden, oder ein Verfahren, bei dem durch Verwendung eines Elements bzw. Bauteils, das durch Aufrauen eines Wirrfasermaterials hergestellt wird, oder durch Verwendung des elektrostatischen Flockfasermaterials flexible Faserenden für die Oberfläche bereitgestellt werden. Das heißt, im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine Bürste angewendet werden, die derart aufgebaut ist, dass sie eine höhere Faserdichte hat, eine größere Anzahl von Kontaktstellen hat und bewirkt, dass die Faserenden mit der Ladungsinjektionsschicht in Kontakt kommen.
Die Aggregate, die aus Zweikomponentenfasern bestehen, die besonders feine Fasern bilden, können vorzugsweise diejenigen sein, bei denen die besonders feinen Fasern auf physikalischem oder chemischem Wege gebildet worden sind. Die Wirrfasermaterialien mit aufgerichteten (aufgerauten) Fasern können vorzugsweise diejenigen sein, bei denen das Wirrfasermaterial aus Zweikomponentenfasern gebildet ist, die besonders Feine Fasern bilden. Es kann mehr vorzuziehen sein, dass die Zweikomponentenfasern, die besonders feine Fasern bilden, auf physikalischem oder chemischem Wege gebildet und aufgerichtet bzw. aufgeraut werden.
Die elektrostatischen Flockfasermaterialien können vorzugsweise diejenigen sein, bei denen die Fasern, aus denen sie gebildet sind, mit einer Säure, einem Alkali oder einem organischen Lösungsmittel chemisch behandelt worden sind. Eine andere vorzuziehende Ausgestaltung des elektrostatischen Flockfasermaterials kann eine Form haben, bei der die Fasern, aus denen es gebildet ist, Zweikomponentenfasern sind, die besonders feine Fasern bilden und deren besonders feine Fasern auf physikalischem oder chemischem Wege gebildet worden sind.
Die Magnetbürste kann aus einer Magnetwalze als Halte- bzw. Trägerelement für magnetische Teilchen oder einem leitfähigen Zylinder, der im Inneren mit einer Magnetwalze versehen ist, gebildet sein, an deren Oberfläche magnetische Teilchen magnetisch gebunden sind.
Die magnetischen Teilchen können vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von 5 bis 100 μm haben. Diejenigen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 5 μm haben, verursachen leicht ein Anhaften bzw. Ankleben der Magnetbürste an der lichtempfindlichen Trommel. Diejenigen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von mehr als 100 μm haben, können nicht bewirken, dass sich Büschel der Magnetbürste dicht auf dem Zylinder aufstellen, was leicht dazu führt, dass sich die Ladungsinjektions wirkung in die Ladungsinjektionsschicht verschlechtert. Es kann mehr vorzuziehen sein, dass die magnetischen Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 bis 80 μm haben. Wenn diejenigen verwendet werden, deren Teilchendurchmesser in diesem Bereich liegen, kann der nach der Übertragung auf der lichtempfindlichen Trommel zurückgebliebene Toner wirksamer abgeschabt werden, wirksamer auf elektrostatischem Wege in die Magnetbürste eingebaut werden und zeitweilig in der Magnetbürste gehalten werden, damit die Aufladung des Toners sicherer eingestellt bzw. gesteuert werden kann. Die magnetischen Teilchen können insbesondere einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 bis 50 μm haben.
Der mittlere Teilchendurchmesser der magnetischen Teilchen kann unter Anwendung eines Laserstrahlbeugungs-Messgeräts zur Messung der Teilchengrößenverteilung [HEROS (Handelsname); hergestellt von Nippon Denshi K. K.] gemessen werden, wobei Teilchen von 0,05 um bis 200 μm zur Messung des Durchmessers auf einem logarithmischen Maßstab in 32 Fraktionen eingeteilt werden können und ihr mittlerer Teilchendurchmesser (50-%-Mittelwert) als mittlerer Teilchendurchmesser angewendet werden kann.
Die Verwendung der magnetischen Teilchen mit solchen Teilchendurchmessern für das Kontaktaufladselement führt zu einer sehr großen Anzahl von Kontaktstellen mit der lichtempfindlichen Trommel und ist vorteilhaft, um der lichtempfindlichen Trommel ein gleichmäßigeres elektrisches Aufladepotenzial zu erteilen. Außerdem werden magnetische Teilchen, die direkt mit der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt kommen, nacheinander ersetzt, während die Magnetbürste gedreht wird, so dass es den zusätzlichen Vorteil gibt, dass eine etwaige Verschlechterung der Ladungsinjektionswirkung, die durch eine Verunreinigung der Oberflächen der magnetischen Teilchen verursacht werden kann, stark vermindert werden kann.
Die magnetischen Teilchen können vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁴ bis 1 × 10⁹ Ωcm und insbesondere von 1 × 10⁷ bis 1 × 10⁹ Ωcm haben. Wenn der spezifische Volumenwiderstand weniger als 1 × 10⁴ Ωcm beträgt, können die magnetischen Teilchen dazu neigen, an dem Latentbildträgerelement anzuhaften. Wenn der spezifische Volumenwiderstand mehr als 1 × 10⁹ Ωcm beträgt, kann vor allem in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit die Tendenz bestehen, dass die magnetischen Teilchen in geringerem Maße dazu befähigt sind, dem Latentbildträgerelement triboelektrische Ladungen zu erteilen, so dass eine schlechte Aufladung verursacht wird.
Das Halte- bzw. Trägerelement, das die magnetischen Teilchen hält bzw. trägt, und die lichtempfindliche Trommel können vorzugsweise derart angeordnet sein, dass zwischen ihnen ein Zwischenraum von 0,2 bis 2 mm, vorzugsweise von 0,3 bis 2,0 mm, insbesondere von 0,3 bis 1,0 mm und vor allem von 0,3 bis 0,7 mm gelassen wird. Wenn sie derart angeordnet sind, dass dieser Zwischenraum kleiner als 0,2 mm ist, können die magnetischen Teilchen nicht leicht durch den Zwischenraum hindurchgehen, so dass die magnetischen Teilchen nicht störungsfrei über das Halte- bzw. Trägerelement transportiert werden können, wodurch leicht eine fehlerhafte Aufladung verursacht wird, oder kann ein übermäßiger Stau der magnetischen Teilchen bei dem Spalt bzw. der Klemmstelle auftreten, so dass leicht ein Anhaften bzw. Ankleben der magnetischen Teilchen an der lichtempfindlichen Trommel verursacht wird, und kann ferner eine gewisse angelegte Spannung einen Fehler- bzw. Ableitstrom zwischen dem leitfähigen Teil des Halte- bzw. Trägerelements und der lichtempfindlichen Trommel verursachen, so dass die lichtempfindliche Trommel beschädigt wird. Ein Zwischenraum, der größer als 2 mm ist, ist nicht vorzuziehen, weil dadurch die Bildung breiter Spalte bzw. Klemmstellen zwischen der lichtempfindlichen Trommel und den magnetischen Teilchen schwierig gemacht wird.
Der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner, der auf elektrostatischem Wege in die Magnetbürste aufgenommen worden ist, wird als Folge des Anlegens einer Wechselspannung in einer vorgegebenen Zeitfolge zu der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel austreten gelassen. Der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner, der zu der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel ausgetreten ist und auf dieser Oberfläche gehalten wird, bewegt sich in diesem Zustand in der Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel, bis er schließlich dem Entwicklungszylinder (Entwicklerträgerelement) gegenüberliegt, wird an dieser Stelle durch den Entwicklungszylinder, der sich in der Gegenrichtung dreht und an den ein elektrisches Vorspannungsfeld angelegt wird, abgekratzt bzw. abgeschabt, wird in die Entwicklungsvorrichtung hinein gesammelt und wird wieder als Toner für die Entwicklung verwendet.
In diesem Fall verhalten sich die äußeren Zusatzstoffteilchen, die auf den Tonerteilchen gehalten werden, derart, dass sie sich in dem Kontaktaufladeelement von den Tonerteilchen trennen und dort zurückbleiben, nachdem der Toner austreten gelassen worden ist. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ausgedehnte Untersuchungen angestellt und als deren Ergebnis herausgefunden, dass die äußeren Zusatzstoffteilchen, die in der Magnetbürste vorhanden sind, während der Aufladung, nachdem der nach der Übertragung zurückgebliebene und in das Kontaktaufladeelement aufgenommene Toner ausgetreten ist, mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt kommen und sich daran reiben, wobei dies sehr wirksam ist, um Ablagerungen wie z. B. Ozonprodukte und Papierstaub und alle anderen Ablagerungsprodukte zu entfernen. Die Erfinder haben als Vorteil auch gefunden, dass die äußeren Zusatzstoffteilchen die Rolle von Abstandshaltern spielen, wenn die Magnetbürste mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt kommt und sich daran reibt, wodurch bewirkt wird, dass die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel weniger zerkratzt wird, und die Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel verlängert wird.
Die zur Aufladung dienende Magnetbürste kann sich in einer Richtung bewegen, die der Bewegungsrichtung der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in ihrem Kontaktbereich gleicht oder dieser entgegengesetzt ist. Unter dem Gesichtspunkt einer guten Aufnahme des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners in die Magnetbürste kann sich die Magnetbürste vorzugsweise in der entgegengesetzten Richtung bewegen.
Die zur Aufladung dienenden magnetischen Teilchen können auf dem Halte- bzw. Trägerelement für die zur Aufladung dienenden magne tischen Teilchen der Magnetbürste vorzugsweise in einer Menge von 50 bis 500 mg/cm² und insbesondere von 100 bis 300 mg/cm² gehalten bzw. getragen werden, wobei eine stabile Aufladeleistung erzielt werden kann.
Was die Aufladevorspannung anbetrifft, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, so ist es möglich, dass nur eine Gleichspannungskomponente angelegt wird, jedoch kann auch eine gewisse Wechselspannungskomponente angelegt werden, wobei eine Verbesserung der Bildqualität zu erwarten ist. Die Wechselspannungskomponente, die in Abhängigkeit von der Betriebsgeschwindigkeit variieren kann, kann vorzugsweise eine Frequenz von etwa 100 Hz bis 10 kHz haben, und die angelegte Wechselspannungskomponente kann vorzugsweise eine Spitze-Spitze-Spannung von etwa 1000 V oder darunter haben. Wenn sie höher als 1000 V ist, kann sich die Oberfläche des Latentbildes entsprechend dem elektrischen Potenzial wellenförmig bewegen, da das elektrische Potenzial der lichtempfindlichen Trommel in Bezug auf die angelegte Spannung erhalten wird, so dass in einigen Fällen Schleier oder eine Verminderung der Bilddichte verursacht wird. Bei dem Verfahren, bei dem von EntLadung Gebrauch gemacht wird, kann die Wechselspannungskomponente, die in Abhängigkeit von der Betriebsgeschwindigkeit variieren kann, vorzugsweise eine Frequenz von etwa 100 Hz bis 10 kHz haben, und die angelegte Wechselspannungskomponente kann vorzugsweise eine Spitze-Spitze-Spannung von etwa 1000 V oder darüber haben, die vorzugsweise mindestens zweimal so hoch wie die Entladungseinsatzspannung sein kann. Diese wird derart eingestellt, dass eine ausreichende Einebnungs- bzw. Ausrichtungswirkung auf die Magnetbürste und die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel erzielt wird. Als Wellenform der Wechselspannungskomponente können Sinuswellen, Rechteckwellen und Sägezahnwellen angewendet werden.
Überschüssige zur Aufladung dienende magnetische Teilchen können in der Aufladevorriehtung aufbewahrt und umgewälzt werden.
Um zu bewirken, dass sich durch Magnetismus Büschel von magnetischen Teilchen aufstellen, und um die resultierende Magnetbürste mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt zu bringen, damit eine Aufladung bewirkt wird, können die Materialien für die magnetischen Teilchen Legierungen oder Verbindungen, die Ferromagnetismus zeigende Elemente wie z. B. Eisen, Cobalt und Nickel enthalten, und Ferrite, deren spezifischer Widerstand durch Oxidation oder Reduktion eingestellt worden ist, wie z. B. einen Ferrit, dessen Zusammensetzung eingestellt worden ist, und einen Zn-Cu-Ferrit, Mn-Mg-Ferrit und Li-Mg-Ferrit, der durch Reduktion mit Wasserstoff behandelt worden ist, umfassen. Um den spezifischen Widerstand, den der Ferrit unterhalb des angelegten elektrischen Feldes, wie es früher beschrieben wurde, zeigt, in dem vorstehend erwähnten Bereich einzustellen, kann der spezifische Widerstand auch erzielt werden, indem die Zusammensetzung der Metalle eingestellt wird. Eine Zunahme des Anteils von Metallen, die von zweiwertigem Eisen verschieden sind, führt im allgemeinen zu einer Abnahme des spezifischen Widerstandes und verursacht leicht eine sprunghafte Abnahme des spezifischen Widerstandes.
Die triboelektrische Ladung der magnetischen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, hat vorzugsweise eine Polarität, die dieselbe ist wie die Ladungspolarität der lichtempfindlichen Trommel. Wie früher erwähnt wurde, fördert die Verminderung des elektrischen Potenzials der lichtempfindlichen Trommel wegen der triboelektrischen Ladung die Wanderung der magnetischen Teilchen zur lichtempfindlichen Trommel, wodurch die Bedingungen für das Festhalten der magnetischen Teilchen auf dem Kontaktaufladeelement schärfer gemacht werden. Die Polarität der triboelektrischen Ladung der magnetischen Teilchen kann leicht gesteuert bzw. eingestellt werden, indem die Oberflächen der magnetischen Teilchen zur Bildung von Oberflächenschichten beschichtet werden.
Die magnetischen Teilchen mit Oberflächenschichten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind Teilchen, deren Oberflächen mit einem Beschichtungsmaterial wie z. B. einer abgeschiedenen bzw. aufgedampften Schicht, einer leitfähigen Harzschicht oder einer Harzschicht mit dispergiertem leitfähigem Pigment beschichtet sind, oder Teilchen, die einer Oberflächenbehandlung mit einer reaktionsfähigen Verbindung unterzogen worden sind. Es muss nicht unbedingt jedes magnetische Teilchen voll ständig durch eine Oberflächenschicht bedeckt werden; das magnetische Teilchen kann zum Teil unbedeckt sein, solange die Wirkung der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann. Das heißt, die Oberflächenschicht kann diskontinuierlich gebildet werden.
Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität und der Kosten können die magnetischen Teilchen vorzugsweise mit einer Harzschicht beschichtet werden, in der ein leitfähiges Pigment dispergiert ist.
Unter dem Gesichtspunkt der Steuerung der Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes von dem elektrischen Feld können die magnetischen Teilchen auch vorzugsweise mit einer Harzschicht beschichtet werden, die aus einem Bindemittelharz mit einem hohen spezifischen Widerstand und einem darin dispergierten elektronenleitfähigen Pigment besteht.
Die magnetischen Teilchen, die auf diese Weise beschichtet worden sind, müssen natürlich einen spezifischen Widerstand haben, der in dem vorher beschriebenen Bereich liegt. Unter dem Gesichtspunkt einer Erweiterung des Toleranzbereichs für die sprunghafte Verminderung des spezifischen Widerstandes an der Seite des hohen elektrischen Feldes und für Leck- bzw. Ableitungsbilder, die in Abhängigkeit von der Größe und Tiefe von Kratzern auf der lichtempfindlichen Trommel auftreten können, können auch die magnetischen Ausgangsteilchen vorzugsweise einen spezifischen Widerstand haben, der in dem vorstehend erwähnten Bereich liegt.
Das Bindemittelharz, das verwendet wird, um die magnetischen Teilchen zu beschichten, kann Homopolymere oder Copolymere von Styrolen wie z. B. Styrol und Chlorstyrol; Monoolefinen wie z. B. Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen; Vinylestern wie z. B. Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbenzoat und Vinylacetat; α-methylenaliphatischen Monocarbonsäureestern wie z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, Phenylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat und Dodecylmethaerylat; Vinylethern wie z. B. Methylvinylether, Ethylvinylether und Butylvinylether und Vinylketonen wie z. B. Methylvinylketon, Hexylvinylketon und Isopropenylvinylketon umfas sen. Besonders typische Bindemittelharze sind im Hinblick auf die Dispergierbarkeit leitfähiger Feinteilchen, das Schicht- bzw. Filmbildungsvermögen bei der Bildung von Deckschichten und die Produktivität Polystyrol, Styrol-Alkylacrylat-Copolymere, ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer, ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Polyethylen und Polypropylen. Das Bindemittelharz kann ferner Polycarbonat, Phenolharze, Polyester, Polyurethane, Epoxidharze, Polyolefine, Fluorkohlenstoffharze, Siliconharze und Polyamide umfassen. Es ist insbesondere unter dem Gesichtspunkt einer Verhinderung der Tonerverunreinigung mehr vorzuziehen, dass das Bindemittelharz ein Harz mit einer niedrigen kritischen Oberflächenspannung wie z. B. Polyolefinharze, Fluorkohlenstoffharze und Siliconharze enthält.
Außerdem kann das Harz, das auf die magnetischen Teilchen aufgetragen wird, unter dem Gesichtspunkt der Aufrechterhaltung einer weiten Toleranz für die sprunghafte Verminderung des spezifischen Widerstandes an der Seite des hohen elektrischen Feldes und der Verhinderung von Leck- bzw. Ableitungsbildern, die durch Kratzer auf der lichtempfindlichen Trommel verursacht werden, vorzugsweise ein Fluorkohlenstoffharz oder ein Siliconharz mit Beständigkeit gegen hohe Spannung sein.
Das Fluorkohlenstoffharz kann z. B. lösungsmittellösliche Copolymere umfassen, die erhalten werden, indem Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, Trifluorethylen, Chlortrifluorethylen, Dichlordifluorethylen, Tetrafluorethylen oder Hexafluorpropylen mit anderen Monomeren copolymerisiert wird.
Das Siliconharz kann z. B. KR271, KR282, KR311, KR255 und KR155 (urmodifizierten Siliconlack), KR211, KR212, KR216, KR213, KR217 und KR9218 (modifizierten Siliconlack), SA-4, KR206 und KR5206 (Silicon-Alkydlack), ES1001, ES1001N, ES1002T und ES1004 (Silicon-Epoxylack), KR9706 (Silicon-Acryllack) und KR5203 und KR5221 (Silicon-Polyesterlack), alle erhältlich von Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.; und SR2100, 582101, SR2107, 582110, SR2108, SR2109, SR2400, SR2410, SR2411, SH805, SH806A und SH840, erhältlich von Toray Silicone Co., Ltd., umfassen.
Wenn die magnetischen Teilchen einer Oberflächenbehandlung mit einer reaktionsfähigen Verbindung unterzogen werden, wird ein Kupplungsreaktionsprodukt bevorzugt, jedoch ist die Verbindung nicht unbedingt darauf beschränkt.
Ein Beispiel für bevorzugte Ausführungsformen des Latentbildträgerelements (lichtempfindliche Trommel), das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, wird nachstehend beschrieben.
Das Latentbildträgerelement besteht im wesentlichen aus einem leitfähigen Substrat und einer lichtempfindliche Schicht, die in Bezug auf ihre Funktionen in eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht aufgeteilt ist.
Als leitfähiges Substrat kann ein zylindrisches Element oder ein Band angewendet werden, das aus einem Metall wie z. B. Aluminium oder Edelstahl, einer Legierung wie z. B. einer Aluminiumlegierung oder einer Indiumoxid-Zinnoxid-Legierung, einem Kunststoff, der eine Deckschicht hat, die aus irgendeinem dieser Metalle oder irgendeiner dieser Legierungen gebildet ist, einem Papier oder einem Kunststoff, der mit leitfähigen Teilchen imprägniert ist, oder einem Kunststoff, der ein leitfähiges Polymer enthält, hergestellt ist.
Auf dem leitfähigen Substrat kann eine Unterschicht bereitgestellt werden, um die Haftfähigkeit der lichtempfindlichen Schicht zu verbessern, die Beschichtungseigenschafen zu verbessern, das Substrat zu schützen, auf dem Substrat vorhandene Fehler zu bedecken, die Ladungsinjektionwirkung aus dem Substrat zu verbessern und die lichtempfindliche Schicht vor dielektrischem Durchschlag zu schützen. Materialien, die zur Bildung der Unterschicht verwendet werden, können Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Methylcellulose, Nitrocellulose, ein Ethylen-Acrylsäure-Copolymer, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Casein, Polyamid, Copolyamid, Leim, Gelatine, Polyurethan oder Aluminiumoxid umfassen. Die Unterschicht kann im Allgemeinen eine Dicke von etwa 0,1 bis 10 μm und vorzugsweise von 0,1 bis 3 μm haben.
Die Ladungserzeugungsschicht wird durch Beschichtung mit einer Flüssigkeit, die durch Dispergieren eines Ladungserzeugungsmaterials in einem geeigneten Bindmittel hergestellt worden ist, oder durch Vakuumaufdampfung des Ladungserzeugungsmaterials gebildet. Das Ladungserzeugungsmaterial umfasst Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Indigopigmente, Perylenpigmente, polycyclische Chinonpigmente, Squaryliumfarbstoffe (von Quadratsäure abgeleitet), Pyryliumsalze, Thiopyryliumsalze, Triphenylmethanfarbstoffe und anorganische Substanzen wie z. B. Selen und amorphes Silicium. Das Bindemittelharz kann aus einer sehr großen Reihe von Bindemittelharzen ausgewählt werden, die z. B. Polycarbonatharze, Polyesterharze, Polyvinylbutyralharze, Polystyrolharze, Acrylharze, Methacrylharze, Phenolharze, Siliconharze, Epoxidharze und Vinylacetatharze umfasst. Das Bindemittelharz, das in der Ladungserzeugungsschicht enthalten ist, kann in einer Menge von nicht mehr als 80 Masse% und vorzugsweise von 0 bis 40 Masse% vorhanden sein. Die Ladungserzeugungsschicht kann vorzugsweise eine Dicke von 5 μm oder darunter und insbesondere von 0,05 bis 2 μm haben.
Die Ladungstransportschicht hat die Funktion, aus der Ladungserzeugungsschicht in Gegenwart eines elektrischen Feldes Ladungsträger aufzunehmen und die Ladungsträger zu transportieren. Die Ladungstransportschicht wird durch Auftragen einer Lösung gebildet, die durch Auflösen eines Ladungstransportmaterials in einem Lösungsmittel wahlweise zusammen mit einem Bindemittelharz hergestellt worden ist, und kann im Allgemeinen vorzugsweise eine Schichtdicke von 5 bis 40 μm haben. Das Ladungstransportmaterial kann polycyclische aromatische Verbindungen, die in dsr Haupt- oder Seitenkette eine Struktur wie z. B. Biphenylen, Anthracen, Pyren oder Phenanthren haben; stickstoffhaltige cyclische Verbindungen wie z. B. Indol, Carbazol, Oxadiazol und Pyrazolin; Hydrazonverbindungen; Styrylverbindungen und anorganische Verbindungen wie z. B. Selen, Selen-Tellur, amorphes Silicium und Cadmiumsulfid umfassen.
Das Bindemittelharz, das verwendet wird, um so ein Ladungstransportmaterial darin zu dispergieren, kann isolierende Harze wie z. B. Polycarbonatharze, Polyesterharze, Polymethacrylate, Polystyrolharze, Acrylharze und Polyamidharze und organische photo leitfähige Polymere wie z. B. Poly-N-vinylcarbazol und Polyvinylanthracen umfassen.
Die lichtempfindliche Trommel (Latentbildträgerelement), die im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann als Schicht, die von dem Träger am weitesten entfernt ist, d. h. als Oberflächenschicht, vorzugsweise eine Ladungsinjektionsschicht haben. Diese Ladungsinjektionsschicht kann einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 10⁸ Ω·cm bis 1 × 10¹⁵ Ω·cm haben, damit eine zufriedenstellende Aufladbarkeit erzielt wird und weniger verwaschene bzw. verschmierte Bilder erhalten werden. Der spezifische Volumenwiderstand kann insbesondere im Hinblick auf die verschmierten Bilder vorzugsweise 1 × 10¹⁰ Ω·cm bis 1 × 10¹⁵ Ω·cm betragen. Ferner kann er unter Berücksichtigung von Schwankungen der Umgebungsbedingungen usw. vorzugsweise 1 × 10¹⁰ Ω·cm bis 1 × 10¹³ Ω·cm betragen. Wenn er niedriger als 1 × 10⁸ Ω·cm ist, können die erzeugten Ladungen in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit nicht an der Oberfläche festgehalten werden, so dass die Tendenz besteht, dass verschmierte Bilder verursacht werden. Wenn er höher als 1 × 10¹⁵ Ω·cm ist, ist die Ladungsinjektion aus dem Aufladeelement nicht ausreichend und können die Ladungen nicht gut festgehalten werden, so dass leicht eine mangelhafte Aufladung verursacht wird. So eine funktionelle Schicht, die sich an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel befindet, hat die Funktion, die Ladungen, die bei der Belichtung aus dem Aufladeelement injiziert werden, festzuhalten und hat auch die Funktion, Ladungen zu dem Träger der lichtempfindlichen Trommel abzuleiten, damit das Restpotenzial vermindert wird.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Anwendung des vorstehend erwähnten Aufladeelements und der vorstehend erwähnten lichtempfindlichen Trommel ermöglicht eine niedrige Aufladeeinsatzspannung Vth und ein Ladungspotenzial der lichtempfindlichen Trommel, das fast 90% oder mehr der an das Aufladeelement angelegten Spannung beträgt.
Wenn z. B. bei einer Betriebsgeschwindigkeit von 1000 mm/min oder darunter an das Aufladeelement eine Gleichspannung mit einem Ab solutwert von 100 bis 2000 V angelegt wird, kann das Ladungspotenzial der elektrophotographischen lichtempfindlichen Trommel, die die Ladungsinjektionsschicht der vorliegenden Erfindung hat, derart eingestellt werden, dass es 80% oder mehr oder sogar 90% oder mehr der angelegten Spannung beträgt. Andererseits beträgt das Ladungspotenzial der lichtempfindlichen Trommel, das durch herkömmliche EntLadung erzielt wird, in dem Fall, dass eine Gleichspannung von 700 V angelegt wird, etwa 200 V, was nur etwa 30% der angelegten Spannung entspricht.
Diese Ladungsinjektionsschicht ist eine anorganische Schicht, die aus einer abgeschiedenen bzw. aufgedampften Metallschicht besteht, oder eine Harzschicht, in der leitfähige Feinteilchen dispergiert sind und die durch Dispergieren leitfähiger Feinteilchen in einem Ladungsinjektionsschicht-Bindemittelharz gebildet wird. Die abgeschiedene bzw. aufgedampfte Schicht kann durch Vakuumaufdampfung gebildet werden, und die Harzschicht, in der leitfähige Feinteilchen dispergiert sind, kann durch Auftragen unter Anwendung eines geeigneten Auftragverfahrens wie z. B. Tauchauftrag, Sprühbeschichtung bzw. Spritzdüsenauftrag, Walzenauftrag oder Strahlauftrag gebildet werden. Diese Schicht kann auch gebildet werden, indem ein isolierendes Bindemittelharz mit einem lichtdurchlässigen Harz, das eine hohe Ionenleitfähigkeit zeigt, vermischt oder copolymerisiert wird, oder kann aus einem einzigen Harz, das einen mittelhohen Widerstand hat und Photoleitfähigkeit zeigt, gebildet werden.
Im Fall der Harzschicht, in der leitfähige Feinteilchen dispergiert sind, können die leitfähigen Feinteilchen vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 250 Masse% und insbesondere von 2 bis 190 Masse%, auf die Masse des Ladungsinjektionsschicht-Bindemittelharzes bezogen, zugesetzt werden. Wenn die leitfähigen Feinteilchen in einer Menge von weniger als 2 Masse% zugesetzt werden, ist es schwierig, den gewünschten spezifischen Volumenwiderstand zu erzielen. Wenn sie in einer Menge von mehr als 250 Masse% zugesetzt werden, hat die Schicht eine niedrige Film- bzw. Schichtfestigkeit und wird die Ladungsinjektionsschicht leicht abgekratzt, was zu einer kurzen Lebensdauer der lichtempfindlichen Trommel führt, und sie kann auch einen niedrigen spezifischen Widerstand haben, so dass die Tendenz besteht, dass fehlerhafte Bilder verursacht werden, weil das elektrische Potenzial des Latentbildes fließt bzw. driftet.
Das Bindemittelharz der Ladungsinjektionsschicht kann Polyester, Polycarbonat, Acrylharze, Epoxidharze und Phenolharze sowie ein Härtungsmittel für diese Harze umfassen, von denen jedes allein oder in Kombination von zwei oder mehr Harzen verwendet werden kann. Wenn die leitfähigen Feinteilchen in einer großen Menge dispergiert werden, ist es vorzuziehen, dass die leitfähigen Feinteilchen in einem reaktiven Monomer oder einem reaktiven Oligomer dispergiert werden und die erhaltene Dispersion auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel aufgebracht wird, worauf Härtung mit Licht oder Wärme folgt. Wenn die lichtempfindliche Schicht 92 aus amorphem Silicium gebildet wird, kann die Ladungsinjektionsschicht vorzugsweise aus SiC gebildet werden.
Beispiele für die leitfähigen Feinteilchen, die in dem Ladungsinjektionsschicht-Bindemittelharz der Ladungsinjektionsschicht 93 dispergiert sind, sind Feinteilchen aus Metallen oder Metalloxiden. Sie sind vorzugsweise Ultrafeinteilchen aus einem Metalloxid wie z. B. Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Bismutoxid, zinnoxidbeschichtetem Titanoxid, zinnbeschichtetem Indiumoxid, antimonbeschichtetem Zinnoxid und Zirkoniumoxid. Jede dieser Teilchenarten kann allein verwendet werden oder kann in Kombination von zwei oder mehr Teilchenarten verwendet werden.
Wenn Teilchen in der Ladungsinjektionsschicht dispergiert werden, ist es im Allgemeinen notwendig, dass die Teilchen einen Durchmesser haben, der kleiner als die Wellenlänge von einfallendem Licht ist, um zu verhindern, dass das einfallende Licht durch dispergierte Teilchen gestreut wird. Was die leitfähigen Feinteilchen anbetrifft, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung in der Oberflächenschicht (Ladungsinjektionsschicht) dispergiert sind, so können die Teilchen vorzugsweise Teilchendurchmesser von 0,5 μm oder darunter haben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Ladungsinjektionsschicht vorzugsweise Gleitmittelteilchen enthalten. Dies liegt daran, dass die Reibung zwischen der lichtempfindlichen Trommel und dem Aufladeelement während der Aufladung vermindert werden kann, so dass der Aufladsspalt erweitert werden kann, wodurch eine Verbesserung des Aufladeverhaltens herbeigeführt wird. Im Einzelnen ist es vorzuziehen, dass als Gleitmittelteilchen Fluorkohlenstoffharze, Siliconharze oder Polyolefinharze mit einer niedrigen kritischen Oberflächenspannung verwendet werden. Es kann insbesondere Tetrafluorethylenharz (PTFE) verwendet werden. In diesem Fall können die Gleitmittelteilchen in einer Menge von 2 bis 50 Masse% und vorzugsweise von 5 bis 40 Masse%, auf die Masse des Bindemittelharzes bezogen, zugesetzt werden. Wenn ihre Menge weniger als 2 Masse% beträgt, sind die Gleitmittelteilchen nicht in ausreichender Menge vorhanden, so dass die Aufladbarkeit nicht ausreichend verbessert werden kann, und wenn ihre Menge mehr als 50 Masse% beträgt, können sich die Auflösung von Bildern und die Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Trommel stark verschlechtern.
Die Ladungsinjektionsschicht kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 μm und insbesondere von 1 bis 7 μm haben. Wenn sie eine Schichtdicke von weniger als 0,1 μm hat, kann die Schicht ihre Beständigkeit gegen die Bildung feiner Kratzer verlieren, so dass wegen mangelhafter Injektion leicht fehlerhafte Bilder auftreten. Wenn sie eine Schichtdicke von mehr als 10 μm hat, können die injizierten Ladungen diffundieren, so dass leicht eine Störung von Bildern verursacht wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können in dem Latentbildträgerelement fluorhaltige Harz-Feinteilchen verwendet werden. Die fluorhaltigen Harz-Feinteilchen bestehen aus einem oder mehr als einem Material, das aus Polytetrafluorethylen, Polychlortrifluorethylen, Polyvinylidenfluorid, Polydichlordifluorethylen, einem Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer, einem Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer, einem Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer und einem Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen- Perfluoralkylvinylether-Copolymer ausgewählt ist. Handelsübliche fluorhaltige Harz-Feinteilchen können ohne Modifizierung verwendet werden. Es können diejenigen verwendet werden, die eine Molmasse von 3000 bis 5.000.000 haben, und diese können einen Teilchendurchmesser von 0,01 bis 10 μm und vorzugsweise von 0,05 bis 2,0 μm haben.
In vielen Fällen werden die vorstehend erwähnten fluorhaltigen Harz-Feinteilchen, das Ladungserzeugungsmaterial und das Ladungstransportmaterial jeweils in ein Bindemittelharz, das Filmbildungsvermögen zeigt, dispergiert und eingemischt, um die Schutzschicht und die lichtempfindliche Schicht separat zu bilden. So ein Bindemittelharz kann Polyester, Polyurethan, Polyacrylat, Polyethylen, Polystyrol, Polycarbonate, Polyamide, Polypropylen, Polyimide, Phenolharze, Acrylharze, Siliconharze, Epoxidharze, Harnstoffharze, Allylharze, Alkydharze, Polyamidimid, Polysulfon, Polyallylether, Polyacetale und Butyralharze umfassen.
Der leitfähige Träger des Latentbildträgerelements kann aus einem Metall wie z. B. Eisen, Kupfer, Gold, Silber, Aluminium, Zink, Titan, Blei, Nickel, Zinn, Antimon oder Indium oder einer Legierung davon, einem Oxid von irgendeinem dieser Metalle, Kohlenstoff oder einem leitfähigen Polymer hergestellt werden. Er kann die Gestalt einer Trommel wie z. B. eines Zylinders oder einer Säule, eines Bandes oder einer Folie oder Bahn bzw. Platte haben. Die vorstehend erwähnten leitfähigen Materialien können als solche geformt werden, in Form von Beschichtungsmaterialien verwendet werden, durch Vakuumaufdampfung abgeschieden werden oder durch Ätz- oder Plasmabehandlung bearbeitet werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Kontaktaufladeelement, das einen mittelhohen Widerstand hat, angewendet, um in den Oberflächenbereich der lichtempfindlichen Trommel, der einen mittelhohen Oberflächenwiderstand hat, elektrische Ladungen zu injizieren. Die Ladungen werden vorzugsweise nicht in Fangstellenniveaus injiziert, die das Oberflächenmaterial des lichtempfindlichen Elements besitzt, sondern die Ladungen werden den leitfähigen Feinteilchen der Ladungsinjektionsschicht zugeführt, die aus einem lichtdurchlässigen isolierenden Bindemittel mit darin dispergierten leitfähigen Feinteilchen gebildet ist.
Im Einzelnen basiert die vorliegende Erfindung auf der Theorie, dass sehr kleinen Kondensatoren, bei denen jeweils die Ladungstransportschicht als Dielektrikum und das Metallsubstrat und ein leitfähiges Feinteilchen in der Ladungsinjektionsschicht als die beiden Elektroden angewendet werden, aus dem Kontaktaufladeelement Ladungen zugeführt werden. In diesem Fall sind die leitfähigen Feinteilchen elektrisch unabhängig voneinander und bilden eine Art von sehr kleinen ungeerdeten bzw. potenzialfreien Elektroden. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements scheint somit aus makroskopischer Sicht auf ein gleichmäßiges elektrisches Potenzial aufgeLaden zu sein, befindet sich jedoch tatsächlich in einem derartigen Zustand, dass die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements von zahllosen sehr kleinen geLadenen, leitfähigen Feinteilchen bedeckt ist. Elektrostatische Latentbilder können folglich sogar in dem Fall, dass die bildmäßige Belichtung unter Anwendung eines Lasers durchgeführt wird, aufrechterhalten werden, weil die einzelnen leitfähigen Feinteilchen voneinander elektrisch unabhängig sind.
Die leitfähigen Feinteilchen, die anstelle der Fangstellenniveaus angewendet werden, die an den Oberflächen herkömmlicher lichtempfindlicher Elemente – wenn auch in einer geringen Menge – vorhanden sind, können somit die Ladungsinjektionsleistung und die Fähigkeit zur Beibehaltung der Ladung verbessern.
Der spezifische Volumenwiderstand der Ladungsinjektionsschicht wird hierbei folgendermaßen gemessen: Eine Ladungsinjektionsschicht wird auf einer Polyethylenterephthalatfolie (PET-Folie) gebildet, auf deren Oberfläche eine leitfähige Schicht im Vakuum aufgedampft worden ist. Ihr spezifischer Widerstand wird unter Anwendung eines Geräts zur Messung des spezifischen Volumenwiderstandes (4140B pAMATER, hergestellt durch Hewlett Packard Co.) in einer Umgebung mit 23°C/65% rel.F. (rel.F. = relative Feuchte) unter Anlegen einer Spannung von 100 V gemessen.
Beim Latentbilderzeugungsschritt können als Einrichtungen zur bildmäßigen Belichtung bekannte Einrichtungen wie z. B. Laser und LEDs (Leuchtdioden) angewendet werden.
Beim Entwicklungsschritt können als Verfahren zur Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes die Entwicklung mit einem Einkomponentenentwickler oder die Entwicklung mit einem Zweikomponentenentwickler angewendet werden, wobei die erstere ein Verfahren ist, bei dem der Einkomponentenentwickler, der nur aus dem Toner besteht, verwendet wird, und die letztere ein Verfahren ist, bei dem der Zweikomponentenentwickler, der aus dem Toner und dem Tonerträger besteht, verwendet wird.
Wenn ein magnetischer Toner, der ein magnetisches Material enthält, als Einkomponentenentwickler verwendet wird, steht ein Verfahren zur Verfügung, bei dem der magnetische Toner durch Anwendung eines Magneten, der in den Entwicklungszylinder eingebaut ist, transportiert und aufgeLaden wird. Wenn ein nichtmagnetischer Toner, der kein magnetisches Material enthält, als Einkomponentenentwickler verwendet wird, steht ein Verfahren zur Verfügung, bei dem der nichtmagnetische Toner auf dem Entwicklungszylinder mit einer Rakel und einer Pelzbürste zwangsläufig triboelektrisch aufgeLaden wird, um zu bewirken, dass der Toner zu dem Entwicklungszylinder angezogen wird, um transportiert zu werden.
Nachstehend wird das Zweikomponenten-Entwicklungsverfahren beschrieben, bei dem von dem vorstehend beschriebenen Zweikomponentenentwickler Gebrauch gemacht wird.
Bei dem Zweikomponenten-Entwicklungsverfahren wird der Zweikomponentenentwickler, der aus dem Toner und dem Tonerträger besteht, auf dem Entwicklerträgerelement umlaufend transportiert und wird ein Latentbild, das auf dem Latentbildträgerelement getragen wird, in einer Entwicklungszone, die durch das Latentbildträgerelement und das ihm gegenüberliegend angeordnete Entwicklerträgerelement abgegrenzt ist, mit dem Toner des Zweikomponentenentwicklers, der auf dem Entwicklerträgerelement getragen wird, entwickelt.
Magnetische Eigenschaften des Tonerträgers werden durch eine Magnetwalze, die in den Entwicklungszylinder eingebaut ist, beeinflusst und haben einen starken Einfluss auf die Entwicklungsleistung und die Transportleistung des Entwicklers.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise eine Magnetwalze, die in den Entwicklungszylinder (Entwicklerträgerelement) eingebaut ist, stationär angeordnet und wird nur der Entwicklungszylinder gedreht, wobei der Zweikomponentenentwickler auf dem Entwicklungszylinder umlaufend transportiert wird und ein elektrostatisches Latentbild, das auf der Oberfläche des Latentbildträgerelements getragen wird, unter Verwendung des Zweikomponentenentwicklers entwickelt wird.
Beim Anfertigen von Kopien mit dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung können die Vorteile einer guten Gleichmäßigkeit der Bilder und einer guten Gradationswiedergabe erzielt werden, wenn (1) die Magnetwalze aus Abstoßungspolen besteht, (2) die magnetische Flussdichte in der Entwicklungszone 0,05 bis 0,12 T (500 bis 1200 Gauß) beträgt und (3) der Tonerträger eine Sättigungsmagnetisierung von 20 bis 50 Am²/g hat.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann das elektrostatische Latentbild vorzugsweise unter Anlegen einer Entwicklungsvorspannung in der Entwicklungszone durch den Toner des Zweikomponentenentwicklers entwickelt werden.
Eine besonders bevorzugte Entwicklungsvorspannung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird es zur Erzeugung eines zur Entwicklung dienenden elektrischen Feldes in der Entwicklungszone, die zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Entwicklerträgerelement abgegrenzt ist, bevorzugt, dass an das Entwicklerträgerelement eine Entwicklungsspannung mit einer diskontinuierlichen Wechselspannungskomponente, wie sie in 7 gezeigt ist, angelegt wird, wodurch das Latentbild, das auf dem Latentbildträgerelement getragen wird, durch Verwendung des Toners des Zweikomponentenentwicklers, der auf dem Entwicklerträgerelement getragen wird, entwickelt wird. Diese Entwicklungsspannung ist im Einzelnen aus einer ersten Spannung, die dazu dient, den Toner in der Entwicklungszone von dem Latentbildträgerelement zu dem Entwicklerträgerelement hin zu richten, einer zweiten Spannung, die dazu dient, den Toner von dem Entwicklerträgerelement zu dem Latentbildträgerelement hin zu richten, und einer dritten Spannung, deren Wert zwischen dem der ersten Spannung und dem der zweiten Spannung liegt, aufgebaut. Auf diese Weise wird zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Entwicklerträgerelement das zur Entwicklung dienende elektrische Feld erzeugt.
Außerdem kann die Zeit (T₂), während deren die dritte Spannung, deren Wert zwischen dem der ersten Spannung und dem der zweiten Spannung liegt, an das Entwicklerträgerelement angelegt wird, d. h. die Zeit, während deren die Wechselspannungskomponente unterbrochen ist, länger gemacht werden als die Gesamtzeit (T₁), während deren die erste Spannung, die dazu dient, den Toner von dem Latentbildträgerelement zu dem Entwicklerträgerelement hin zu richten, und die zweite Spannung, die dazu dient, den Toner von dem Entwicklerträgerelement zu dem Latentbildträgerelement hin zu richten, an das Entwicklerträgerelement angelegt werden, d. h. die Zeit, während deren die Wechselspannungskomponente wirksam ist. Dies wird vor allem bevorzugt, weil der Toner auf dem Latentbildträgerelement umgeordnet werden kann, so dass die Bilder die Latentbilder genau wiedergeben können.
Konkret können in der Entwicklungszone zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Entwicklerträgerelement mindestens einmal ein elektrisches Feld, in dem der Toner von dem Latentbildträgerelement zu dem Entwicklerträgerelement hin gerichtet wird, und ein elektrisches Feld, in dem der Toner von dem Entwicklerträgerelement zu dem Latentbildträgerelement hin gerichtet wird, erzeugt werden und können danach für eine vorgegebene Zeit ein elektrisches Feld, in dem der Toner in einem Bildbereich des Latentbildträgerelements von dem Entwicklerträgerelement zu dem Latentbildträgerelement hin gerichtet wird, und ein elektrisches Feld, in dem der Toner in einem Nicht-Bildbereich des Latentbildträgerelements von dem Latentbildträgerelement zu dem Entwicklerträgerelement hin gerichtet wird, erzeugt werden, wodurch ein Latentbild, das auf dem Latentbildträgerelement getragen wird, durch Verwendung des Toners des Zweikomponentenentwicklers, der auf dem Entwicklerträgerelement getragen wird, entwickelt wird, wobei die Zeit (T₂) für die Erzeugung des elektrischen Feldes, in dem der Toner in einem Bildbereich des Latentbildträgerelements von dem Entwicklerträgerelement zu dem Latentbildträgerelement hin gerichtet wird, und des elektrischen Feldes, in dem der Toner in einem Nicht-Bildbereich des Latentbildträgerelements von dem Latentbildträgerelement zu dem Entwicklerträgerelement hin gerichtet wird, vorzugsweise länger gemacht werden kann als die Gesamtzeit (T₁) für die Erzeugung des elektrischen Feldes, in dem der Toner von dem Latentbildträgerelement zu dem Entwicklerträgerelement hin gerichtet wird, und des elektrischen Feldes, in dem der Toner von dem Entwicklerträgerelement zu dem Latentbildträgerelement hin gerichtet wird.
Ein Anhaften bzw. Ankleben des Tonerträgers kann schwerer auftreten, wenn das Latentbild in Gegenwart eines zur Entwicklung dienenden elektrischen Feldes entwickelt wird, wo bei dem Entwicklungsverfahren, bei dem die Entwicklung durchgeführt wird, während das vorstehend erwähnte bestimmte zur Entwicklung dienende elektrische Feld, d. h. ein elektrisches Wechselfeld, erzeugt wird, der Polwechsel periodisch ausgeschaltet wird. Der Grund dafür ist noch unklar, wobei jedoch Folgendes angenommen wird: Wenn bei herkömmlichen kontinuierlichen Sinus- oder Rechteckwellen bei dem Versuch der Erzielung einer höheren Bilddichte die elektrische Feldstärke erhöht wird, vereinigen sich der Toner und der Tonerträger und bewegen sich zwischen dem Latentbildträgerelement und dem Entwicklerträgerelement hin und her, so dass sich der Tonerträger stark an dem Latentbildträgerelement reibt und ein Anhaften bzw. Ankleben von Tonerträger verursacht wird. Es besteht die Tendenz, dass dies bei einer Zunahme der Menge des feinpulverigen Tonerträgers in beträchtlicherem Maße vorkommt.
Wenn das bestimmte zur Entwicklung dienende elektrische Feld wie im Rahmen der vorliegenden Erfindung angelegt wird, bewegt sich jedoch der Toner oder der Tonerträger während eines Pulses zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem Latentbildträgerelement in einer ungenügenden Weite hin und her. In dem Fall, dass die Potenzialdifferenz V_cont zwischen dem Oberflächenpotenzial des Latentbildträgerelements und dem Potenzial einer Gleichstromkomponente einer Entwicklungsvorspannung unter Null liegt, d. h. V_cont < 0 gilt, wirkt V_cont folglich derart, dass sie ein Wegfliegen des Tonerträgers von dem Entwicklerträgerelement verursacht. Ein Anhaften bzw. Ankleben von Tonerträger kann jedoch verhindert werden, indem die magnetischen Eigenschaften des Tonerträgers und die magnetische Flussdichte in der Entwicklungszone der Magnetwalze gesteuert werden. In dem Fall, dass V_cont > 0, wirken die Kraft eines Magnetfelds und V_cont derart, dass sie den Tonerträger zu der Seite des Entwicklerträgerelements anziehen, so dass kein Anhaften von Tonerträger auftritt.
Wie früher festgestellt wurde, werden magnetische Eigenschaften von Tonerträgern durch die Magnetwalze, die in den Entwicklungszylinder eingebaut ist, beeinflusst und haben einen starken Einfluss auf die Entwicklungsleistung und die Transportleistung des Entwicklers.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann auf dem Entwicklungszylinder, in den die Magnetwalze eingebaut ist, ein Zweikomponentenentwickler, der aus einem Tonerträger, der magnetische Teilchen umfasst, und einem isolierenden Farbtoner besteht, umlaufen gelassen und befördert werden, während die Magnetwalze stationär angeordnet ist und nur der Entwicklungszylinder gedreht wird, und ein elektrostatisches Latentbild, das auf der Oberfläche eines Latentbildträgerelements getragen wird, kann unter Verwendung des Zweikomponentenentwicklers entwickelt werden. In diesem Fall können beim Anfertigen von Farbkopien die Vorteile einer guten Gleichmäßigkeit der Bilder und einer guten Gradationswiedergabe erzielt werden, wenn (1) die Magnetwalze aus Polen mit einem Abstoßungspol besteht, (2) die magnetische Flussdichte in der Entwicklungszone auf 0,05 bis 0,12 T (500 bis 1200 Gauß) eingestellt ist und (3) der Tonerträger eine Sättigungsmagnetisierung von 20 bis 70 Am²/g hat.
Wenn der Tonerträger (im Fall der Einwirkung eines Magnetfelds von 3000 Oersted) eine Sättigungsmagnetisierung von mehr als 70 Am²/g hat, können sich auf dem Entwicklungszylinder, der dem auf der lichtempfindlichen Trommel (Latentbildträgerelement) erzeugten elektrostatischen Latentbild gegenüberliegt, während der Entwicklung bürstenartige Büschel, die aus dem Tonerträger und dem Toner gebildet sind, in einem dichten Zustand aufrichten, wodurch eine Verschlechterung der Wiedergabe von Gradation oder Halbtönen verursacht wird. Wenn er eine Sättigungsmagnetisierung von weniger als 20 Am²/g hat, kann es schwierig werden, den Toner und den Tonerträger in zufriedenstellender Weise auf dem Entwicklungszylinder zu tragen, so dass leicht das Problem eines Anhaftens bzw. Anklebens von Tonerträger oder eines Verstreuens von Toner verursacht wird.
Im Übertragungsschritt kann als Übertragungseinrichtung eine Koronaaufladevorrichtung, eine Übertragungswalze oder ein Übertragungsband angewendet werden. Wenn der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner, der sich nach dem Übertragungsschritt auf der lichtempfindlichen Trommel befindet, über die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel zu dem Entwicklungsteil transportiert wird, um gesammelt und wiederverwendet zu werden, kann dies ferner erfolgen, ohne dass die Aufladevorspannung der lichtempfindlichen Trommel verändert wird. Bei der praktischen Anwendung kann jedoch berücksichtigt werden, dass überschüssiger Toner in die Toneraufladevorrichtung eingemischt wird, wenn sich Übertraqungs(bildempfangs)papier staut oder wenn kontinuierlich Bilder mit einem hohen Bildflächenanteil kopiert werden.
In so einem Fall ist es während des Betriebes des elektrophotographischen Geräts möglich, dass der Toner durch Ausnutzung derjenigen Bereiche auf der lichtempfindlichen Trommel, wo keine Bilder erzeugt werden, (d. h. der Nicht-Bildbereiche) von der Aufladevorrichtung zu der Entwicklungsvorrichtung bewegt wird. Solche Nicht-Bildbereiche gibt es während der Vorwärtsdrehung, während der Rückwärtsdrehung und in einer Zone zwischen Übertragung(bildempfangs)blättern. In diesem Fall ist es auch vorzuziehen, dass die Aufladevorspannung durch eine ersetzt wird, die erlaubt, dass sich der Toner leicht von der Aufladevorriehtung zu der lichtempfindlichen Trommel bewegt. Die Vorspannung, die erlaubt, dass der Toner leicht aus der Aufladevorrichtung herauskommt, kann durch ein Verfahren, bei dem die Spitze-Spitze-Spannung der Wechselspannungskomponente etwas vermindert oder die Wechselspannungsdurch eine Gleichspannungskomponente ersetzt wird, oder ein Verfahren, bei dem die Spitze-Spitze-Spannung auf denselben Wert eingestellt und die Wellenform verändert wird, um den Effektivwert der Wechselspannung zu vermindern, angelegt werden.
Im Übertragungsschritt kann als Übertragungsmaterial (i) ein Aufzeichnungspapier (ein Aufzeichnungsmaterial) angewendet werden, so dass das Tonerbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, direkt auf dieses Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, und kann auch (ii) ein Zwischenübertragungselement angewendet werden, so dass das Tonerbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, in einem ersten Übertragungsschritt auf das Zwischenübertragungselement übertragen wird und das Tonerbild, das auf das Zwischenübertragungselement übertragen worden ist, in einem zweiten Übertragungsschritt auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird.
Der Toner der vorliegenden Erfindung zeigt eine gute Trennbarkeit und eine ausgezeichnete Übertragungsleistung, so dass er bei dem vorstehend erwähnten Bilderzeugungsverfahren, bei dem das Tonerbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, über das Zwischenübertragungselement auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, bevorzugt verwendet werden kann.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren, bei dem das Tonerbild, das auf dem Latentbildträgerelement oder auf dem Zwischenübertragungselement erzeugt worden ist, auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, kann vorzugsweise ein Verfahren angewendet werden, bei dem ein Mehrfach-Tonerbild (mehrfarbiges Tonerbild), das unter Verwendung mehrerer Toner auf dem Latentbildträgerelement oder auf dem Zwischenübertragungselement erzeugt worden ist, auf einmal auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird.
Der Toner der vorliegenden Erfindung zeigt ausgezeichnete Beständigkeit gegen Anhäufung bzw. Klumpen und gleichmäßige Aufladbarkeit. Er kann deshalb sehr feine Latentbilder genau wiedergeben und kann digitale Latentbilder hervorragend entwickeln. Mit dem Toner können insbesondere bei Vollfarbenbildern Spitzlichtbereiche ausgezeichnet wiedergegeben werden und feine Farbunterschiede wiedergegeben werden und können Vollfarbenbilder erzeugt werden, die in vollem Maße den optischen Eindruck des dargestellten Materials vermitteln und gleichmäßig, kräftig und bildhaft bzw. lebendig sind. Somit können auch schöne bzw. ansprechende graphische Bilder und Linienbilder von (Schrift)zeichen bzw. Buchstaben erhalten werden, und der vorliegende Toner kann vorzugsweise bei Vollfarben-Digitalkopiergeräten oder -druckern verwendet werden.
Das vorstehend erwähnte Bilderzeugungsverfahren, bei dem ein Mehrfach-Tonerbild über das Zwischenübertragungselement auf einmal auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Der Oberfläche einer als Latentbildträgerelement dienenden lichtempfindlichen Trommel 3 wird durch eine Aufladewalze 2, die sich in Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel 3 dreht, ein Oberflächenpotenzial erteilt, und durch eine Belichtungseinrichtung 1 werden elektrostatische Latentbilder erzeugt. Die elektrostatischen Latentbilder werden nacheinander durch eine erste Entwicklungsvorrichtung 4, eine zweite Entwicklungsvorrichtung 5, eine dritte Entwicklungsvorrichtung 6 und eine vierte Entwicklungsvorrichtung 7 entwickelt, um die entsprechenden Tonerbilder zu erzeugen. Die auf diese Weise erzeugten Tonerbilder werden für jede Farbe auf ein Zwischenübertragungselement 11 übertragen, wodurch ein Mehrfach-Tonerbild erzeugt wird.
Als Zwischenübertragungselement 11 wird ein Trommelelement angewendet, wobei ein Element, auf dessen Umfang ein Trägerelement aufgeklebt worden ist, oder ein Element, das aus einem Substrat und einem darauf angeordneten Leitfähigkeit erteilenden Element wie z. B. einer elastischen Schicht (z. B. aus Nitrilkautschuk), in der Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid, Siliciumcarbid oder Titanoxid gut dispergiert worden ist, besteht, angewendet werden kann. Es kann auch ein bandförmiges Zwischenübertragungselement angewendet werden. Das Zwischenübertragungselement kann vorzugsweise aus einer elastischen Schicht mit einer Härte von 10 bis 50 Grad (JIS K-6301) gebildet sein oder im Fall eines Übertragungsbandes aus einem Trägerelement gebildet sein, das in dem Übertragungsbereich, wo auf das Übertragungsmaterial (Aufzeichnungsmaterial) Tonerbilder übertragen werden, eine elastische Schicht mit dieser Härte hat.
Zur Übertragung der Tonerbilder von der lichtempfindlichen Trommel 3 auf das Zwischenübertragungselement 11 wird von einer Stromquelle 13 an einen Metallkern 9 des Zwischenübertragungselements 11 eine Vorspannung angelegt, so dass Übertragungsströme erzeugt und die Tonerbilder übertragen werden. Es kann eine KoronaentLadung von der Rückseite des Trägerelements oder des Bandes her oder eine Aufladung mit einer Walze angewendet werden.
Das Mehrfach-Tonerbild, das sich auf dem Zwischenübertragungselement 11 befindet, wird durch eine Übertragungs-Aufladevorrichtung 114 auf einmal auf das Aufzeichnungsmaterial S übertragen. Als Übertragungs-Aufladevorrichtung kann eine Koronaaufladevorrichtung oder eine elektrostatische Kontaktübertragungseinrichtung, bei der von einer Übertragungswalze oder einem Übertragungsband Gebrauch gemacht, wird, angewendet werden.
Das Tonerbild, das durch irgendeines der vorstehend erwähnten Verfahren auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen worden ist, wird in einem Fixierschritt mit Hilfe von Wärme und/oder Druck an dem Aufzeichnungsmaterial fixiert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann dar nach der Übertragung zurückgebliebene Toner, der sich auf dem Latentbildträgerelement befindet, ohne dass er im Übertragungsschritt übertragen worden ist, (i) durch ein System mit Reinigung vor Entwicklung, bei dem ein Reinigungselement mit der Oberfläche des Latentbildträgerele ments in Berührung gebracht wird, um den nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner zu entfernen und zu sammeln, und (ii) durch ein System mit Reinigung bei Entwicklung, bei dem der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner während der Entwicklung gleichzeitig durch die Entwicklungsvorrichtung gesammelt wird, gesammelt werden. Um das gesamte Bildarzeugungsgerät kompakt zu machen und zu bewirken, dass das Latentbildträgerelement eine längere Lebensdauer hat, wird das System mit Reinigung bei Entwicklung bevorzugt.
Bei dem System mit Reinigung bei Entwicklung sind die Entwicklungszone, die Übertragungszone und die Aufladazone in dieser Reihenfolge in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Oberfläche des Latentbildträgerelements angeordnet, wobei das System kein Reinigungselement für die Entfernung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners, der sich auf der Oberfläche des Latentbildträgerelements befindet, hat, das sonst zwischen der Übertragungszone und der Aufladezone und zwischen der Aufladezone und dar Entwicklungszone in Kontakt mit der Oberfläche das Latentbildträgerelements bereitgestellt wird.
Ein Bildarzeugungsverfahren, bei dem das System mit Reinigung bei Entwicklung angewendet wird, wird unter Angabe eines Beispiels für die Umkehrentwicklung beschrieben, bei der zur Durchführung der Entwicklung die Ladungspolarität des Toner derart festgelegt ist, dass sie mit der Ladungspolarität des elektrostatischen Latentbildes dies Latentbildträgerelements identisch ist. Wenn eine negativ Aufladbare lichtempfindliche Trommel und ein negativ Aufladbarar Toner angewendet werden, wird ein sichtbar gemachtes Bild im Übertragungsschritt durch ein Übertragungselement mit positiver Polarität auf ein Übertragungsmaterial übertragen, wobei die Ladungspolarität des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners in Abhängigkeit von der Art des Übertragungsmaterials (von Unterschieden in Dicke, Widerstand und Dielektrizitätskonstante) und von der Fläche des Bildes von positiv bis negativ variiert. Das Aufladeelement mit negativer Polarität, das angewendet wird, um das negativ Aufladbare lichtempfindliche Element aufzuLaden, kann jedoch die Ladungspolarität sogar in dem Fall gleichmäßig auf einen negativen Wert einstellen, dass die Polarität des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners im Übertragungsschritt zusammen mit der Polarität der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel zu einem positiven Wert verändert worden ist. Somit sind zwar in dem Fall, dass als Entwicklungsverfahren die Umkehrentwicklung angewendet wird, auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel Tonerteilchen vorhanden, die während der Entwicklung gleichmäßig mit negativer Polarität aufgeLaden waren, jedoch bleibt der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner, der negativ aufgeLaden ist, in den Tonerbereichen mit dem Hellbereichspotenzial, die zu entwickeln sind. In den Tonerbereichen mit dem Dunkelbereichspotenzial, die nicht durch den Toner entwickelt werden sollten, wird der zurückgebliebene Toner entsprechend dem zur Entwicklung dienenden elektrischen Feld zu dem Entwicklerträgerelement hin angezogen und bleibt nicht auf der lichtempfindlichen Trommel mit negativer Polarität.
1 veranschaulicht schematisch ein Bilderzeugungsgerät, mit dem das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.
Der Hauptkörper des Bilderzeugungsgeräts ist mit einer ersten Bilderzeugungseinheit Pa, einer zweiten Bilderzeuqungseinheit Pb, einer dritten Bilderzeuqungseinheit Pc und einer vierten Bilderzeugungseinheit Pd, die nebeneinander angeordnet sind, ausgestattet, und auf einem Übertragungsmaterial werden durch die Verfahrensschritte der Latentbilderzeugung, Entwicklung und Übertragung Bilder mit jeweils verschiedenen Farben erzeugt.
Die jeweiligen Bilderzeuqungseinheiten, die in dem Bilderzeugungsgerät nebeneinander angeordnet sind, sind jeweils in der nachstehend beschriebenen Weise aufgebaut, wobei die erste Bilderzeugungseinheit Pa als Beispiel genommen wird.
Die erste Bilderzeugungseinheit Pa hat als Latentbildträgerelement eine elektrophotographische lichtempfindliche Trommel 61a mit einem Durchmesser von 30 mm. Diese lichtempfindliche Trommel 61a wird in der Richtung eines Pfeils a gedreht. Bezugszahl 62a bezeichnet eine Primäraufladevorrichtung, die als Aufladeeinrichtung dient, wobei eine Magnetbürsten-Aufladevorrichtung angewendet wird, die einen Zylinder mit einem Durchmesser von 16 mm umfasst, auf dem magnetische Teilchen getragen werden, die mit der lichtempfindlichen Trommel 61a in Kontakt sind. Bezugszahl 67a bezeichnet eine Belichtungsvorrichtung, die als Latentbilderzeugungseinrichtung für die Erzeugung eines elektrostatischen Latentbildes auf der lichtempfindlichen Trommel 61a dient, deren Oberfläche durch die Primäraufladeeinrichtung 62a gleichmäßig aufgeLaden worden ist. Bezugszahl 63a bezeichnet eine Entwicklungsvorrichtung, die als Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes dient, das auf der lichtempfindlichen Trommel 61a getragen wird, um ein Farbtonerbild zu erzeugen, das einen Farbtoner enthält. Bezugszahl 64a bezeichnet eine Übertragungsrakel, die als Übertragungseinrichtung für die Übertragung des auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 61a erzeugten Farbtonerbildes auf die Oberfläche eines Übertragungsmaterials, das durch ein bandförmiges Übertragungsmaterial-Trägerelement 68 transportiert wird, dient. Diese Übertragungsrakel 64a kommt mit der Rückseite des Übertragungsmaterial-Trägerelements 68 in Berührung und kann eine Übertragungsvorspannung anlegen.
In dieser ersten Bilderzeugungseinheit Pa wird ein lichtempfindliches Element der lichtempfindlichen Trommel 61a einer gleichmäßigen Primäraufladung durch die Primäraufladeeinrichtung 62a unterzogen, und danach wird auf dem lichtempfindlichen Element durch die Belichtungseinrichtung 67a das elektrostatische Latentbild erzeugt. Das elektrostatische Latentbild wird durch die Entwicklungsvorrichtung 63a unter Verwendung eines Farbtoners entwickelt. Das auf diese Weise durch Entwicklung erzeugte Tonerbild wird auf die Oberfläche des Übertragungsmaterials übertragen, indem von der Übertragungsrakel 64a, die mit der Rückseite des bandförmigen Übertragungsmaterial-Trägerelements 68, auf dem das Übertragungsmaterial getragen und transportiert wird, in Berührung kommt, bei einer ersten Übertragungszone (an der Stelle, wo das lichtempfindliche Element und das Übertragungsmaterial miteinander in Kontakt kommen) eine Übertragungsvorspannung angelegt wird.
Diese erste Bilderzeugungseinheit Pa hat kein Reinigungselement für die Entfernung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners von der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel, das sonst zwischen der Übertragungszone und der Aufladezone und zwischen der Aufladezone und der Entwicklungszone in Kontakt mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel bereitgestellt wird. Sie wendet stattdessen das System mit Reinigung bei Entwicklung an, bei dem die Entwicklungsvorrichtung den nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner, der sich auf der lichtempfindlichen Trommel befindet, während der Entwicklung gleichzeitig sammelt, um ihre Oberfläche zu reinigen.
In dem vorliegenden Bilderzeugungsgerät sind die zweite Bilderzeugungseinheit Pb, die dritte Bilderzeugungseinheit Pc und die vierte Bilderzeugungseinheit Pd, die in derselben Weise wie die erste Bilderzeugungseinheit Pa aufgebaut sind, jedoch verschiedene Farbtoner haben, die in den Entwicklungsvorrichtungen aufbewahrt werden, nebeneinander angeordnet. Beispielsweise wird in der ersten Bilderzeuqungseinheit Pa ein gelber Toner verwendet, wird in der zweiten Bilderzeugungseinheit Pb ein magentafarbener Toner verwendet, wird in der dritten Bilderzeugungseinheit Pc ein cyanfarbener Toner verwendet und wird in der vierten Bilderzeugungseinheit Pd ein schwarzer Toner verwendet, und die jeweiligen Farbtoner werden bei den Übertragungszonen der jeweiligen Bilderzeugungseinheiten nacheinander auf das Übertragungsmaterial übertragen. Währenddessen werden die jeweiligen Farbtoner während einer einmaligen Bewegung des Übertragungsmaterials auf demselben Übertragungsmaterial übereinandergelagert, wobei eine Aufeinanderpassung erfolgt. Nach Beendigung der Übertragung wird das Übertragungsmaterial durch eine Abtrennungs-Aufladevorrichtung 69 von der Oberfläche des Übertragungsmaterial-Trägerelements 68 abgetrennt und dann durch eine Fördereinrichtung wie z. B. ein Förderband einer Fixiereinrichtung 70 zugeführt, wo durch nur einmaliges Fixieren ein fertiges Vollfarbenbild erzeugt wird.
Die Fixiereinrichtung 70 hat eine Fixierwalze 71 mit einem Durchmesser von 40 mm und eine Presswalze 72 mit einem Durchmesser von 30 mm, die gepaart sind. Die Fixierwalze 71 hat Heizeinrich tungen 75 und 76. Bezugszahl 73 bezeichnet eine Bahn für die Entfernung etwaiger Flecke, die auf der Fixierwalze vorhanden sind.
Die unfixierten Farbtonerbilder, die auf das Übertragungsmaterial übertragen worden sind, werden durch den Presskontaktbereich zwischen der Fixierwalze 71 und der Presswalze 72 hindurchgehen gelassen, worauf sie durch die Wirkung von Wärme und Druck an dem Übertragungsmaterial fixiert werden.
Bei dem in 1 gezeigten Gerät ist das Übertragungsmaterial-Trägerelement 68 ein endloses bandförmiges Element. Dieses bandförmige Element wird durch eine Antriebswalze 80 in der Richtung eines Pfeils e bewegt. Bezugszahl 79 bezeichnet eine Übertragungsband-Reinigungsvorrichtung; 81 eine mitlaufende Spannrolle für das Band und 82 eine Ladungslöscheinrichtung für das Band. Bezugszahl 83 bezeichnet ein Paar widerstandsfähige Walzen für den Transport des Übertragungsmaterials, das in einem Übertragungsmaterialbehälter aufbewahrt wird, zu dem Übertragungsmaterial-Trägerelement 68.
Als Übertragungseinrichtung kann die Übertragungsrakel, die mit der Rückseite des Übertragungsmaterial-Trägerelements in Berührung kommt, durch eine Kontaktübertragungseinrichtung wie z. B. eine Übertragungswalze ersetzt werden, die mit der Rückseite des Übertragungsmaterial-Trägerelements in Kontakt kommt und direkt eine Übertragungsvorspannung anlegen kann.
Die vorstehend erwähnte Kontaktübertragungseinrichtung kann auch durch eine kontaktfreie Übertragungseinrichtung ersetzt werden, mit der die Übertragung durchgeführt wird, indem von einer üblicherweise angewandten Koronaaufladevorrichtung, die ohne Kontakt mit der Rückseite des Übertragungsmaterial-Trägerelements angeordnet ist, eine Übertragungsvorspannung angelegt wird.
Im Hinblick auf den Vorteil, dass die Ozonmenge, die erzeugt wird, wenn die Übertragungsvorspannung angelegt wird, beschränkt werden kann, ist jedoch die Anwendung der Kontaktübertragungseinrichtung mehr vorzuziehen.
Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Bilderzeugungsverfahren beschrieben, bei dem in mehreren Bilderzeugungsabschnitten Tonerbilder mit verschiedenen Farben erzeugt werden und auf dasselbe Übertragungsmaterial übertragen werden, während sie der Reihe nach übereinander gelagert werden.
Bei diesem Verfahren sind ein erster, ein zweiter, ein dritter und ein vierter Bilderzeugungsabschnitt 29a, 29b, 29c und 29d eingerichtet, und die Bilderzeugungsabschnitte haben jeweils ein Latentbildträgerelement, das ausschließlich darin angewendet wird, d. h. eine lichtempfindliche Trommel 19a, 19b, 19c bzw. 19d.
Die lichtempfindlichen Trommeln 19a bis 19d sind um ihren Umfang herum jeweils mit einer Latentbilderzeugungseinrichtung 23a, 23b, 23c bzw. 23d, einer Entwicklungseinrichtung 17a, 17b, 17c bzw. 17d, einer Übertragungsentladeeinrichtung 24a, 24b, 24c bzw. 24d und einer Reinigungseinrichtung 18a, 18b, 18c bzw. 18d versehen.
Bei so einem Aufbau wird zuerst auf der lichtempfindlichen Trommel 19a des ersten Bilderzeugungsabschnitts 29a durch die Latentbilderzeugungseinrichtung 23a beispielsweise ein Latentbild für die Teilfarbe Gelb erzeugt. Dieses Latentbild wird in der Entwicklungseinrichtung 17a durch Verwendung eines Entwicklers, der einen gelben Toner hat, in ein sichtbares Bild (ein gelbes Tonerbild) umgewandelt, und das Tonerbild wird durch die Übertragungseinrichtung 24a auf ein Übertragungsmaterial S (ein Aufzeichnungsmaterial) übertragen.
Während das gelbe Tonerbild auf das Übertragungsmaterial S übertragen wird, wie vorstehend beschrieben wurde, wird in dem zweiten Bilderzeugungsabschnitt 29b auf der lichtempfindlichen Trommel 19b ein Latentbild für die Teilfarbe Magenta (Purpur) erzeugt und anschließend in der Entwicklungseinrichtung 17b durch Verwendung eines Entwicklers, der einen magentafarbenen Toner hat, in ein sichtbares Bild (Tonerbild) umgewandelt. Dieses sichtbare Bild (ein magentafarbenes Tonerbild) wird auf eine vorgegebene Stelle des Übertragungsmaterials S überlagert und übertragen, wenn die Übertragung auf das Übertragungsmaterial S in dem ersten Bilder zeugungsabschnitt 29a beendet worden ist und das Übertragungsmaterial S zu der Übertragungseinrichtung 24b transportiert wird.
Anschließend wird in dem dritten und dem vierten Bilderzeugungsabschnitt 29c und 29d in derselben Weise wie vorstehend beschrieben ein cyanfarbenes bzw. ein schwarzes Tonerbild erzeugt, und das cyanfarbene und das schwarze Tonerbild werden auf dasselbe Übertragungsmaterial S überlagert und übertragen. Bei Beendigung dieses Bilderzeugungsverfahrens wird das Übertragungsmaterial S zu einem Fixierabschnitt 22 transportiert, wo die Tonerbilder auf dem Übertragungsmaterial S fixiert werden. Auf diese Weise wird auf dem Übertragungsmaterial S ein mehrfarbiges Farbbild erhalten. Die jeweiligen lichtempfindlichen Trommeln 19a, 19b, 19c und 19d, bei denen die Übertragung beendet worden ist, werden durch die Reinigungseinrichtung 18a, 18b, 18c bzw. 18d gereinigt, um den zurückgebliebenen Toner zu entfernen, und dienen zur nächsten Latentbilderzeugung, die anschließend durchgeführt wird.
In dem vorstehend erwähnten Bilderzeugungsgerät wird zum Transportieren des als Aufzeichnungsmaterial dienenden Übertragungsmaterials S ein Förderband 25 angewendet. Wie aus 3 ersichtlich ist, wird das Übertragungsmaterial S von der rechten zur linken Seite transportiert und geht während dieses Transports an der jeweiligen Übertragungseinrichtung 24a, 24b, 24c und 24d des Bilderzeugungsabschnitts 29a, 29b, 29c bzw. 29d vorbei.
Bei diesem Bilderzeugungsverfahren werden als Fördereinrichtung zum Transportieren des Übertragungsmaterials unter dem Gesichtspunkt der leichten Be- und Verarbeitung und der Haltbarkeit ein Förderband aus einem Gittergewebe, das aus Tetoron-Fasern hergestellt ist, und ein Förderband aus einer dünnen nichtleitenden Bahn, die aus einem Polyethylenterephthalatharz, einem Polylaidharz oder einem Urethanharz hergestellt ist, angewendet.
Nachdem das Übertragungsmaterial S durch den vierten Bilderzeugungsabschnitt 29d hindurchgegangen ist, wird an eine Ladungsbeseitigungseinrichtung 20 eine Wechselspannung angelegt, wodurch das Übertragungsmaterial S entLaden und von dem Förderband 25 abgetrennt wird, wonach es in eine Fixiereinrichtung 22 eingeführt wird, wo die Tonerbilder fixiert werden, und schließlich durch einen Papierauslass 26 ausgegeben wird.
Bei diesem Bilderzeugungsverfahren sind die Bilderzeuqungsabschnitte mit jeweils einem unabhängigen Latentbildträgerelement versehen, und es kann bewirkt werden, dass das Übertragungsmaterial durch eine bandförmige Fördereinrichtung nacheinander den Übertragungszonen der jeweiligen Latentbildträgerelemente zugeführt wird.
Alternativ kann bei diesem Bilderzeugungsverfahren ein Latentbildträgerelement, das den jeweiligen Bilderzeugungsabschnitten gemeinsam ist, bereitgestellt werden, und es kann bewirkt werden, dass das Übertragungsmaterial durch eine trommelförmige Fördereinrichtung wiederholt der Übertragungszone des Latentbildträgerelements zugeführt wird, so dass die Tonerbilder mit den jeweiligen Farben dort empfangen werden.
Da das Übertragungsband jedoch einen hohen spezifischen Volumenwiderstand hat, nimmt die Ladungsmenge des Förderbandes weiter zu, während die übertragung mehrmals wiederholt wird wie im Fall eines Farbbilderzeugungsgeräts. Eine gleichmäßige Übertragung kann somit nicht aufrechterhalten werden, es sei denn, dass die elektrischen Übertragungsströme bei jeder Übertragung nacheinander stärker gemacht werden.
Der Toner der vorliegenden Erfindung zeigt eine so ausgezeichnete Übertragungsleistung, dass die Übertragungsleistung des Toners sogar in dem Fall, dass die Aufladung durch die Aufladeeinrichtung bei jeder Wiederholung der Übertragung zugenommaen hat, bei jeder Übertragung mit denselben elektrischen Übertragungsströmen gleichmäßig gemacht werden kann, so dass Bilder mit einer guten Qualität auf hohem Niveau erhalten werden können.
Des weiteren wird unter Bezugnahme auf 4 ein Bilderzeugungsverfahren für die Erzeugung von Vollfarbenbildern gemäß einer anderen Ausführungsform beschrieben.
Ein elektrostatisches Latentbild, das durch ein geeignetes Verfahren auf einer lichtempfindlichen Trommel 33 erzeugt worden ist, wird durch einen Zweikomponentenentwickler, der aus einem ersten Farbtoner und einem Tonerträger besteht, sichtbar gemacht, wobei der Zweikomponentenentwickler in einer als Entwicklungseinrichtung dienenden Entwicklungsvorrichtung 36, die an einer Rotationsentwicklungseinheit 39, die in der Richtung eines Pfeils gedreht wird, angebracht ist, aufbewahrt wird. Das Farbtonerbild (mit der ersten Farbe), das so auf der lichtempfindlichen Trommel 33 erzeugt worden ist, wird durch eine Übertragungs-Aufladevorrichtung 44 auf ein als Aufzeichnungsmaterial S dienendes Übertragungsmaterial übertragen, das durch eine Einspannklemme 47 auf einer Übertragungstrommel 48 gehalten wird.
Bei der Übertragungs-Aufladevorrichtung 44 wird eine Koronaaufladevorrichtung oder Kontaktübertragungs-Aufladsvorrichtung angewendet. In dem Fall, dass bei der Übertragungs-Aufladevorrichtung 44 die Koronaaufladevorrichtung angewendet wird, wird eine Spannung von –10 kV bis +10 kV angelegt, und die elektrischen Übertragungsströme werden auf –500 μA bis +500 μA eingestellt. Auf dem Umfang der Übertragungstrommel 48 ist ein Trägerelement angeordnet. Dieses Trägerelement ist aus einer folienartigen nichtleitenden Schicht wie z. B. einer Polyvinylidenfluoridharzfolie oder einer Polyethylenterephthalatfolie gebildet. Es wird beispielsweise eine Schicht bzw. Folie mit einer Dicke von 100 μm bis 200 μm und einem spezifischen Volumenwiderstand von 10¹² bis 10¹⁴ Ω·cm angewendet.
Als Nächstes wird für die zweite Farbe die Rotationsentwicklungseinheit gedreht, bis der lichtempfindlichen Trommel 33 eine Entwicklungsvorrichtung 35 gegenüberliegt. Dann wird durch einen Zweikomponentenentwickler, der aus einem zweiten Farbtoner und einem Tonerträger besteht und in der Entwicklungsvorrichtung 35 aufbewahrt wird, ein Latentbild für die zweite Farbe entwickelt, und das so erzeugte Farbtonerbild wird auch auf dasselbe als Aufzeichnungsmaterial S dienende Übertragungsmaterial überlagert und übertragen, wie es vorstehend erwähnt wurde.
Ein ähnlicher Arbeitsgang wird auch für die dritte und die vierte Farbe wiederholt. Die Übertragungstrommel 48 wird somit vorgegebene Male gedreht, während das als Aufzeichnungsmaterial S dienende Übertragungsmaterial weiter darauf eingespannt wird, so dass mehrere Tonerbilder entsprechend der Anzahl der vorgegebenen Farben auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen werden. Elektrische Übertragungsströme für die elektrostatische Übertragung können vorzugsweise in der Reihenfolge der ersten Farbe, der zweiten Farbe, der dritten Farbe und der vierten Farbe stärker gemacht werden, damit die Menge der Toner, die nach der Übertragung auf der lichtempfindlichen Trommel zurückbleiben, vermindert werden kann.
Andererseits sind starke elektrische Übertragungsströme nicht vorzuziehen, weil die Bilder, die übertragen werden, unscharf werden können. Da der Toner der vorliegenden Erfindung jedoch eine ausgezeichnete Übertragungsleistung zeigt, können das zweite, das dritte und das vierte Farbbild, d. h. mehrere Farbbilder, sicher nacheinander übertragen werden. Somit wird jedes Farbbild ordentlich erzeugt, und es kann ein mehrfarbiges Bild mit deutlichen Farbtönen erhalten werden. Auch in Form von Vollfarbenbildern können schöne Bilder mit einer ausgezeichneten Farbwiedergabe erhalten werden. Da es nicht mehr notwendig ist, dass die elektrischen Übertragungsströme in so hohem Maße stark gemacht werden, kann außerdem bewirkt werden, dass die Bilder im Übertragungsschritt weniger unscharf werden. Wenn das Aufzeichnungsmaterial S von der Übertragungstrommel 48 abgetrennt wird, werden Ladungen durch eine Abtrennungs-Aufladevorrichtung 45 beseitigt, wobei das Aufzeichnungsmaterial S in dem Fall, dass die elektrischen Übertragungsströme stark sind, eine starke elektrostatische Anziehung zu der Übertragungstrommel erfahren kann und das Übertragungsmaterial nicht abgetrennt werden kann, es sei denn, dass die elektrischen Ströme während der Abtrennung stärker gemacht werden. Da solche elektrischen Ströme eine Polarität haben, die der Polarität der elektrischen Übertragungsströme entgegengesetzt ist, ist es in dem Fall, dass sie stärker gemacht werden, möglich, dass die Tonerbilder unscharf werden oder dass die Toner von dem Übertragungsmaterial verstreut werden, so dass das Innere des Bilderzeugungsgeräts verschmutzt wird. Da der Toner der vorliegenden Er findung leicht übertragen werden kann, kann das Übertragungsmaterial leicht abgetrennt werden, ohne dass die zur Abtrennung dienenden elektrischen Ströme stärker gemacht werden, so dass unscharfe Bilder und Verstreuen von Toner während der Abtrennung verhindert werden können. Der Toner der vorliegenden Erfindung kann somit vorzugsweise insbesondere bei dem Bilderzeugungsverfahren verwendet werden, das den Schritt umfasst, bei dem mehrere Tonerbilder übertragen werden, so dass mehrfarbige Bilder oder Vollfarbenbilder erzeugt werden.
Nach Beendigung der Übertragung mehrerer Tonerbilder auf das Aufzeichnungsmaterial S wird dieses durch die Abtrennungs-Aufladevorrichtung 45 von der Übertragungstrommel 48 abgetrennt. Dann werden die darauf getragenen Tonerbilder durch eine Heißpresswalzen-Fixiereinrichtung 32, die eine mit Siliconöl durchtränkte Bahn hat, fixiert und während des Fixierens einer additiven Farbmischung unterzogen, wodurch ein kopiertes Vollfarbenbild erzeugt wird.
Speisetoner, die den Entwicklungsvorrichtungen 34 bis 37 zuzuführen sind, werden aus Vorratsbehältern, die für die jeweiligen Farbtoner bereitgestellt sind, in Mengen, die durch Speisesignale vorgegeben werden, durch Tonertransportleitungen hindurch zu Tonerzuführungszylindern, die sich in der Mitte der Rotationsentwicklungseinheit befinden, transportiert und von dort den jeweiligen Entwicklungsvorrichtungen zugeführt.
Ein Verfahren, bei dem mehrere Tonerbilder entwickelt und auf einmal übertragen werden, wird unter Bezugnahme auf 5 anhand eines Beispiels für ein Vollfarbenbilderzeugungsgerät beschrieben.
Elektrostatische Latentbilder, die durch eine Aufladeeinrichtung 102 und eine Belichtungseinrichtung 101, bei der von Laserlicht Gebrauch gemacht wird, auf einer lichtempfindlichen Trommel 103 erzeugt worden sind, werden durch eine Entwicklung, die unter Verwendung von Tonern der Reihe nach durch Entwicklungsvorrichtungen 104, 105, 106 und 107 durchgeführt wird, sichtbar gemacht. Bei dem Entwicklungsverfahren wird vorzugsweise eine kontaktfreie Entwicklung angewendet. Bei der kontaktfreien Entwicklung reibt sich die Entwicklerschicht, die in der Entwicklungsvorrichtung gebildet wird, nicht an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 103, so dass die Entwicklung durchgeführt werden kann, ohne dass das Bild, das in dem vorangehenden Entwicklungsschritt erzeugt worden ist, in dem zweiten Entwicklungsschritt und den nachfolgenden Entwicklungsschritten unscharf wird. Was die Reihenfolge der Entwicklung anbetrifft, so können die Latentbilder im Fall von mehrfarbigen Bildern vorzugsweise zuerst mit einer Farbe entwickelt werden, die nicht Schwarz ist und eine höhere Helligkeit bzw. Leuchtkraft und Sättigung (Chromatizität) zeigt. Im Fall von Vollfarbenbildern können die Latentbilder vorzugsweise in der Reihenfolge Gelb, dann entweder Magenta oder Cyan, danach entsprechend entweder Cyan oder Magenta und schließlich Schwarz entwickelt werden.
Die Tonerbilder für ein mehrfarbiges Bild oder Vollfarbenbild, die einander überlagernd auf der lichtempfindlichen Trommel 103 erzeugt worden sind, werden durch eine Übertragungs-Aufladeeinrichtung 109 auf ein als Aufzeichnungsmaterial S dienendes Übertragungsmaterial übertragen. Im Übertragungsschritt wird vorzugsweise eine elektrostatische Übertragung angewendet, wobei von einer Koronaentladungsübertragung oder einer Kontaktübertragung Gebrauch gemacht wird. Die erstgenannte Koronaentladungsübertragung ist ein Verfahren, bei dem eine Übertragungs-Aufladeeinrichtung 109, die eine Koronaentladung erzeugt, den Tonerbildern gegenüberliegend angeordnet ist, wobei das als Aufzeichnungsmaterial S dienende Übertragungsmaterial zwischen die Übertragungs-Aufladeeinrichtung 109 und die lichtempfindliche Trommel 103 gebracht wird und eine Koronaentladung auf die Rückseite des Aufzeichnungsmaterials einwirken gelassen wird, um die Tonerbilder auf elektrostatischem Wege zu übertragen. Die letztgenannte Kontaktübertragung ist ein Verfahren, bei dem eine Übertragungswalze oder ein Übertragungsband mit der lichtempfindlichen Trommel 103 in Kontakt gebracht wird und die Tonerbilder dann übertragen werden, während an die Übertragungswalze eine Vorspannung angelegt wird oder indem von der Rückseite des Übertragungsbandes her eine elektrostatische Aufladung durchgeführt wird, wobei das als Aufzeichnungsmaterial S dienende Übertragungsmaterial zwischen die Übertragungswalze oder das Übertragungsband und die lichtempfindliche Trommel gebracht wird. Durch so eine elektrostatische Übertragung werden die mehreren Farbtonerbilder, die auf der lichtempfindlichen Trommel 103 getragen werden, auf einmal auf das als Aufzeichnungsmaterial S dienende Übertragungsmaterial übertragen. Da die übertragenen Toner bei so einem Übertragungssystem mit einmaliger Übertragung in einer großen Menge vorhanden sind, können die Toner nach der Übertragung in einer großen Menge zurückbleiben, so dass die Tendenz besteht, dass eine ungleichmäßige Übertragung und beim Vollfarbenbild eine Ungleichmäßigkeit der Farben verursacht wird.
Der Toner der vorliegenden Erfindung zeigt jedoch eine so ausgezeichnete Übertragungsleistung, dass alle Farbbilder des mehrfarbigen Bildes ordentlich erzeugt werden können. In Form von Vollfarbenbildern können schöne Bilder mit einer ausgezeichneten Farbwiedergabe erhalten werden. Da der Toner außerdem sogar unter einem schwachen elektrischen Strom mit einem guten Wirkungsgrad übertragen werden kann, kann verhindert werden, dass das Bild unscharf wird. Da das Aufzeichnungsmaterial außerdem leicht abgetrennt werden kann, kann auch verhindert werden, dass während der Abtrennung ein Verstreuen von Toner auftritt. Außerdem kann mit der Kontaktübertragungseinrichtung wegen einer ausgezeichneten Trennbarkeit des Toners eine gute Übertragungsleistung erzielt werden. Der Toner der vorliegenden Erfindung kann somit vorzugsweise auch bei dem Bilderzeugungsverfahren verwendet werden, das den Schritt umfasst, bei dem mehrere Tonerbilder auf einmal übertragen werden.
Das Aufzeichnungsmaterial S, auf das die mehreren Farbtonerbilder auf einmal übertragen worden sind, wird von der lichtempfindlichen Trommel 103 abgetrennt und dann durch eine Heißwalzen-Fixiereinrichtung 112 fixiert, wodurch ein mehrfarbiges Bild erzeugt wird.
Als Entwicklungsvorrichtung des Bilderzeugungsgeräts, das in 1 bis 5 gezeigt ist, kann die in 6 gezeigte Zweikomponenten-Entwicklungsvorrichtung angewendet werden, mit der die Entwicklung durch Verwendung des Zweikomponentenentwicklers der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Wie in 6 gezeigt ist, hat eine Entwicklungsvorrichtung 133, die angewendet wird, um ein elektrostatisches Latentbild zu entwickeln, das auf einer als Latentbildträgerelement dienenden lichtempfindlichen Trommel 120 erzeugt worden ist, einen Entwicklerbehälter 126, dessen Innenraum durch eine Trennwand 127 in eine Entwicklungskammer (erste Kammer) R1 und eine Rührerkammer (zweite Kammer) R2 aufgeteilt ist. An der anderen Seite der Trennwand 127 ist am Oberteil der Rührerkammer R2 eine Tonervorratskammer R3 gebildet. In der Entwicklungskammer R1 und der Rührerkammer R2 wird ein Entwickler 129 aufbewahrt, und in der Tonervorratskammer R3 wird ein Nachfülltoner (nichtmagnetischer Toner) 128 aufbewahrt. Die Tonervorratskammer R3 ist mit einer Zuführungsöffnung 130 versehen, so dass der Nachfülltoner 128 in der Menge, die dem verbrauchten Toner entspricht, durch die Zuführungsöffnung 130 fallen gelassen und in die Rührerkammer R2 eingeführt wird.
Im Inneren der Entwicklungskammer R1 ist eine Förderschnecke 123 angeordnet. Während die Förderschnecke 123 gedreht wird, wird der Entwickler 129, der in der Entwicklungskammer R1 aufbewahrt wird, in der Längsrichtung eines Entwicklungszylinders 121 transportiert. Desgleichen ist in der Rührerkammer R2 eine Förderschnecke 124 angeordnet, und während die Förderschnecke 124 gedreht wird, wird der Toner, der aus der Zuführungsöffnung 130 in die Rührerkammer R2 gefallen ist, in der Längsrichtung des Entwicklungszylinders 121 transportiert.
Der Entwickler 129 ist ein Zweikomponentenentwickler, der aus einem nichtmagnetischen Toner 129a und einem magnetischen Tonerträger 129b besteht.
Der Entwicklerbehälter 126 ist bei seinem an die lichtempfindliche Trommel 120 angrenzenden Teil mit einer Öffnung versehen, und der Entwicklungszylinder 121 ragt nach außen aus der Öffnung heraus, wobei zwischen dem Entwicklungszylinder 121 und der lichtempfindlichen Trommel 120 ein Zwischenraum gebildet wird. Der Entwicklungszylinder 121, der aus einem nichtmagnetischen Material gebildet ist, ist mit einer Einrichtung zum Anlegen einer Vor spannung (nicht in der Zeichnung gezeigt), die dazu dient, während der Entwicklung eine Vorspannung anzulegen, ausgestattet.
Die als Magnetfelderzeugungseinrichtung dienende Magnetwalze, die im Inneren des Entwicklungszylinders 121 befestigt ist, das heißt ein Magnet 122, hat einen Entwicklungsmagnetpol N, einen Magnetpol S, der stromabwärts davon angeordnet ist, und Magnetpole N, S und S zum Transportieren des Entwicklers 129. Der Magnet 122 ist derart in dem Entwicklungszylinder 121 angeordnet, dass der Entwicklungsmagnetpol N der lichtempfindlichen Trommel 120 gegenüberliegt. Der Entwicklungsmagnetpol N erzeugt in der Nähe einer Entwicklungszone, die zwischen dem Entwicklungszylinder 121 und der lichtempfindlichen Trommel 120 abgegrenzt ist, ein Magnetfeld, wobei durch das Magnetfeld eine Magnetbürste gebildet wird.
Unterhalb des Entwicklungszylinders 121 ist eine aus einem nichtmagnetischen Material wie z. B. Aluminium oder dem Edelstahl SUS316 hergestellte nichtmagnetische Rakel 125 angeordnet, um die Schichtdicke des auf dem Entwicklungszylinder 121 befindlichen Entwicklers 129 zu regulieren. Der Abstand zwischen dem Ende der als Regulierelement dienenden nichtmagnetischen Rakel 125 und der Oberfläche des Entwicklungszylinders 121 beträgt 300 bis 1000 μm und vorzugsweise 400 bis 900 μm. Wenn dieser Abstand kleiner als 300 μm ist, kann der magnetische Tonerträger zwischen ihnen festgeklemmt werden, was leicht dazu führt, dass die Entwicklerschicht ungleichmäßig gemacht wird, und ferner kann der Entwickler, der für die Durchführung einer guten Entwicklung notwendig ist, nicht auf den Entwicklungszylinder aufgebracht werden, so dass das Problem herbeigeführt wird, dass nur Bilder mit einer niedrigen Bilddichte, die sehr ungleichmäßig sind, erhalten werden können. Um ein ungleichmäßiges Auftragen (eine so genannte Rakelverstopfung), das auf unzulässige Teilchen zurückzuführen ist, die in dem Entwickler enthalten sind, zu verhindern, kann der Abstand vorzugsweise 400 μm betragen oder noch größer sein. Wenn er mehr als 1000 μm beträgt, nimmt die Menge des Entwicklers, der auf den Entwicklungszylinder 121 aufgetragen wird, derart zu, dass keine erwünschte Regulierung der Dicke der Entwicklerschicht erzielt wird, wodurch das Problem herbeigeführt wird, dass die magnetischen Tonerträgerteilchen in einer großen Menge an der lichtempfindlichen Trommel 120 anhaften bzw. ankleben und dass ferner die Umwälzung des Entwicklers und die Steuerung des Entwicklers durch die nichtmagnetische Rakel 125 für eine Regulierung des Entwicklers unwirksam werden können, so dass wegen mangelnder triboelektrischer Ladung des Toners leicht Schleier verursacht wird.
Diese Schicht aus magnetischen Tonerträgerteilchen bewegt sich sogar in dem Fall, dass der Entwicklungszylinder 121 in der Richtung eines Pfeils gedreht wird, langsamer, während sie sich entsprechend dem Gleichgewicht zwischen der Bindungskraft, die durch die magnetische Kraft ausgeübt wird, und der Schwerkraft und der Transportkraft, die zum Transportieren des Entwicklungszylinders 121 wirkt, weiter von der Oberfläche des Entwicklungszylinders trennt. Einige Teilchen fallen natürlich durch die Wirkung der Schwerkraft herunter.
Die Lage, in der die Magnetpole N und N angeordnet werden, sowie die Fließfähigkeit und die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Tonerträgerteilchen können folglich zweckmäßig gewählt werden, damit die Schicht aus magnetischen Tonerträgerteilchen zu dem Magnetpol N hin transportiert wird, während sie sich näher bei dem Entwicklungszylinder befindet, und eine sich bewegende Schicht bildet. Zusammen mit dieser Bewegung der magnetischen Tonerträgerteilchen wird der Entwickler zu der Entwicklungszone transportiert, während der Entwicklungszylinder 121 gedreht wird, und dient zur Entwicklung.
Bei dem in 6 gezeigten Gerät ist die Aufladeeinrichtung für die Primäraufladung der lichtempfindlichen Trommel 120 eine Magnetbürsten-Aufladeeinrichtung, in der magnetische Teilchen 132 durch einen nichtmagnetischen, leitfähigen Zylinder 131, der in seinem Inneren eine Magnetwalze hat, magnetisch gebunden werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, hat der Toner der vorliegenden Erfindung eine bestimmte Zirkularitätsverteilung und einen bestimmten massegemittelten Teilchendurchmesser. Ferner umfasst der äu ßere Zusatzstoff des Toners auf den Tonerteilchen das anorganische Feinpulver (A), das eine bestimmte mittlere Teilchenlänge und einen bestimmten Formfaktor hat, und das nichtsphärische anorganische Feinpulver (B), das durch Vereinigung von Teilchen gebildet wird und einen bestimmten Formfaktor hat. Der Toner der vorliegenden Erfindung erlaubt eine getreue Wiedergabe feinerer Latentbildpunkte in einer hohen Bildqualität und widersteht jeder mechanischen Spannung im Inneren der Entwicklungsvorrichtung, so dass eine Verschlechterung des Toners unterbunden wird.
BEISPIELE
Beispiele für die vorliegende Erfindung sind nachstehend gezeigt. Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf diese beschränkt. Im Folgenden hat "Teil(e)" die Bedeutung "Masseteil(e)".
Beispiel 1
In 710 Teile durch Ionenaustausch entsalztes Wasser wurden 450 Teile einer wässrigen 0,1 m Na₃PO₄-Lösung eingeführt, worauf Erhitzen auf 60°C und dann Rühren mit 12.000 U/min unter Anwendung eines Clear-Mischers (hergestellt durch M Technic K. K.) folgten. Der erhaltenen Mischung wurden nach und nach 68 Teile einer wässrigen 1,0 m CaCl₂-Lösung zugesetzt, wobei ein wässriges Medium erhalten wurde, das eine Calciumphosphatverbindung enthielt. (Monomere)

Styrol 165 Teile

n-Butylacrylat 35 Teile

(Farbmittel)

C. I. Pigment Blue 15:3 15 Teile
Die vorstehend angegebenen Materialien wurden mit einer Kugelmühle fein verteilt, und danach wurden die nachstehend gezeigten Materialien zugesetzt. Die erhaltene Mischung wurde unter Anwendung eines auf 60°C erhitzten Homogenisiermischers (TK-type Homomixer, hergestellt durch Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) mit 12.000 U/min gleichmäßig gelöst und dispergiert. Anschließend wurden 10 Teile 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst, wobei eine polymerisierbare Monomermischung erhalten wurde. (Ladungssteuerungsmittel)

Salicylsäuremetallverbindung 3 Teile

(polares Harz)

Gesättigtes Polyesterharz 10 Teile

(Trennmittel)

Esterwachs (Fp.: 70°C) 50 Teile
Die vorstehend erwähnte polymerisierbare Monomermischung wurde in das vorstehend erwähnte wässrige Medium eingeführt, worauf 10-atinütiges Rühren bei 60°C in einer Stickstoffatmosphäre unter Anwendung des Clear-Mischers mit 12.000 U/min folgte, um die polymerisierbare Monomermischung in Tröpfchen umzuwandeln. Danach wurde das durch Umwandlung in Tröpfchen erhaltene Produkt in einen Reaktionsbehälter umgefüllt und mit einer Rührschaufel gerührt, während die Temperatur auf 80°C erhöht wurde, und eine Polymerisation wurde 10 Stunden lang durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurden restliche Monomere unter vermindertem Druck abgedampft; das Reaktionssystem wurde gekühlt, und danach wurde Salzsäure dazugegeben, um das Calciumphosphat aufzulösen, worauf Filtrieren, Waschen mit Wasser und dann Trocknen folgte, wobei farbige Suspensionsteilchen (Tonerteilchen) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,1 μm erhalten wurden, die eine scharfe Teilchengrößenverteilung zeigten.
100 Teilen der so erhaltenen Tonerteilchen wurden äußerlich 1,0 Teile eines hydrophoben Titanoxid-Feinpulvers (1) vom Anatastyp (spezifischer Volumenwiderstand: 7 × 10⁹ Ω·cm), das in einem wässrigen Medium mit 10 Teilen Isobutyltrimethoxysilan behandelt worden war und eine spezifische Oberfläche nach BET von 100 m²/g hatte, und 1,0 Teile eines nichtsphärischen Siliciumdioxid-Feinpulvers (1), das eine spezifische Oberfläche nach BET von 43 m²/g hatte, zugesetzt, wobei ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 1 erhalten wurde.
Das vorstehend erwähnte Siliciumdioxid-Feinpulver (1) war ein Produkt, das erhalten worden war, indem 100 Teile handelsübliche Siliciumdioxid-Feinteilchen (AEROSIL #50, erhältlich von Nippon Aerosil Co., Ltd.) einer Oberflächenbehandlung mit 10 Teilen Hexamethyldisilazan unterzogen wurden, worauf zur Einstellung ihrer Teilchengrößenverteilung Klassieren unter Anwendung eines Windsichters folgte, um verhältnismäßig grobe Teilchen zu sammeln. Bei einer mit einem Transmissions- bzw. Durchstrahlungselektronenmikroskop (TEM) angefertigten, 100.000fach vergrößerten Aufnahme und einer mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) angefertigten, 30.000fach vergrößerten Aufname wurde bestätigt, dass es sich bei dem Siliciumdioxid-Feinpulver (1) um Teilchen handelte, die sich durch Vereinigung einer Vielzahl von Primärteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 40 nm gebildet hatten.
Das Titanoxid-Feinpulver (1), das auf den Tonerteilchen des cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 1 vorhanden war, hatte einen Formfaktor SF-1 von 120, und das ebenfalls darauf vorhandene Siliciumdioxid-Feinpulver (1) hatte einen Formfaktor SF-1 von 195.
Bei einer mit einem Rasterelektronenmikroskop angefertigten, 100.000fach vergrößerten Aufnahme des cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 1 wurde bestätigt, dass das Titanoxid-Feinpulver (1) eine mittlere Länge von 50 nm hatte, ein Verhältnis Länge/Breite von 1,1 zeigte und in einer Anzahl von 25 Teilchen je Flächeneinheit von 0,5 μm × 0,5 μm vorhanden war. Bei einer mit einem Rasterelektronenmikroskop angefertigten, 30.000fach vergrößerten Aufnahme des cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 1 wurde bestätigt, dass das Siliciumdioxid-Feinpulver (1) ein mittlere Länge von 168 nm hatte, ein Verhältnis Länge/Breite von 2,8 zeigte und in einer Anzahl von 17 Teilchen je Flächeneinheit von 1,0 μm × 1,0 μm vorhanden war. Die bei dieser vergrößerten Aufnahme bestätigte Teilchengestalt des Siliciumdioxid-Feinpulvers (1) ist in 10 gezeigt.
Der cyanfarbene Suspensionspolymerisationstoner 1 hatte einen mit einem Teilchenzählgerät (Coulter Counter) gemessenen massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,1 μm, zeigte in seiner mit einem Durchfluss-Teilchenbildanalysator gemessenen Zirkularitätsverteilung eine mittlere Zirkularität von 0,983 und enthielt 11% (auf die Anzahl bezogen) Tonerteilchen mit einer Zirkularität von weniger als 0,95.
Der vorstehend erwähnte cyanfarbene Suspensionspolymerisationstoner 1 und der folgende Entwicklungs-Tonerträger I wurden mit einem Tonergehalt von 8% vermischt, um einen cyanfarbenen Zweikomponentenentwickler (1) (scheinbare Dichte: 1,45; Verdichtungsgrad: 12%) herzustellen.
Die scheinbare Dichte und der Verdichtungsgrad des cyanfarbenen Zweikomponentenentwicklers (1) sind Werte, die gemäß den nachstehend beschriebenen Messverfahren ermittelt werden.
Messung der scheinbaren Dichte:
Unter Anwendung eines Pulverprüfgeräts wurde ein Sieb, das eine Maschenweite von 75 μm hatte, mit einer Schwingungsamplitude von 1 mm in Schwingung versetzt, und die scheinbare Dichte A wurde in dem Zustand gemessen, in dem die Teilchen durch das Sieb hindurchgegangen waren.
Messung des Verdichtungsgrades:
Unter Anwendung eines Pulverprüfgeräts wurde die Rütteldichte P nach 180-maliger Auf- und Abbewegung gemessen, um den Verdichtungsgrad des Zweikomponentenentwicklers zu berechnen: Verdichtungsgrad = (P – A)/P × 100 (%)worin A die scheinbare Dichte des Zweikomponentenentwicklers bedeutet und P die Rütteldichte bedeutet.
- Herstellung des Entwicklungs-Tonerträgers I -
Ein Phenol/Formaldehyd-Monomer (50 : 50) wurde in einem wässrigen Medium vermischt und dispergiert. Danach wurden, auf die Masse des Monomers bezogen, 600 Teile Magnetitteilchen mit einer Größe von 0,25 μm, die einer Oberflächenbehandlung mit Isopropoxytriisostearoyltitanat unterzogen worden waren, und 400 Teile Hämatitteilchen mit einer Größe von 0,6 μm gleichmäßig dispergiert, und das Monomer wurde polymerisiert, während Ammoniak in einer geeigneten Menge zugesetzt wurde, wobei magnetische Teilchen enthaltende, sphärische magnetische Harz-Tonerträgerkernteilchen (mittlerer Teilchendurhmesser: 33 μm; Sättigungsmagnetisierung: 38 Am²/kg) erhalten wurden.
20 Teile Toluol, 20 Teile Butanol, 20 Teile Wasser und 40 Teile Eis wurden in einen Vierhalskolben eingefüllt, und 40 Teile einer Mischung von 15 mol CH₃SiCl₃ und 10 mol (CH₃)₂SiCl₂ und ein Katalysator wurden unter Rühren dazugegeben. Nach weiterem 30-minütigem Rühren wurde 1 Stunde lang eine Kondensationsreaktion bei 60°C durchgeführt. Die Siloxane wurden danach gut mit Wasser gewaschen und dann in einer Lösungsmittelmischung (Toluol/Methylethylketon/ Butanol) gelöst, wobei ein Siliconlack mit einem Feststoffgehalt von 10% erhalten wurde.
Dem so erhaltenen Siliconlack wurden, auf 100 Teile des Siloxan-Feststoffgehalts bezogen, gleichzeitig 2,0 Teile durch Ionenaustausch entsalztes Wasser, 2,0 Teile eines durch die folgende Formel (1) wiedergegebenen Härtungsmittels, 1,0 Teile eines durch die folgende Formel (2) wiedergegebenen Aminosilan-Haftvermittlers und 5,0 Teile eines durch die folgende Formel (3) wiedergegebenen Silan-Haftvermittlers zugesetzt, um eine Tonerträger-Besehichtungslösung I herzustellen.
(CH₃)₂N-C₃H₆-Si-(OCH₃)₂ (2) n-C₃H₇-Si-(OCH₃)₃ (3)
Die so erhaltene Tonerträger-Beschiehtungslösung I wurde mit einem Auftraggerät (SPIRACQATER, hergestellt durch Okada Seiko K. K.) in einer Harzauftragmasse von 1 Teil auf 100 Teile der vorstehend erwähnten Tonerträgerkernteilehen aufgetragen, wobei ein beschichteter Entwicklungs-Tonerträger I erhalten wurde.
Wie durch die folgenden Verfahren gemessen wurde, hatte dieser Entwicklungs-Tonerträger I einen spezifischen Volumenwiderstand von 4 × 10¹³ Ω·cm und eine Koerzitivkraft von 55 Oersted.
Messung des spezifischen Volumenwiderstandes:
Der spezifische Volumenwiderstand wurde unter Anwendung einer in 9 gezeigten Messzelle gemessen. Im Einzelnen wurde eine Zelle A mit einer Probe 143 gefüllt, und eine untere Elektrode 141 und eine obere Elektrode 142 wurden derart angeordnet, dass sie mit der eingefüllten Probe 143 in Kontakt kamen, wobei zwischen den Elektroden eine Gleichspannung von 1000 V angelegt wurde und die zu dieser Zeit fließenden Ströme mit einem Amperemeter gemessen wurden, um den spezifischen Volumenwiderstand zu ermitteln. Bezugszahl 144 bezeichnet ein Isolatormaterial. Die Messung wurde unter den Bedingungen einer Kontaktfläche S von 2 cm² zwischen der eingefüllten Probe und der Zelle, einer Dicke d von 3 mm und einer Belastung der oberen Elektrode mit 15 kg durchgeführt.
Messung magnetischer Eigenschaften:
Als Messgerät wurde ein Magnetisierungsmessgerät vom Typ BHU-60 (hergestellt durch Riken Sokutei Co.) angewendet. Etwa 1,0 g einer Probe für die Messung wurden abgewogen und in eine 10 mm hohe Zelle mit einem Durchmesser von 7 mm eingefüllt, die dann in das vorstehend erwähnte Messgerät eingebracht wurde. Die Messung erfolgte, während ein angelegtes Magnetfeld allmählich verstärkt wurde, so dass es sich bis zu einem Höchstwert von 1000 Oersted veränderte. Anschließend wurde das angelegte Magnetfeld vermindert, und schließlich wurde auf einem Aufzeichnungspapier eine Hysteresekurve der Probe erhalten. Daraus wurden Sättigungsmagnetisierung, Remanenz und Koerzitivkraft ermittelt.
Der Zweikomponentenentwickler (1) wurde in die Entwicklungsvorrichtung 63a in der ersten Bilderzeugungseinheit Pa des in 1 gezeigten Bilderzeugungsgeräts eingebracht, und der cyanfarbene Suspensionspolymerisationstoner 1 wurde in den Tonereinfülltrichter 65a eingebracht. Der Tonergehalt des Zweikomponentenentwicklers (1) in der Entwicklungsvorrichtung 63a wurde unter Anwendung einer Chargenkonzentrations-Messeinrichtung (nicht gezeigt) derart eingestellt, dass er bei 7% bis 9% gehalten wurde. Auf 30.000 Blättern wurden in Umgebungen mit 23°C/65% rel.F., 30°C/80% rel.F. und 20°C/10% rel.F. kontinuierlich einfarbige (cyanfarbene) Kopien angefertigt, während die Entwicklungsvorrichtung 63a mit dem cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoner 1 aus dem Tonereinfülltrichter 65a durch das Tonerzuführungselement 66a nachgefüllt wurde.
Die erste Bilderzeugungseinheit Pa des Bilderzeugungsgeräts bestand aus dem folgenden lichtempfindlichen Element Nr. 1, das als lichtempfindliche Trommel 61a angewendet wurde, und der folgenden Magnetbürsten-Aufladeeinrichtung Nr. 1, die als Primäraufladeeinrichtung 62a angewendet wurde, wobei die Magnetbürsten-Aufladseinrichtung mit einer Geschwindigkeit von 120% in der Gegenrichtung bezüglich der Bewegungsrichtung der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 61a gedreht wurde. Die lichtempfindliche Trommel 61a wurde einer Primäraufladung auf –700 V unterzogen, während eine Aufladevorspannung angelegt wurde, die durch Überlagerung einer Wechselspannung mit 1 kHz und einem Spitze-Spitze-Wert von 1,2 kV über eine Gleichspannung mit –700 V erzeugt wurde. Außerdem hatte die erste Bilderzeugungseinheit Pa kein Reinigungselement für die Entfernung und Sammlung des nach Übertragung zurückgebliebenen Toners, der auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 61a vorhanden war, das sonst zwischen der Übertragungszone und der Aufladezone und zwischen der Aufladezone und der Entwicklungszone in Kontakt mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 61a bereitgestellt wurde, und war so aufgebaut, dass sie ein System mit Reinigung bei Entwicklung hatte, bei dem der nach Übertragung zurückgebliebene Toner, der nach dem Übertragungsschritt auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 61a vorhanden war, während der Entwicklung mittels der Magnetbürste des Zweikomponentenentwicklers entfernt und gesammelt wurde. Während der Entwicklung in der Entwicklungsvorrichtung 63a wurde der Entwicklungskontrast auf 250 V und der zur Verhinderung von Schleier dienende Umkehrkontrast auf –150 V eingestellt, um eine Entwicklung durchzuführen, während an den Entwicklungszylinder die in 7 gezeigte diskontinuierliche Wechselspannung angelegt wurde.
- Lichtempfindliches Element Nr. 1 -
Das lichtempfindliche Element Nr. 1 war ein lichtempfindliches OPC-Element, bei dem von einem organischen Photoleiter (OPC) für negative Aufladung Gebrauch gemacht wird. Auf einem Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm wurden als erste bis fünfte Schicht die folgenden fünf funktionellen Schichten gebildet.
Die erste Schicht ist eine etwa 20 μm dicke Harzschicht mit dispergierten leitfähigen Teilchen, die bereitgestellt wird, um etwaige Fehler auf dem Aluminiumzylinder einzuebnen und auch zu verhindern, dass durch Reflexion von zur Belichtung dienendem Laserlicht Moirés bzw. Überlagerungsstörungen verursacht werden.
Die zweite Schicht ist eine zur Verhinderung der Injektion positiver Ladungen dienende Schicht (Unterschicht), bei der es sich um eine etwa 1 μm dicke Schicht mit einem mittelhohen Widerstand handelt, die die Funktion hat, zu verhindern, dass die negativen Ladungen, die durch Aufladung auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erzeugt werden, durch positive Ladungen, die aus dem Aluminiumsubstrat injiziert werden, gelöscht werden, und durch Verwendung von PA 6-66-610-12 und methoxymethyliertem Polyamid auf einen spezifischen Widerstand von etwa 10⁶ Ω·cm eingestellt worden ist.
Die dritte Schicht ist eine Ladungserzeugungsschicht, bei der es sich um eine etwa 0,3 μm dicke Schicht handelt, die aus einem Harz mit einem darin dispergierten Bisazopigment gebildet ist und die bei der Belichtung mit Laserlicht Paare von positiven und negativen Ladungsträgern erzeugt.
Die vierte Schicht ist eine Ladungstransportschicht, die aus einem Polycarbonatharz mit darin dispergierten Hydrazonteilchen gebildet ist und ein p-Halbleiter ist. Die negativen Ladungen, die durch Aufladung an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erzeugt werden, können sich somit nicht durch diese Schicht hindurchbewegen, und nur die positiven Ladungen, die in der Ladungs erzeugungsschicht erzeugt werden, können zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements transportiert werden.
Die fünfte Schicht ist eine Ladungsinjektionsschicht, die aus einem photochemisch härtbaren Acrylharz gebildet ist, in dem ultrafeine SnO₂-Teilchen und zur Verlängerung der Kontaktzeit des Aufladeelements mit dem lichtempfindlichen Element, um eine gleichmäßige Aufladung zu ermöglichen, Tetrafluorethylenharzteilchen mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,25 μm dispergiert worden sind. Im Einzelnen werden, auf die Masse des Harzes bezogen, 160 Masse% sauerstofffreie SnO₂-Teilchen mit einem niedrigen Widerstand, die einen Teilchendurchmesser von etwa 0,03 μm haben, und ferner 30 Masse% der Tetrafluorethylenharzteilchen und 1,2 Masse% eines Dispergiermittels dispergiert.
Der spezifische Volumenwiderstand der Oberflächenschicht des auf diese Weise erhaltenen lichtempfindlichen Elements 1 hatte im Vergleich zu dem spezifischen Volumenwiderstand der Ladungstransportschicht allein, der 5 × 10¹⁵ Ω·cm betrug, einen Wert, der so niedrig wie 6 × 10¹¹ Ω·cm war.
- Magnetbürsten-Aufladeeinrichtung Nr. 1 -
Aus 5 Teilen MgO, 8 Teilen MnO, 4 Teilen SrO und 83 Teilen Fe₂O₃ wurden jeweils Feinteilchen hergestellt, und danach wurde Wasser zugesetzt und vermischt, um eine Kornbildung zu bewirken, worauf Brennen bei 1300°C und dann Einstellung der Teilchengröße folgte, wobei Ferrit-Tonerträgerkernteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 28 μm (Sättigungsmaqnetisierung: 63 Am²/kg; Koerzitivkraft: 55 Oersted) erhalten wurden.
Die vorstehend erwähnten Tonerträgerkernteilchen wurden einer Oberflächenbehandlung mit 10 Teilen Isopropoxytriisostearoyltitanat, die in eine Lösungsmittelmischung aus 99 Teilen Hexan und 1 Teil Wasser eingemischt waren, in einer Behandlungsmenge von 0,1 Teilen unterzogen, wobei magnetische Teilchen a erhalten wurden.
Der spezifische Volumenwiderstand der magnetischen Teilchen wurde in derselben Weise wie der spezifische Volumenwiderstand des Tonerträgers I gemessen, wobei gefunden wurde, dass er 3 × 10⁷ Ω·cm betrug. Der Masseverlust beim Erhitzen betrug 0,1 Teile.
Die Magnetbürsten-Aufladeeinrichtung Nr. 1 bestand aus einem leitfähigen, nichtmagnetischen Zylinder mit einer in seinem Inneren eingebauten Magnetwalze und einer Magnetbürste, die durch magnetische Bindung der vorstehend erwähnten magnetischen Teilchen a an die Oberfläche des Zylinders gebildet wurde, wobei während der Aufladung die Magnetwalze stationär und der leitfähige, nichtmagnetisehe Zylinder drehbar eingerichtet war.
Bei der vorstehend erwähnten kontinuierlichen Kopierprüfung mit 30.000 Blättern wurde eine Bewertung in Bezug auf die Gleichmäßigkeit flächenhafter (nicht unterbrochener) Bilder im Anfangsstadium, auf Schleier nach dem Betrieb mit 30.000 Blättern, auf das Betriebsverhalten, das aus Unterschieden in der Bilddichte zwischen Bildern im Anfangsstadium und Bildern nach dem Betrieb mit 30.000 Blättern ersichtlich ist, und auf die Übertragungsleistung im Anfangsstadium und bei Bildern nach dem Betrieb mit 30.000 Blättern durchgeführt. Anhand von Unterschieden in der Menge der triboelektrischen Ladung des Toners zwischen einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit (20°C/10% rel.F.) und einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit (30°C/80% rel.F.) wurde auch die Beständigkeit des Toners gegenüber Umwelteinflüssen bewertet.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Die Bilddichte war stabil; in Bezug auf Schleier und Übertragungsleistung gab es keine Probleme, und es wurden sehr gute Ergebnisse erhalten.
Gleichmäßigkeit flächenhafter Bilder:
Es wurde ein Original kopiert, das an fünf Stellen mit Kreisen versehen war, die einen Durchmesser von 20 mm hatten und deren mit einem Aufsicht- bzw. Reflexionsdensitometer (RD918, hergestellt durch Macbeth Co.) gemessene Bilddichte 1,5 betrug. Die Bilddichte bei den Bildbereichen wurde mit dem Reflexionsdensitometer RD918 gemessen, um die Unterschiede zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert bei dieser Messung zu ermitteln.
Bilddichte:
Es wurde ein Original kopiert, das mit Kreisen versehen war, die einen Durchmesser von 20 mm hatten und deren mit einem Reflexionsdensitometer (RD918, hergestellt durch Macbeth Co.) gemessene Bilddichte 1,5 betrug. Die Bilddichte bei den Bildbereichen wurde mit dem Reflexionsdensitometer RD918 gemessen.
Schleiermenge:
Von dem schlechtesten Wert (Ds) der Reflexionsdichte, die nach der Bilderzeugung an 10 Stellen von Nicht-Bildbereichen (weißem Hintergrund) gemessen wurde, wurde ein Mittelwert (Dr) der vor der Bilderzeugung an 10 Stellen auf dem Papier gemessenen Reflexionsdichte subtrahiert. Der erhaltene Wert (Dr – Ds) wurde als Schleiermenge angesehen.
Die Reflexionsdichte wurde unter Anwendung des Messgeräts REFLECTOMETER NADEL TC-6DS (hergestellt durch Tokyo Denshoku Co., Ltd.) gemessen. Bilder mit einer Schleiermenge von 2% oder weniger sind gute Bilder, die im wesentlichen schleierfrei sind, und die mit einer Schleiermenge von mehr als 5% sind unscharfe Bilder mit deutlich sichtbarem Schleier.
Übertragungsleistung:
Flächenhafte Bilder wurden auf der lichtempfindlichen Trommel entwickelt, und das Gerät wurde während der Übertragung angehalten. Der auf der lichtempfindlichen Trommel befindliche Toner wurde mit einem Mylar-Band gesammelt, das dann an einem weißen Hintergrundsbereich des Übertragungs(bildempfangs)papiers befestigt wurde. Der auf dem Übertragungs(bildempfangs)papier befindliche Toner wurde ebenfalls mit dem Mylar-Band befestigt. Die Übertragungsleistung (der Übertragungswirkungsgrad) wurde folgendermaßen berechnet: Übertragungsleistung (%) = (Macbeth-Bilddichte auf Übertragungs(bildempfangs)papier/ Macbeth-Bilddichte auf Trommel) × 100
Menge der triboelektrischen Ladung des Toners:
Die Menge der triboelektrischen Ladung des Toners wurde in der folgenden Weise mit einem in 8 gezeigten Messgerät zur Messung der Menge der triboelektrischen Ladung gemessen.
Es wird eine Mischung hergestellt, wozu ein zu messender Toner und magnetische Teilchen in einem Verhältnis von 1 : 19 vermischt werden, indem sie in eine Polyethylenflasche mit einem Fassungsvermögen von 50 bis 100 ml eingefüllt und etwa 10 bis 40 Sekunden lang von Hand geschüttelt werden. Dann werden zuerst etwa 0,5 bis 1,5 g der Mischung in einen aus einem Metall hergestellten Messbehälter 52 eingefüllt, an dessen Boden ein Sieb 53 mit einer Maschenzahl von 500 mesh vorhanden ist, und der Behälter wird mit einer aus einem Metall hergestellten Platte 54 abgedeckt. Die Gesamtmasse des Messbehälters 52 in diesem Zustand wird gewogen und wird durch W₁ (g) ausgedrückt. Dann wird in einer Saugvorrichtung 51 (mindestens in dem Teil, der mit dem Messbehälter 52 in Kontakt kommt, aus einem Isolatormaterial hergestellt) Luft aus einer Absaugöffnung 57 abgesaugt, und ein Luftstrom-Steuerventil 56 wird betätigt, um den Druck, der durch ein Vakuumanzeigegerät 55 angezeigt wird, auf 250 mmWS einzustellen. In diesem Zustand wird das Absaugen in ausreichendem Maße, vorzugsweise etwa 2 Minuten lang, durchgeführt, um den Toner durch Absaugen zu entfernen. Das elektrische Potenzial, das in diesem Stadium durch ein Potenziometer 59 angezeigt wird, wird durch V (Volt) ausgedrückt. In 8 bezeichnet Bezugszahl 58 einen Kondensator, dessen Kapazität durch C (mF) ausgedrückt wird. Die Gesamtmasse des Messbehälters nach Beendigung des Absaugens wird auch gewogen und wird durch W₂ (g) ausgedrückt. Die Menge Q (mC/kg) der triboelektrischen Ladung wird in der durch den folgenden Ausdruck gezeigten Weise berechnet: Menge der triboelektrischen Ladung des Toners (mC/kg) = (C × V)/(W1 – W2)(Messung unter Bedingungen von niedriger Feuchtigkeit: 20°C/10% rel.F. und hoher Feuchtigkeit: 30°C/80% rel.F.)
Als magnetische Teilchen, die bei der Messung verwendet wurden, wurde der Tonerträger verwendet, der in Kombination mit dem Toner den Zweikomponentenentwickler bildet.
Beispiel 2
Ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 2 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das dabei verwendete Siliciumdioxid-Feinpulver (1) durch Siliciumdioxid-Feinpulver (2) ersetzt wurde, das eine spezifische Oberfläche nach BET von 40 m²/g hatte und aus vereinigten Teilchen bestand, die durch Vereinigung einer Vielzahl von Primärteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 60 nm gebildet worden waren.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 2 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (2) (scheinbare Dichte: 1,49; Verdichtungsgrad: 13%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.

Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Obwohl die Übertragungsleistung nach dem Betrieb mit 30.000 Blättern etwas schlechter wurde, wurden gute Ergebnisse erhalten. Vergleichsbeispiel 1

Polyesterharz, durch Kondensation von propoxyliertem Eisphenol, Fumarsäure und Trimellithsäure erhalten	100 Teile
Phthalocyaninpigment	4 Teile
Aluminiumverbindung von Di-tert.-butylsalicylsäure	4 Teile
Niedermolekulares Polypropylen	4 Teile

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden unter Anwendung eines Henschel-Mischers vorgemischt und dann unter Anwendung einer Knetmaschine vom Doppelschneckenextrudertyp schmelzgeknetet. Nach seiner Abkühlung wurde das geknetete Produkt unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, um grobe Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm zu bilden, die dann unter Anwendung einer Feinmühle mit einem Luftstrahlsystem fein pulverisiert wurden. Das so erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde ferner klassiert, wobei ein blaues Pulver (Tonerteilchen) mit einem massegemitteltsn Teilchendurchmesser von 6,0 μm erhalten wurde, und Titanoxid-Feinpulver (1) und Siliciumdioxid-Feinpulver (2) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 äußerlich dazugegeben, wobei ein cyanfarbener Pulverisierungstoner 3 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften erhalten wurde.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Pulverisierungstoners 3 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (3) (scheinbare Dichte: 1,37; Verdichtungsgrad: 21%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.

Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Es wurden weder in Bezug auf Übertragungsleistung noch auf Schleier und Bilddichte zufriedenstellende Ergebnisse erhalten. Beispiel 3

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden unter Anwendung eines Henschel-Mischers vorgemischt und dann unter Anwendung einer Knetmaschine vom Doppelschneckenextrudertyp schmelzgeknetet. Nach seiner Abkühlung wurde das geknetete Produkt unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, um grobe Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm zu bilden, die dann unter Anwendung einer Feinmühle mit einem Luftstrahlsystem fein pulverisiert wurden. Das so erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde ferner klassiert und danach durch mechanische Schläge behandelt, um die Teilchen sphärisch (kugelförmig) zu machen. Auf diese Weise wurde ein blaues Pulver (Tonerteilchen) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,0 μm erhalten, und Titanoxid-Feinpulver (1) und Siliciumdioxid-Feinpulver (2) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 2 äußerlich dazugegeben, wobei ein durch die Behandlung sphärisch gemachter, cyanfarbener Toner 4 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften erhalten wurde.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten, durch die Behandlung sphärisch gemachten cyanfarbenen Toners 4 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (4) (scheinbare Dichte: 1,41; Verdichtungsgrad: 195) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.

Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Obwohl die Übertragungsleistung nach dem Betrieb mit 30.000 Blättern etwas schlechter wurde, wurden gute Ergebnisse erhalten. Beispiel 4

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden unter Anwendung eines Henschel-Mischers vorgemischt und dann unter Anwendung einer Knetmaschine vom Doppelschneckenextrudertyp schmelzgeknetet. Nach seiner Abkühlung wurde das geknetete Produkt unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, um grobe Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm zu bilden, die dann unter Anwendung einer Feinmühle mit einem Luftstrahlsystem fein pulverisiert wurden. Das so erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde ferner klassiert und danach mit Heißluft behandelt, um die Teilchen sphärisch zu machen.
Auf diese Weise wurde ein blaues Pulver (Tonerteilchen) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,0 μm erhalten, und Titanoxid-Feinpulver (1) und Siliciumdioxid-Feinpulver (2) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 2 äußerlich dazugegeben, wobei ein durch die Behandlung sphärisch gemachter, cyanfarbener Toner 5 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften erhalten wurde.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten, durch die Behandlung sphärisch gemachten cyanfarbenen Toners 5 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (5) (scheinbare Dichte: 1,43; Verdichtungsgrad: 17%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.

Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Obwohl die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen etwas schlechter war, wurden gute Ergebnisse erhalten. Vergleichsbeispiel 2

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden unter Anwendung eines Henschel-Mischers vorgemischt und dann unter Anwendung einer Knetmaschine vom Doppelschneckenextrudertyp schmelzgeknetet. Nach seiner Abkühlung wurde das geknetete Produkt unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, um grobe Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm zu bilden, die dann unter Anwendung einer Feinmühle mit einem Luftstrahlsystem fein pulverisiert wurden. Das so erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde ferner klassiert und danach in einem Heißwasserbad behandelt, um die Teilchen sphärisch zu machen. Auf diese Weise wurde ein blaues Pulver (Tonerteilchen) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,0 μm erhalten, und Titanoxid-Feinpulver (1) und Siliciumdioxid-Feinpulver (2) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 2 äußerlich dazugegeben, wobei ein durch die Behandlung sphärisch gemachter, cyanfarbener Toner 6 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften erhalten wurde.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Pulverisierungstoners 6 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (6) (scheinbare Dichte: 1,891 Verdichtungsgrad: 9%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Schleier und Bilddichte waren beide unbefriedigend.
Vergleichsbeispiel 3
Ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 7 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass das dabei verwendete Siliciumdioxid-Feinpulver (1) nicht verwendet wurde und nur das Titanoxid-Feinpulver (1) in einer Menge von 2 Teilen, auf 100 Teile der Tonerteilchen bezogen, äußerlich zugesetzt wurde.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 7 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (7) (scheinbare Dichte: 1,47; Verdichtungsgrad: 13%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Übertragungsleistung und Bilddichte waren beide unbefriedigend.
Vergleichsbeispiel 4
Tonerteilchen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass die Calciumphosphatverbindung gebildet wurde, indem die wässrige 0,1 m Na₃PO₄-Lösung und die wässrige 1,0 m CaCl₂-Lösung zugesetzt wurden, während die Drehzahl des Clear-Mischers bei 6000 U/min gehalten wurde. Als Ergebnis wurden farbige Suspensionsteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,1 μm erhalten, die eine breite Teilchengrößenverteilung zeigten. Diese Teilchen wurden klassiert, wobei farbige Suspensionsteilchen (Tonerteilchen) mit einem massegemittelten Teilchen durchmesser von 6,5 μm erhalten wurden, die eine scharfe Teilchengrößenverteilung zeigten, und Titanoxid-Feinpulver (1) und Siliciumdioxid-Feinpulver (2) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 2 äußerlich dazugegeben, wobei ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 8 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften erhalten wurde.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 8 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (8) (scheinbare Dichte: 1,40; Verdichtungsgrad: 21%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Es wurden ähnliche Ergebnisse wie in Vergleichsbeispiel 1 erhalten. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass der Toner im wesentlichen dieselbe Zirkularitätsverteilung zeigt, obwohl zur Herstellung des Toners ein anderes Verfahren angewendet wird.
Beispiel 5
Ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 9 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in derselben Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, außer dass das dabei verwendete Titanoxid-Feinpulver (1) durch Titanoxid-Feinpulver (2) vom Anatastyp (spezifischer Volumenwiderstand: 2 × 10¹⁰ Ω·cm; spezifische Oberfläche nach BET: 92 m²/g), das durch Trockenbehandlung unter Anwendung eines Henschel-Mischers mit 10 Teilen Dimethylsiliconöl (Viskosität: 50 Centipoise) behandelt worden war, ersetzt wurde.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 9 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (9) (scheinbare Dichte: 1,43; Verdichtungsgrad: 14%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Die Bilddichte flächenhafter Bilder war im Vergleich zu der in Beispiel 2 vermutlich wegen eines kleineren Formfaktors SF-1 des Titanoxid-Feinpulvers etwas ungleichmäßig, jedoch wurden gute Ergebnisse erhalten.
Vergleichsbeispiel 5
Ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 10 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das dabei verwendete Siliciumdioxid-Feinpulver (1) durch Siliciumdioxid-Feinpulver (3) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 26 m²/g, das mit 10 Teilen Hexamethyldisilazan und 10 Teilen Dimethylsiliconöl (Viskosität: 50 Centipoise) behandelt worden war und aus vereinigten Teilchen bestand, die durch Vereinigung einer Vielzahl von Primärteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 70 nm gebildet worden waren, ersetzt wurde.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 10 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (10) (scheinbare Dichte: 1,40; Verdichtungsgrad: 21%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Bilddichte und Schleier waren im Vergleich zu denen in Beispiel 1 vermutlich wegen eines kleineren Formfaktors SF-1 des Siliciumdioxid-Feinpulvers beide unbefriedigend.
Beispiel 6
Ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 11 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Menge der dabei verwendeten äußeren Zusatzstoffe derart verändert wurde, dass sie bei dem Titanoxid-Feinpulver (1) 0,02 Teile und bei dem Siliciumdioxid-Feinpulver (1) 1,0 Teile betrug.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 11 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (11) (scheinbare Dichte: 1,40; Verdichtungsgrad: 22%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, Schleier und Bilddichte waren alle nicht zufriedenstellend, jedoch wurde dadurch bei der praktischen Anwendung kein Problem verursacht.
Beispiel 7
Ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 12 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Menge der dabei verwendeten äußeren Zusatzstoffe derart verändert wurde, dass sie bei dem Titanoxid-Feinpulver (1) 1,0 Teile und bei dem Siliciumdioxid-Feinpulver (1) 2,0 Teile betrug.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 12 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (12) (scheinbare Dichte: 1,49; Verdichtungsgrad: 13%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen und Schleier waren etwas schlechter, jedoch wurden gute Ergebnisse erhalten.
Beispiel 8
Ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 13 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das dabei verwendete Siliciumdioxid-Feinpulver (1) durch Siliciumdioxid-Feinpulver (4) ersetzt wurde, dessen Teilchengrößenverteilung durch Veränderung der Bedingungen für das Klassieren des Silici umdioxid-Feinpulvers (1) derart eingestellt worden war, dass verhältnismäßig feine Teilchen gesammelt wurden.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 13 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (13) (scheinbare Dichte: 1,52; Verdichtungsgrad: 17%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Es trat etwas Schleier auf, jedoch wurden gute Ergebnisse erhalten.
Beispiel 9
Ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 14 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das dabei verwendete Siliciumdioxid-Feinpulver (1) durch Siliciumdioxid-Feinpulver (5) ersetzt wurde, dessen Teilchengrößenverteilung durch Veränderung der Bedingungen für das Klassieren des Siliciumdioxid-Feinpulvers (1) derart eingestellt worden war, dass das Klassieren mehrmals wiederholt wurde, so dass es möglich war, nur größere Teilchen zu sammeln.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 14 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (14) (scheinbare Dichte: 1,41; Verdichtungsgrad: 12%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Die Bilddichte flächenhafter Bilder war etwas schlechter, und auch die Übertragungsleistung war etwas schlechter, jedoch wurden gute Ergebnisse erhalten.
Vergleichsbeispiel 6
Ein cyanfarbener Suspensionspolymerisationstoner 15 mit den in Tabelle 2 gezeigten physikalischen Eigenschaften wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das dabei verwendete Titanoxid-Feinpulver (1) nicht verwendet wurde und nur das Siliciumdioxid-Feinpulver (1) in einer Menge von 2 Teilen, auf 100 Teile der Tonerteilchen bezogen, äußerlich zugesetzt wurde.
Unter Verwendung des vorstehend erwähnten cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoners 15 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 ein Zweikomponentenentwickler (15) (scheinbare Dichte: 1,41; Verdichtungsgrad: 12%) hergestellt. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1.
Die Ergebnisse der Bewertung waren wie in Tabelle 3 gezeigt. Schleier, Bilddichte und Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen waren alle nicht zufriedenstellend.
Beispiel 10
Ein Zweikomponentenentwickler (16) (scheinbare Dichte: 1,88; Verdichtungsgrad: 11%) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Entwicklungs-Tonerträger I durch den folgenden Entwicklungs-Tonerträger II ersetzt wurde. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1. Als Ergebnis trat etwas mehr Schleier auf, jedoch wurden gute Ergebnisse erhalten.
Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass das Tonerträgermaterial durch Ferrit ersetzt wurde und die Mischbarkeit des nachgefüllten Toners wegen der Dichte des Ferrits etwas schlechter war.
- Herstellung des Entwicklungs-Tonerträgers II -
Aus 8 Teilen MgO, 5 Teilen MnO und 87 Teilen Fe₂O₃ wurden jeweils Feinteilchen mit einem Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,1 μm hergestellt, und danach wurde Wasser zugesetzt und vermischt, um die Teilchen gleichmäßig zu vermischen, und durch Sprühtrocknung der erhaltenen Mischung wurden Körnchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 35 μm gebildet, worauf Brennen bei 1200°C und dann Entfernung von grobem Pulver und feinem Pulver folgte, wobei Ferrit-Tonerträgerkernteilchen erhalten wurden. Die auf diese Weise erhaltenen Ferrit-Tonerträgerkernteilchen wurden anstelle der magnetische Teilchen enthaltenden, sphärischen magnetischen Harz-Tonerträgerkernteilchen verwendet, die bei der Herstellung des Entwicklungs-Tonerträgers 2 verwendet wurden, und ihre Oberfläche wurde in derselben Weise wie bei der Herstellung des Entwicklungs-Tonerträgers I beschichtet. Auf diese Weise wurde ein Entwicklungs-Tonerträger II erhalten, der einen spezifischen Volumenwiderstand von 2 × 10¹² Ω·cm, eine Sättigungsmagnetisierung von 37 Am²/kg und eine Koerzitivkraft von 5 Oersted hatte.
Beispiel 11
Ein Zweikomponentenentwickler (17) (scheinbare Dichte: 1,51; Verdichtungsgrad: 14%) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Entwicklungs-Tonerträger I durch den folgenden Entwicklungs-Tonerträger III ersetzt wurde. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 1. Als Ergebnis wurde die Gleichmäßigkeit flächenhafter Bilder im Stadium des 30.000sten Blattes etwas schlechter, jedoch wurde dadurch bei der praktischen Anwendung kein Problem verursacht. Dies liegt vermutlich daran, dass der Entwicklungs-Tonerträger so starke magnetische Eigenschaften hatte, dass der Toner in der Entwicklungszone etwas beschädigt wurde, so dass die Entwicklungsleistung beeinträchtigt wurde.
- Herstellung des Entwicklungs-Tonerträgers III -
Ein Entwicklungs-Tonerträger III wurde in derselben Weise wie bei der Herstellung des Entwicklungs-Tonerträgers I hergestellt, außer dass die Menge der verwendeten Magnetitteilchen von 600 Teilen zu 100 Teilen verändert wurde.
Der auf diese Weise erhaltene Entwicklungs-Tonerträger III hatte einen spezifischen Volumenwiderstand von 8 × 10¹¹ Ω·cm, eine Sättigungsmagnetisierung von 65 Am²/kg und eine Koerzitivkraft von 78 Oersted.
Beispiel 12
Beispiel 2 wurde wiederholt, außer dass der Entwicklungszylinder in derselben Richtung wie die lichtempfindliche Trommel gedreht wurde. Als Ergebnis war die Bilddichte flächenhafter Bilder etwas ungleichmäßig, jedoch wurden gute Ergebnisse erhalten.
Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass es durch die Änderung der Drehrichtung des Entwicklungszylinders schwierig gemacht wurde, das Abstreifen des Entwicklers nach der Entwicklung und die Beschichtung der Oberfläche mit frischem Entwickler ins Gleichgewicht zu bringen, was zu einer etwas instabilen Steuerung des Tonergehalts führte.
Beispiel 13
Ein gelber Suspensionspolymerisationstoner 16, ein magentafarbener Suspensionspolymerisationstoner 17 und ein schwarzer Suspensionspolymerisationstoner 18 wurden in derselben Weise wie der cyanfarbene Suspensionspolymerisationstoner 1 von Beispiel 1 hergestellt, außer dass das verwendete C. I. Pigment Blue 15:3 durch C. I. Pigment Yellow 93, ein Chinacridonpigment bzw. Ruß ersetzt wurde.
Unter Verwendung des gelben Suspensionspolymerisationstoners 16, des magentafarbenen Suspensionspolymerisationstoners 17 und des schwarzen Suspensionspolymerisationstoners 18, die vorstehend erwähnt wurden, wurden in derselben Weise wie in Beispiel 2 ein gelber Zweikomponentenentwickler (18), ein magentafarbener Zweikomponentenentwickler (19) bzw. ein schwarzer Zweikomponentenentwickler (20) hergestellt.

Bei dem in 1 gezeigten Bilderzeugungsgerät wurden vier Zweikomponentenfarbentwickler, die aus den drei vorstehend erwähnten Zweikomponentenfarbentwicklern und dem in Beispiel 1 verwendeten Zweikomponentenentwickler (1) bestanden, angewendet, um ohne Anwendung einer Reinigungseinheit Tonerbilder in der Farbreihenfolge Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz zu erzeugen. Die Tonerbilder wurden zur kontinuierlichen Erzeugung von Vollfarbenbildern auf 30.000 Blättern nacheinander mehrfach auf ein Übertragungs(bildempfangs)material (ein Aufzeichnungsmaterial) übertragen. Als Ergebnis änderte sich die Bilddichte nur wenig, und es wurden gute Ergebnisse ohne Schleier erhalten. Synthesebeispiel 1

Styrol	125 Teile
Methylmethacrylat	35 Teile
n-Butylacrylat	40 Teile
Kupferphthalocyaninpigment	14 Teile
Di-tert.-butylsalicylsäure-Aluminiumverbindung	3 Teile
Gesättigter Polyester (Säurezahl: 10; Molmassenmaximum: 9100)	10 Teile
Esterwachs [Mw: 450; Mn: 400; Mw/Mn: 1,13; Schmelzpunkt: 68°C; Viskosität: 6,1 mPa·s; Vickers-Härte: 1,2; SP-Wert (Löslichkeitsparameter): 8,3]	40 Teile

In der vorstehend angegebenen Weise formulierte Materialien wurden auf 60°C erhitzt, worauf gleichmäßiges Auflösen und Dispergieren mit 10.000 U/min unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer, hergestellt durch Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) folgten. In der erhaltenen Mischung wurden 10 Teile 2,2'-Azabis(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst. Auf diese Weise wurde eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt.
Separat wurden 450 Teile einer wässrigen 0,1 m Na₃PO₄-Lösung in 710 q durch Ionenaustausch entsalztes Wasser eingeführt, worauf Erhitzen auf 60°C und dann Rühren mit 1300 U/min unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer, hergestellt durch Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) folgte. Der erhaltenen Mischung wurden nach und nach 68 Teile einer wässrigen 1,0 m CaCl₂-Lösung zuge setzt, wobei ein wässriges Medium erhalten wurde, das Ca₃(PO₄)₂ enthielt.
Die vorstehend erwähnte polymerisierbare Monomermischung wurde in das vorstehend erwähnte wässrige Medium eingeführt, worauf ferner Zusatz von 2 Teilen Polyethylen und dann 20-minütiges Rühren bei 60°C in einer Stickstoffatmosphäre unter Anwendung eines Clear-Mischers mit 12.000 U/min zur Umwandlung der polymerisierbaren Monomermischung in Tröpfchen folgte. Danach wurde ihre Temperatur auf 80°C erhöht, während das wässrige Medium mit einer Rührschaufel gerührt wurde, und die Polymerisationsreaktion wurde 8 Stunden lang durchgeführt.

Nach Beendigung der Polymerisation wurde das Reaktionssystem gekühlt, und danach wurde Salzsäure dazugegeben, um das Calciumphosphat aufzulösen, worauf Filtrieren, Waschen mit Wasser und dann Trocknen folgte, wobei Polymerisationsteilchen (Polymerisationstonerteilchen) A erhalten wurden. Die Polymerisationstonerteilchen A hatten einen Formfaktor SF-1 von 115. Synthesebeispiel 2

Styrol	170 Teile
2-Ethylhexylacrylat	30 Teile
Chinacridonpigment	15 Teile
Di-tert.-butylsalicylsäure-Chromverbindung	3 Teile
Gesättigter Polyester (Säurezahl: 10; Molmassenmaximum: 9100)	10 Teile
Esterwachs (Mw: 450; Mn: 400; Mw/Mn: 1,13; Schmelzpunkt: 70°C; Viskosität: 6,5 mPa·s; Vickers-Härte: 1,1; SP-Wert: 8,6)	40 Teile

In der vorstehend angegebenen Weise formulierte Materialien wurden in derselben Weise wie in Synthesebeispiel 1 behandelt, um eine polymerisierbare Monomermischung herzustellen, die dann in das in Synthesebeispiel 1 hergestellte wässrige Medium eingebracht wurde, und die anschließende Arbeitsweise wurde wiederholt, wobei Polymerisationsteilchen (Polymerisationstonerteilchen) B erhalten wurden. Synthesebeispiel 3

Styrol	170 Teile
2-Ethylhexylacrylat	30 Teile
Ruß	15 Teile
Di-tert.-butylsalicylsäure-Chromverbindung	3 Teile
Gesättigter Polyester (Säurezahl: 10; Molmassenmaximum: 9100)	10 Teile
Esterwachs (Mw: 500; Mn: 400; Mw/Mn: 1,25; Schmelzpunkt: 70°C; Viskosität: 6,5 mPa·s; Vickers-Härte: 1,1; SP-Wert: 8,6)	40 Teile

In der vorstehend angegebenen Weise formulierte Materialien wurden in derselben Weise wie in Synthesebeispiel 1 behandelt, um eine polymerisierbare Monomermischung herzustellen, die dann in das in Synthesebeispiel 1 hergestellte wässrige Medium eingebracht wurde, und die anschließende Arbeitsweise wurde wiederholt, wobei Polymerisationsteilchen (Polymerisationstonerteilchen) C erhalten wurden. Synthesebeispiel 4

Styrol	170 Teile
n-Butylacrylat	30 Teile
C. I. Pigment Yellow 93	15 Teile
Di-tert.-butylsalicylsäure-Chromverbindung	3 Teile
Gesättigter Polyester (Säurezahl: 10; Molmassenmaximum: 9100)	10 Teile
Diesterwachs (Mw: 480; Mn: 410; Mw/Mn: 1,17; Schmelzpunkt: 73°C; Viskosität: 10,5 mPa·s; Vickers-Härte: 1,0; SP-Wert: 9,1)	30 Teile

In der vorstehend angegebenen Weise formulierte Materialien wurden in derselben Weise wie in Synthesebeispiel 1 behandelt, um eine polymerisierbare Monomermischung herzustellen, die dann in das in Synthesebeispiel 1 hergestellte wässrige Medium eingebracht wurde, worauf 20-minütiges Rühren bei 60°C in einer Stickstoffatmosphäre unter Anwendung des Clear-Mischers mit 12.000 U/min zur Umwandlung der polymerisierbaren Monomermischung in Tröpfchen folgte. Danach wurde ihre Temperatur auf 80°C erhöht, während das wässrige Medium mit einer Rührschaufel gerührt wurde, und die Polymerisationsreaktion wurde 10 Stunden lang durchgeführt.

Nach Beendigung der Polymerisation wurde das Reaktionssystem gekühlt, und danach wurde Salzsäure dazugegeben, um das Calciumphosphat aufzulösen, worauf Filtrieren, Waschen mit Wasser und dann Trocknen folgte, wobei Polymerisationsteilchen (Polymerisationstonerteilchen) D erhalten wurden. Synthesebeispiel 5

Styrol	170 Teile
n-Butylacrylat	30 Teile
Chinacridonpigment	15 Teile
Di-tert.-butylsalicylsäure-Chromverbindung	3 Teile
Gesättigter Polyester (Säurezahl: 10; Molmassenmaximum: 9100)	10 Teile
Paraffinwachs (Mw: 3390; Mn: 2254; Mw/Mn: 1,50; Schmelzpunkt: 72°C; Viskosität: 6,3 mPa·s; Vickers-Härte: 6,8; SP-Wert: 8,7)	30 Teile

In der vorstehend angegebenen Weise formulierte Materialien wurden in derselben Weise wie in Synthesebeispiel 1 behandelt, um eine polymerisierbare Monomermischung herzustellen, die dann in das in Synthesebeispiel 1 hergestellte wässrige Medium eingebracht wurde, und die anschließende Arbeitsweise wurde wiederholt, wobei Polymerisationsteilchen (Polymerisationstonerteilchen) E erhalten wurden. Synthesebeispiel 6

Styrol	170 Teile
2-Ethylhexylacrylat	30 Teile
Ruß	15 Teile
Monoazoeisenkomplex	3 Teile
Gesättigter Polyester (Säurezahl: 10; Molmassenmaximum: 9100)	10 Teile
Paraffinwachs (Mw: 570; Mn: 380; Mw/Mn: 1,50; Schmelzpunkt: 69°C; Viskosität: 6,8 mPa·s; Vickers-Härte: 0,7; SP-Wert: 8,3)	30 Teile

In der vorstehend angegebenen Weise formulierte Materialien wurden in derselben Weise wie in Synthesebeispiel 1 behandelt, um eine polymerisierbare Monomermischung herzustellen, die dann in das in Synthesebeispiel 1 hergestellte wässrige Medium eingebracht wurde, und die anschließende Arbeitsweise wurde ohne Zusatz von Polyethylen wiederholt, wobei Polymerisationsteilchen (Polymerisationstonerteilchen) F erhalten wurden.
Synthesebeispiel 7

In derselben Weise wie in Synthesebeispiel 1, außer dass das polare Harz (der gesättigte Polyester) nicht verwendet wurde, wurde eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt und wurden Polymerisationsteilchen (Polymerisationstonerteilchen) G erhalten. Synthesebeispiel 8

Polyesterharz	100 Teile
Kupferphthalocyaninpigment	4 Teile
Di-tert.-butylsalicylsäure-Aluminiumverbindung	5 Teile
Paraffinwachs (Mw: 3390; Mn: 2254; Mw/Mn: 1,5; Schmelzpunkt: 72°C; Viskosität: 6,3 mPa·s; Vickers-Härte: 6,8; SP-Wert: 8,7)	5 Teile

Die vorstehend angegebenen Materialien wurden unter Anwendung eines Henschel-Mischers vorgemischt und dann unter Anwendung einer Knetmaschine vom Doppelschneckenextrudertyp schmelzgeknetet. Nach seiner Abkühlung wurde das geknetete Produkt unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, um grobe Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm zu bilden, die dann unter Anwendung einer Feinmühle mit einem Luftstrahlsystem fein pulverisiert wurden. Das so erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde ferner klassiert, wobei Pulverisierungstonerteilchen H erhalten wurden.
Die Polymerisationstonerteilchen A bis G und die Pulverisierungstonerteilchen H in den vorangehenden Synthesebeispielen 1 bis 8 hatten die in Tabelle 4 gezeigten Werte des Formfaktors SF-1.
Beispiel 14
100 Teilen der in Synthesebeispiel 1 erhaltenen Polymerisationstonerteilchen A wurden äußerlich 1,0 Teile eines Aluminiumoxid-Feinpulvers (A) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 145 m²/g, das mit 15 Teilen Isobutyltrimethoxysilan behandelt worden war, und 1,0 Teile eines nichtsphärischen Siliciumdioxid-Feinpulvers (A) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 68 m²/g zugesetzt, wobei ein Suspensionspolymerisationstoner (A) mit einem massegemittelte Teilchendurchmesser von 6,8 μm erhalten wurde.
Das vorstehend erwähnte Siliciumdioxid-Feinpulver (A) war ein Produkt, das erhalten worden war, indem 100 Teile handelsüblicher feinerer Siliciumdioxidteilchen (AEROSIL #50, erhältlich von Nippon Aerosil Co., Ltd.) einer Oberflächenbehandlung mit 10 Teilen Hexamethyldisilazan unterzogen wurden, worauf zur Einstellung ihrer Teilchengrößenverteilung Klassieren unter Anwendung eines Windsichters folgte, um verhältnismäßig grobe Teilchen zu sammeln. Bei einer mit einem Transmissions- bzw. Durchstrahlungselektronenmikroskop (TEM) angefertigten, 100.000fach vergrößerten Aufnahme und einer mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) angefertigten, 30.000fach vergrößerten Aufnahme wurde bestätigt, dass es sich bei dem Siliciumdioxid-Feinpulver (A) um Teilchen handelte, die sich durch Vereinigung einer Vielzahl von Primärteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 38 nm gebildet hatten.
Das Aluminiumoxid-Feinpulver (A), das auf den Tonerteilchen des Suspensionspolymerisationstoners (A) vorhanden war, hatte einen Formfaktor SF-1 von 118, und das ebenfalls darauf vorhandene Siliciumdioxid-Feinpulver (A) hatte einen Formfaktor SF-1 von 155.
Bei einer mit einem Rasterelektronenmikroskop angefertigten, 100.000fach vergrößerten Aufnahme des Suspensionspolymerisationstoners (A) wurde bestätigt, dass das Aluminiumoxid-Feinpulver (A) eine mittlere Länge von 10 nm hatte, ein Verhältnis Länge/Breite von 1,1 zeigte und in einer Anzahl von mindestens 90 Teilchen je Flächeneinheit von 0,5 μm × 0,5 μm vorhanden war. Bei einer mit einem Rasterelektronenmikroskop angefertigten, 30.000fach vergrö ßerten Aufnahme des Suspensionspolymerisationstoners (A) wurde bestätigt, dass das Siliciumdioxid-Feinpulver (A) ein mittlere Länge von 150 nm hatte, ein Verhältnis Länge/Breite von 1,9 zeigte und in einer Anzahl von 19 Teilchen je Flächeneinheit von 1,0 μm × 1,0 μm vorhanden war.
Der vorstehend erwähnte Suspensionspolymerisationstoner (A) und ein beschichteter Ferrit-Tonerträger (ein Tonerträger, der erhalten worden war, indem die Oberflächen von Mg-Mn-Ferrit-Kernteilchen mit einem Siliconharz in einer Schichtdicke von 0,5 μm beschichtet wurden, und einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 35 μm hatte) wurden in einem Masseverhältnis von 7 : 100 vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler (A) hergestellt wurde.
Der vorstehend erwähnte Zweikomponentenentwickler (A) wurde bei einer Entwicklungsvorrichtung eines als elektrophotographisches Gerät dienenden Digitalkopiergeräts (GP-55, hergestellt durch Canon) angewendet, das derart abgeändert worden war, dass die Zweikomponenten-Entwicklungsvorrichtung und die Magnetbürsten Aufladeeinrichtung, die in 6 gezeigt sind, angewendet werden konnten, und Bilder wurden erzeugt, indem binäre elektrostatische Latentbilder mit 300 dpi (Punkten pro Inch) durch Verwendung des Zweikomponentenentwicklers (A) entwickelt wurden, während eine durch Überlagerung der in 7 gezeigten diskontinuierlichen Wechselspannung erzeugte Entwicklungsvorspannung angelegt wurde.
Bei diesem elektrophotographischen Gerät ist die Magnetbürsten-Aufladeeinrichtung eine Einrichtung, bei der aus Cu-Zn-Ferrit bestehende magnetische Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 25 μm und einer durch (Fe₂O₃)_2,3 : (CuO)₁ : (ZnO)₁ wiedergegebenen Zusammensetzung durch einen nichtmagnetischen Zylinder, der im Inneren eine Magnetwalze hat, magnetisch gebunden werden, so dass eine Magnetbürste gebildet wird, und diese Magnetbürste mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt gebracht wird, wobei eine Aufladevorspannung aus einer Gleichstromkomponente (–700 V) und einer Wechselstromkomponente (1 kHz/1,2 kV Spitze-Spitze-Spannung) angelegt wird, um eine Primäraufladung durchzuführen.
Wenn die Magnetbürste bei der Magnetbürsten-Aufladeeinrichtung stationär gehalten wird, besteht die Tendenz, dass der Spalt zwischen der Magnetbürste und der lichtempfindlichen Trommel nicht mehr aufrechterhalten werden kann, wenn die Magnetbürste bei einer Biegung oder einem unrunden Lauf der lichtempfindlichen Trommel weggeschoben wird, so dass eine Störung der Aufladung verursacht wird, was daran liegt, dass die Magnetbürste selbst keine physikalische Rückstellkraft hat. Es ist infolgedessen vorzuziehen, dass immer eine neue Oberfläche der Magnetbürste angewendet wird. Die Magnetbürste war deshalb in dem vorliegenden Beispiel derart eingerichtet, dass sie in einer der Bewegungsrichtung der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel entgegengesetzten Richtung mit einer Geschwindigkeit, die doppelt so hoch war wie die Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel, drehbar war.
Zur Durchführung einer kontinuierlichen Betriebsprüfung mit 50.000 Blättern wurden in einer Umgebung mit 23°C/65% rel.F. Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in Bezug auf die Gleichmäßigkeit flächenhafter (nicht unterbrochener) Bilder im Anfangsstadium, auf Schleier nach dem Betrieb mit 50.000 Blättern, auf das Betriebsverhalten, das aus Unterschieden in der Bilddichte zwischen Bildern im Anfangsstadium und Bildern nach dem Betrieb mit 50.000 Blättern ersichtlich ist, auf die Übertragungsleistung im Anfangsstadium und bei Bildern nach dem Betrieb mit 50.000 Blättern und auf die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, die aus Unterschieden in der Menge der triboelektrischen Ladung des Toners zwischen einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit (20°C/10% rel.F.) und einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit (30°C/80% rel.F.) ersichtlich ist, durchgeführt.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (A) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 7
Ein Zweikomponentenentwickler (B) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspen sionspolymerisationstoner (A) durch einen Pulverisierungstoner (B) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,5 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 8 hergestellten Pulverisierungstonerteilchen H äußerlich 1,0 Teile eines siloxanbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (B) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 72 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (B) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 66 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Pulverisierungstoners (B) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 15
Ein Zweikomponentenentwickler (C) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (C) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,6 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 2 hergestellten Polymerisationstonerteilchen B äußerlich 1,0 Teile eines alkylalkoxysilanbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (C) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 120 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (C) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 68 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (C) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 16
Ein Zweikomponentenentwickler (D) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (D) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,6 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 3 hergestellten Polymerisationstonerteilchen C äußerlich 1,0 Teile eines alkylalkoxysilanbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (D) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 140 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (D) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 22 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (D) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 17
Ein Zweikomponentenentwickler (E) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (E) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,1 um ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 4 hergestellten Polymerisationstonerteilchen D äußerlich 1,0 Teile eines siliconölbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (E) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 66 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (E) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 23 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (E) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 18
Ein Zweikomponentenentwickler (F) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (F) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,8 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 4 hergestellten Polymerisationstonerteilchen D äußerlich 1,0 Teile eines siliconölbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (F) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 68 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (F) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 71 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (F) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 8
Ein Zweikomponentenentwickler (G) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (G) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,2 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 3 hergestellten Suspensionspolymerisationstonerteilchen C äußerlich 1,0 Teile eines alkylalkoxysilanbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (G) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 210 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (G) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 25 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (G) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 9
Ein Zweikomponentenentwickler (H) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (A) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,0 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 3 hergestellten Suspensionspolymerisationstonerteilchen C äußerlich 1,0 Teile eines alkylalkoxysilanbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (H) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 147 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (H) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 13 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (H) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 10
Ein Zweikomponentenentwickler (I) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (I) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,1 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 2 hergestellten Suspensionspolymerisationstonerteilchen B äußerlich nur 1,5 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (I) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 151 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (I) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 11
Ein Zweikomponentenentwickler (J) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (J) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,1 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 2 hergestellten Suspensionspolyme risationstonerteilchen B äußerlich nur 1,5 Teile eines siliconölbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (I) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 150 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (J) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 19
Ein Zweikomponentenentwickler (K) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (K) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,7 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 5 hergestellten Polymerisationstonerteilchen E äußerlich 1,0 Teile eines siloxanbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (J) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 122 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (J) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 22 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (K) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 20
Ein Zweikomponentenentwickler (L) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (L) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,4 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 7 hergestellten Polymerisationstonerteilchen G äußerlich 1,0 Teile eines alkylalkoxysilanbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (A) mit einer spezifischen Oberflä che nach BET von 145 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (A) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 68 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (L) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 21
Ein Zweikomponentenentwickler (M) wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 hergestellt, außer dass der dabei verwendete Suspensionspolymerisationstoner (A) durch einen Suspensionspolymerisationstoner (M) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,4 μm ersetzt wurde, bei dem, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, 100 Teilen der in Synthesebeispiel 6 hergestellten Polymerisationstonerteilchen F äußerlich 1,0 Teile eines nicht zur Hydrophobierung behandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (K) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 74 m²/g und 1,0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (K) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 67 m²/g zugesetzt worden waren. Eine Bewertung erfolgte auch in derselben Weise wie in Beispiel 14.
Physikalische Eigenschaften des Suspensionspolymerisationstoners (M) sind in Tabelle 4 und die Ergebnisse der Bewertung in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 22
Der in Beispiel 15 hergestellte Zweikomponentenentwickler (C) mit dem Suspensionspolymerisationstoner (C) wurde in der Entwicklungsvorrichtung 36 des in 4 gezeigten Bilderzeugungsgeräts angewendet, und auf 50.000 Blättern wurden kontinuierlich magentafarbene einfarbige Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 23
Der in Beispiel 16 hergestellte Zweikomponentenentwickler (D) mit dem Suspensionspolymerisationstoner (D) wurde in der Entwicklungsvorrichtung 107 des in 5 gezeigten Bilderzeugungsgeräts angewendet, und auf 50.000 Blättern wurden kontinuierlich schwarze einfarbige Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 24
Der in Beispiel 17 hergestellte Zweikomponentenentwickler (E) mit dem Suspensionspolymerisationstoner (E) wurde in der Entwicklungsvorrichtung 29d des in 3 gezeigten Bilderzeugungsgeräts angewendet, und auf 50.000 Blättern wurden kontinuierlich gelbe einfarbige Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 25
Der in Beispiel 18 hergestellte Zweikomponentenentwickler (F) mit dem Suspensionspolymerisationstoner (F) wurde in der Entwicklungsvorrichtung 34 des in 4 gezeigten Bilderzeugungsgeräts angewendet, und auf 50.000 Blättern wurden kontinuierlich gelbe einfarbige Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 12
Der in Vergleichsbeispiel 8 hergestellte Zweikomponentenentwickler (G) mit dem Suspensionspolymerisationstoner (G) wurde in der Entwicklungsvorrichtung 37 des in 4 gezeigten Bilderzeu gungsgeräts angewendet, und auf 50.000 Blättern wurden kontinuierlich schwarze einfarbige Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 13
Der in Vergleichsbeispiel 10 hergestellte Zweikomponentenentwickler (I) mit dem Suspensionspolymerisationstoner (I) wurde in der Entwicklungsvorrichtung 105 des in 5 gezeigten Bilderzeugungsgeräts angewendet, und auf 50.000 Blättern wurden kontinuierlich magentafarbene einfarbige Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 14
Der in Vergleichsbeispiel 11 hergestellte Zweikomponentenentwickler (J) mit dem Suspensionspolymerisationstoner (J) wurde in der Entwicklungsvorrichtung 17b des in 3 gezeigten Bilderzeugungsgeräts angewendet, und auf 50.000 Blättern wurden kontinuierlich magentafarbene einfarbige Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 26
Der in Beispiel 19 hergestellte Zweikomponentenentwickler (K) mit dem Suspensionspolymerisationstoner (K) wurde in der Entwicklungsvorrichtung 36 des in 4 gezeigten Bilderzeugungsgeräts angewendet, und auf 50.000 Blättern wurden kontinuierlich magentafarbene einfarbige Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 27
Der in Beispiel 20 hergestellte Zweikomponentenentwickler (L) mit dem Suspensionspolymerisationstoner (L) wurde in der Entwicklungsvorrichtung 17c des in 3 gezeigten Bilderzeugungsgeräts angewendet, und auf 50.000 Blättern wurden kontinuierlich cyanfarbene einfarbige Bilder erzeugt. Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt.
Die Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 28
Eine Bewertung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, außer dass die magnetischen Teilchen der dabei angewendeten Magnetbürsten-Aufladeeinrichtung durch magnetische Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 150 um ersetzt wurden. Als Ergebnis wurden im Vergleich zu Beispiel 14 flächenhafte Bilder mit einer etwas schlechteren Gleichmäßigkeit erzeugt.
Beispiel 29
Unter Verwendung der in Synthesebeispiel 1 hergestellten Suspensionspolymerisationstonerteilchen A, der in Synthesebeispiel 2 hergestellten Suspensionspolymerisationstonerteilchen B, der in Synthesebeispiel 3 hergestellten Suspensionspolymerisationstonerteilchen C und der in Synthesebeispiel 4 hergestellten Suspensionspolymerisationstonerteilchen D wurden jeweils 100 Teilen der Suspensionspolymerisationstonerteilchen A bis D äußerlich 1,0 Teile eines siliconölbehandelten Aluminiumoxid-Feinpulvers (E) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 66 m²/g und 1, 0 Teile eines Siliciumdioxid-Feinpulvers (E) mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 23 m²/g, wie sie in Tabelle 4 gezeigt sind, zugesetzt, um einen cyanfarbenen Suspensionspolymerisationstoner (N), einen magentafarbenen Suspensionspolymerisationstoner (O), einen schwarzen Suspensionspolymerisationstoner (P) bzw. einen gelben Suspensionspolymerisationstoner (Q) herzustellen.
Die vier vorstehend erwähnten Farbtoner wurden jeweils mit dem beschichteten Ferrit-Tonerträger, der in Beispiel 14 verwendet wurde, in einem Masseverhältnis von 7 : 100 vermischt, um Zweikomponentenentwickler (N) bis (Q) herzustellen. Diese Zweikomponentenentwickler wurden derart in den Entwicklungsvorrichtungen 4 bis 7 des in 2 gezeigten Bilderzeugungsgeräts angewendet, dass Latentbilder in der Farbreihenfolge Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz entwickelt wurden. Auf diese Weise wurden einfarbige Bilder und Vollfarbenbilder erzeugt.
Was die Erzeugung von Vollfarbenbildern anbetrifft, so zeigten die aus mehreren Tonerschichten erzeugten Bilder ein ausreichendes Farbmischverhalten und eine ausgezeichnete Sättigung und hatten auch eine hohe Bildqualität. In Bezug auf die Erzeugung der jeweiligen einfarbigen Bilder wurde eine Bewertung in derselben Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt. Dabei wurden gute Ergebnisse erhalten, wie in Tabelle 7 gezeigt ist.

Claims

Toner, der Tonerteilchen und einen äußeren Zusatzstoff umfasst; wobei der erwähnte Toner (A) in der mit einem Durchfluss-Teilchenbildanalysator gemessenen Zirkularitätsverteilung der Teilchen eine mittlere Zirkularität von 0,920 bis 0,995 zeigt, wobei die Zirkularität (Kreisförmigkeit) gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet wird:
wobei die Umfangslänge des entsprechenden Kreises der Umfang eines Kreises ist, der dieselbe Fläche wie ein binär kodiertes Teilchenbild hat, und die Umfangslänge des projizierten Teilchenbildes die Länge einer Umrisslinie ist, die durch Verbinden der Rand- bzw. Kantenpunkte des binär kodierten Teilchenbildes gebildet wird, und Teilchen mit einer Zirkularität von weniger als 0,950 in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 2% bis 40% enthält und (B) einen nach der Coulter-Methode gemessenen massegemittelten Teilchendurchmesser von 2,0 μm bis 9,0 μm hat und wobei der erwähnte äußere Zusatzstoff auf den Tonerteilchen mindestens (i) ein anorganisches Feinpulver (A), das im Zustand von Primärteilchen oder Sekundärteilchen vorhanden ist und eine mittlere Teilchenlänge von 10 nm bis 400 nm und einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 hat, und (ii) ein nichtsphärisches anorganisches Feinpulver (B), das durch Vereinigung einer Vielzahl von Teilchen gebildet wird und einen Formfaktor SF-1 hat, der größer als 150 ist, umfasst.
Toner nach Anspruch 1, wobei die mittlere Zirkularität des Toners 0,950 bis 0,995 beträgt.
Toner nach Anspruch 1, wobei die mittlere Zirkularität des Toners 0,960 bis 0,995 beträgt.
Toner nach Anspruch 1, 2 oder 3, in dem die Teilchen mit einer Zirkularität von weniger als 0,950 in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 3% bis 30% enthalten sind.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 150 hat.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 hat.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge im Bereich von 15 nm bis 200 nm hat.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge im Bereich von 15 nm bis 100 nm hat.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge von 120 nm bis 600 nm hat.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge von 130 nm bis 500 nm hat.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge hat, die größer ist als die mittlere Teilchenlänge des erwähnten anorganischen Feinpulvers (A) auf den Tonerteilchen.
Toner nach Anspruch 11, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge hat, die um mindestens 20 nm größer ist als die mittlere Teilchenlänge des erwähnten anorganischen Feinpulvers (A) auf den Tonerteilchen.
Toner nach Anspruch 11, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge hat, die um mindestens 40 nm größer ist als die mittlere Teilchenlänge des erwähnten anorganischen Feinpulvers (A) auf den Tonerteilchen.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge im Bereich von 15 nm bis 100 nm hat und das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) auf den Tonerteilchen eine mittlere Teilchenlänge von 120 nm bis 600 nm hat.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) eine durch Stickstoffabsorption nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche von 60 m²/g bis 230 m²/g hat.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) eine durch Stickstoffabsorption nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche von 70 m²/g bis 180 m²/g hat.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) eine durch Stickstoffabsorption nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche von 20 m²/g bis 90 m²/g hat.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) eine durch Stickstoffabsorption nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche von 25 m²/g bis 80 m²/g hat.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) auf den Tonerteilchen einen Formfaktor SF-1 mit einem Wert von 100 bis 125 hat.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) auf den Toner teilchen einen Formfaktor SF-1 mit einem Wert von mehr als 190 hat.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) auf den Tonerteilchen einen Formfaktor SF-1 mit einem Wert von mehr als 200 hat.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) und das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) bei der Betrachtung auf einer elektronenmikroskopisch vergrößerten Aufnahme des Toners auf den Oberflächen der Tonerteilchen in einer Anzahl von durchschnittlich mindestens 5 Teilchen je Flächeneinheit von 0,5 μm × 0,5 μm bzw. in einer Anzahl von durchschnittlich 1 bis 30 Teilchen je Flächeneinheit von 1,0 μm × 1,0 μm vorhanden sind.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) und das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) bei der Betrachtung auf einer elektronenmikroskopisch vergrößerten Aufnahme des Toners auf den Oberflächen der Tonerteilchen in einer Anzahl von durchschnittlich mindestens 7 Teilchen je Flächeneinheit von 0,5 μm × 0,5 μm bzw. in einer Anzahl von durchschnittlich 1 bis 25 Teilchen je Flächeneinheit von 1,0 μm × 1,0 μm vorhanden sind.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) und das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) bei der Betrachtung auf einer elektronenmikroskopisch vergrößerten Aufnahme des Toners auf den Oberflächen der Tonerteilchen in einer Anzahl von durchschnittlich mindestens 10 Teilchen je Flächeneinheit von 0,5 μm × 0,5 μm bzw. in einer Anzahl von durchschnittlich 5 bis 25 Teilchen je Flächeneinheit von 1,0 μm × 1,0 μm vorhanden sind.
Toner nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner ein Toner ist, der in der mit einem Durchfluss-Teilchenbildanalysator gemessenen Zirkularitätsverteilung der Teil chen eine mittlere Zirkularität von 0,950 bis 0,995 zeigt und Teilchen mit einer Zirkularität von weniger als 0,950 in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 2% bis 40% enthält; der erwähnte äußere Zusatzstoff ein äußerer Zusatzstoff ist, der auf den Tonerteilchen mindestens (i) ein anorganisches Feinpulver (A), das im Zustand von Primärteilchen oder Sekundärteilchen vorhanden ist und eine mittlere Teilchenlänge von 15 nm bis 100 nm und einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 hat, und (ii) ein nichtsphärisches anorganisches Feinpulver (B), das durch Vereinigung einer Vielzahl von Teilchen gebildet wird, eine mittlere Zirkularität von 120 nm bis 600 nm zeigt und einen Formfaktor SF-1 hat, der größer als 150 ist, umfasst; und das erwähnte anorganische Feinpulver (A) und das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) bei der Betrachtung auf einer elektronenmikroskopisch vergrößerten Aufnahme des Toners auf den Oberflächen der Tonerteilchen in einer Anzahl von durchschnittlich mindestens 5 Teilchen je Flächeneinheit von 0,5 μm × 0,5 μm bzw. in einer Anzahl von durchschnittlich 1 bis 30 Teilchen je Flächeneinheit von 1,0 μm × 1,0 μm vorhanden sind.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der das erwähnte anorganische Feinpulver (A) in einer Menge von 0,1 Masseteilen bis 2,0 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Toners bezogen, enthält.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) in einer Menge von 0,3 Masseteilen bis 3,0 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Toners bezogen, enthält.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) Feinteilchen umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Aluminiumoxid-Feinteilchen, Titanoxid-Feinteilchen, Zirconiumoxid-Feinteilchen, Magnesiumoxid-Feinteilchen, irgendwelchen dieser Feinteilchen, die mit Siliciumdioxid behandelt worden sind, und Siliciumnitrid-Feinteilchen besteht.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 27, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) Feinteilchen umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Aluminiumoxid-Feinteilchen, Titanoxid-Feinteilchen und irgendwelchen dieser Feinteilchen, die mit Siliciumdioxid behandelt worden sind, besteht.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) Feinteilchen umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Siliciumdioxid-Feinteilchen, Aluminiumoxid-Feinteilchen, Titanoxid-Feinteilchen und Doppeloxid-Feinteilchen von irgendwelchen dieser Oxide besteht.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 29, bei dem das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) Siliciumdioxid-Feinteilchen umfasst.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 28, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) Feinteilchen umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Aluminiumoxid-Feinteilchen, Titanoxid-Feinteilchen und irgendwelchen dieser Feinteilchen, die mit Siliciumdioxid behandelt worden sind, besteht, und das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) Siliciumdioxid-Feinteilchen umfasst.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 28, bei dem das erwähnte anorganische Feinpulver (A) Aluminiumoxid-Feinteilchen umfasst und das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) Siliciumdioxid-Feinteilchen umfasst.
Toner nach Anspruch 33, bei dem die erwähnten Aluminiumoxid-Feinteilchen eine derartige Teilchengrößenverteilung haben, dass Teilchen mit Durchmessern, die mindestens das Doppelte des mittleren Teilchendurchmessers betragen, in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 0% bis 5% enthalten sind, und das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) eine derartige Teilchengrößenverteilung hat, dass Teilchen mit Durchmessern, die das Doppelte bis Dreifache des mittleren Teilchendurchmessers betragen, in einer auf die Anzahl bezogenen Menge von 5% bis 15% enthalten sind.
Toner nach Anspruch 33, bei dem die erwähnten Aluminiumoxid-Feinteilchen eine durch Stickstoffabsorption nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche von 60 m²/g bis 150 m²/g haben und das erwähnte nichtsphärische anorganische Feinpulver (B) eine durch Stickstoffabsorption nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche von 20 m²/g bis 70 m²/g hat.
Toner nach Anspruch 33, bei dem die erwähnten Aluminiumoxid-Feinteilchen einer Hydrophobierbehandlung unterzogen worden sind.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erwähnten Tonerteilchen mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 31, bei dem die erwähnten Tonerteilchen mindestens ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein Trennmittel enthalten.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 36, bei dem die erwähnten Tonerteilchen mindestens ein Bindemittelharz, ein Farbmittel, ein Trennmittel und ein Ladungssteuerungsmittel enthalten.
Toner nach Anspruch 38 oder Anspruch 39, bei dem das erwähnte Trennmittel eine massegemittelte Molmasse von 300 bis 3000 hat.
Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erwähnten Tonerteilchen Teilchen sind, die durch ein Polymerisationsverfahren hergestellt werden, bei dem eine polymerisierbare Monomermischung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer und ein Farbmittel enthält, in einem flüssigen Medium in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators polymerisiert wird.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 40, bei dem die erwähnten Tonerteilchen Teilchen sind, die durch ein Suspensionspolymerisationsverfahren hergestellt werden, bei dem eine polymerisierbare Monomermischung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer und ein Farbmittel enthält, in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators polymerisiert wird.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 40, bei dem die erwähnten Tonerteilchen Teilchen sind, die durch Suspensionspolymerisation hergestellt werden, bei der eine polymerisierbare Monomermischung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer, ein Farbmittel und ein Wachs als Trennmittel enthält, in einem wässrigen Medium in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators polymerisiert wird.
Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 40, bei dem die erwähnten Tonerteilchen Teilchen sind, die hergestellt werden, indem Teilchen, die durch ein Pulverisierverfahren, das die Schritte des Schmelzknetens einer Mischung, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthält, wodurch ein geknetetes Produkt erhalten wird, und des Pulverisierens des gekneteten Produkts umfasst, hergestellt worden sind, einer Behandlung unterzogen werden, durch die sie kugelförmig gemacht werden.
Zweikomponentenentwickler, der einen Toner nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einen Tonerträger umfasst.
Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 45, der eine scheinbare Dichte von 1,2 g/cm³ bis 2,0 g/cm³ hat.
Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 45, der eine scheinbare Dichte von 1,2 g/cm³ bis 1,8 g/cm³ hat.
Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 45, 46 oder 47, der einen Verdichtungsgrad von 5% bis 19% hat.
Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 45, 46 oder 47, der einen Verdichtungsgrad von 5% bis 15% hat.
Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 45 bis 49, bei dem der erwähnte Tonerträger einen magnetischen, harzartigen Tonerträger umfasst, der mindestens ein Harz und ein magnetisches Metalloxid enthält.
Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 50, bei dem der erwähnte magnetische, harzartige Tonerträger mindestens ein Harz, ein magnetisches Pulver und ein nichtmagnetisches Metalloxid enthält.
Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 50 oder 51, bei dem der erwähnte magnetische, harzartige Tonerträger ein Tonerträger ist, der durch Polymerisation hergestellt wird.
Zweikomponentenentwickler nach Anspruch 50, 51 oder 52, bei dem der erwähnte magnetische, harzartige Tonerträger ein Phenolharz als Bindemittel enthält.
Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 45 bis 53, bei dem der erwähnte Tonerträger einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 15 μm bis 60 μm hat.
Zweikomponentenentwickler nach einem der Ansprüche 45 bis 53, bei dem der erwähnte Tonerträger einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 20 μm bis 45 μm hat.
Bilderzeugungsverfahren mit (I) einem Aufladeschritt, bei dem ein Latentbildträgerelement, auf dem ein elektrostatisches Latentbild getragen werden soll, elektrostatisch aufgeLaden wird; (II) einem Latentbild-Erzeugungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild auf dem so aufgeLadenen Latentbildträgerelement erzeugt wird; (III) einem Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild auf dem Latentbildträgerelement durch Verwendung eines Toners entwickelt wird, um ein Farbtonerbild zu erzeugen; und (IV) einem Übertragungsschritt, bei dem das auf dem Latentbildträgerelement erzeugte Tonerbild auf ein Übertragungsmaterial übertragen wird; wobei der erwähnte Toner Tonerteilchen und einen äußeren Zusatzstoff umfasst und der erwähnte Toner in einem der Ansprüche 1 bis 44 definiert ist.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 56, bei dem der erwähnte Entwicklungsschritt ein Entwicklungsschritt ist, bei dem von einem Zweikomponentenentwickler, der den erwähnten Toner und einen Tonerträger umfasst und in einem der Ansprüche 45 bis 55 dargelegt ist, Gebrauch gemacht wird und das elektrostatische Latentbild auf dem Latentbildträgerelement durch Verwendung des erwähnten Toners des Zweikomponentenentwicklers entwickelt wird.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 56 oder 57, bei dem das erwähnte Übertragungsmaterial ein Aufzeichnungsmaterial ist, wobei das Tonerbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, direkt auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird und das auf das Aufzeichnungsmaterial übertragene Tonerbild an dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 56 oder 57, bei dem das erwähnte Übertragungsmaterial ein Zwischenübertragungselement und ein Aufzeichnungsmaterial umfasst, wobei das Tonerbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, bei einem ersten Übertragungsschritt auf das Zwischenübertragungselement übertragen wird, das Tonerbild, das bei dem ersten Übertragungsschritt auf das Zwischenübertragungselement übertragen worden ist, bei einem zweiten Übertragungsschritt auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird und das Tonerbild, das bei dem zweiten Übertragungsschritt auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen worden ist, an dem Aufzeichnungsmaterial fixiert wird.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 56 oder 57, bei dem die erwähnten Schritte (I) bis (IV) Schritte sind, die (i) einen Aufladeschritt, bei dem ein Latentbildträgerelement, auf dem ein elektrostatisches Latentbild getragen werden soll, elektrostatisch aufgeLaden wird; (ii) einen Latentbild-Erzeugungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild auf dem so aufgeladenen Latentbildträgerelement erzeugt wird; (iii) einen Entwicklungsschritt, bei dem das elektrostatische Latentbild auf dem Latentbildträgerelement durch Verwendung eines Farbtoners entwickelt wird, um ein Farbtonerbild zu erzeugen; wobei der erwähnte Farbtoner aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem cyanfarbenen (blaugrünen) Toner, einem magentafarbenen (purpurfarbenen) Toner und einem gelben Toner besteht; und (iv) einen Übertragungsschritt, bei dem das auf dem Latentbildträgerelement erzeugte Farbtonerbild auf ein Übertragungsmaterial übertragen wird; umfassen, wobei die erwähnten Schritte (i) bis (iv) nacheinander mindestens zweimal durch Verwendung von Farbtonern, die in einem der Ansprüche 1 bis 44 definiert sind, von denen jeder eine andere Farbe hat, durchgeführt werden, um auf dem Übertragungsmaterial ein mehrfarbiges Farbtonerbild zu erzeugen; wobei der cyanfarbene Toner i) cyanfarbene Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein cyanfarbenes Farbmittel enthalten, und ii) den erwähnten äußeren Zusatzstoff umfasst; der magentafarbene Toner i) magentafarbene Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein magentafarbenes Farbmittel enthalten, und ii) den erwähnten äußeren Zusatzstoff umfasst und der gelbe Toner i) gelbe Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein gelbes Farbmittel enthalten, und ii) den erwähnten äußeren Zusatzstoff umfasst.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 60, bei dem die erwähnten Schritte (i) bis (iv) unter Verwendung von vier Farbtonern, die den erwähnten cyanfarbenen Toner, den erwähnten magentafarbenen Toner, den erwähnten gelben Toner und zusätzlich dazu einen schwarzen Toner umfassen, nacheinander viermal durch Verwendung der Farbtoner, von denen jeder eine andere Farbe hat, durchgeführt werden, um auf dem Übertragungsmaterial ein vierfarbiges Farbtonerbild zu erzeugen; wobei der erwähnte schwarze Toner i) schwarze Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein schwarzes Farbmittel enthalten, und ii) den erwähnten äußeren Zusatzstoff umfasst.
Bilderzeugungsverfahren nach einem der Ansprüche 58 bis 61, das ferner einen Reinigungsschritt umfasst, bei dem der Toner, der nach dem erwähnten Übertragungsschritt auf der Oberfläche des Latentbildträgerelements zurückgeblieben ist, gesammelt wird.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 62, bei dem für den erwähnten Reinigungsschritt ein System mit Reinigung vor Entwicklung angewendet wird, bei dem die Oberfläche des Latentbildträgerelements mit einem Reinigungselement, das mit der Oberfläche des Latentbildträgerelements in Berührung kommt, gereinigt wird.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 63, bei dem der erwähnte Reinigungsschritt in dem System mit Reinigung vor Entwicklung nach dem Übertragungs- und vor dem Aufladeschritt durchgeführt wird.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 62, bei dem eine Übertragungszone bei dem erwähnten Übertragungsschritt, eine Aufladezone bei dem erwähnten Aufladeschritt und eine Entwicklungszone bei dem erwähnten Entwicklungsschritt in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Oberfläche des Latentbildträgerelements in der Reihenfolge der Übertragungszone, der Aufladezone und der Entwicklungszone angeordnet sind und weder zwischen der Übertragungszone und der Aufladezone noch zwischen der Aufladezone und der Entwicklungszone ein Reinigungselement für die Entfernung des auf der Oberfläche des Latentbildträgerelements zurückgebliebenen Toners, das mit der Oberfläche des Latentbildträgerelements in Berührung kommt, vorhanden ist und für den erwähnten Reinigungsschritt ein System mit Reinigung bei Entwicklung angewendet wird, bei dem das elektrostatische Latentbild, das auf dem Latentbildträgerelement getragen wird, durch eine Entwicklungsvorrichtung, in der der erwähnte Toner enthalten ist, entwickelt wird und der Toner, der auf der Oberfläche des Latentbildträgerelements zurückgeblieben ist, gleichzeitig durch die Entwicklungsvorrichtung gesammelt wird, um die Oberfläche des Latentbildträgerelements zu reinigen.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 65, bei dem das erwähnte Latentbildträgerelement ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element umfasst.