DE69825106T2

DE69825106T2 - Aufladungsapparat und elektrophotographischer Apparat

Info

Publication number: DE69825106T2
Application number: DE69825106T
Authority: DE
Inventors: Tokunaga Ohta-ku Yuzo
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2018-08-26
Also published as: EP0899621A2; DE69825106D1; EP0899621A3; US6038419A; EP0899621B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein elektrofotografisches Gerät wie etwa ein Kopiergerät und einen Drucker, und auf ein Aufladegerät, das darin verwendet wird. Spezieller bezieht sie sich auf ein Kontakt-Aufladegerät und auf ein elektrofotografisches Gerät, in dem ein Aufladeelement mit einem lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird, um das lichtempfindliche Element elektrostatisch aufzuladen.
Technischer Hintergrund
In Aufladegeräten, die in der Elektrofotografie verwendet werden, sind herkömmlich Corona-Aufladeanordnungen verwendet worden. In den letzten Jahren werden an ihrer Stelle Kontakt-Aufladeanordnungen in der Praxis verwendet. Die Letzteren sollen dazu dienen, Ozon zu vermindern und den Energieverbrauch zu verringern. Speziell werden im Hinblick auf die Stabilität beim Aufladen bevorzugt Walzen-Aufladesysteme verwendet, die eine leitfähige Walze als ein Aufladeelement verwenden.
Bei der herkömmlichen Kontaktaufladung wird durch das Freisetzen von Ladungen (Entladung) von einem Aufladeelement zu einem Zielelement aufgeladen, und daher erfolgt das Aufladen beim Anlegen einer Spannung mit einer Amplitude größer als einer bestimmten Grenzwertspannung. Zum Beispiel nimmt in einem Fall, in dem eine Aufladewalze mit einem OPC-lichtempfindlichen Element (ein lichtempfindliches Element, das ein organisches, lichtleitfähiges Material verwendet) mit einer Schichtdicke von 25 μm in Druckkontakt gebracht wird, das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements ab dem Anlegen einer Spannung von etwa 640 V oder höher zu, und danach nimmt das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements linear mit einer Steigung von 1 hinsichtlich der angelegten Spannung zu. Hiernach ist diese Grenzwertspannung als eine Auflade-Startspannung Vth definiert.
Um ein benötigtes Oberflächenpotenzial Vd des lichtempfindlichen Elements zu erreichen, ist es spezieller notwendig, eine DC-Spannung (Gleichspannung) von Vd + Vth an die Aufladewalze anzulegen. Das Verfahren, bei dem nur eine DC-Spannung an ein Kontakt-Aufladeelement angelegt wird, um das lichtempfindliche Element durch Entladung elektrostatisch aufzuladen, wird DC-Aufladen genannt.
Bei dem DC-Aufladen ist es allerdings schwierig gewesen, das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements bei dem gewünschten Wert zu halten, da sich der Widerstandswert des Kontakt-Aufladeelements in Abhängigkeit von Umweltschwankungen ändern kann und zudem da sich Vth mit Änderungen in der Schichtdicke aufgrund eines Abkratzens der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements bei seiner Verwendung ändern kann.
Demgemäß offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 63-149669 als einen Vorschlag, um ein gleichmäßigeres Aufladen zu erzielen, ein AC-Aufladesystem (Wechselspannungs-Aufladesystem), in dem eine Spannung an das Kontakt-Aufladeelement angelegt wird, die durch Überlagern einer AC-Spannung mit einer Spannung von Spitze zu Spitze von 2 × Vth oder größer über eine DC-Spannung, die dem gewünschten Vd entspricht, gebildet wird. Dieses System zielt darauf ab, das Potenzial durch eine AC-Spannung zu nivellieren, wobei das Potenzial des lichtempfindlichen Elements zu dem Vd konvergiert, d.h. zu dem Mittelpunkt der Spitze der AC-Spannung, und es kann durch äußere Faktoren, wie etwa die Umgebung, kaum beeinflusst werden.
Allerdings verwendet selbst in solch einem Kontakt-Aufladegerät sein wesentlicher Auflademechanismus das Phänomen der Entladung von dem Aufladeelement zu dem lichtempfindlichen Element. Daher ist es, wie vorstehend angegeben, für die für das Aufladen benötigte Spannung notwendig, dass sie einen größeren Wert als das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements aufweist und zudem Ozon nur in einer sehr geringen Menge erzeugt wird. Wenn zudem die AC-Aufladung ausgeführt wird, um die gleichmäßige Aufladung zu erzielen, kann die Ozonmenge stärker zunehmen, verursacht das elektrische Feld der AC-Spannung eine Schwingung oder ein Geräusch des Aufladeelements und des lichtempfindlichen Elements, oder die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements kann aufgrund der Entladung ernsthaft beschädigt werden, was zusätzliche Probleme hervorruft.
Unter solchen Umständen offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 6-003921 als ein effektiveres Aufladeverfahren ein Verfahren, bei dem eine Ladungsinjektionsschicht auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements bereitgestellt ist und Ladungen direkt mittels eines Kontakt-Aufladeelements in die Schicht injiziert werden (was Injektionsaufladung genannt wird).
Bei der Injektionsaufladung kann das Aufladeelement mit dem lichtempfindlichen Element mit einem größeren Spalt zwischen ihnen in Kontakt gebracht werden, und es ist effektiv, als das Aufladeelement eine magnetische Pinselwalze zu verwenden, die mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gleichmäßig in Kontakt gebracht werden kann und von einem mikroskopisch unvollständigen Aufladen frei sein kann. Das bedeutet, dass ein Aufladeelement mit der Form eines magnetischen Pinsels verwendet wird, der durch magnetisches Beschränken von Ferritteilchen oder aufladenden magnetischen Teilchen, die durch Dispergieren von magnetischen feinen Teilchen in einem Harz erhalten werden, unter Verwendung einer magnetischen Walze gebildet wird.
Die als eine Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements dienende Ladungsinjektionsschicht kann eine Schicht sein, die durch Dispergieren von leitfähigen feinen Teilchen in einem isolierenden und Licht übertragenden Bindemittel gebildet wird. Solch eine Schicht wird bevorzugt verwendet. Der magnetische Aufladepinsel, an den eine Spannung angelegt wird, berührt diese Ladungsinjektionsschicht, wobei die leitfähigen feinen Teilchen vorliegen, als seien sie zahllose unabhängige, nicht geerdete Elektroden hinsichtlich des leitfähigen Trägers des lichtempfindlichen Elements, und es kann für sie angenommen werden, dass sie solch eine Wirkung haben, dass sie den durch diese nicht geerdete Elektroden gebildeten Kondensator aufladen.
Somit konvergieren die an das Kontakt-Aufladeelement ohne Verwendung irgendeines Entladungsphänomens angelegte DC-Spannung und das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements zu Werten, die im Wesentlichen gleich zueinander sind, so dass ein Aufladeverfahren mit niedriger Spannung erreicht werden kann.
Allerdings ist es hinsichtlich der magnetischen Teilchen, die nur Eisenpulver, Ferrit oder Magnetit umfassen und herkömmlich als magnetische Teilchen zum Aufladen verwendet werden, sehr schwierig, jene mit geringen Teilchendurchmessern gleichmäßig herzustellen.
In der Zwischenzeit können magnetische Teilchen, die durch Dispergieren von magnetischen feinen Teilchen in einem Bindemittelharz erhalten werden, ebenfalls als die magnetischen Teilchen zum Aufladen verwendet werden. Allerdings neigten sie dazu, während des Betriebs zu brechen, wenn ein thermoplastisches Harz als das Bindemittelharz verwendet wird, und die Fragmente der gebrochenen Teilchen können in die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements eingebettet werden, was leicht dazu führt, dass die Belichtung blockiert oder die Aufladungsleistung beeinträchtigt wird. Dementsprechend ist versucht worden, ein wärmehärtendes Harz als das Bindemittelharz zu verwenden. Da allerdings magnetische Teilchen, die durch ein herkömmliches Knet- und Pulverisierungsverfahren hergestellt werden, nicht ausreichend kugelförmig gemacht werden können, können solche Teilchen nicht gleichmäßig aufgeladen werden und können die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in einigen Fällen zerkratzen. Insbesondere liegt im Gegensatz zur Entwicklung im Falle des Aufladens wenig Toner zwischen den magnetischen Teilchen und dem lichtempfindlichen Element vor, und daher kann das Problem des Zerkratzens und Abschabens des lichtempfindlichen Elements in bemerkenswerter Weise auftreten.
Bei der Injektionsaufladung muss das Aufladeelement mit dem lichtempfindlichen Element sehr gut in Kontakt kommen, bevor die Ladungen gut injiziert werden können. Allerdings ist es für die durch Pulverisierung hergestellten magnetischen Harzteilchen schwierig gewesen, mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gut in Kontakt zu kommen, was leicht zu einer unzureichend gleichmäßigen Aufladung führt.
Wenn zusätzlich magnetische Teilchen mit einer breiten Verteilung der Teilchengröße als die magnetischen Teilchen zum Aufladen verwendet werden, kann ein gleichmäßiges Aufladen unmöglich werden, was einen Schleier auf Bildern verursacht, insbesondere wenn die Verfahrensgeschwindigkeit groß ist oder wenn das lichtempfindliche Element einen großen Oberflächenwiderstand aufweist.
JP-A-61 94 928 offenbart ein magnetisches Aufladegerät, das Teilchen mit einer beschränkten Größenverteilung verwendet, wobei 50 Gew.% der Teilchen innerhalb eines Bereiches vorliegen, der um den Mittelwert herum definiert ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufladegerät und ein elektrofotografisches Gerät bereitzustellen, die verhindern können, dass das Objektelement eine Schädigung, wie etwa Verunreinigung, Kratzer und Abschabung erfährt, und die zudem eine überlegene Gleichmäßigkeit der Aufladung und eine überlegene Bildreproduzierbarkeit erzielen können.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Aufladegerät mit einem Objektelement und einem Aufladeelement bereit, wobei das Aufladeelement einen magnetischen Pinsel umfasst, der magnetische Teilchen umfasst, in Kontakt mit dem Objektelement bereitgestellt ist und das Objektelement bei Anlegen einer Spannung elektrostatisch aufladen kann, wobei die magnetischen Teilchen einen Verbund umfassen, der ein Metalloxid und ein wärmehärtendes Harz umfasst, wobei das Metalloxid basierend auf dem Gewicht des Verbunds in einer Menge von 80 Gew.% bis 98 Gew.% enthalten ist und das wärmehärtende Harz teilweise verkohlt worden ist, und die magnetischen Teilchen magnetische Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen in einer zahlenmäßigen Menge von 30% oder weniger enthalten.
Die vorliegende Erfindung stellt zudem ein elektrofotografisches Gerät nach Anspruch 15 bereit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 veranschaulicht ein Beispiel für einen Aufbau eines elektrofotografischen Geräts mit dem Aufladegerät der vorliegenden Erfindung.
Die 2 veranschaulicht ein Gerät zum Messen des Widerstands von magnetischen Teilchen im Querschnitt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Aufladegerät der vorliegenden Erfindung hat ein Objektelement (ein aufzuladendes Element) und ein Aufladeelement. Das Aufladeelement umfasst einen magnetischen Pinsel, der magnetische Teilchen umfasst, in Kontakt mit dem Objektelement bereitgestellt ist und das Objektelement bei Anlegen einer Spannung elektrostatisch aufladen kann.
Dann umfassen die magnetischen Teilchen einen Verbund, der ein Metalloxid und ein wärmehärtendes Harz enthält, wobei das Metalloxid basierend auf dem Gewicht des Verbunds in einer Menge von 80 Gew.% bis 98 Gew.% enthalten ist, das wärmehärtende Harz teilweise verkohlt worden ist und die magnetischen Teilchen magnetische Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlenge mittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen in einer zahlenmäßigen Menge von 30% oder weniger enthalten.
Die vorliegende Erfindung ist zudem ein elektrofotografisches Gerät mit einem elektrofotografischen lichtempfindlichen Element, dem vorstehenden Aufladeelement, einer Belichtungseinrichtung, einer Entwicklungseinrichtung und einer Übertragungseinrichtung.
Als das Metalloxid, das die magnetischen Teilchen der vorliegenden Erfindung bildet, können bevorzugt Magnetit und Ferrit verwendet werden, die durch die allgemeine Formel MO∙Fe₂O₃ oder MFe₂O₄ dargestellt werden und magnetische Eigenschaften zeigen. Hier bezeichnet M ein zweiwertiges oder einwertiges Metallion, d.h. Mn, Fe, Ni, Co, Cu, Mg, Zn, Cd oder Li, und M kann ein einzelnes Metall oder eine Vielzahl an Metallen sein. Zum Beispiel kann es Eisenoxide, wie etwa Magnetit, γ-Fe₂O₃, Mn-Zn-Ferrit, Ni-Zn-Ferrit, Mn-Mg-Ferrit, Ca-Mg-Ferrit, Li-Ferrit und Cu-Zn-Ferrit einschließen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen können zusammen mit dem magnetischen Oxid ein nachstehend gezeigtes, nicht magnetisches Metalloxid enthalten, wodurch die magnetische Kraft innerhalb eines bevorzugten Bereichs eingeregelt werden kann.
Solch ein nicht magnetisches Metalloxid kann Metalloxide von Metallen wie etwa Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, Sn, Ba und Pb einschließen, die alleine oder in Kombination verwendet werden können. Zum Beispiel können Al₂O₃, SiO₂, CaO, TiO₂, V₂O₅, CrO₂, MnO₂, α-Fe₂O₃, CoO, NiO, CuO, ZnO, SrO, Y₂O₃ und ZrO₂ verwendet werden.
Um die Haftung des wärmehärtenden Bindemittelharzes und die Trägerfestigkeit zu verbessern, ist es in solch einem Fall mehr bevorzugt, Teilchen mit einem ähnlichen spezifischen Gewicht und ähnlicher Gestalt zu verwenden. Zum Beispiel können Kombinationen von Magnetit mit Hematit, Magnetit mit SiO₂, Magnetit mit Al₂O₃, Magnetit mit TiO₂, Magnetit mit Ca-Mn-Ferrit und Magnetit mit Ca-Mg-Ferrit bevorzugt verwendet werden. Insbesondere ist im Hinblick auf die Kosten und die Festigkeit der magnetischen Teilchen eine Kombination von Magnetit mit Hematit bevorzugt.
Das Metalloxid kann mit einer Leitfähigkeit ausgestattet werden. Als ein Verfahren dafür können z.B. durch Dotierung Gitterdefekte gebildet werden.
Das vorstehende Metalloxid kann bevorzugt einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 0,02 bis 5 μm aufweisen, der in Abhängigkeit von dem Durchmesser des Trägerteilchens variieren kann.
Das Metalloxid kann bevorzugt behandelt werden, um es lipophil zu machen. Ein Metalloxid, das lipophil gemacht worden ist, kann in das Bindemittelharz gleichmäßig und in einer hohen Dichte eingebracht werden, wenn es in dem Bindemittelharz dispergiert wird, um die magnetischen Teilchen zu bilden. Insbesondere wenn die magnetischen Teilchen durch Polymerisation gebildet werden, ist es für solch ein Metalloxid wichtig, kugelförmige Teilchen mit glatter Oberfläche zu erhalten und zudem eine scharfe Verteilung der Teilchengröße einzustellen.
Die Behandlung, um es lipophil zu machen, kann durch ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem das Metalloxid mit einem Kupplungsmittel wie etwa einem Silan-Kupplungsmittel oder einem Titanat-Kupplungsmittel behandelt wird, oder ein Verfahren, bei dem das Metalloxid in einem wässrigen Medium dispergiert wird, das ein oberflächenaktives Mittel enthält, um seine Teilchenoberflächen lipophil zu machen.
Als das Silan-Kupplungsmittel, auf das hier Bezug genommen wird, können jene mit einer hydrophoben Gruppe, einer Aminogruppe oder einer Epoxidgruppe verwendet werden. Das Silan-Kupplungsmittel mit einer hydrophoben Gruppe kann z.B. Vinyltrichlorsilan, Vinyltriethoxysilan und Vinyltris(β-methoxy)silan einschließen. Das Silan-Kupplungsmittel mit einer Aminogruppe kann γ-Aminopropylethoxysilan, N-β(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β(Aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan und N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan einschließen. Das Silan-Kupplungsmittel mit einer Epoxidgruppe kann γ-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan und β-(3,4-Epoxycyclohexyl)trimethoxysilan einschließen.
Das Titan-Kupplungsmittel kann z.B. Isopropyltriisostearoyltitanat, Isopropyltridodecylbenzolsulfonyltitanat und Isopropyltris(dioctylpyrophosphat)titanat einschließen.
Als das oberflächenaktive Mittel können kommerziell erhältliche oberflächenaktive Mittel verwendet werden wie sie sind.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen können durch Vermischen von Monomeren und dem Metalloxid, direktes Polymerisieren der resultierenden Mischung, um magnetische Teilchen herzustellen, die ein wärmehärtendes Harz mit dem darin dispergierten Metalloxid umfassen, und anschließendes teilweises Verkohlen des wärmehärtenden Harzes erhalten werden. Dann wird dieses wärmehärtende Harz als ein Bindemittelharz verwendet, und somit können kugelförmige Teilchen mit einer Festigkeit herge stellt werden, die groß genug ist, damit sie während des Betriebs nicht brechen.
Die bei der Polymerisation verwendeten Monomere können Bisphenole und Epichlorhydrin, die als Ausgangsmaterialien für Epoxidharze dienen, Phenole und Aldehyde, die als Ausgangsmaterialien für Phenolharze dienen, Harnstoff und Aldehyde, die als Ausgangsmaterialien für Harnstoffharze dienen, und Melamin und Aldehyde einschließen, von denen jegliche verwendet werden können. In der vorliegenden Erfindung sind im Hinblick auf die Festigkeit Phenolharze bevorzugt.
Zum Beispiel können als ein Verfahren zur Herstellung der magnetischen Teilchen unter Verwendung eines härtbaren Phenolharzes ein Phenol und ein Aldehyd in einem wässrigen Medium in der Gegenwart eines basischen Katalysators und unter Zugabe des Metalloxids, bevorzugt eines Metalloxids, das behandelt worden ist, um es lipophil zu machen, um Teilchen zu erhalten, die kugelförmiger sind und eine scharfe Verteilung der Teilchengröße aufweisen, polymerisiert werden, um die magnetischen Teilchen zu erhalten.
Nachdem die magnetischen Teilchen durch Polymerisation gebildet oder nachdem sie verkohlt wurden, können die Teilchen optional klassifiziert werden, um die Verteilung der Teilchengröße der magnetischen Teilchen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung einzuregeln.
Als ein speziell bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der magnetischen Teilchen der vorliegenden Erfindung kann das Bindemittelharz bevorzugt in einem querverknüpften Zustand verwendet werden, so dass die Festigkeit der magnetischen Teilchen verbessert werden kann. Zum Beispiel kann bei der direkten Polymerisation ein querverknüpfbares Harz ausge wählt werden, um eine direkte Polymerisation und ein Querverknüpfen durchzuführen, um magnetische Teilchen zu erhalten, oder Monomere, die eine querverknüpfende Komponente enthalten, können verwendet werden.
Das Metalloxid ist in den magnetischen Teilchen in einer Menge von 80 bis 98 Gew.% enthalten. Wenn es in einer Menge von weniger als 80 Gew.% enthalten ist, können granulierte Teilchen miteinander agglomerieren, wenn die magnetischen Teilchen durch direkte Polymerisation hergestellt werden, was leicht dazu führt, dass eine nicht gleichmäßige Verteilung der Teilchengröße hervorgerufen wird, so dass keine gute Aufladungsleistung erzielt werden kann. Wenn es in einer Menge von mehr als 98 Gew.% vorliegt, können die magnetischen Teilchen eine geringe Festigkeit aufweisen, was leicht zu Problemen z.B. des Bruchs der magnetischen Teilchen als Ergebnis des Betriebs führt.
In der vorliegenden Erfindung machen es die magnetischen Teilchen, die das Metalloxid in einer Menge von 80 bis 98 Gew.% enthalten, zudem möglich, kugelförmige magnetische Teilchen zu bilden und außerdem magnetische Teilchen mit feinen Unregelmäßigkeiten (Hügel und Dellen) auf ihren Oberflächen zu erhalten. Aufgrund des Vorliegens solcher feinen Unregelmäßigkeiten auf ihren Oberflächen kann eine Verschlechterung während des Betriebs an den Dellen auftreten, und die Hügel sind immer stabil als Injektionspunkte vorhanden.
Wie vorstehend angegeben, sind die magnetischen Teilchen der vorliegenden Erfindung sehr kugelförmig. In der vorliegenden Erfindung können die magnetischen Teilchen bevorzugt eine Kugelförmigkeit von 2 oder weniger haben. Wenn ihre Kugelförmigkeit mehr als 2 beträgt, können die magnetischen Teilchen eine schlechte Fließfähigkeit aufweisen und können nicht reibungsfrei mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommen, was es schwierig macht, eine gleichmäßige Aufladung zu erzielen. Um die Kugelförmigkeit der in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen zu messen, werden wenigstens 300 magnetische Teilchen unter Verwendung eines Feldemissions-Abtast-Elektronenmikroskops 5-800, hergestellt durch Hitachi Ltd., stichprobenartig abgetastet, und ihre aus dem folgenden Ausdruck berechnete Kugelförmigkeit wird mittels eines Bildverarbeitungsanalysators LUZEX 3, hergestellt von Nireco Co., bestimmt. Kugelförmigkeit SF1 = (MX LNG)2/Fläche × π/4MX LNG: maximaler Durchmesser eines magnetischen Teilchens
Fläche: projizierte Fläche eines magnetischen Teilchens
Hier bedeutet es, dass das Teilchen umso kugelförmiger ist, je näher SF1 an 1 ist.
In der vorliegenden Erfindung haben die magnetischen Teilchen bevorzugt einen Volumenwiderstand von 1 × 105 bis 1 × 10⁸ Ω∙cm. Jene mit einem Volumenwiderstand von niedriger als 1 × 10⁵ Ω∙cm können einen Abfall der Aufladungsspannung verursachen, da sich elektrische Ströme auf Fehlstellen, wie etwa kleine Löcher, konzentrieren, wenn das lichtempfindliche Element solche Fehlstellen aufweist, was zu einer fehlerhaften Aufladung in der Form von Aufladungsspalten führt. Andererseits können es jene mit einem Volumenwiderstand von größer als 1 × 10⁸ Ω∙cm schwierig machen, dass die elektrischen Ladungen gleichmäßig in das lichtempfindliche Element injiziert werden, was aufgrund von winziger fehlerhafter Aufladung leicht zu verschleierten Bildern führt.
Selbst wenn allerdings die magnetischen Teilchen aus dem vorstehend beschriebenen Harz mit darin dispergiertem Metalloxid einen Volumenwiderstand innerhalb des Bereichs von 1 × 10⁵ bis 1 × 10⁸ Ω∙cm aufweisen, können die Positionen, durch die elektrische Ladungen injiziert werden, verloren gehen, so dass kein gutes Aufladen erzielt werden kann, wenn die Teilchenoberflächen mit einem Harz mit hohem Widerstand überzogen sind und jegliche feine Teilchen aus Metalloxid mit einem geringen Widerstand nicht in einer großen Menge von den Oberflächen abstehen. Demgemäß ist das wärmehärtende Harz in der vorliegenden Erfindung an den Oberflächenabschnitten der Teilchen verkohlt, um es in einen leitfähigen Kohlenstoff zu überführen. Dies hat es möglich gemacht, die Injektion von elektrischen Ladungen von den Oberflächen der magnetischen Teilchen zu beschleunigen, so dass eine gleichmäßigere Aufladung durchgeführt wird. Daher ist in der vorliegenden Erfindung das wärmehärtende Harz selbst verkohlt, und daher können die magnetischen Teilchen mit einer gleichmäßigeren Leitfähigkeit ausgestattet werden als jene magnetischen Teilchen, die des Weiteren mit leitfähigen Schichten auf ihren Oberflächen bereitgestellt sind, und können zudem frei von einer Abtrennung von solchen Schichten während des Betriebs sein.
Der leitfähige Kohlenstoff kann bevorzugt basierend auf dem Gesamtgewicht der magnetischen Teilchen in einer Menge von 1 bis 15 Gew.% vorliegen, und die magnetischen Teilchen können als Ergebnis der Verkohlung bevorzugt einen Volumenwiderstand von 1 × 10⁵ bis 1 × 10⁸ Ω∙cm aufweisen. Wenn der leitfähige Kohlenstoff in einem Gehalt von weniger als 1 Gew.% vorliegt, kann die vorstehend angegebene Wirkung der Beschleunigung der Ladungsinjektion schwierig erzielt werden, und eine gleichmäßige Aufladung kann nicht durchgeführt werden. Wenn er in einem Gehalt von mehr als 15 Gew.% vorliegt, können die magnetischen Teilchen leicht eine ge ringe Festigkeit haben, was in einigen Fällen ein Brechen der Teilchen während des Betriebs hervorruft.
Die Verkohlung wird durch Erhitzen der vorstehenden magnetischen Teilchen aus dem Harz mit darin dispergiertem Metalloxid in einer Inertatmosphäre, bevorzugt bei einer Temperatur von 350 bis 450°C für eine angegebene Zeit, durchgeführt. Bei einer Temperatur unterhalb von 350°C ist es schwierig, die Verkohlung ausreichend durchzuführen. Bei einer Temperatur von höher als 450°C können sich die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Teilchen verändern, so dass sie eine geringe magnetische Kraft aufweisen, oder die Verkohlung kann zu schnell ablaufen, um den Gehalt des leitfähigen Kohlenstoffs leicht einzuregeln. Wie der Gehalt des leitfähigen Kohlenstoffs in den magnetischen Teilchen zu messen ist, wird später beschrieben.
Da die magnetischen Teilchen einen kleineren Teilchendurchmesser haben, kommen sie im Übrigen in einen engeren Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element, und daher wird es möglich, eine gleichmäßige Aufladung durchzuführen. Da allerdings die individuellen magnetischen Teilchen eine kleinere magnetische Kraft haben, da die magnetischen Teilchen einen kleineren Teilchendurchmesser haben, neigen die magnetischen Teilchen dazu, an das lichtempfindliche Element anzuhaften. Es ist zudem gefunden worden, dass die magnetischen Teilchen, auf deren Oberflächen sich elektrische Ladungen reibungslos bewegen können, wie bei den in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen, insbesondere dazu neigen, an die magnetischen Teilchen anzuhaften, wenn ein AC-Aufladesystem verwendet wird, in dem eine durch Überlagern einer AC-Komponente gebildete Spannung an das Kontakt-Aufladeelement angelegt wird. Es ist zudem gefunden worden, dass magnetische Teilchen, die eine breite Verteilung der Teilchengröße haben und Teilchen mit einem kleinen Teilchendurchmesser in einer großen Menge enthalten, die Gleichmäßigkeit der Injektionsaufladung verschlechtern, und dass zusätzlich solche kleinen Teilchen insbesondere dazu neigen, an das lichtempfindliche Element anzuhaften.
Nun werden in der vorliegenden Erfindung magnetische Teilchen verwendet, die solch eine Verteilung der Teilchengröße aufweisen, dass magnetische Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers aller magnetischen Teilchen basierend auf der Anzahl aller magnetischen Teilchen in einer zahlenmäßigen Menge von 30% oder weniger enthalten sind. Dies hat es möglich gemacht, die vorstehenden Probleme zu lösen. Die Verwendung von magnetischen Teilchen mit solch einer scharfen Verteilung der Teilchengröße hat es zudem möglich gemacht, gleichzeitig eine gute Gleichmäßigkeit der Aufladung zu erzielen. Der Anteil (die Menge) solcher Teilchen ist ein kumulativer Wert der Verteilung der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers, wenn die zahlenmäßige Verteilung der Teilchengröße durch ein später beschriebenes Verfahren gemessen wird.
In der vorliegenden Erfindung können die magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers bevorzugt einen kumulativen Verteilungswert von zahlenmäßig 20% oder weniger und speziell bevorzugt 10% oder weniger aufweisen.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen können unter dem Gesichtspunkt einer gleichmäßigen Aufladung bevorzugt einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 100 μm und speziell bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 μm aufweisen. Magnetische Teilchen mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von größer als 100 μm sind unter dem Gesichtspunkt einer gleichmäßigen Aufladung nicht bevorzugt, da der magnetische Pinsel dazu neigt, das lichtempfindliche Element in so einer kleinen spezifischen Fläche zu reiben, dass keine ausreichende Aufladung durchgeführt werden kann, und zudem neigt der magnetische Pinsel dazu, nicht gleichmäßige Wischspuren hervorzurufen. Andererseits können jene mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von kleiner als 1 μm dazu führen, dass die individuellen magnetischen Teilchen eine so kleine magnetische Kraft haben, dass die magnetischen Teilchen dazu neigen, an das lichtempfindliche Element anzuhaften.
Die magnetischen Teilchen der vorliegenden Erfindung können bevorzugt eine magnetische Kraft von 100 bis 250 × 10^-4 T bei 7,95 × 10⁴ A/m aufweisen (von 100 bis 250 emu/cm³ bei 1 Kilooersted). Wenn sie eine magnetische Kraft von kleiner als 10^-2 T (100 emu/cm³) aufweisen, neigt die beschränkende Kraft, die von dem magnetischen Teilchenträger (Hülse) ausgeübt wird, dazu, kurz zu werden, so dass die magnetischen Teilchen dazu neigen, an die magnetischen Teilchen anzuhaften. Wenn die magnetischen Teilchen eine magnetische Kraft von größer als 250 emu/cm³ aufweisen, neigt der magnetische Pinsel dazu, lose und steife Ösen aufzuweisen, was es schwierig macht, eine gleichmäßige Aufladungsleistung zu erzielen.
Die Parameter der magnetischen Teilchen in der vorliegenden Erfindung werden auf die nachstehend beschriebene Weise gemessen.
Der Teilchendurchmesser der in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen wird auf die nachstehend beschriebene Weise gemessen. Um den Teilchendurchmesser der magnetischen Teilchen zu messen, werden wenigstens 300 magnetische Teilchen mit Teilchendurchmessern von 0,1 μm oder größer, aufgenommen bei 3000facher Vergrößerung, unter Verwendung eines Abtast-Elektronenmikroskops 5-4500, hergestellt von Hitachi Ltd., stichprobenartig abgetastet, und ihre Feret-Durchmesser in horizontaler Richtung werden als Teilchendurchmesser mittels eines Bildverarbeitungsanalysators LUZEX 3, hergestellt durch Nireco Co., gemessen, um den zahlengemittelten Teilchendurchmesser zu berechnen. Zudem wird der kumulative Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers aus der zahlenmäßigen Verteilung der Teilchengröße berechnet.
Der Teilchendurchmesser der in der vorliegenden Erfindung verwendeten feinen Teilchen aus Metalloxid wird auf die nachstehend beschriebene Weise gemessen. Um den zahlengemittelten Teilchendurchmesser der feinen Metalloxidteilchen zu messen, werden wenigstens 300 Teilchen, aufgenommen mit Vergrößerungen von 10.000 bis 50.000, unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops H-800, hergestellt durch Hitachi Ltd., stichprobenartig abgetastet, und die Feret-Durchmesser in horizontaler Richtung der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 μm oder größer werden als Teilchendurchmesser der feinen Metalloxidteilchen mittels eines Bildverarbeitungsanalysators LUZEX 3, hergestellt durch Nireco Co., gemessen, gefolgt von einer Mittelung, um den zahlengemittelten Teilchendurchmesser zu berechnen.
Die magnetischen Eigenschaften der in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen werden mit einem automatischen Aufzeichnungsgerät BHV-30 für magnetische Eigenschaften vom Typ mit schwingendem magnetischem Feld, hergestellt durch Riken Denshi K.K., gemessen. Die Werte der magnetischen Eigenschaften der magnetischen Teilchen werden als die Intensität der Magnetisierung angegeben, die bestimmt wird, wenn ein äußeres magnetisches Feld von 7,95 × 10⁴ A/m (1 Kilooersted) erzeugt wird. Ein zylindrischer Kunststoffbehälter ist sehr dicht mit den magnetischen Teilchen gepackt. In diesem Zustand wird das Magnetisierungsmoment gemessen, und das tatsächliche Gewicht des Behälters, der die Probe hält, wird gemessen, um die Magnetisierungsintensität zu bestimmen. Als Nächstes wird die wahre Dichte der magnetischen Teilchen unter Verwendung eines automatischen Trocken-Densitometers ACUPIC 1330 (hergestellt durch Shimadzu Corporation) gemessen, und die wahre Dichte wird mit der Magnetisierungsintensität (emu/g) multipliziert, um die Intensität pro Volumeneinheit (emu/cm³) zu bestimmen.
Die Widerstandseigenschaften der in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen werden unter Verwendung eines in 2 gezeigten Messgeräts gemessen. Es wird ein Verfahren verwendet, bei dem die Zelle E mit magnetischen Teilchen gepackt ist und die Elektroden 21 und 22 so bereitgestellt sind, dass sie mit den gepackten Trägerteilchen in Kontakt kommen, wobei über die Elektroden eine Spannung angelegt wird und elektrische Ströme, die zu dem Zeitpunkt fließen, gemessen werden, um den Widerstand zu bestimmen. Bei diesem Messverfahren können die magnetischen Teilchen, die pulverförmig sind, eine Veränderung der Packungsrate hervorrufen, die von einer Veränderung im Widerstand begleitet werden kann, und es muss darauf aufgepasst werden. Die Messung des Widerstandes wird in der vorliegenden Erfindung unter Bedingungen einer Kontaktfläche S zwischen den gepackten Trägerteilchen und der Zelle etwa 2,3 cm²; Dicke d: etwa 2 mm; Belastung der oberen Elektrode 22: 180 g; und angelegte Spannung: 100 V durchgeführt. In der 2 bezeichnet das Bezugszeichen 23 ein isolierendes Material, 24 ein Amperemeter, 25 ein Voltmeter, 26 einen Spannungsstabilisator, 27 die Probe und 28 einen Führungsring.
Der Gehalt an leitfähigem Kohlenstoff in den in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen wird durch ein nachstehend beschriebenes Verfahren gemessen. Unter Verwendung eines thermogravimetrischen Analysators TAC7, hergestellt durch Perkin-Elmer Corporation, wird die Harzmenge in den Teilchen sowohl für die magnetischen Teilchen vor der Verkohlung als auch die magnetischen Teilchen nach der Verkohlung berechnet, und der Kohlenstoffgehalt in den magnetischen Teilchen nach der Verkohlung wird aus dem Unterschied zwischen diesen berechnet.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Objektelement kann bevorzugt ein elektrofotografisches lichtempfindliches Element sein. Das elektrofotografische lichtempfindliche Element unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, mit der Ausnahme, dass es eine Ladungsinjektionsschicht als eine Oberflächenschicht aufweisen muss, wenn die Injektionsaufladung durchgeführt wird.
Die Ladungsinjektionsschicht kann bevorzugt einen Volumenwiderstand von 1 × 10⁹ bis 1 × 10¹⁴ Ω∙cm aufweisen. Der Volumenwiderstand der Ladungsinjektionsschicht kann durch ein Verfahren gemessen werden, in dem eine Ladungsinjektionsschicht auf einem Polyethylenterephthalatfilm (PET), auf dessen Oberfläche Platin vakuumabgeschieden worden ist, gebildet und eine DC-Spannung von 100 V in einer Umgebung von 23°C und 65% relativer Feuchtigkeit angelegt wird, um ihren Widerstand mittels einer Vorrichtung zum Messen des Volumenwiderstands (4140B pRMATER, hergestellt durch Hewlett Packard Co.) zu messen.
Die Ladungsinjektionsschicht kann entweder eine Harzschicht, die leitfähige Teilchen wie etwa leitfähige Metalloxidteilchen enthält, oder eine anorganische Schicht sein, wie etwa eine Schicht, die aus SiC oder dergleichen besteht.
Die Lebensdauer des lichtempfindlichen Elements kann in einem gewissen Ausmaß verlängert werden, wenn die Ladungsinjektionsschicht in einer größeren Dicke gebildet ist. Wenn allerdings die Ladungsinjektionsschicht in einer größeren Dicke gebildet ist, kann die gebildete Ladungsinjektionsschicht als eine elektrische Widerstandsschicht oder eine Streuschicht wirken, was leicht eine Verschlechterung der lichtleitenden Eigenschaften der lichtempfindlichen Trommel oder eine Bildverschlechterung aufgrund einer Streuung von bildweisem Belichtungslicht hervorrufen kann. Demgemäß kann die Ladungsinjektionsschicht bevorzugt in einer Dicke von 0,1 bis 5 μm gebildet sein.
Die Injektionsaufladung ist ein Verfahren, bei dem elektrische Ladungen direkt in die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mittels eines Kontakt-Aufladeelements injiziert werden, im Wesentlichen ohne Verwendung des Phänomens der Entladung. Selbst wenn die an das Aufladeelement angelegte Spannung eine Spannung mit einem Wert unterhalb des Entladungsgrenzwerts ist, kann daher das lichtempfindliche Element so aufgeladen werden, dass es ein Potenzial aufweist, das der angelegten Spannung entspricht. Allerdings ist es wichtig, dass die Aufladung nicht vorherrschend unter Verwendung des Phänomens der Entladung abläuft, und die Verwendung einer Spannung, die durch Überlagern einer DC-Spannung mit einer AC-Spannung gebildet wird, ist keinesfalls ausgeschlossen.
Die Belichtungseinrichtung, die Entwicklungseinrichtung und die Übertragungseinrichtung unterliegen ebenfalls keinen speziellen Beschränkungen.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch die angegebenen Beispiele speziell beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist keinesfalls auf diese beschränkt.
– Herstellung von magnetischen Teilchen –
Magnetische Teilchen 1
Zu einem Magnetit mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 0,24 μm wurden 0,5 Gew.% eines Silan-Kupplungsmittels 3-(2-Aminoethylaminopropyl)dimethoxysilan zugegeben, gefolgt von Vermischen und Rühren bei hoher Geschwindigkeit in einem Behälter bei 100°C oder darüber, um das Magnetit lipophil zu machen.
Die vorstehenden Materialien, 28%iges Ammoniakwasser als ein basischer Katalysator und zudem Wasser wurden in einen Kolben gefüllt, und die Temperatur wurde in 40 Minuten auf 85°C erhöht, während sie gerührt und vermischt wurden. Unter Halten der Temperatur wurde die Reaktion und das Härten für 3 Stunden durchgeführt, um eine Polymerisation der ersten Stufe durchzuführen. Danach wurde die Reaktionsmischung auf 30°C abgekühlt, und 130 Gew.-Teile Wasser wurden dort zugegeben. Danach wurde der gebildete Überstand entfernt, und der ebenfalls gebildete Niederschlag wurde mit Wasser gewaschen, gefolgt von Trocknen an der Luft. Anschließend wurde dieser des Weiteren bei 180°C unter verringertem Druck (5 mmHg oder darunter) getrocknet, um magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden in einen elektrischen Drehofen gegeben, und sein Inneres wurde mit Stickstoff ausgetauscht, wobei die Temperatur in einem Stickstoffstrom auf 380°C erhöht wurde, um für 30 Minuten eine Behandlung vorzunehmen, gefolgt von Abkühlen auf Raumtemperatur, wo die Inhalte herausgenommen wurden, um verkohlte magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden mittels eines Vielteiler-Klassifiziergeräts, speziell angegeben durch einen Elbow Jet Labo EJ-L-3 (hergestellt durch Nittetsu Kogyo K.K.) klassifiziert, um magnetische Teilchen 1 mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 15,2 μm zu erhalten, deren akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen zahlenmäßig 0,0% betrug. Der Gehalt an leitfähigem Kohlenstoff der erhaltenen magnetischen Teilchen betrug 3,2 Gew.%. Ihr SF-1 war 1,1, der Volumenwiderstand betrug 3 × 10⁷ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 220 × 10^-4 T (220 emu/cm³) .
Magnetische Teilchen 2
Die lipophile Behandlung wurde auf die gleiche Weise wie bei den magnetischen Teilchen 1 vorgenommen, mit der Ausnahme, dass das Magnetit durch ein Ferrit mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 0,23 μm ersetzt wurde.
Unter Verwendung der vorstehenden Materialien wurde eine Polymerisation auf die gleiche Weise wie bei den magnetischen Teilchen 1 durchgeführt, um magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden in einen elektrischen Drehofen gegeben, und sein Inneres wurde mit Stickstoff ausgetauscht, wobei die Temperatur in einem Stickstoffstrom auf 380°C erhöht wurde, um für 40 Minuten eine Behandlung vorzunehmen, gefolgt von Abkühlen auf Raumtemperatur, wo die Inhalte herausgenommen wurden, um verkohlte magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden mittels des Vielteiler-Klassifiziergeräts klassifiziert, um magnetische Teilchen 2 mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 16,3 μm zu erhalten, deren akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen zahlenmäßig 0,0% betrug. Der Gehalt an leitfähigem Kohlenstoff der erhaltenen magnetischen Teilchen betrug 5,1 Gew.%. Ihr SF-1 war 1,2, der Volumenwiderstand betrug 8 × 10⁶ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 218 × 10^-4 T (218 emu/cm³) .
Magnetische Teilchen 3
Zu jedem von einem Ferrit mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 0,23 μm und einem α-Fe₂O₃ mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 0,26 μm wurde ein Titanat-Kupplungsmittel Isopropyltriisostearoyltitanat in einer Menge von 0,6 Gew.% basierend auf dem Gewicht jedes Metalloxids zugegeben, gefolgt von Vermischen und Rühren unter Bedingungen von 100°C und 0,5 Stunden, um sie lipophil zu machen.
Unter Verwendung der vorstehenden Materialien wurde eine Polymerisation auf die gleiche Weise wie für die magnetischen Teilchen 1 durchgeführt, um magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden in einen elektrischen Drehofen gegeben, und sein Inneres wurde mit Stickstoff ausgetauscht, wobei die Temperatur in einem Stickstoffstrom auf 380°C erhöht wurde, um für 40 Minuten eine Behandlung vorzunehmen, gefolgt von Abkühlen auf Raumtemperatur, wo die Inhalte herausgenommen wurden, um verkohlte magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden mittels des Vielteiler-Klassifiziergeräts klassifiziert, um magnetische Teilchen 3 mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 51,2 μm zu erhalten, deren akkumulierter Wert der Ver teilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen zahlenmäßig 9,5% betrug. Der Gehalt an leitfähigem Kohlenstoff der erhaltenen magnetischen Teilchen betrug 3,6 Gew.%. Ihr SF-1 war 1,1, der Volumenwiderstand betrug 8 × 10⁷ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 110 × 10^-4 T (110 emu/cm³).
Magnetische Teilchen 4
Magnetische Teilchen aus den Magnetischen Teilchen 3, die nicht verkohlt worden waren, wurden in einen elektrischen Drehofen gegeben, und sein Inneres wurde mit Stickstoff ausgetauscht, wobei die Temperatur in einem Stickstoffstrom auf 380°C erhöht wurde, um für 70 Minuten eine Behandlung vorzunehmen, gefolgt von Abkühlen auf Raumtemperatur, wo die Inhalte herausgenommen wurden, um verkohlte magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden mittels des Vielteiler-Klassifiziergeräts klassifiziert, um magnetische Teilchen 4 mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 52,3 μm zu erhalten, deren akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen zahlenmäßig 11,0 betrug. Der Gehalt an leitfähigem Kohlenstoff der erhaltenen magnetischen Teilchen betrug 7,4 Gew.%. Ihr SF-1 war 1,1, der Volumenwiderstand betrug 5 × 10⁷ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 108 × 10^-4 T (108 emu/cm³).
Magnetische Teilchen 5
Die vorstehenden Materialien, 28%iges Ammoniakwasser als ein basischer Katalysator und zudem Wasser wurden in einen Kolben gegeben, und die Temperatur wurde in 40 Minuten auf 85°C erhöht, während sie gerührt und vermischt wurden. Unter Halten der Temperatur wurde die Reaktion und ein Härten für 3 Stunden durchgeführt, um eine Polymerisation der ersten Stufe durchzuführen. Danach wurde die Reaktionsmischung auf 30°C abgekühlt, und 130 Gew.-Teile Wasser wurden dort zugegeben. Danach wurde der gebildete Überstand entfernt, und der ebenfalls gebildete Niederschlag wurde mit Wasser gewaschen, gefolgt von Trocknen an der Luft. Anschließend wurde dieser des Weiteren bei 180°C unter verringertem Druck (5 mmHg oder darunter) getrocknet, um magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden in einen elektrischen Drehofen gegeben, und sein Inneres wurde mit Stickstoff ausgetauscht, wobei die Temperatur in einem Stickstoffstrom auf 380°C erhöht wurde, um für 25 Minuten eine Behandlung vorzunehmen, gefolgt von Abkühlen auf Raumtemperatur, wo die Inhalte herausgenommen wurden, um verkohlte magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden mittels des Vielteiler-Klassifiziergeräts klassifiziert, um magnetische Teilchen 5 mit einem zahlengemittelten Durchmesser von 40,0 μm zu erhalten, deren akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen zahlenmäßig 8,5% betrug. Der Gehalt an leitfähigem Kohlenstoff der erhaltenen magnetischen Teilchen betrug 2,5 Gew.%. Ihr SF-1 war 1,2, der Volumenwiderstand betrug 8 × 10⁶ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 205 × 10^-4 T (205 emu/cm³).
Magnetische Teilchen 6
Unter Verwendung der vorstehenden Materialien wurde eine Polymerisation auf die gleiche Weise wie für die magnetischen Teilchen 1 durchgeführt, um magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden in einen elektrischen Drehofen gegeben, und sein Inneres wurde mit Stickstoff ausgetauscht, wobei die Temperatur in einem Stickstoffstrom auf 380°C erhöht wurde, um für 40 Minuten eine Behandlung vorzunehmen, gefolgt von Abkühlen auf Raumtemperatur, wo die Inhalte herausgenommen wurden, um verkohlte magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden mittels des Vielteiler-Klassifiziergeräts klassifiziert, um magnetische Teilchen 6 mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 39,5 μm zu erhalten, deren akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen zahlenmäßig 18,1 betrug. Der Gehalt an leitfähigem Kohlenstoff der erhaltenen magnetischen Teilchen betrug 3,6 Gew.%. Ihr SF-1 war 1,1, der Volumenwiderstand betrug 7 × 10⁷ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 120 × 10^-4 T (120 emu/cm³) .
Magnetische Teilchen 7
Magnetische Teilchen aus den Magnetischen Teilchen 1, die nicht verkohlt worden waren, wurden als magnetische Teilchen 7 verwendet wie sie waren.
Die magnetischen Teilchen 7 hatten einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 15,2 μm, und ihr akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen betrug zahlenmäßig 0,0%. Ihr SF-1 war 1,1, der Volumenwiderstand betrug 5 × 10⁸ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 224 × 10⁴ T (224 emu/cm³).
Magnetische Teilchen 8
Zu jedem von einem Magnetit mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 0,25 μm und einem α-Fe₂O₃ mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 0,26 μm wurde ein Silan-Kupplungsmittel γ-Aminopropylethoxysilan in einer Menge von 0,6 Gew.% basierend auf dem Gewicht jedes Metalloxids zugegeben, gefolgt von Vermischen und Rühren unter Bedingungen von 100°C und 0,4 Stunden, um sie lipophil zu machen.
Unter Verwendung der vorstehenden Materialien wurde eine Polymerisation auf die gleiche Weise wie für die magnetischen Teilchen 1 durchgeführt, um magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden in einen elektrischen Drehofen gegeben, und sein Inneres wurde mit Stickstoff ausgetauscht, wobei die Temperatur in einem Stickstoffstrom auf 380°C erhöht wurde, um für 40 Minuten eine Behandlung vorzunehmen, gefolgt von Abkühlen auf Raumtemperatur, wo die Inhalte herausgenommen wurden, um verkohlte magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden mittels des Vielteiler-Klassifiziergeräts klassifiziert, um magnetische Teilchen 8 mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 53,5 μm zu erhalten, deren akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen zahlenmäßig 22,0% betrug. Der Gehalt an leitfähigem Kohlenstoff der erhaltenen magnetischen Teilchen betrug 3,4 Gew.%. Ihr SF-1 war 1,1, der Volumenwiderstand betrug 9 × 10⁷ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 112 × 10^-4 T (112 emu/cm³).
Magnetische Teilchen 9
Die vorstehenden Materialien wurden mittels einer Kugelmühle vermischt. Die erhaltene Mischung wurde kalziniert und danach unter Verwendung der Kugelmühle pulverisiert, des Weiteren gefolgt von einer Granulierung mittels eines Sprühtrockners. Dies wurde gebrannt, um magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden zweimal wiederholt mittels des Vielteiler-Klassifiziergeräts klassifiziert, um magnetische Teilchen 9 mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 19,5 μm zu erhalten, deren akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen zahlenmäßig 17,5 betrug. Ihr SF-1 war 1,4, der Volumenwiderstand betrug 8 × 10⁶ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 279 × 10^-4 T (279 emu/cm³).
Magnetische Teilchen 10
Die lipophile Behandlung wurde auf die gleiche Weise wie für die Magnetischen Teilchen 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass das Magnetit durch ein Ferrit mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 0,23 μm ersetzt wurde.
Unter Verwendung der vorstehenden Materialien wurde eine Polymerisation auf die gleiche Weise wie für die magnetischen Teilchen 1 durchgeführt, um magnetische Teilchen zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden in einen elektrischen Drehofen gegeben, und sein Inneres wurde mit Stickstoff ausgetauscht, wobei die Temperatur in einem Stickstoffstrom auf 380°C erhöht wurde, um für 35 Minuten eine Behandlung vorzunehmen, gefolgt von Abkühlen auf Raumtemperatur, wo die Inhalte herausgenommen wurden, um verkohlte magnetische Teilchen, magnetische Teilchen 10, zu erhalten.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen 10 hatten einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 16,0 μm, und ihr akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen betrug zahlenmäßig 31,2%. Der Gehalt an leitfähigem Kohlenstoff der erhaltenen magnetischen Teilchen betrug 3,4 Gew.%. Ihr SF-1 war 1,1, der Volumenwiderstand betrug 4 × 10⁷ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 210 × 10^-4 T (210 emu/cm³).
Magnetische Teilchen 11
Die vorstehenden Materialien wurden unter Verwendung eines Farbschüttlers vermischt. Die so erhaltene Dispersion wurde mit 200 Gew.-Teilen magnetischer Teilchen, die nicht verkohlt worden waren, vermischt. Das Lösungsmittel wurde unter kontinuierlichem Anlegen einer Scherspannung verdampft, um magnetische Teilchen zu erhalten, die Phenolharzschichten mit darin dispergiertem Kohlenstoff als Oberflächenschichten aufweisen.
Die so erhaltenen magnetischen Teilchen wurden mittels des Vielteiler-Klassifiziergeräts klassifiziert, um magnetische Teilchen 11 mit einem zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 15,7 μm zu erhalten, deren akkumulierter Wert der Verteilung der magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen zahlenmäßig 0,0% betrug. Der SF-1 der erhaltenen magnetischen Teilchen war 1,1, der Volumenwiderstand betrug 5 × 10⁷ Ω∙cm und die magnetische Kraft war 216 × 10^-4 T (216 emu/cm³).
Die vorstehenden Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1
– In den Beispielen verwendetes elektrofotografisches Gerät –
Die 1 veranschaulicht schematisch den Aufbau eines elektrofotografischen Geräts mit dem Aufladegerät der vorliegenden Erfindung. Das in den vorliegenden Beispielen verwendete elektrofotografische Gerät ist ein Laserstrahldrucker.
Bezugszeichen 11 bezeichnet ein trommelartiges elektrofotografisches lichtempfindliches Element, das als das Objektelement dient. Dieses wird hiernach eine lichtempfindliche Trommel genannt. In den vorliegenden Beispielen ist die lichtempfindliche Trommel eine lichtempfindliche Trommel, die ein organisches, lichtleitendes Material (d.h. eine OPC-lichtempfindliche Trommel) verwendet, einen Durchmesser von 30 mm hat und die, wie durch einen Pfeil D gezeigt, im Uhrzeigersinn bei einer gegebenen Verfahrensgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) drehend angetrieben wird.
Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Aufladeeinrichtung mit einem leitfähigen magnetischen Pinsel als einem Kontakt-Aufladeelement, das mit der lichtempfindlichen Trommel 11 in Kontakt gebracht wird und aus magnetischen Teilchen 123 besteht, die von einer drehbaren, nicht magnetischen Aufladehülse 121 mit Hilfe einer magnetischen Kraft eines Magnets 122 angezogen werden. Das magnetische Feld dieser Aufladehülse 121 in dem Teil, der der lichtempfindlichen Trommel benachbart ist, beträgt 800 Oersted. An diesen magnetischen Pinsel wird eine DC-Aufladevorspannung von –700 V von einer Energiequelle S1 zum Anlegen einer Aufladevorspannung angelegt. Der Abstand zwischen der Oberfläche der Aufladehülse 121 und der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 hat einen Minimalwert von 500 μm. Die magnetischen Teilchen 123 auf der Aufladehülse 121 sind in einer Dicke von 1 mm aufgebracht und bilden einen Aufladespalt mit einer Breite von etwa 4 mm zwischen der Aufladehülse 121 und der lichtempfindlichen Trommel 11. Der durch die magnetischen Teilchen 123 gebildete magnetische Pinsel wird transportiert, wenn die Aufladehülse in der Richtung eines Pfeiles E in der 1 (die entgegengesetzte Richtung hinsichtlich der Bewegungsrichtung der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in der Aufladezone) gedreht wird, und die magnetischen Teilchen kommen nacheinander mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt.
In den vorliegenden Beispielen wurde das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit des magnetischen Pinsels zu der der lichtempfindlichen Trommel auf –150% eingestellt.
Das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit des magnetischen Pinsels zu der der lichtempfindlichen Trommel wird durch den folgenden Ausdruck dargestellt.
Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit (%)

– (Umfangsgeschwindigkeit des magnetischen Pinsels
– Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel)/Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel × 100.

Die Umfangsgeschwindigkeit des magnetischen Pinsels ist ein negativer Wert, wenn er in der Aufladezone entgegen der Drehung der lichtempfindlichen Trommel gedreht wird.
Die lichtempfindliche Trommel 11, die elektrostatisch aufgeladen worden ist, wird einer Abtastbelichtung L ausgesetzt, die von einem Laserstrahl vorgenommen wird, der von einem Laserstrahl-Scanner (nicht gezeigt, mit einer Laserdiode, einem Polygonspiegel usw.) ausgegeben und gemäß der zeitlichen Abfolge elektrischer digitaler Pixelsignale der beabsichtigten Bilderzeugung moduliert wird, so dass ein elektrostatisches latentes Bild von 1.200 dpi entsprechend der beabsichtigten Bilderzeugung auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 gebildet wird. Das elektrostatische latente Bild wird mittels einer umgekehrten Entwicklungsanordnung 13, die einen magnetischen isolierenden Einkomponententoner verwendet, als ein Tonerbild entwickelt.
Das Bezugszeichen 13a bezeichnet eine nicht magnetische Entwicklungshülse mit einem Durchmesser von 16 mm, in deren Inneren ein Magnet 13b bereitgestellt ist. Der vorstehende Toner (Negativtoner) wird auf diese Entwicklungshülse aufgebracht, die dann mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die der lichtempfindlichen Trommel 11 so gedreht wird, dass ihr Abstand von der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 auf 300 μm eingestellt ist, währenddessen von einer von einer Entwicklungsvorspannungs-Energiequelle S2 eine Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungshülse 13a angelegt wird. Beim Anlegen der Spannung wird eine Spannung angelegt, die durch Überlagern einer rechtwinkeligen AC-Spannung mit einer Frequenz von 1.800 Hz und einer Spitze-zu-Spitze-Spannung von 1.600 V über eine DC-Spannung von –500 V erhalten wird, um eine Sprungentwicklung zwischen der Entwicklungshülse 13a und der lichtempfindlichen Trommel 11 hervorzurufen.
In der Zwischenzeit wird ein Übertragungsmedium P als ein Aufzeichnungsmedium von einem Papierzuführabschnitt (nicht gezeigt) zugeführt und wird mit einer angegebenen Zeitsteuerung in einen Druck-Spaltabschnitt (Übertragungszone) T geführt, der zwischen der lichtempfindlichen Trommel 11 und einer Übertragungswalze 14 mit mittlerem Widerstand, die als eine Kontaktübertragungseinrichtung dient und mit der ersteren bei einem angegebenen Druck in Kontakt gebracht wird, gebildet ist. An die Übertragungswalze 14 wird von einer Energiequelle S3, die eine Übertragungsvorspannung anlegt, eine angegebene Übertragungsvorspannung angelegt. In den vorliegenden Beispielen wird eine Übertragungswalze mit einem Widerstandswert der Walze von 5 × 10⁸ Ohm verwendet, und eine DC-Spannung von +2.000 V wird angelegt, um Tonerbilder zu übertragen.
Das zu der Übertragungszone Z zugeführte Übertragungsmedium P ist in dem Übertragungsabschnitt T sandwichartig angeordnet und wird hindurchtransportiert, und Tonerbilder, die auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 gebildet sind und darauf gehalten werden, werden nacheinander mit Hilfe einer elektrostatischen Kraft und eines Drucks übertragen.
Das Übertragungsmedium P, auf das die Tonerbilder übertragen worden sind, wird von der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 getrennt und dann in eine Fixieranordnung 15 z.B. eines Systems mit Hitzefixierung geführt, wo die Tonerbilder fixiert werden, und die fixierten Bilder werden aus dem Gerät als ein bilderzeugtes Produkt (ein Druck oder eine Kopie) ausgegeben.
Nachdem die Tonerbilder auf das Übertragungsmedium P übertragen worden sind, wird die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 mittels einer Reinigungsanordnung 16 gereinigt, um daran anhaftende Verunreinigungen wie etwa rückständigen Toner zu entfernen, und sie wird wiederholt für anschließende Bilderzeugung verwendet. In der vorliegenden Erfindung kann das elektrofotografische Gerät ein so genanntes reinigungsloses System sein, das keine unabhängige Reinigungseinrichtung aufweist und den rückständigen Toner im Wesentlichen durch die Entwicklungseinrichtung aufsammelt.
Das in den vorliegenden Beispielen verwendete lichtempfindliche Element wird nachstehend beschrieben.
Die lichtempfindliche Trommel 11 ist ein OPC-lichtempfindliches Element für negative Aufladung und umfasst einen trommelartigen Träger mit einem Durchmesser von 30 mm aus Aluminium und den folgenden fünf ersten bis fünften funktionellen Schichten, die in der Reihenfolge von dem unteren Teil her darauf aufgebracht sind.
Die erste Schicht ist eine Haftschicht, die eine leitfähige Schicht mit einer Dicke von etwa 20 μm ist, und die bereitgestellt ist, um Fehlstellen und dergleichen der Aluminiumtrommel auszugleichen und zudem um zu verhindern, dass durch eine Reflexion des Laser-Belichtungslichts Moire hervorgerufen wird.
Die zweite Schicht ist eine Schicht, um eine Injektion von positiver Ladung zu verhindern, die eine Schicht mit mittlerem Widerstand und einer Dicke von etwa 1 μm ist, die solch eine Rolle spielt, dass verhindert wird, dass von dem Aluminiumträger injizierte positive Ladungen die negativen Ladungen beseitigen, die auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel gehalten werden, und deren Widerstand durch ein Amilan-Harz und methoxymethyliertes Nylon auf etwa 10⁶ Ω∙cm einreguliert ist.
Die dritte Schicht ist eine ladungserzeugende Schicht, die eine Schicht mit einer Dicke von etwa 0,3 μm ist, die aus einem Harz mit einem darin dispergierten Disazopigment gebildet ist und Paare aus positiver und negativer Ladung erzeugt, wenn sie mit Laserlicht belichtet wird.
Die vierte Schicht ist eine ladungstransportierende Schicht, die aus einem Polycarbonatharz mit darin dispergiertem Hydrazon gebildet ist, und ist eine p-Halbleiterschicht. Daher können sich die auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel gehaltenen negativen Ladungen nicht durch diese Schicht bewegen, und nur die in der ladungserzeugenden Schicht erzeugten Ladungen können zu der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel transportiert werden.
Die fünfte Schicht ist eine Ladungsinjektionsschicht, die eine Überzugsschicht ist, die aus einem Material gebildet ist, das ein fotohärtbares Acrylharz und darin dispergierte ultrafeine SnO₂-Teilchen und ein Fluorharz wie etwa Polytetrafluorethylen (PTFE) umfasst. Speziell angegeben wurden 60 Gew.-Teile eines fotohärtbaren acrylischen Monomers, 60 Gew.-Teile ultrafeiner Zinnoxidteilchen, die mit Antimon dotiert sind, um einen geringen Widerstand aufzuweisen, und die vor dem Dispergieren einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 0,4 μm haben, 50 Gew.-Teile feiner Polytetrafluorethylenteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,18 μm, 20 Gew.-Teile 2-Methylthioxanthon als einem Fotostarter und 400 Gew.-Teile Methanol mittels einer Sandmühle für 48 Stunden dispergiert, um eine Überzugsflüssigkeit zu erhalten, die durch Eintauchen in einer Dicke von 2 μm aufgebracht wurde, um die Ladungsinjektionsschicht zu bilden. Die Ladungsinjektionsschicht hatte einen Volumenwiderstand von 1 × 10¹³ Ω∙cm.
Beispiel 1
Bilder wurden unter Verwendung des vorstehenden elektrofotografischen Geräts reproduziert, in dem magnetische Teilchen 1 verwendet wurden und die Verfahrensgeschwindigkeit auf 300 mm/s eingestellt war. Im Ergebnis zeigte sich eine hervorragende Punkt-Reproduzierbarkeit, und für die magnetischen Teilchen wurde gefunden, dass sie gute Eigenschaften der Ladungsinjektion haben. Zudem hafteten die magnetischen Teilchen nicht an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements. Zudem wurde ein Durchlauftest für Bildreproduktion auf 10.000 Blättern vorgenommen. Im Ergebnis wurden die guten Leistungen zum Zeitpunkt des Beginns beibehalten, und weder brachen die magnetischen Teilchen, um das lichtempfindliche Element zu verunreinigen, noch zerkratzten sie die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements aufgrund der Teilchengestalt.
Die Punkt-Reproduzierbarkeit und die fehlende Anhaftung der magnetischen Teilchen an das lichtempfindliche Element wurden auf die folgende Weise bewertet.
(1) Punkt-Reproduzierbarkeit:
Punkte, die auf der lichtempfindlichen Trommel durch Entwickeln von Halbtonbereichen (Punktdurchmesser des latenten Bildes: 15 μm) eines Bildes erzeugt waren, wurden mittels eines mit einem CCD ausgestatteten Stereomikroskops als Bilddaten in einen Personal-Computer eingegeben. Als Nächstes wurde der Pixelbereich dieser Punkte berechnet, und dieser wurde für 100 Punkte berechnet, um den Durchschnittswert a und die Standardabweichung S zu berechnen. Der Wert S/a, der durch Dividieren der Standardabweichung S durch den Durchschnittswert a des Punkt-Pixel-Bereichs erhalten wurde, wurde als ein Bewertungswert für die Punkt-Reproduzierbarkeit verwendet, um gemäß den folgenden Kriterien eine Bewertung durchzuführen.
AA: weniger als 0,05
A: von 0,05 bis weniger als 0,1
B: von 0,1 bis weniger als 0,15
BC: von 0,15 bis weniger als 0,2
C: 0,2 oder mehr.
(2) Fehlende Anhaftung der magnetischen Teilchen an das lichtempfindliche Element:
Ein durchsichtiger Klebestreifen wurde nach der Bildreproduktion an die lichtempfindliche Trommel geklebt und danach davon abgelöst, um die Zahl der magnetischen Teilchen zu zählen, die innerhalb eines Bereichs der lichtempfindlichen Trommel von 5 cm × 5 cm anhafteten, und die Anzahl der anhaftenden magnetischen Teilchen pro 1 cm² wurde berechnet, um gemäß den folgenden Kriterien eine Bewertung vorzunehmen.
AA: weniger als 0,1 Teilchen/cm²
A: von 0,1 bis weniger als 0,5 Teilchen/cm²
B: von 0,5 bis weniger als 1 Teilchen/cm²
BC: von 1 bis weniger als 5 Teilchen/cm²
C: 5 oder mehr Teilchen/cm²
Beispiel 2
Bilder wurden unter Verwendung des vorstehenden elektrofotografischen Geräts reproduziert, in dem die magnetischen Teilchen 2 verwendet wurden und die Verfahrensgeschwindigkeit auf 350 mm/s eingestellt war. Im Ergebnis wurden gute Ergebnisse wie jene in Beispiel 1 erzielt.
Beispiel 3
Bilder wurden unter Verwendung des vorstehenden elektrofotografischen Geräts reproduziert, in dem die magnetischen Teilchen 3 verwendet wurden und die Verfahrensgeschwindigkeit auf 200 mm/s eingestellt war. Im Ergebnis war die Punkt-Reproduzierbarkeit geringfügig schlechter zu der in Beispiel 1, und die Menge der an die Oberfläche des lichtempfindlichen Trommel anhaftenden magnetischen Teilchen war sehr klein.
Beispiel 4
Bilder wurden unter Verwendung des vorstehenden elektrofotografischen Geräts reproduziert, in dem die magnetischen Teilchen 4 verwendet wurden und die Verfahrensgeschwindigkeit auf 200 mm/s eingestellt war. Im Ergebnis war die Punkt-Reproduzierbarkeit geringfügig schlechter zu der in Beispiel 1, und die Menge der an die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel anhaftenden magnetischen Teilchen war geringfügig größer als jene in Beispiel 3.
Beispiel 5
Bilder wurden unter Verwendung des vorstehenden elektrofotografischen Geräts reproduziert, in dem die magnetischen Teilchen 5 verwendet und die Verfahrensgeschwindigkeit auf 150 mm/s eingestellt war. Im Ergebnis wurden gute Ergebnisse wie jene in Beispiel 1 erzielt.
Beispiel 6
Bilder wurden unter Verwendung des vorstehenden elektrofotografischen Geräts reproduziert, in dem die magnetischen Teilchen 6 verwendet wurden und die Verfahrensgeschwindigkeit auf 200 mm/s eingestellt war. Im Ergebnis war die Punkt-Reproduzierbarkeit schlechter als jene in Beispiel 4, und die Menge der an die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel anhaftenden magnetischen Teilchen war geringfügig größer als jene in Beispiel 3.
Beispiel 7
Bilder wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 reproduziert, mit der Ausnahme, dass die magnetischen Teilchen 8 verwendet wurden. Im Ergebnis hafteten die magnetischen Teilchen an die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel an und die Punkt-Reproduzierbarkeit war schlechter.
Vergleichsbeispiel 1
Bilder wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, dass die magnetischen Teilchen 7 verwendet wurden. Im Ergebnis war es nicht möglich, die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel gleichmäßig aufzuladen, und die Punkt-Reproduzierbarkeit war schlecht.
Vergleichsbeispiel 2
Bilder wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 5 reproduziert, mit der Ausnahme, dass die magnetischen Teilchen 9 verwendet wurden. Im Ergebnis wurde gesehen, dass zum Zeitpunkt des Beginns die Punkt-Reproduzierbarkeit gut war und dass die Menge der magnetischen Teilchen, die an die lichtempfindliche Trommel anhafteten, klein war. Allerdings war die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel nach einem Bild-Reproduktionsdurchlauf von etwa 5.000 Blättern verkratzt, was die Bilder nachteilig beeinflusste.
Vergleichsbeispiel 3
Bilder wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 reproduziert, mit der Ausnahme, dass die magnetischen Teilchen 10 verwendet wurden. Im Ergebnis hafteten die magnetischen Teilchen an die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel an und die Punkt-Reproduzierbarkeit war schlecht.
Vergleichsbeispiel 4
Bilder wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 reproduziert, mit der Ausnahme, dass die magnetischen Teilchen 11 verwendet wurden. Im Ergebnis hafteten keine magnetischen Teilchen an die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel an, aber die Punkt-Reproduzierbarkeit war schlecht.
Die Ergebnisse der vorstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 2 gezeigt.

Claims

Aufladegerät mit einem Objektelement und einem Aufladeelement, wobei das Aufladeelement einen magnetischen Pinsel umfasst, der magnetische Teilchen umfasst, in Kontakt mit dem Objektelement bereitgestellt ist und das Objektelement bei Anlegen einer Spannung elektrostatisch aufladen kann, wobei die magnetischen Teilchen einen Verbund umfassen, der ein Metalloxid und ein wärmehärtendes Harz umfasst, wobei das Metalloxid in einer Menge von 80 Gew.-% bis 98 Gew.-% basierend auf dem Gewicht des Verbunds enthalten ist und das wärmehärtende Harz teilweise verkohlt worden ist, und die magnetischen Teilchen magnetische Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen in einer zahlenmäßigen Menge von 30% oder weniger basierend auf der Gesamtzahl an Teilchen enthalten.
Aufladegerät nach Anspruch 1, wobei die magnetischen Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von der Hälfte oder weniger des zahlengemittelten Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen in einer zahlenmäßigen Menge von 20% oder weniger basierend auf der Gesamtzahl an Teilchen vorliegen.
Aufladegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die magnetischen Teilchen durch direktes Polymerisieren einer Mischung aus einem Metalloxid und einem Monomer für ein wärmehärtendes Harz erhalten werden.
Aufladegerät nach Anspruch 3, wobei die magnetischen Teilchen einen zahlengemittelten Teilchendurchmesser von 1 μm bis 100 μm haben.
Aufladegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die magnetischen Teilchen einen Volumenwiderstand von 1 × 10⁵ Ω∙cm bis 1 × 10⁸ Ω∙cm haben.
Aufladegerät nach Anspruch 4, wobei die magnetischen Teilchen einen Volumenwiderstand von 1 × 10⁵ Ω∙cm bis 1 × 10⁸ Ω∙cm haben.
Aufladegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wärmehärtende Harz ein Phenolharz ist.
Aufladegerät nach Anspruch 4, wobei das wärmehärtende Harz ein Phenolharz ist.
Aufladegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die magnetischen Teilchen leitfähigen Kohlenstoff in einer Menge von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der magnetischen Teilchen enthalten.
Aufladegerät nach Anspruch 4, wobei die magnetischen Teilchen leitfähigen Kohlenstoff in einer Menge von 1 Gew.-% bis 15 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der magnetischen Teilchen enthalten.
Aufladegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die magnetischen Teilchen eine magnetische Kraft von 100 emu/cm³ bis 250 emu/cm³ haben.
Aufladegerät nach Anspruch 4, wobei die magnetischen Teilchen eine magnetische Kraft von 100 emu/cm3 bis 250 emu/cm3 haben.
Aufladegerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Objektelement als eine Oberflächenschicht eine Ladungsinjektionsschicht aufweist.
Aufladegerät nach Anspruch 4, wobei das Objektelement als eine Oberflächenschicht eine Ladungsinjektionsschicht aufweist.
Elektrophotographisches Gerät mit einem Aufladegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Objektelement des Aufladegeräts ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element ist.