DE69919628T2

DE69919628T2 - Magnetische Teilchen geeignet für elektrische Aufladung, Aufladungselement, Verfahrenskassette, und elektrophotographischer Apparat

Info

Publication number: DE69919628T2
Application number: DE69919628T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Ohta-ku Aita; Kiyoshi Ohta-ku Mizoe; Fumihiro Ohta-ku Arahira; Toshio Ohta-ku Takamori
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-06-11
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: TW515934B; DE69919628D1; CN1213349C; EP0964312B1; KR20000006100A; KR100302166B1; US6157801A; EP0964312A1; CN1246656A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetische Teilchen zur Verwendung in einem Ladeelement, ein Ladeelement, eine Prozesskartusche und eine elektrophotographische Vorrichtung. Diese werden beim Kopieren, Drucken und in der Faksimile-Herstellung verwendet.
Bis jetzt sind viele elektrophotographische Verfahren bekannt. Im Allgemeinen verwendet jede dieser Methoden ein photoleitfähiges Material, bildet ein elektrisches latentes Bild auf einem lichtempfindlichen Material mit irgendwelchen verschiedenen Mitteln, und dann wird das latente Bild mit einem Toner zur Bildung eines sichtbaren Bildes entwickelt. Falls notwendig wird nach der Übertragung des Tonerbildes auf ein Übertragungsmaterial, wie Papier, das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial durch Hitze oder Druck, um eine Kopie zu erhalten, fixiert. Dann werden die Tonerteilchen, die auf dem lichtempfindlichen Element verblieben sind und nicht auf das Übertragungsmaterial übertragen worden sind, von dem lichtempfindlichen Element durch ein Reinigungsverfahren entfernt.
Als Mittel zum Laden eines lichtempfindlichen Elements in einem elektrophotographischen Verfahren gibt es eine Lademethode, wobei die Corona-Entladung angewendet wird, das sog. Corotron oder Scotron. Zusätzlich ist eine Lademethode entwickelt worden, wobei ein Ladelement, wie eine Walze, eine Pelzbürste oder eine Rakel, in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebracht wird, wobei dann die Entladung in einem engen Raum in der Nähe dieses Kontakts gebildet wird, um die Erzeugung von Ozon so stark wie möglich zu unterdrücken, und dieses Ladeverfahren wird in der Praxis angewendet.
Allerdings wird bei der Lademethode unter Verwendung der Coronaentladung eine große Menge Ozon, insbesondere während der Bildung der negativen oder positiven Corona erzeugt, und deswegen ist es notwendig, dass ein Filter auf die elektrophotographische Vorrichtung angeordnet werden sollte, um das Ozon zu fangen, und dieses erhöht in nachteiliger Weise die Größe und die Laufkosten der Vorrichtung. Außerdem gibt es bei einem Verfahren, bei dem die Ladung durchgeführt wird, indem ein Ladelement, wie eine Rakel oder eine Walze in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element angeordnet wird, das Problem, dass der Toner an das lichtempfindliche Element leicht als Schmelze anhaftet.
Deswegen ist ein Verfahren, bei dem das Ladelement nicht in direktem Kontakt, sondern in Nachbarschaft des lichtempfindlichen Elements angeordnet ist, untersucht worden. Beispiele für ein Element zum Laden des lichtempfindlichen Elements umfassen die oben erwähnte Walze und Rakel, eine Bürste und eine lange dünne elektrisch leitende Platte mit einer Widerstandsschicht.
Allerdings birgt dieses Verfahren ein Problem dahingehend, dass es schwierig ist, den Abstand zwischen dem Ladelement und dem lichtempfindlichen Element zu steuern, was die praktische Anwendung beeinträchtigt.
Somit ist eine Technik untersucht worden, bei der als Ladelement die sog. Magnetbürste, die sich durch Halten, mit einem Magnet, von magnetischen Teilchen mit einer relativ geringen Ladung aufgrund des Kontakts mit dem lichtempfindlichen Ele ment bildet, verwendet wird. Zwei Lademethoden unter Verwendung von Magnetteilchen in Kombination mit dem lichtempfindlichen Element sind vorgeschlagen worden. Eines ist ein Verfahren zum Laden des lichtempfindlichen Elements, bei dem eine Ladungsinjektionsschicht als Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements gebildet wird und dann eine elektrische Ladung direkt durch Kontakt mit der Ladungsinjektionsschicht injiziert wird. Das andere Verfahren verwendet eine Entladung in den mikroskopischen Lücken zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und den magnetischen Teilchen unter Verwendung des üblichen lichtempfindlichen Elements.
In der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 59-133569 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem, im Hinblick auf die als Ladelement verwendeten magnetischen Teilchen, Teilchen, die mit einem Eisenpulver beschichtet sind, auf einer Magnetwalze gehalten werden und durch Anlegen einer Spannung geladen werden. Allerdings ist es bei diesem Verfahren schwierig, eine stabile Ladungsleistung während kontinuierlicher Anwendung zu erreichen. Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 6-301265 schlägt eine Konstruktion vor, bei der das Ziel ist, den Widerstand durch Nachfüllen des Toners zu stabilisieren, um die Tonermenge innerhalb der Magnetbürste zu standardisieren. Diese Verfahren wenden die Entladung in den mikroskopischen Lücken an, und es verbleiben allerdings immer noch Probleme, wie eine Schädigung oder ein Abbau der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements aufgrund von Produkten aus der Entladung und ein Bildentgleiten oder -fließen, was schnell bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit passiert.
Mischungen aus hoch elektrisch leitenden Teilchen mit kleinem Durchmesser mit relativ hohem Widerstand und Teilchen mit ge ringer Elektronenleitfähigkeit sind ebenfalls vorgeschlagen worden. Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 6-258918 beschreibt die Verwendung einer Mischung von Teilchen mit Volumenwiderstandswerten von 10⁸ bis 10¹⁰ Ωcm und Durchmessern von 30 bis 100 μm mit Teilchen mit Volumenwiderstandswerten unter 10⁸ Ωcm und Durchmessern von 30 bis 100 μm als Teilchen für die Ladung. Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 6-274005 beschreibt die Verwendung einer Mischung aus Teilchen mit Volumenwiderstandswerten von über 5 × 10⁵ Ωcm mit Teilchen mit Volumenwiderstandswerten unter 5 × 10⁴ Ωcm als Teilchen für die Ladung.
Diese erbringen eine gute Ladungsleistung aufgrund des Durchmessers und des Widerstands des Teilchengemisches, wenn allerdings die Widerstandswerte der Teilchen stark voneinander differieren, selbst wenn die Durchmesser des Teilchengemischs relativ eng beieinander liegen, kommt es während der Verwendung der Teilchen mit geringem Widerstand zu einer Ansammlung an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements. Selbst wenn im Ergebnis anfangs die Anti-Pinhole-Qualität gut war, steigt während der Verwendung der Pinhole-Verlust an. Wenn die Teilchendurchmesser differieren, kann die Tendenz unterdrückt werden, dass sich die Teilchen mit geringem Widerstand trennen, allerdings gibt es eine starke Tendenz für die Teilchen mit geringem Wiederstand, dass sie entweichen, insbesondere in Umgebungen geringer Feuchtigkeit.
Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 8-6355 schlägt eine Mischung aus magnetischen Teilchen mit unebenen Oberflächen und magnetische Teilchen mit glatten Oberflächen vor. Es wird festgestellt, dass dieses die Haltbarkeit erhöht, wobei allerdings weiterhin eine verstärkte Haltbarkeit erwünscht ist.
Oben sind verschiedene Vorschläge erwähnt worden, allerdings im Hinblick darauf, wie die vorliegenden Erfinder die Bedeutung der praktischen Anwendung verstehen, gibt, es keine Beispiele für eine Magnetbürste, die als Ladelement für lichtempfindliche Elemente in einer elektrophotographischen Vorrichtung, wie ein Kopierer, auf dem Markt verwendet wird. Im Hinblick auf die Verwendung von magnetischen Teilchen eines Ladeelements für ein lichtempfindliches Element gab es bisher eine unzureichende Untersuchung dahingehend, welche Materialien und deren Wirkungen bevorzugt sind, und es ist daher eine Entwicklung einer geeigneten Struktur für magnetische Teilchen für die Ladung erwünscht.
Konventioneller Weise sind das Rakelreinigen, die Pelzbürstenreinigung und die Walzenreinigung als Reinigungsverfahren in der Elektrophotographie angewendet worden. Bei allen Methoden wurde verbleibender übertragener Toner mechanisch weggewischt oder zurückgestaut und in einem Abfallcontainerbehälter gesammelt. Demzufolge ergaben sich Probleme, die aus diesem Reinigungsmaterial, das über die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gedrückt wurde, resultierten.
Beispielsweise konnte das lichtempfindliche Element abgekratzt werden, wenn das Reinigungsmaterial mit Kraft dagegen gedrückt wird, was allerdings das Leben des lichtempfindlichen Elements verkürzt. Ebenfalls sollte die Vorrichtung notwendiger Weise größer sein, um es mit dieser Reinigungsvorrichtung auszustatten, was ein Hindernis darstellt, da die Vorrichtung kompakter ausgerichtet sein muss. Vom ökologischen Standpunkt aus ist ein System, bei dem kein Abfalltoner anfällt und der Toner effizient verwendet wird, erwünscht.
Es gibt eine Technologie, die simultane Entwicklung und Reinigung oder Entwicklung simultan mit Reinigung oder reinigerlos genannt wird, bei der das Entwicklungsmittel tatsächlich ein Reinigungsmittel ist, in anderen Worten, ein System, bei dem eine Reinigung durch ein Entwicklungsmittel durchgeführt wird, das allerdings kein Reinigungsmittel für die Rückführung und Aufbewahrung des Toners, der auf der nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element verbleibt, zwischen der Übertragungsvorrichtung und der Ladevorrichtung und zwischen der Ladevorrichtung und der Entwicklungsvorrichtung, durchgeführt wird. Beispielsweise, ist dieses in den japanischen veröffentlichten Patentanmeldungen Nrn. 59-133573, 62-203182, 63-133179, 64-20587, 2-51168, 2-302772, 5-2287, 5-2289, 5-53482 und 5-61383 beschrieben. Allerdings verwendet diese veröffentlichten Technologien eine Corona, eine Pelzbürste oder eine Walze als Lademittel, und sie sind nicht zufriedenstellend auf allen Bereichen, wie Kontamination auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch Produkte aus der Entladung und Ungleichmäßigkeit der Ladung.
Daraufhin ist eine reinigerlose Technologie unter Verwendung einer Magnetbürste als Ladelement untersucht worden. Beispielsweise ist in der japanischen veröffentlichten Anmeldung Nr. 4-21873 eine Bildbildungsvorrichtung vorgeschlagen worden, worin eine Reinigungsvorrichtung nicht notwendig ist, weil eine Magnetbürste, an die eine Wechselspannung angelegt wurde, mit einem Peakwert über dem Entladungsgrenzwert verwendet wurde. Weiterhin ist in der japanischen veröffentlichten Patentanmeldung Nr. 6-118855, eine Bildherstellungsvorrichtung vor geschlagen worden, worin eine Magnetbürstenladereinigungsvorrichtung ohne eine unabhängige Reinigungsvorrichtung aufgebaut ist.
Metalle, wie Eisen, Chrom, Nickel und Cobalt, Legierungen oder Verbindungen daraus, Trieisentetroxid, γ-Eisenoxid, Chromdioxid, Manganoxid, Ferrit oder Magnesium-Kupfer-Legierungen oder diese Materialien, beschichtet mit Styrolharz, Vinylharz; Ethylenharz, Kolophonium modifiziertes Harz, Acrlyharz, Polyamidharz, Epoxidharz oder Polyesterharz oder ein Harz, das dispergierte Mikroteilchen aus einem magnetischen Material werden als Beispiele für die verwendeten magnetischen Teilchen genannt.
Allerdings ist die gewünschte Form zur Ladung der magnetischen Teilchen nicht offenbart, und Punkte, wie geeignete magnetische Teilchen für eine reinigerlose Methode verbleiben für eine weitere Untersuchung.
Die Magnetteilchen der vorliegenden Erfindung zur Ladung eines elektrophotographischen Elements sind derart, wie sie aus der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 689 103 bekannt sind, die insgesamt einen Volumenwiderstand in einem Bereich von 10⁴ bis 10⁹ Ωcm aufweisen und Magnetteilchen MP mit Teilchendurchmessern von 5 μm oder mehr umfassen.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Nachteilung der bisher bekannten, wie oben beschrieben, magnetischen Teilchen berücksichtigt und haben nach einer Verbesserung gesucht.
Die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen sind dadurch charakterisiert, dass diese magnetischen Teilchen MP eine Stan dardabweichung der Kurzachsenlänge/Langachsenlänge der Teilchen NP von 0,08 oder mehr aufweisen.
Ein Ladeelement mit den obigen magnetischen Teilchen, eine Prozesskassette, die dieses Ladelement aufweist und eine elektrophotographische Vorrichtung, die alle erfindungsgemäß sind, sind in den anliegenden Ansprüchen, nämlich in den Ansprüchen 11, 13 und 17 definiert.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen magnetische Teilchen für die Ladung mit einer stabilen Ladung während kontinuierlicher Anwendung und mit einer größeren Haltbarkeit als konventionelle Lader, ein Ladeelement unter Verwendung der magnetischen Teilchen, eine Prozesskassette und eine elektrophotographische Vorrichtung zur Verfügung.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend im Einzelnen beschrieben werden, stellen eine Prozesskassette und eine elektrophotographische Vorrichtung mit geringer Abnutzung auf dem lichtempfindlichen Element zur Verfügung.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die nachher detailliert beschrieben werden, stellen einen Prozesskassette und eine elektrophotographische Vorrichtung, die mit einem reinigerlosen System ausgestattet ist, unter Verwendung einer geladenen Magnetbürste, die über einen langen Zeitraum stabil ist, zur Verfügung.
In den anliegenden Zeichnungen:
1 ist eine schematische Zeichnung der Konstruktion eines elektrophotographischen Kopierers vom Digitaltyp und
2 ist ein schematischer Querschnitt eines Messgeräts zum Messen des Volumenwiderstandswerts der Magnetteilchen.
Verschiedene Teilchen können erwähnt werden und als Beispiele für die Magnetteilchen zum Laden wie oben angegeben, angeführt werden. Allerdings weisen nach den Ergebnissen der Untersuchungen der vorliegenden Erfinder die magnetischen Teilchen, die herkömmlicherweise verwendet werden, viele unzureichende Punkte als magnetische Teilchen zur Ladung eines lichtempfindlichen Elements auf. Nachdem in diese Umstände intensiv Einblick genommen wurde, haben die vorliegenden Erfinder eine bevorzugte Form entdeckt und die vorliegende Erfindung vervollständigt.
Die magnetischen Teilchen der vorliegenden Erfindung haben einen Volumenwiderstandswert von 10⁴ bis 10⁹ Ωcm, und solche Teilchen mit Teilchendurchmessern von nicht weniger als 5 μm haben eine Standardabweichung der Kurzachsenlänge/Langachsenlänge von nicht weniger als 0,08. Mit dieser Konstruktion erhält man eine hohe Haltbarkeit und eine gute Bildqualität. Als Ergebnis schwächer werdender Haltbarkeit wird die Oberfläche der magnetischen Teilchen durch Fremdmaterialien, wie Toner, Tonerkomponenten oder Papierstaub, die in das Ladeelement gelangen, kontaminiert, der Widerstandswert des Ladeelements erhöht sich, und die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements kann nicht länger ausreichend geladen werden. Insbesondere kann das lichtempfindliche Element nicht ausrei chend über lange Zeiträume in Umgebungen mit geringer Feuchtigkeit geladen werden, in anderen Worten, wenn es schwierig wird, eine ausreichende Haltbarkeit aufrecht zu erhalten.
Die Einflüsse auf das Bild, die dieses Problem verursachen, sind die folgenden. Wenn eine Umkehrentwicklung für beispielsweise ein haltbares Bild angewendet wird, selbst wenn das Bild anfangs ohne Probleme erscheint, entstehen während der Anwendung Geisterbilder auf der Peripherie des lichtempfindlichen Elements. Zu diesem Zeitpunkt ist das elektrische Potential des geladenen lichtempfindlichen Elements das gleiche wie am Anfang. Mit fortschreitender Anwendung tritt Hintergrundnebel auf. Zu diesem Zeitpunkt hat sich das elektrische Potential des geladenen lichtempfindlichen Elements von demjenigen der Anfangsphase erniedrigt, und man kein elektrisches Potential, das dafür ausreicht, ein Bild ohne Nebel herzustellen, nicht erreichen.
In diesem Zusammenhang wird das Geisterbild durch verschiedene Potentiale zwischen dem beilichteten Bereich und dem unbelichteten Bereich auf dem lichtempfindlichen Element verursacht. Das heißt also, das Geisterbild wird durch die Tatsache verursacht, dass die Ladungsgleichmäßigkeit bei der Ladung eines Bereichs mit geringem Potential (ein belichteter Bereich) schwächer als die Ladungsgleichmäßigkeit beim Laden eines Bereichs hohen Potentials (ein unbelichteter Bereich) ist. Deswegen wird diese Entwicklung des Potentials auf dem lichtempfindlichen Element als Geisterbild gesehen.
Der Mechanismus, der Anlass zu den obigen Bilddefekten gibt, ist wie folgt:

(1) Der Unterschied des geladenen elektrischen Potentials zwischen dem belichteten Bereich des lichtempfindlichen Element und dem unbelichteten Bereich ist groß.
(2) Tonerbestandteile, die nicht vollständig entfernt worden sind, verbleiben auf dem belichteten Bereich des lichtempfindlichen Elements, was den Kontakt zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und den Teilchen behindert und Unregelmäßigkeiten des geladenen elektrischen Potentials verursacht. Diese Probleme sind bei Kontaktlademethoden unter Verwendung von Teilchen spezifisch; es gibt keinen Zusammenhang mit der Bildqualität, solange das elektrische Potential des lichtempfindlichen Elements, wie in konventionellen Methoden, gemessen wird. Diese Eigenschaft findet sich ebenfalls nicht bei Magnetteilchen für einen Entwicklungsträger.

Im Falle einer sog. reinigerlosen Bildherstellungsvorrichtung, die kein unabhängiges Reinigungsmittel aufweist, ist das Problem der Geisterbilder besonders schwerwiegend, weil der Bereich, wo der übertragene Toner verbleibt und der Bereich des lichtempfindlichen Elements, der belichtet wird, die gleichen sind.
Unter Verwendung einer reinigerlosen Bildherstellungsvorrichtung als Beispiel für die Erklärung der Wirkung der Anwendung der vorliegenden Erfindung, erhält man daher die folgenden Effekte und Verwendung der magnetischen Teilchen der vorliegenden Erfindung:

(1) Der Kontakt zwischen den magnetischen Teilchen und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verbessert sich, und die Ladung des lichtempfindlichen Elements kann ausreichend erfolgen, selbst wenn es übertragenen Resttoner gibt.
(2) Es gibt einen Oberflächenreinigungseffekt unter den magnetischen Teilchen selbst, der die Anhäufung von Fremdmaterial auf den Oberflächen der Teilchen, sogar über lange Zeiträume, unterdrückt, so dass die Methode mit großer Kontinuität effektiv ist.

Als Ergebnis kommt heraus, dass es in Umgebungen geringer Feuchtigkeit, selbst wenn große Mengen an Material, die den Kontakt erschweren, auf dem lichtempfindlichen Element vorhanden sind, möglich ist, ein Bild, das über lange Zeiträume stabil ist, zu bilden. Weil es eine große Menge Toner zwischen den magnetischen Teilchen gibt, kann man keinen Kontakt zwischen den magnetischen Teilchen, um eine Oberflächenreinigungsfunktion herbeizuführen, erwarten. So sind die Qualitäten, die für die Umgebung, um die magnetischen Teilchen für die Ladung gewünscht sind, vollständig unterschiedlich von Qualitäten, die für die Entwicklung gewünscht sind.
Wenn die Standardabweichung der Kurzachsenlänge/Langachsenlänge für Teilchen mit Durchmessern von nicht weniger als 5 μm weniger als 0,08 beträgt, ist die Änderung der Formen zu gering, und der gegenseitige Oberflächenreinigungseffekt ist unzureichend. Aufgrund der Änderung der Formen sind gewisse Formen für die Reinigung gewisser Formen magnetischer Teilchen und für die Ladungen der zu ladenden magnetischen Teilchen geeignet, und es wird angenommen, dass ein Oberflächenreinigungseffekt dann erreicht wird, wenn die Ladungen konzentriert sind. Wenn die Standardabweichung der Kurzachsenlänge/Langachsenlänge für Teilchen mit Durchmessern mit 5 μm bis 20 μm nicht weniger als 0,08 beträgt, ist der Oberflächenreinigungseffekt bei den größeren Teilchen groß, und dieses ist eine geeignete Konstruktion. Wenn die Standardabweichung nicht weniger als 0,10 beträgt, ist der Reinigungseffekt sogar größer, und das ist sogar noch mehr erwünscht.
Als nächstes wird das Messverfahren der Standardabweichung der Kurzachsenlänge/Langachsenlänge beschrieben. Unter Anwendung eines von Hitachi hergestellten FE-SEM (S-800) wird eine willkürliche Probe von 100 Teilchenbildern, vergrößert auf das 500-fache, genommen, und dieser Bildinformation zugrunde gelegt, die bildanalysierten Ergebnisse werden statistisch mit einem Bildanalysator V10 (Toyo Boseki Co.) beispielsweise verarbeitet. Ein Bildsignal von einem Elektronenmikrograph tritt zuerst in die Analysevorrichtung über ein Stereomikroskop ein, und dann gibt man der Bildinformation zwei Werte. Als nächstes wird die folgende Analyse auf der Basis der Bildinformation, die zu zwei Werten vorliegt, durchgeführt.
Das Handbuch des Bildanalysators V10 (Toyo Boseki Co.) gibt die Einzelreiten, um allerdings die Basismethode zu erklären, wird die Form des Objekts durch eine Ellipse ersetzt, und man nimmt das Verhältnis der Länge der langen Achse zur Länge der kurzen Achse dieser Ellipse. Das Verfahren ist wie folgt.
Wenn die relative Dichte des Mikrobereichs Δs = Δu·Δv der Koordinaten (u, v) für die Form der magnetischen Teilchen mit den zwei Werten auf 1 gesetzt wird, werden die Sekundärmomente der Horizontalachse und der Vertikalachse (das Sekundärmoment der horizontalen Achse = Mx; das Sekundärmoment der Vertikalachse ist My) mit dem Ursprung (X, Y), die durch die Schwerpunkt zentren der Form der Teilchen mit den zwei Werten, wie folgt ausgedrückt: Mx = ΣΣ(u – X)2 My = ΣΣ(v – Y)2
Das synergistische Trägheitsmoment Mxy wird ausgedrückt als Mxy = ΣΣ·(u – X)·(v – Y)und der Winkel θ, der mit der Formel unten gefunden wird, weist zwei Lösungen auf. θ = ½·(2Mxy/Mx – My).
Das Trägheitsmoment Mθ in Axialrichtung, gebildet durch die Horizontalachse und den Winkel θ wird wie folgt ausgedrückt Mθ = Mx·(cosθ)2 + My·(sinθ)2 – Mxy·sin2θ
Wenn man in die zwei Lösungen für den Winkel θ einsetzt, ist der kleinere der zwei Werte, die für Mθ berechnet werden, die Hauptachse.
Wenn die Punkte, die (1/Mθ)^0,5 auf der bezeichneten Achse entsprechen, aufgetragen werden, dann formen sie eine Ellipse. Wenn die Hauptachse so eingestellt wird, dass sie mit der Träghalshauptachse übereinstimmt und die Richtung, die durch den kleineren Wert für Mθ A ist und der größere B, kommt man zu folgender Ellipse: A·x2 + B·y2 = 1.
Die Kurzachsenlänge/Langachsenlänge in der vorliegenden Erfindung für die obige Ellipse wird wie folgt ausgedrückt: Kurzachsenlänge/Langachsenlänge = (A/B)0,5
Die Standardabweichungen der magnetischen Teilchen mit den Teilchendurchmessern von 5 μm oder mehr und die magnetischen Teilchen mit den Teilchendurchmessern von 5 μm bis 20 μm können durch Analyse der Teilchen mit einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm oder mehr und einer maximalen Sehnenlänge von 5 μm bis 20 μm mit einem Elektronenmikrograph erhalten werden.
Der durchschnittliche Teilchendurchmesser und die Dispersion der magnetischen Teilchen für die Ladung wird gemessen, indem der Bereich von 0,5 μm bis 350 μm durch einen 32-Logarithmus unter Verwendung eines Messgeräts für die Teilchengrößenverteilung vom Laserbeugungstyp geteilt wird und der durchschnittliche Teilchendurchmesser durch den mittleren Durchmesser bei 50 % Volumen festgesetzt wird.
In der vorliegenden Erfindung kann der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Magnetteilchen für die Ladung bevorzugt 10 bis 200 μm betragen. Wenn die Teilchen kleiner als 10 μm sind, dann verschwinden sie leicht, und die Beweglichkeit der magnetischen Teilchen bei der Bildung der Magnetbürste verschlechtert sich. Wenn die Teilchen bei einer Ladungsinjektionsmethode verwendet werden und sie 40 μm überschreiten, kann es dazu kommen, dass sich die Gleichmäßigkeit der Ladung bei der Ladungsinjektionsmethode der vorliegenden Erfindung verschlechtert. Daher sind 15 bis 30 μm mehr bevorzugt.
Ferritteilchen sind als magnetische Teilchen, die erfindungsgemäß verwendet werden, bevorzugt. Zusammensetzungen mit Metallelementen, wie Kupfer, Zink, Mangan, Magnesium, Eisen, Lithium, Strontium und Barium sind für das Ferrit geeignet.
Ein Verfahren, bei dem 20 μm bis 200 μm Ferritteilchen pulverisiert werden, ist ein geeignetes Herstellungsverfahren für die Ferritteilchen der vorliegenden Erfindung. Nach dem Pulverisieren, während die Formverteilung gesteuert wird, werden die Teilchen in geeigneter Weise klassifiziert und können dann gleich eingesetzt werden. Falls notwendig, dann können sie mit anderen Teilchen vermischt werden. Es ist ebenfalls möglich, Ferritklumpen zu pulverisieren, allerdings ist vom Standpunkt der Effizienz die Pulverisierung von Ferritteilchen bevorzugt.
Als herkömmliches Beispiel sind magnetische Teilchen, die durch Vermischen von Magnetit und Harz, gefolgt durch Pulverisierung, hergestellt worden sind, verwendet worden, allerdings neigen die magnetischen Teilchen dazu, etwas vom Ladeelement zu entweichen, weil sie große Menge an Harzkomponenten enthalten. Außerdem ist die Prozentzahl Harz auf der Oberfläche der magnetischen Harzteilchen groß, und die Prozentzahl von magnetischen Teilchen, die den Leitpfad angeben, ist klein. Im Ergebnis erhöht sich der Widerstandswert ohne weiteres aufgrund der Oberflächenkontamination von Fremdmaterialien, und ein ausreichender Anstieg der Haltbarkeit kann nicht erhalten werden.
Die magnetischen Teilchen zum Laden der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt Ferritteilchen, die Kupfer, Mangan oder Lithium und Eisen enthalten, am meisten bevorzugt Ferritteilchen, die Kupfer oder Mangan und Eisen enthalten.
Das bevorzugte Zusammensetzungsverhältnis wird wie folgt dargestellt: (A1)X1·(A2)X2 ..... (An)Xn·(Fe)Y·(O)z worin A₁ bis An Elemente bedeuten und A₁ aus Kupfer, Mangan und Lithium gewählt ist und X₁ bis Xn, Y und Z Atomzahlenverhältnisse der enthaltenden Elemente bedeuten, X₁ bis Xn und Y die Atomzahlenverhältnisse von enthaltenden Elementen, die nicht Sauerstoff sind, bedeutet, wobei 0,02 < X₁/Y < 5.
Sie bedeuten mehr bevorzugter Weise 0,03 < X₁/Y < 3,5, des weiteren bevorzugt 0,05 < X₁/Y < 1.
Im Hinblick auf A₂ und den nachfolgenden bevorzugten Elementen, werden sie nicht in A₁ verwendet, und sie umfassen Kupfer, Mangan, Lithium, Zink und Magnesium.
Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Ferritteilchen Phosphor, Natrium, Kalium, Calcium, Strontium, Wismut, Silicium, Aluminium und dergleichen enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der magnetischen Ladeteilchen beträgt, bei der Gesamtatomzahl der Elemente außer Sauerstoff den magnetischen Teilchen, der Anzahl der enthaltenden Atome Eisen, Kupfer, Mangan, Lithium, Zink und Magnesium, bevorzugt 80 Atom-Zahl-% oder mehr in der Anwendung, insbesondere 90 Atom-Zahl-% oder mehr, insbesondere bevorzugt 95 Atom-Zahl-% oder mehr.
Ferrit ist eine feste Lösung aus Oxid und basiert nicht notwendigerweise auf einer strikten Stoichiometrie. Wenn Kupfer verwendet wird, kann allerdings das Ferrit wie folgt dargestellt werden: (CuO)X1·(Fe2O3)X1·(A2)x2 ... (An)Xn·(Fe)Y–2X1·(O)Z–4X1
Wenn Mangan verwendet wird, wird das Ferrit dargestellt durch: (MnO)X1·(Fe2O3)X1·(A2)X2 ... (An)Xn·(Fe)Y–2X1·(O)Z–4X1
Wenn Lithium verwendet wird, wird das Ferrit dargestellt durch: (Li2O)X1/2·(Fe2O3)5X1/2 ... (A2)X2·(An)Xn·(Fe)Y–5X1·(O)Z–8X1
Was die magnetischen Ladeteilchen, in Abhängigkeit ihrer charakteristischen Anwendungen, betrifft, so sind sie effektiv überlegen, insbesondere im Hinblick auf die Haltbarkeit der Teilchen, wenn Kupfer, Mangan und Lithium verwendet werden. Wenn insbesondere Kupfer und Mangan verwendet werden, wird eine große Wirkung erreicht.
Dieser Mechanismus ist nun intensiv untersucht worden, und es kann angenommen werden, dass, wenn das lichtempfindliche Element durch Anlegen einer Spannung geladen wird, ein Strom durch das Ferrit fließt, allerdings hängt die Bildung der Strompfade für diesen Strom von einem Element ab, und es bilden sich insbesondere bei einem Ferrit, das Kupfer oder Mangan umfasst, viele Strompfade. Darüber hinaus kann ebenfalls angenommen werden, dass das Ferrit einen Oberflächenzustand auf weist, der eine vorsichtigere Handhabung der Ladungen mit dem lichtempfindlichen Element ermöglicht.
Die magnetischen Teilchen für die Ladung der vorliegenden Erfindung weisen notwendigerweise einen Volumenwiderstandswert von 1 × 10⁴ Ωcm bis 1 × 10⁹ Ωcm auf. Bei Werten von weniger als 1 × 10⁴ Ωcm, kann es zu Pinhole-Kriechverlusten kommen, und wenn er größer als 1 × 10⁹ Ωcm ist, kann das lichtempfindliche Element unzureichend geladen werden. Im Hinblick auf den Kriechverlust der magnetischen Teilchen sollte der Volumenwiderstandswert bevorzugt 1 × 10⁶ Ωcm bis 1 × 10⁹ Ωcm betragen.
Man erhält den Volumenwiderstandswert der magnetischen Teilchen, indem die Zelle A, die in 2 gezeigt ist, mit magnetischen Teilchen gefüllt wird, die Elektroden 201 und 202 in Kontakt mit den magnetischen Teilchen gebracht werden, eine Spannung zwischen diesen Elektroden angelegt wird und der Strom, der während dieser Zeit fließt, gemessen wird. Die Messung sollte bei einer Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 65°C, einem Kontaktbereich zwischen den magnetischen Teilchen und den Elektroden von 2 cm², einer Dicke (a) von 1 mm, einem Gewicht auf der oberen Elektrode von 10 kg und einer angelegten Spannung von 100 Volt erfolgen. In 2 ist 203 ein Führungsring, 204 ist ein Ammeter, 205 ist ein Voltmeter, 206 ist ein Spannungsstabilisator, 207 ist eine Messprobe und 208 ist ein Isolationselement.
In der vorliegenden Erfindung sollte der Unterschied des Widerstands zwischen den relativ großen magnetischen Teilchen und den relativ kleinen magnetischen Teilchen klein sein. Wenn der Volumenwiderstandswert der magnetischen Teilchen mit Teilchendurchmessern von 5 μm bis 20 μm Ra ist und der Volumenwi derstandswert der magnetischen Teilchen mit Teilchendurchmessern über 20 μm Rb ist, dann ist: 0,5 ≤ Ra/Rb ≤ 5,0,bevorzugter: 1,0 ≤ Ra/Rb ≤ 5,0.
Magnetische Teilchen mit Teilchendurchmessern von 5 μm bis 20 μm und magnetische Teilchen mit Teilchendurchmessern über 20 μm werden auf folgende Weise getrennt.
Man stellt Siebe mit Öffnungen von 5 μm, 20 μm und 25 μm her. Diese Siebe sollten eine Größe von ∅ 75 mm × H20 mm aufweisen, und die Öffnungen können erhalten werden, indem die Siebdrähte dicker durch Plattieren, falls notwendig, ausgestaltet werden. Man stapelt die Siebe mit den Öffnungen in der Reihenfolge von 25 μm, 20 μm und 5 μm von oben übereinander. Man gibt 0,5 g magnetische Teilchen in das Sieb mit der Öffnung von 25 μm, schüttelt gut und sammelt die Magnetteilchen, die durch das 20 μm Sieb gehen und auf dem 5 μm Sieb verbleiben. Dann entfernt man die Teilchen, die durch das 5 μm Sieb gegangen sind, durch Differenzdruck von 200 mm Aq und gibt sie zu den Teilchen, die auf dem 5 μm Sieb verblieben sind. Diese Proben werden für die Messung verwendet. Die Probe mit den Teilchen über 20 μm ist eine Mischung aus den magnetischen Teilchen auf dem Sieb mit den Öffnungen von 20 μm und dem Sieb mit den Öffnungen von 25 μm. Man misst den Volumenwiderstandswert wie oben erwähnt.
Wenn der Volumenwiderstandswert der Teilchen mit dem relativ kleinen Durchmesser geringer als 1/10 des Widerstandswerts der Teilchen mit dem relativ großen Durchmesser ist, oder wenn eine Oszillationsspannung an das Lageelement angelegt wird, gibt es eine starke Tendenz in Umgebungen mit geringer Feuchtigkeit, dass die Teilchen mit einem relativ kleinen Durchmesser und geringem Widerstand vom Ladeelement fallen. Diese Tendenz ist insbesondere stark reinigerlosen Bildherstellungsverfahren zu verzeichnen. Bei der Verwendung einer Mischung aus Teilchen mit relativ ähnlichen Teilchendurchmessern, allerdings mit Widerstandswerten, die sich um mehr als eine Stelle unterscheiden, neigen sich während der Anwendung die Teilchen mit einem geringen Widerstand zur Seite der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, und es bilden sich Pinhole-Kriechverluste aus dem Ungleichgewicht der Teilchen mit niedrigem Widerstand.
Um die vorliegende Erfindung noch effektiver zu machen, sollten die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen bevorzugt unter Verwendung eines Kopplungsmittels, das eine Struktur mit sechs oder mehr Kohlenstoffatomen, die direkt an eine gerade Kette verknüpft sind, behandelt werden. Da die magnetischen Teilchen für die Ladung heftig gegen das lichtempfindliche Element gerieben werden, ist der Abrieb stark, insbesondere auf organischen lichtempfindlichen Elementen. Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion verleihen die langkettigen Acrylgruppen eine Schmierfunktion, die gegen Beschädigungen am lichtempfindlichen Element effektiv sind und ebenfalls gegen der Kontamination der Oberfläche der magnetischen Teilchen für die Ladung effektiv ist. Es ist insbesondere effektiv, wenn die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements aus einer organischen Verbindung zusammengesetzt ist.
Aus dieser Sicht sollte die Alkylgruppe bevorzugt 6 oder mehr verknüpfte Kohlenstoffatome oder sogar acht oder mehr ver knüpfte Kohlenstoffatome enthalten, allerdings sollten bevorzugt bis zu 30 Kohlenstoffatome enthalten sein. Wenn die Kohlenstoffatome weniger als sechs betragen, ist es schwierig, den oben beschriebenen Effekt zu erreichen. Wenn die Kohlenstoffatome 30 überschreiten, dann neigen die Kopplungsmittel dazu, in einem Lösungsmittel unlöslich zu sein, es wird dann schwierig, die Oberfläche der magnetischen Teilchen gleichmäßig zu verarbeiten, die Fluidität der behandelten magnetischen Teilchen für die Ladung verschlechtert sich dann, wobei dann die Ladung unregelmäßig werden kann.
Die Menge des Kopplungsmittels sollte nicht weniger als 0,0001 und nicht mehr als 0,5 %, bezogen auf die Masse, auf der Basis der magnetischen Teilchen für die Ladung, die das Kopplungsmittel enthalten, betragen. Bei weniger als 0,0001 Massen-%, wird der Effekt des Kopplungsmittels nicht erreicht, und bei mehr als 0,5 Massen-% wird die Fluidität der magnetischen Teilchen für die Ladung schlechter und die Ladung wird dann ungleichmäßig. 0,001 % bis 0,2 Massen-% sind mehr bevorzugt.
Die Menge des Kopplungsmittels kann durch Gewichtsreduktion durch Erhitzen ermittelt werden. Eine Gewichtsreduktion durch Erhitzen von nicht mehr als 0,5 Massen-% ist bevorzugt, und nicht mehr als 0,2 % ist noch bevorzugter. Hier bedeutet die Gewichtsreduktion durch Erhitzen die Reduktion der Masse bei Erhitzen von einer Temperatur von 150°C bis 800°C in einer Stickstoffatmosphäre, wobei mit einer Wärmewaage analysiert wird.
In der vorliegenden Erfindung ist es für die Oberfläche der zu ladenden Magnetteichen bevorzugt, dass sie nur noch das Kopp lungsmittel enthalten, allerdings ist es möglich, die Oberfläche mit einer sehr kleinen Menge zu beschichten. In diesem Fall sollte das Harz bevorzugt in einer Menge verwendet werden, die gleich oder weniger der Menge Kopplungsmittel entspricht. Diese sollten ebenfalls in Kombination mit den zu ladenden Magnetteilchen, die mit dem Harz beschichtet sind, eingesetzt werden. In diesem Fall sollten bis zu 50 % der Gesamtmasse der magnetischen Teilchen innerhalb des Laders harzbeschichtete magnetische Teilchen ausmachen. Wenn die harzbeschichteten magnetischen Teilchen 50 % der Gesamtmasse überschreiten, wird der Effekt der erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen abgeschwächt.
Das Kopplungsmittel ist eine Verbindung mit einer hydrolysierbaren Gruppe und einer hydrophoben Gruppe, die an ein Zentralelement, wie Silicium, Aluminium, Titan oder Zirkonium gebunden ist, und eine lange Alkylkette im Bereich der hydrophoben Gruppe aufweist, im selben Molekül.
Als hydrolysierbare Gruppen, können Alkoxygruppen, wie eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe, eine Propoxygruppe und eine Butoxygruppe mit relativ hohen hydrophilen Eigenschaften verwendet werden. Außerdem können ebenfalls eine Acryloxygruppe, eine Methacryloxygruppe, ihre modifizierten Gruppen und Halogene verwendet werden. Bevorzugte hydrophobe Gruppen sind solche, die sechs oder mehr Kohlenstoffatome, die mit der geraden Ketten in ihrer Struktur verknüpft sind, enthalten.
In gebundener Form mit einem Zentralelement, können sie direkt oder durch ein Carboxylat, mit einem Alkoxy, einem Sulfonat oder einem Phosphat gebunden sein. Eine funktionelle Gruppe, wie eine Etherverknüpfung, eine Epoxygruppe oder eine Ami nogruppe kann ebenfalls in der Struktur der hydrophoben Gruppe enthalten sein.
Einige konkrete Beispiele für Verbindungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind die folgenden:
Wenn die aufladbaren magnetischen Teilchen der vorliegenden Erfindung ein Kopplungsmittel auf ihrer Oberfläche aufweisen, erhält man, weil das Mittel weniger als 0,5 Massen-% oder bevorzugt sogar 0,2 Massen-% aufweist, einen Widerstandswert erhalten, der etwa gleich zu demjenigen der magnetischen Teilchen ohne Kopplungsmittel auf ihrer Oberfläche ist. Im Ergebnis ist die Stabilität während der Herstellung und die Stabilität der Qualität hoch im Vergleich zu solchen Situationen, wo ein Harz mit dispergierten elektrisch leitenden Teilchen verwendet wird.
Die Reaktionsrate des Kopplungsmittels sollte über 80 % oder bevorzugt über 85 % betragen. Weil in der vorliegenden Erfindung ein Kopplungsmittel mit vergleichsweise langen Alkylgruppen verwendet wird, falls die Menge an nicht umgesetzten Material groß ist, führt dieses zu einem Fluiditätsabbau. Wenn ebenfalls die Oberfläche des verwendeten lichtempfindlichen Elements im Wesentlichen aus einem vernetzten Harz besteht, dringt das nicht umgesetzte Prozessmittel an die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und kann dort eine Trübung oder Brüche verursachen. Aus diesem Grund sollte ein Kopplungsmittel, das mit der Oberfläche der magnetischen Teilchen reagieren kann, verwendet werden.
Als Verfahren zur Messung der Reaktionsrate eines Kopplungsmittels sollte ein Lösungsmittel, dass das verwendete Kopplungsmittel lösen kann, gewählt werden, und das Verhältnis des Kopplungsmittels vor und nach dem Waschen kann dann gemessen werden. Beispielsweise sind ein Mittel, worin die bearbeiteten magnetischen Teilchen zum 100-fachen ihrer Menge des Lösungsmittels gelöst sind, und die Kopplungsmittelkomponenten inner halb des Lösungsmittels durch Chromatographie quantifiziert werden, und ein Mittel, bei dem die Kopplungsmittelkomponenten, die auf der Oberfläche der magnetischen Teilchen nach dem Waschen verbleiben, nach einer Methode, wie XPS, Elementenanalyse oder thermogravimetrischer Analyse (TGA) quantifiziert werden und die Mengen vor und nach dem Waschen quantifiziert werden, möglich.
Bei der Ladungsvorrichtung und der elektrophotographischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, kann eine Ladungsinjektionsmethode mit guten Ergebnissen verwendet werden. Durch Verwendung eines lichtempfindlichen Elements mit einer Ladungsinjektionsschicht auf der äußersten Schicht des Trägerkörpers auf dem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element, können ein elektrisches Ladungspotential von über 90 % und eine angelegte Spannung von über 80 % nur mit einer direkten Spannung, die an das Ladeelement angelegt ist, bei der Verwendung der Ladungsinjektionsmethode erreicht werden. Daher kann man mit einer Ladungsmethode nach dem Paschen-Gesetz eine ozonfreie Ladung erreichen.
Damit die Ladungsinjektionsschicht die Bedingungen für eine ausreichende Ladungseigenschaft ohne Bildausfall erfüllt, sollte der Volumenwiderstandswert zwischen 1 × 10⁸ Ωcm bis 1 × 10¹⁵ Ωcm betragen. Im Hinblick auf die Bildgleitfähigkeit, sind sogar 1 × 10¹⁰ Ωcm bis 1 × 10¹⁵ Ωcm noch bevorzugter, oder wenn die Ladungen in der Umgebung berücksichtigt werden, sind 1 × 10¹² Ωcm bis 1 × 10¹⁵ Ωcm bevorzugt. Mit Volumenwiderstandswerten von weniger als 1 × 10⁸ Ωcm ist es bevorzugt, das elektrostatische latente Bild zu erhalten, und es kommt zu einem Bildausfall ohne weiteres, insbesondere bei Bedingungen hoher Feuchtigkeit und hohen Temperaturen. Wenn allerdings der Volu menwiderstandswert größer als 1 × 10¹⁵ Ωcm ist, können die elektrischen Ladungen vom Ladungselement nicht ausreichend empfangen werden, und es kann dazu kommen, dass sich Ladefehler entwickeln.
Bei der Ladungsvorrichtung und der elektrophotographischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sollte eine Oszillationsspannung bevorzugt an das lichtempfindliche Ladeelement angelegt werden. Ein Effekt des Anlegens an Oszillationsspannung liegt darin, dass man eine stabile Ladung gegen externe Störungen, wie mechanische Präzision, erhält. Wenn eine Oszillationsspannung angelegt wird unter Anwendung einer Ladungsinjektionsmethode, erhält man diesen Vorteil, es gibt allerdings eine Grenze im Hinblick auf die angelegte Oszillationsspannung. Frequenzen von 100 Hz bis 10 kHz sind bevorzugt, und die Peakspannung sollte bevorzugt bis zu 1.000 Volt betragen.
Dieses ist darauf zurückzuführen, dass, wenn eine Ladungsinjektionsmethode verwendet wird, das elektrische Potential des lichtempfindlichen Elements dem Pfad der angelegten Spannung folgt; wenn die Peak-Peak-Spannung zu hoch ist, dann erhöht sich das elektrische Potential der geladenen Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, und es kann Nebel oder ein Umkehrnebel auftreten. Mit einer Oszillationsspannung sollte die Peak-Peak-Spannung bevorzugt nicht weniger als 100 Volt, insbesondere nicht weniger als 300 Volt betragen. Eine Sinuswelle, eine Rechteckwelle oder eine Sägezahnschwingung können als Wellenform verwendet werden.
Es ist möglich, die Ladungsinjektionsschicht eines Materials mit einem mittleren Widerstand zu konstruieren, indem eine geeignete Menge an lichtdurchlässigen, elektrisch leitenden Teilchen in einem isolierenden bindenden Harz dispergiert wird. Die Bildung einer anorganischen Schicht mit dem obigen Widerstand ist ebenfalls ist ebenfalls ein effektives Mittel. Diese Oberflächenschicht wie oben dient für den Zweck, die elektrische Ladung, die durch das Ladungselement injiziert wird, aufrecht zu erhalten und das verbleibende elektrische Potential während der Belichtung zu erniedrigen, indem diese Ladung das lichtempfindliche Element-Halteelement verlassen kann.
Hier wird eine Schicht (23 μm Dicke), die der Oberfläche ähnlich ist, auf Polyethylenterephthalat (PET) mit verdampftem Gold auf seiner Oberfläche gebildet, eine Spannung von 100 Volt bei einer Temperatur von 23°C und 65 % relativer Feuchtigkeit angelegt, und der Volumenwiderstand dieser Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements wird mit einer Volumenwiderstandsmessvorrichtung (4140B pAMATER, erhältlich von Hewlett Packard) gemessen.
Für die Lichtdurchlässigkeit sollten die magnetischen Teilchen bevorzugt Durchmesser von nicht mehr als 0,3 μm und insbesondere nicht mehr als 0,1 μm aufweisen. Für 100 Massenteile des Bindeharzes sollten bevorzugt 2 bis 250 Massenteile der Teilchen, mehr als 2 bis 190 Gew-Teile, vorhanden sein. Wenn weniger als 2 Massenteile vorhanden sind, ist es schwierig, den gewünschten Volumenwiderstandswert zu erhalten, und wenn über 250 Massenteile vorhanden sind, kann die Festigkeit des Films schlechter werden, und die Ladungsinjektionsschicht kann sich leicht ablösen. Die Ladungsinjektionsschicht sollte bevorzugt eine Membrandicke von 0,1 bis 10 μm, insbesondere 1 bis 7 μm, aufweisen.
Die Ladungsinjektionsschicht sollte bevorzugt ein Schmiermittelpulver enthalten. Der erwartete Effekt hierfür ist die Reibung zwischen dem lichtempfindlichen Element, und das Ladungselement während der Ladung wird reduziert, und der Spalt, der bei der Ladung teilnimmt, vergrößert sich, und die Ladungseigenschaften werden besser. Weil ebenfalls die Formenablösbarkeit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verbessert ist, wird es schwieriger, dass die magnetischen Teilchen daran haften. Es ist insbesondere bevorzugt, solche Dinge, wie Fluorharz, Siliconharz oder Polyolefinharz, mit einer niedrigen kritischen Oberflächenspannung, als Schmiermittelteilchen zu verwenden. Tetrafluorethylenharz ist am meisten bevorzugt.
In diesem Fall sollte die Menge des hinzugegebenen Schmiermittelpulvers bevorzugt 2 bis 50 Massenteile, insbesondere 5 bis 40 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile des Bindemittelharzes, betragen. Bei weniger als 2 Massenteilen ist die Menge des Schmiermittelpulvers unzureichend, die Ladungseigenschaften des lichtempfindlichen Elements werden unzureichend verbessert und, in einer reinigerlosen Vorrichtung erhöht sich die Menge des verbliebenen übertragenen Toners. Wenn allerdings mehr als 50 Massenteile vorhanden sind, verschlechtern sich die Auflösung des Bilds und die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements.
Bei der Beschichtung der Oberflächenschicht mit einer isolierenden Schicht sollte die darunter liegende lichtempfindliche Schicht bevorzugt aus einem amorphen Silicium bestehen, und es sollten eine Inhibierungsschicht, eine lichtempfindliche Schicht und eine Ladungsinjektionsschicht, bevorzugt in dieser Schicht, auf dem Zylinder durch Glimmentladung oder dergleichen gebildet werden. Ein konventionell bekanntes Material kann als lichtempfindliche Schicht verwendet werden. Beispielsweise können solche organischen Materiale, wie Phthalocyaninpigment oder Azopigment, verwendet werden.
Eine Zwischenschicht kann ebenfalls zwischen der Ladungsinjektionsschicht und der lichtempfindlichen Schicht vorgesehen werden. Diese Zwischenschicht erhöht die Haftung zwischen der Ladungsinjektionsschicht und der lichtempfindlichen Schicht, und sie kann dafür vorgesehen sein, als Sperrschicht für die elektrische Ladung zu fungieren. Harzmaterialien auf dem Markt, wie ein Epoxyharz, Polyesterharz, Polyamidharz, Polystyrolharz, Acrylharz oder Siliconharz können als diese Zwischenschicht verwendet werden.
Metalle, wie Aluminium, Nickel, rostfreier Stahl, oder Stahl, Kunststoff oder Glas mit einer elektrisch leitenden Membran oder ein elektrisch leitendes Papier kann als elektrisch leitender Trägerkörper für das lichtempfindliche Element verwendet werden.
Ein anderer Effekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass, wenn die angelegte Spannung eine direkte Spannung mit einer hinzugefügten Oszillationsspannung ist, das Oszillationsgeräusch, das aus dem oszillierenden elektrischen Feld resultiert, reduziert wird. Es wird angenommen, dass die Oszillation durch die Änderung der Formen absorbiert wird. Dieser Effekt ist am größten, wenn die Dicke des elektrisch leitenden Trägerkörpers des lichtempfindlichen Elements nicht weniger als 0,5 μm und nicht mehr als 3,0 μm beträgt. Wenn sie weniger als 0,5 μm beträgt, erhöht sich das Schwingungsgeräusch ohne weiteres und die Dimensionsstabilität ist schwach, wenn sie allerdings größer als 3,0 mm ist, dann erhöht sich das Rotationsdrehmoment und die Kosten des Materials gehen in die Höhe.
Es gibt ebenfalls einen bevorzugten Bereich für die triboelektrische Ladung zwischen dem verwendeten Toner und der magnetischen Teilchen des Ladungselements. Bei sieben Teilen des verwendeten Toners, bezogen auf 100 Teile der magnetischen Teilchen des Ladungselements, sollte der Triboelektrizitätswert des gemessenen Toners der gleiche wie für die Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements sein. Wenn dieser absolute Wert 1 bis 90 mC/kg, bevorzugt 5 bis 80 mC/kg, noch bevorzugter 10 bis 40 mC/kg beträgt, wird der Toner gut aufgenommen und gereinigt, und man erhält insbesondere gute Bedingungen für die Qualität der Ladung des lichtempfindlichen Elements.
Im Folgenden wird die bevorzugte Meßmethode erklärt. Als erstes werden 200 mg Toner, der zu 40 g zu messenden magnetischen Teilchen gegeben ist, in eine 50 bis 100 ml Polyethylenflasche gegeben und mit der Hand 150 mal bei einer Temperatur von 23°C und einer relativen Feuchtigkeit von 60 % geschüttelt. Man lädt diese Mischung aus Toner und magnetischen Teilchen für die Ladung als magnetische Teilchen für die Ladung. Als nächstes lädt man eine Metalltrommel mit den gleichen Dimensionen als lichtempfindliches Element, legt eine direkte Stromvorspannung der gleichen Polarität als Ladungspolarität des Toners an den Ladungsbereich, betreibt die Trommel bei den gleichen Bedingungen, wie bei der Ladung des lichtempfindlichen Elements und misst die Menge des Toners, der sich vom Ladungselement auf die Metalltrommel bewegt hat.
Bei der erfindungsgemäßen elektrophotographischen Vorrichtung wird eine Magnetbürste, die aus magnetischen Teilchen gebildet ist, als Ladungselement, das mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt steht, verwendet. Allerdings kann ebenfalls eine Magnetwalze oder eine elektrisch leitende Trommel (ein Magnet mit einem elektrisch leitenden Bereich, an den eine Spannung angelegt ist), deren Oberfläche gleichmäßig mit magnetischen Teilchen beschichtet ist, und die eine interne Magnetwalze aufweist, als Trägerelement der magnetischen Teilchen im Ladungselement verwendet werden. Allerdings ist eine elektrisch leitende Trommel, die gleichmäßig mit magnetischen Teilchen auf der Oberfläche beschichtet ist und eine Magnetwalze aufweist, insbesondere geeignet.
Die engste Lücke zwischen dem Trägerelement für die zu ladenden magnetischen Teilchen und dem lichtempfindlichen Element sollte bevorzugt 0,3 mm bis 2,0 mm betragen. Wenn sie enger als 0,3 mm sind, können Kriechverluste zwischen dem elektrisch leitenden Bereich des Trägerelements für die zu ladenden magnetischen Teilchen und dem lichtempfindlichen Element aufgrund der angelegten Spannung auftreten, so dass das lichtempfindliche Element beschädigt werden kann. Die Bewegungsrichtung der Magnetbürste für die Ladung kann jede Richtung der gleichen Richtung oder Gegenrichtung mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Elements am Kontaktbereich dazwischen sein. Allerdings sollte die magnetische Bürste bevorzugt in die Gegenrichtung wie das lichtempfindliche Element wegen der gleichmäßigen Ladung und der Fähigkeit, verbliebenen übertragenen Toner zu entfernen, bewegen.
Die Menge der zu ladenden magnetischen Teilchen, die vom Trägerelement gehalten werden, sollte bevorzugt zwischen 50 bis 500 mg/cm², insbesondere zwischen 100 bis 300 mg/cm² betragen. Innerhalb dieses Bereichs kann man eine stabile Ladung erreichen. Übermäßig viele zu ladende magnetische Teilchen in der Ladungsvorrichtung können rückgeführt werden.
Bei der Anwendung eines reinigerlosen Bildherstellungsverfahrens kann die Stabilität der elektrophotographischen Vorrichtung weiterhin verbessert werden, indem das elektrische Potential des lichtempfindlichen Elements vor der Ladung nach dem Übertragungsprozess gesteuert wird.
Materialien, die Licht emittieren und das elektrische Potential des lichtempfindlichen Elements steuern oder elektrisch leitende Walzen, Rakeln oder Pelzbürsten, die in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element oder in Nachbarschaft davon angeordnet sind, können dafür verwendet werden, das elektrische Potential des lichtempfindlichen Elements zu steuern. Darunter sind Walzen und Pelzbürsten insbesondere bevorzugt. Bei der Steuerung des elektrischen Potentials des lichtempfindlichen Elements durch Anlegen einer Spannung an diese Materialien ist es ebenfalls bevorzugt, die Umkehrpolarität des Ladungsprozesses mit dem lichtempfindlichen Element zu steuern. Dieses unterstützt die Ladungsgleichmäßigkeit, indem das elektrische Potential des lichtempfindlichen Elements auf eine niedrige Stufe vor der Ladung eingestellt wird und der Inhalt des zuvor gebildeten Bilds eliminiert wird. Bekannte Mittel für die Belichtung, wie Laser oder LED, können als Belichtungsmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Bei der Verwendung einer reinigerlosen Bildherstellungsvorrichtung ist eine Umkehrentwicklung bevorzugt, wobei der Entwickler das lichtempfindliche Element kontaktiert. Entwick lungsprozesse, wie die Kontaktzweikomponentenentwicklung oder die Kontakteinkomponentenentwicklung, sind geeignete Methoden. Wenn ein Entwickler und verbleibender übertragender Toner mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt geraten, wandelt sich die Reibungskraft in eine statische elektrische Kraft um, und der verbliebene übertragene Toner kann durch die Entwicklungsvorrichtung effizient entfernt werden. Wenn während der Entwicklung eine Vorspannung angelegt wird, sollte die Direktstromkomponente bevorzugt zwischen der Polarität der schwarzen Bereiche (der belichtete Bereich im Falle einer Umkehrentwicklung) und der der weißen Bereiche vorgesehen werden.
Bekannte Verfahren, wie unter Verwendung einer Corona, einer Walze oder eines Bandes können ebenfalls als Übertragungsmittel angewendet werden.
In der vorliegenden Erfindung können die elektrophotographischen Vorrichtung und das Ladungsmittel oder falls notwendig, das Entwicklungsmittel und das Reinigungsmittel aus einer einzelnen Einheit bestehen, um eine abnehmbar anzubringende Prozesskassette (116 in 1) auf dem Hauptkörper der elektrophotographischen Vorrichtung zu bilden. Alternativ kann das Entwicklungsmittel eine separate Kassette aus der Kassette mit der elektrophotographischen Vorrichtung (117 in 1) darstellen.
In der vorliegenden Erfindung ist es nicht notwendig, die Ladungsvorspannung des lichtempfindlichen Elements zu verändern, um zeitweilig den übertragenen Resttoner, der vom Lader zum Entwicklungsbereich unter Verwendung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements entfernt ist, wieder zu gewinnen und diesen wieder zu verwenden. Wenn allerdings eine Störung auf tritt oder wenn kontinuierlich Bilder mit einem hohen Bildverhältnis hergestellt werden, kann eine extrem große Menge an übertragenem Toner verbleiben.
In diesem Fall ist es möglich, den Toner vom Lader zum Entwickler während der Bildherstellungsvorgänge zu bewegen, wobei die Zeit ausgenutzt wird, wenn keine Bilder auf dem lichtempfindlichen Element gebildet werden. Vor der Rotation, nach der Rotation und zwischen der Übertragung der Papiere sind Beispiele dieser Zeiträume, wenn die Bilder nicht gebildet werden. In diesem Fall ist es ebenfalls bevorzugt, auf eine Ladungsvorspannung überzugehen, mit der es einfach ist, den Toner vom Lader auf das lichtempfindliche Element zu bewegen. Die Reduktion der Wechselstromkomponente der Peakspannung, die Änderung auf nur einen direkten Strom oder die Reduktion des effektiven Stroms des Wechselstroms durch Änderung der Wellenform ohne Änderung der Peakspannung sind insgesamt Methoden, um den Toner von dem Lader leichter zu entfernen.
In der vorliegenden Erfindung, im Hinblick auf die Lebensdauer des Laders und der Verwendung einer nicht-magnetischen Trommel, die innen einen Magnet enthält, kann eine Konstruktion, bei der Toner weiterhin zugegeben wird, im Hinblick auf die Kosten erwünscht sein. In diesem Fall ist eine Konstruktion, bei der die Haltbarkeit verlängert wird, indem mehr magnetische Teilchen für die Ladung als das Maximum im Lader vorhanden sind und diese dann rückgeführt werden, bevorzugt.
Ein mechanisches Rühren oder die Bildung eines Magnetpols, womit man die magnetischen Teilchen rückführen kann, oder die Bereitstellung eines Elements, dass die magnetischen Teilchen in einen Behälter, indem die magnetischen Teilchen aufbewahrt werden, ist ein bevorzugtes Mittel für die Rückführung. Beispielsweise kann ein Schraubenelement zum Rühren hinter der Magnetbürste oder eine Konstruktion, die einen abstoßenden Pol aufweist, und die magnetischen Teilchen, während sie abgetrennt werden, wieder beschichtet oder ein Ablenkelement aufweist, um den Fluss der magnetischen Teilchen zu verhindern, erwähnt werden.
Nachfolgend werden nun Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele eingeschränkt. Als erstes wird ein Beispiel für die Konstruktion, Material und das Herstellungsverfahren der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Elemente angegeben.
(Herstellungsverfahren der zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 1: Herstellungsbeispiel 1)
0,05 Massenteile Phosphor werden zu 100 Massenteilen 53 Mol-% Fe₂O₃, 24 Mol-% CuO und 23 Mol-% ZnO gegeben, mit einer Kugelmühle pulverisiert und vermischt.
Es wurden ein Dispergiermittel, ein Bindemittel und Wasser hinzugefügt. Nach der Bildung einer Aufschlämmung wurde die Teilchenbildung mit einem Sprühtrockner durchgeführt. Nach geeigneter Klassifizierung wurden sie bei 1.100°C an der Luft calciniert.
Es wurde klassifiziert, nachdem das erhaltene Ferrit pulverisiert worden war, und man erhielt Ferritteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm. Der Volumen widerstandswert für die Ferritteilchen betrug 1 × 10⁷ Ωcm. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Form der Teilchen war eine außerordentlich zufriedenstellende Kugel.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 2: Herstellungsbeispiel 2)
Es wurden 54 Mol-% Fe₂O₃, 30 Mol-% MnO und 16 Mol-% mit einer Kugelmühle pulverisiert und gemischt. Ein Dispergiermittel, ein Bindemittel und Wasser wurden hinzugefügt. Nach der Bildung einer Aufschlämmung wurde die Teilchenbildung mit einem Sprühtrockner durchgeführt. Nach geeigneter Klassifizierung wurden sie bei 1.200°C in einer Atmosphäre mit einer eingestellten Sauerstoffdichte calciniert, und die Pulverisierung und Klassifizierung wurde durchgeführt. Man erhielt Ferritteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 55 μm und einem Volumenwiderstandswert von 3 × 10⁷ Ωcm. Die Form der Teilchen bestand aus einer außerordentlich zufriedenstellenden Kugel. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 3: Herstellungsbeispiel 3)
Es wurden Ferritteilchen in der gleichen Weise wie im (Herstellungsverfahren der zu ladenden Teilchen, Beispiel 1) hergestellt, mit der Ausnahme, dass nach der Herstellung der Teilchen mit dem Sprühtrockner die Klassifizierungsbedingungen geändert wurden, um engere Teilchen zu bekommen. Der durch schnittliche Teilchendurchmesser betrug 27 μm. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 4: Herstellungsbeispiel 4)
Es wurden Ferritteilchen in der gleichen Weise wie im (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen, Beispiel 1) hergestellt, mit der Ausnahme, dass nach der Herstellung der Teilchen mit dem Sprühtrockner, die Klassifizierungsbedingungen geändert wurden, um kleinere Teilchen zu bekommen. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser betrug 15 μm. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 5: Herstellungsbeispiel 5)
Es wurden Ferritteilchen in der gleichen Weise wie im (Herstellungsverfahren für die zu ladendenden magnetischen Teilchen, Beispiel 2) hergestellt, mit der Ausnahme, dass drei Massenteile Phosphor zu 100 Massenteilen der in Beispiel 2 verwendeten Ausgangsmaterialien gegeben wurden, und Klumpen aus Ferrit, worin die Teilchen zusammen gesintert waren, wurden erhalten. Die Klumpen wurden wiederholt mit einer Hammermühle pulverisiert, dann mit einer Schwingmühle pulverisiert und entsprechend klassifiziert. Man erhielt Ferritteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 26 μm. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 6: Herstellungsbeispiel 6)
Es wurden Ferritteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 27 μm hergestellt, indem die Mischung aus dem (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen, Beispiel 1) mit einer Luftstrom-Strahlmühle pulverisiert wurde. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 7: Herstellungsbeispiel 7)
Nach der Pulverisierung der Mischung aus dem Herstellungsverfahren für die zu ladenden Magnetteilchen nach Beispiel 2 mit einer Luftstrom-Strahlmühle, wurde das Pulver mit einem windbetriebenen Klassiergerät geschnitten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 8: Herstellungsbeispiel 8)
Es wurden 50 Massenteile vom (Herstellungsverfahren für die zu ladenden Magnetteilchen nach Beispiel 3) und 50 Massenteile vom (Herstellungsverfahren für die zu ladenden Teilchen nach Beispiel 6) vermischt. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 9: Herstellungsbeispiel 9)
Es wurden 80 Massenteile vom (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen nach Beispiel 3) und 20 Massenteile (vom Herstellungsverfahren der zu ladenden magnetischen Teilchen nach Anspruch 6) vermischt. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 10: Herstellungsbeispiel 10)
Das (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen nach Beispiel 4) wurde in Stickstoff erhitzt, und man erhielt Teilchen mit geringem Widerstand. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 11: Herstellungsbeispiel 11)
Es wurden 70 Massenteile vom (Herstellungsverfahren der zu ladenden magnetischen Teilchen nach Beispiel 3) und 30 Massenteile vom (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magneti schen Teilchen nach Beispiel 10) vermischt. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 12: Herstellungsbeispiel 12)
Es wurden 100 Massenteile der im (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen gemäß Beispiel 6) hergestellten magnetischen Teilchen in eine Lösung aus 0,07 Massenteilen Dodecyltrimethoxysilan, das ein Silankopplungsmittel ist, gelöst in 20 Massenteilen Methylethylketon, gegeben, und unter Rühren bei 70°C gehalten. Nach der Verdampfung des Lösungsmittels wurde dieses in einen 150°C Ofen gegeben und ausgehärtet. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 13: Herstellungsbeispiel 13)
Es wurden 100 Massenteile der im (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen nach Beispiel 6) hergestellten magnetischen Teilchen in eine Lösung gegeben, die durch Lösen von 0,03 Massenteilen Isopropoxytriisostearolyltitanat, das ein Titankopplungsmittel ist und in 20 Massenteilen Toluol gelöst wurde, erhalten wurde und die Mischung wurde dann bei 70°C unter Rühren gehalten. Nachdem das Lösungsmittel verdampft worden war, wurde dieses in einen 200°C Ofen gegeben und ausgehärtet. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 14: Herstellungsbeispiel 14)
Es wurden 70 Massenteile des (Herstellungsverfahrens für die zu ladenden Teilchen nach Beispiel 4) und 30 Massenteile des (Herstellungsverfahrens der zu ladenden magnetischen Teilchen nach Beispiel 5) vermischt. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 gezeigt. (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 15: Herstellungsbeispiel 15)

Fe₂O₃ 83 Mol-%

Li₂CO₃ 17 Mol-%
Zu 100 Massenteilen des obigen wurden 0,8 Massenteile Phosphor hinzugegeben, in einer Kugelmühle vermahlen, vermischt und zu einer Aufschlämmung durch die Zugabe eines Dispergiermittels, Bindemittels und Wasser verarbeitet. Danach wurde eine Granulierung mit einem Sprühtrockner durchgeführt. Nachdem eine geeignete Klassifizierung durchgeführt worden war, wurde die Sauerstoffkonzentration eingestellt und die Calcinierung in 1.200°C durchgeführt.
Nachdem das erhaltene Ferrit vermahlen/behandelt worden war, wurde die Klassifizierung durchgeführt, um Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm und Teilchen (A) mit 27 μm zu erhalten. Die Teilchen hatten beide sehr ausgezeichnete kugelförmige Formen.
Danach wurden die Ferritteilchen mit dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm mit einer Luftstrom-Strahlmühle in Form gebracht und mit einem Luftklassiergerät klassifiziert, um Teilchen (B) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 27 μm herzustellen. Danach wurden 20 Massenteile der geformten Teilchen (B) und 80 Massenteile der Teilchen (A) vermischt, um Ferritteilchen mit einem Volumenwiderstandswert von 3 × 10⁷ Ωcm zu erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 16: Herstellungsbeispiel 16)

CuO 6 Mol-%

ZnO 12 Mol-%

MgO 41 Mol-%

Fe₂O₃ 41 Mol-%
Zu 100 Massenteilen des obigen wurde 1 Massenteil Phosphor gegeben, in einer Kugelmühle vermahlen, vermischt und in eine Aufschlämmung durch Zugabe eines Dispergiermittels, Bindemittels und Wasser verarbeitet. Danach wurde die Granulierung mit einem Sprühtrockner durchgeführt. Nachdem die geeignete Klassifizierung durchgeführt worden war, wurde die Sauerstoffkonzentration eingestellt, und die Calcinierung wurde bei 1.200°C durchgeführt.
Nachdem das erhaltene Ferrit vermahlen/behandelt worden war, wurde die Klassifizierung durchgeführt, um Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm und Teilchen (C) von 27 μm zu erhalten. Die Teilchen hatten beide sehr gute sphärische Formen.
Danach wurden die Ferritteilchen mit dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm mit einer Luftstrom-Strahlmühle geformt und mit einem Luftklassiergerät klassifiziert, um Teilchen (D) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 27 μm zu erhalten. Danach wurden 20 Massenteile der geformten Teilchen (D) und 80 Massenteile der Teilchen (C) vermischt, um Ferritteilchen mit einem Volumenwiderstandswert von 6 × 10⁷ Ωcm zu erhalten. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammengefasst. (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 17: Herstellungsbeispiel 17)

CuO 6 Mol-%

ZnO 11 Mol-%

MgO 23 Mol-%

MnO 7 Mol-%

Fe₂O₃ 53 Mol-%
Zu 100 Massenteilen des obigen wurde 1 Massenteil Phosphor gegeben, in einer Kugelmühle vermahlen, vermischt und in eine Aufschlämmung durch Zugabe eines Dispergiermittels, Bindemit tels und Wasser verarbeitet. Danach wurde die Granulierung mit einem Sprühtrockner durchgeführt. Nachdem die geeignete Klassifizierung durchgeführt worden war, wurde die Sauerstoffkonzentration eingestellt, und die Calcinierung wurde bei 1.200°C durchgeführt.
Nachdem das erhaltene Ferrit vermahlen/behandelt worden war, wurde die Klassifizierung durchgeführt, um Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm und Teilchen (E) von 27 μm zu erhalten. Die Teilchen hatten beide sehr ausgezeichnete sphärische Formen.
Danach wurden die Ferritteilchen mit dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm mit einer Luftstrom-Strahlmühle geformt und mit einem Luftklassiergerät klassifiziert, um Teilchen (F) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 27 μm zu erhalten. Danach wurden 20 Massenteile der geformten Teilchen (F) und 80 Massenteile der Teilchen (E) vermischt, um Ferritteilchen mit einem Volumenwiderstandswert von 7 × 10⁶ Ωcm zu erhalten. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammengefasst. (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 18: Herstellungsbeispiel 18)

MnO 57 Mol-%

Fe₂O₃ 43 Mol-%
Das obige wurde in einer Kugelmühle vermahlen, gemischt und in eine Aufschlämmung durch Zugabe eines Dispergiermittels, Bin demittels und Wasser verarbeitet. Danach wurde die Granulierung mit einem Sprühtrockner durchgeführt. Nachdem eine geeignete Klassifizierung durchgeführt worden war, wurde die Sauerstoffkonzentration eingestellt, und die Calcinierung wurde bei 1.200°C durchgeführt.
Nachdem das erhaltene Ferrit vermahlen/behandelt worden war, wurde die Klassifizierung durchgeführt, um Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm und Teilchen (G) von 27 μm zu erhalten. Die Teilchen hatten jeweils sehr ausgezeichnete sphärische Formen.
Danach wurden die Ferritteilchen mit dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm mit einer Luftstrom-Strahlmühle geformt und mit einem Luftklassiergerät klassifiziert, um Teilchen (H) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 27 μm zu erhalten. Danach wurden 20 Massenteile der geformten Teilchen (H) und 80 Massenteile der Teilchen (G) vermischt, um Ferritteilchen mit einem Volumenwiderstandswert von 7 × 10⁶ Ωcm zu erhalten. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammengefasst. (Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 19: Herstellungsbeispiel 19)

NiO 25 Mol-%

ZnO 22 Mol-%

Fe₂O₃ 53 Mol-%
Zu 100 Massenteilen des obigen wurde 1 Massenteil Phosphor hinzugegeben, in einer Kugelmühle gemahlen, gemischt und in einer Aufschlämmung durch eines Dispergiermittels, Bindemittels und Wasser verarbeitet. Nachdem die Granulierung mit einem Sprühtrockner durchgeführt worden war, wurde eine geeignete Klassifizierung durchgeführt, die Sauerstoffkonzentration wurde eingestellt, und die Calcinierung wurde bei 1.200°C durchgeführt.
Nachdem das erhaltene Ferrit vermahlen/verhandelt worden war, wurde die Klassifizierung durchgeführt, um Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm und Teilchen (I) von 27 μm zu erhalten. Die Teilchen hatten jeweils eine sehr ausgezeichnete sphärische Form.
Danach wurden die Ferritteilchen mit dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 50 μm mit einer Luftstrom-Strahlmühle geformt und mit einem Luftklassiergerät klassifiziert, um Teilchen (J) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 27 μm zu erhalten. Danach wurden 20 Massenteile der geformten Teile (J) und 80 Massenteile der Teilchen (I) vermischt, um Ferritteilchen mit einem Volumenwiderstandswert von 4 × 10⁷ Ωcm zu erhalten. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 20: Herstellungsbeispiel 20)
Es wurde Eisenpulver vermahlen/klassifiziert und eine Oberflächenoxidation unterworfen, um Teilchen mit einem durchschnitt lichen Teilchendurchmesser von 25 μm zu erhalten. Der Volumenwiderstandswert ist 3 × 10³ Ωcm. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 21: Herstellungsbeispiel 21)
Nachdem 100 Gew-Teile rostfreies Harz und 300 Gew-Teile Magnetitteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,2 μm geschmolzen/verknetet worden waren, wurde ein Vermahlen/Klassifizierung durchgeführt, so dass Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 25 μm erhalten wurden. Der Volumenwiderstandswert beträgt 5 × 10⁹ Ωcm. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
(Herstellungsverfahren für die zu ladenden magnetischen Teilchen Beispiel 22: Herstellungsbeispiel 22)
Nachdem (die zu ladenden magnetischen Teilchen 2) in einer Schwingmühle vermahlen worden waren, wurde das Pulver durch Luftklassifizierung fein geschnitten, so dass man Ferritteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 12 μm erhielt. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
(Herstellungsverfahren für ein lichtempfindliches Element, Beispiel 1)
Fünf funktionelle Schichten wurden auf einem Aluminiumzylinder, 0,75 mm dick, 30 mm Durchmesser, aufgetragen.
Die erste Schicht ist eine Unterschicht. Sie ist eine elektrisch leitende Schicht, etwa 20 μm dick, und dient dazu, Defekte in den Aluminiumzylinder einzubauen und die Bildung des Moire-Effekts aufgrund von Reflexionen von der Laserbelichtung zu verhindern.
Die zweite Schicht ist eine Barriereschicht für die positive elektrische Ladungsinjektion. Sie verhindert, dass eine positive elektrische Ladung, die vom Aluminiumzylinder injiziert wird, eine negative elektrische Ladung, die auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements geladen ist, stört, und sie ist eine mittlere Widerstandsschicht mit einer Dicke von etwa 1 μm mit einem Widerstand, der auf etwa 10⁶ Ωcm durch ein Amilanharz und methoxymethyliertes Nylon eingestellt ist.
Die dritte Schicht ist eine elektrische Ladungserzeugungsschicht. Sie ist etwa 0,3 μm dick und besteht aus einem Oxytitanphthalocyaninpigment, das in einem Harz dispergiert ist und erzeugt positive und negative elektrische Ladungen durch den Empfang der Laserbelichtung.
Die vierte Schicht ist eine Ladungstransportschicht aus einem Hydrazon, das in einem Polycarbonatharz dispergiert ist, und sie ist ein Halbleiter vom p-Typ. Demzufolge kann sich keine negative elektrische Ladung, die auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements geladen ist, bewegen, sondern es kann sich nur eine positive elektrische Ladung, die durch die elektrische Ladungserzeugungsschicht erzeugt wurde, zur Ober fläche des lichtempfindlichen Elements bewegen. Sie hat eine Dicke von 15 μm, und der Volumenwiderstandswert der elektrischen Ladungstransportschicht beträgt 3 × 10¹⁵ Ωcm.
Die fünfte Schicht ist eine Ladungsinjektionsschicht. Die Ladungsinjektionsschicht ist aus super-feinen Teilchen aus SnO₂, die in einem lichthärtenden Acrylharz dispergiert sind, hergestellt. Genauer gesagt, sie besteht aus 150 Massenteilen dotiertem Antimon, SnO₂-Teilchen mit geringem Widerstand und mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,03 μm zu 100 Massenteilen Acrylharz, mit 1,2 Massenteilen eines Dispergiermittels und 20 Massenteilen von darin dispergierten Tetrafluorethylenharzteilchen. Sie hat eine Dicke von 2,5 μm und der Volumenwiderstandswert der Ladungsinjektionsschicht beträgt 2 × 10¹³ Ωcm.
(Herstellungsverfahren für ein lichtempfindliches Element, Beispiel 2)
Es wird ein lichtempfindliches Element, das in der gleichen Weise wie nach dem Herstellungsverfahren für das lichtempfindlichen Element, Beispiel 1 hergestellt ist, mit Ausnahme eines Aluminiumzylinders mit einer Dicke von 1,0 mm, einem Durchmesser von 30 mm, verwendet.
(Herstellungsverfahren für ein lichtempfindliches Element, Beispiel 3)
Ein lichtempfindliches Element, das in der gleichen Weise wie nach dem Herstellungsverfahren des lichtempfindlichen Ele ments, Beispiel 1, hergestellt ist, mit der Ausnahme eines Aluminiumzylinders mit einer Dicke von 2,5 mm und einem Durchmesser von 30 mm, wird verwendet.
(Herstellungsverfahren für ein lichtempfindliches Element, Beispiel 4)
Ein lichtempfindliches Element, das in der gleichen Weise wie nach dem Herstellungsverfahren des lichtempfindlichen Elements, Beispiel 1, mit der Ausnahme eines Aluminiumzylinders mit einer Dicke von 3,5 mm und einem Durchmesser von 30 mm, hergestellt war, wird verwendet. (Herstellungsverfahren für das Entwicklerbeispiel 1)

Polyesterharz 100 Massenteile

Metall, das einen Azofarbstoff enthält 2 Massenteile

Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht 3 Massenteile

Ruß 5 Massenteile

Nach dem Trockenvermischen der obigen Materialien werden diese mit einem Dualachsenknetextruder, der bei 150°C eingestellt war, verknetet. Das erhaltene verknetete Material wird gekühlt und man erhält ein mit Toner kombiniertes Material mit einer eingestellten Teilchengrößenverteilung durch eine Windkraftklassifizierung nach der Mikropulverisierung mit einem Konzeptpulverisierungsgerät. Man gibt 1,6 Massenprozent Titan oxid, das einer hydrophoben Behandlung unterworfen war, in dieses Tonerkombinationsmaterial, und man stellt einen Toner mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 7,1 μm her. Man erhält einen Entwickler durch Vermischen von 6 Massenteilen des Toners mit 100 Massenteilen Nickel-Zink-Ferrit mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 μm, das mit einem Silikonharz beschichtet ist. (Herstellungsverfahren für das Entwicklerbeispiel 2)

Styrol	88 Masseteile
n-Butylacrylat	12 Massenteile
Divinylbenzol	0,2 Massenteile
Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht	3 Massenteile
Ruß	4 Massenteile
Metall enthaltender Azo-Farbstoff	1,2 Massenteile
Azogruppeninitiator	3 Massenteile

Die obigen Materialien werden als Dispersion vermischt, und die obige Lösung wird zu 500 Massenteilen reines Wasser mit 4 Massenteilen Calciumphosphat, das darin dispergiert ist, gegeben und mit einem Homomixer dispergiert. Das Polymer, das durch Polymerisieren für acht Stunden bei 70°C erhalten wird, wird dann filtriert, gewaschen und danach trocken klassifiziert, um ein Tonerkombinationsmaterial zu erhalten.
1,4 Massenteile Titanoxid, das einer hydrophoben Behandlung unterworfen wurde, wird in das obige Tonerkombinationsmaterial gegeben, um einen Toner mit einem gewichtsmittleren Durchmesser von 6,4 μm herzustellen. Der erhaltene Toner wird mit einem Polymerisationsverfahren gebildet und zeigt eine sphärische Form bei Beobachtung unter einem Elektronenmikroskop. Man enthält einen Entwickler durch Vermischen von sechs Massenteilen des Toners mit 100 Massenteilen Nickel-Zink-Ferrit mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 μm, das mit einem Silikonharz beschichtet ist.
Als nächstes wird die vorliegende Erfindung unter Anwendung der Vorrichtungen und Methoden für die Bewertung der Beispiele und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung und unter Anwendung der Beispiele und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung erklärt.
(Digitalkopierer 1)
Ein Digitalkopierer (Canon GP55) unter Verwendung eines Laserstrahls wurde als elektrophotographische Vorrichtung hergerichtet. Diese Vorrichtung ist mit einem Coronalader als Primärlademittel des lichtempfindlichen Elements, einem Einkomponentenentwickler unter Anwendung einer Einkomponenten-Sprungentwicklungsmethode als Entwicklungsmittel, einem Coronalader als Übertragungsmittel, einem Rakelreinigungsmittel und einem Vorladungsbelichtungsmittel ausgestattet. Die Ladung für die Primärladung des lichtempfindlichen Elements und das Reinigungsmittel formen eine einzelne Einheit (eine Prozesskassette). Die Prozessgeschwindigkeit beträgt 150 mm/s. Dieser Digitalkopierer wird dann wie folgt modifiziert.
Als nächstes wird die Prozessgeschwindigkeit auf 200 mm/s geändert. Der Entwicklungsbereich wird vom Einkomponententyp auf einen Entwickler, der zwei Komponentenentwickler verwenden kann, modifiziert. Ebenfalls wird eine 16 Durchmesser elektrisch leitende nicht-magnetische Trommel mit einer Magnetwalze innen als Primärladelement vorgesehen, und es wird eine Magnetbürste für die Ladung gebildet. Die minimale Lücke zwischen der elektrisch leitenden Trommel für die Ladung und dem lichtempfindlichen Element wird bei 0,5 mm eingestellt. Die Entwicklungsvorspannung wird bei einem Direktstrom von –500 Volt mit einer Peak-Peak-Spannung (VPP) von 1.000 Volt und rechtwinkligen Wellen mit einer Frequenz von 3 kHz eingestellt. Das Übertragungsmittel unter Verwendung eines Coronaladers wird in ein Walzenübertragungsmittel geändert, und die Vorladungsbelichtungsvorrichtung wird entfernt. Die Reinigungsrakel wird ebenfalls entfernt, und die Vorrichtung wird in einen reinigerlosen Kopierer umgewandelt. 1 zeigt eine schematische Ansicht. In der Figur bedeutet 101 einen Fixierer, 102 bedeutet der Lader, 103 bedeutet die magnetischen Teilchen für die Ladung, 104 bedeutet die elektrisch leitende Trommel mit einer Magnetwalze darin, 105 bedeutet das lichtempfindliche Element, 106 bedeutet das belichtete Licht, 107 bedeutet die Entwicklungstrommel, 108 bedeutet die Entwicklungsvorrichtung, 109 und 110 sind Rührschrauben, 111 bedeutet der Entwickler, 112 ist ein Papierzuführungsmittel, 113 ist ein Übertragungspapier, 114 bedeutet eine Übertragungswalze, 115 ist ein Papierbeförderungsband, 116 bedeutet die Prozesskassette und 117 ist die Entwicklungskassette.
Unter Anwendung des Digitalkopierers 1, werden ein Lader mit einer Beschichtungsdichte der magnetischen Teilchen von 180 mg/cm und das lichtempfindliche Element angeordnet. Um den La der mit einer Beschichtungsdichte der Magnetteilchen von 180 mg/cm bereitzustellen, ist ein Minimum von etwa 30 g Magnetteilchen notwendig. Dann wird der Magnetbürstenlader in umgekehrter Richtung vom Kontaktpunkt mit dem lichtempfindlichen Element gedreht. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Umfangsgeschwindigkeit der Laderdrehung 240 mm/s.
Die Vorspannung, die an das Ladeelement angelegt ist, wird bei einer Direktstromspannung von –700 V mit einer Spannung, die mit rechtwinkliger Welle oszilliert, von 1 kHz und 700 VPP eingestellt. Die Entwicklungsvorspannung wird auf eine direkte Stromspannung von –500 Volt und einer Wechselstromspannung mit rechtwinkliger Welle von 1.000 VPP und 3 kHz eingestellt. Bei Bedingungen von 15°C Temperatur und 10 %iger relativer Feuchtigkeit werden Buchstabenbilder (A4) bei einem 3 % Bildverhältnis gebildet. Die Bewertung der Bilder wird nach Augenmaß durchgeführt.
Dann wird ein Haltbarkeitstest wie folgt durchgeführt. 400 Zyklen mit 50 Blättern, in anderen Wörtern, 20.000 Blätter, werden aufeinanderfolgend bei einer Umfangsgeschwindigkeit der Drehung von 300 mm/s und einem Buchstabenbild (A4) mit einem Bildverhältnis von 3 % kopiert, und die Bilder werden in der gleichen Weise wie anfangs bewertet. Zu diesem Zeitpunkt werden eine Wechselspannung mit rechtwinkliger Welle von 1 kHz und 500 Vpp und eine Direktstromspannung von –700 V an den Bereich angelegt, wo sich keine Bilder während kontinuierlicher Papierzuführung bilden, wenn vor der Bildbildung auf dem Anfangsblatt (vor der Rotation) geladen wird, und während der Ladung des lichtempfindlichen Elements nach Vervollständigung der Bildherstellung auf dem 50sten Blatt, wird der Toner innerhalb der Magnetbürste zum lichtempfindlichen Element be wegt, während das lichtempfindliche Element geladen wird, und der Toner wird dann durch den Entwicklungsbereich absorbiert.
Die obige Bewertung wird durchgeführt unter Verwendung von (Herstellungsverfahren für die Magnetteilchen Beispiel 6) (Herstellungsverfahren für den Entwickler Beispiel 2) und (Herstellungsverfahren für das lichtempfindliche Element Beispiel 1). Während des Haltbarkeitstests war das Geräusch, das durch die Interferenz zwischen dem lichtempfindlichen Element und den Magnetteilchen zur Ladung aufgrund der Spannung, die an das Ladelement angelegt ist, erzeugt wird, fast nicht bemerkbar.
Das Ergebnis bei einer Umfangsgeschwindigkeit der Rotation des Laders von 240 mm/s war ein Bild mit im wesentlichen ohne Nebel, ein hervorragendes Ergebnis. Beim Fortschreiten des Haltbarkeitstests wurden bis zu 60.000 Blätter getestet, und das lichtempfindliche Element wurde ausgetauscht, als Nebel aufgrund der Erosion des lichtempfindlichen Elements bei 50.000 Blättern auftrat. Die Bildqualität war immer noch ohne Nebel hervorragend. Die magnetischen Teilchen für die Ladung wurden jeweils bei 20.000 Blättern untersucht, und der Kontaminationsgrad wurde gemessen. Der Kontaminationsgrad wird als Prozentzahl der Probenmenge, die man durch Subtrahieren der Gewichtsreduktion der magnetischen Teilchen, bei Erhitzen in einer Stickstoffatmosphäre von 150°C bis 400°C vor der Verwendung von der Gewichtsreduktion der Teilchen bei Erhitzen nach der Verwendung ermittelt wird.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Als die Reibungsladung des im (Herstellungsverfahren der Magnetteilchen, Beispiel 6) und (Herstellungsverfahren des Entwicklers, Beispiel 2) verwendeten Toners bestätigt wurde, betrug sie ein Minus der gleichen Polarität wie die Ladungspolarität des photographischen Materials des Beispiels.
(Beispiele 2 bis 7)
Diese Beispiele wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, wie in Tabelle 2 kombiniert, bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Während des Haltbarkeitstests von jedem Beispiel war das Geräusch, das durch die Interferenz zwischen dem lichtempfindlichen Element und den Magnetteilchen für die Ladung aufgrund der Spannung, die an das Ladelement angelegt ist, fast nicht bemerkbar.
Als die Reibungsladung des Toners aus dem (Herstellungsverfahren des Entwicklers Beispiel 1) und (Herstellungsverfahren des Entwicklers Beispiel 2) verwendet und die magnetischen Teilchen aus den Beispielen 2 bis 7 bestätigt wurden, betrugen sie ein Minus, was der gleichen Polarität wie der Ladungspolarität des photographischen Materials des Beispiels entspricht.
(Beispiele 8 und 9)
Diese Beispiele wurden in der gleichen Weise, wie in Tabelle 2 kombiniert, bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Während des Haltbarkeitstests von jedem Beispiel war das Geräusch, das durch die Interferenz zwischen den lichtempfindlichen Material und den magnetischen Teilchen für die Ladung aufgrund der Spannung, die an das Ladelement angelegt war, erzeugt wird, fast nicht bemerkbar. Es gab keinen Grund, selbst bei 50.000 Blättern das lichtempfindliche Material auszuwechseln.
Als die Reibungsladung des Toners aus dem (Herstellungsverfahren des Entwicklers Beispiel 2) und die magnetischen Teilchen aus den Beispielen 8 und 9 bestätigt wurden, betrugen sie ein Minus, was der gleichen Polarität wie der Ladungspolarität des photographischen Materials des Beispiels entspricht.
(Beispiele 10 bis 15)
Die gleiche Bewertung wie in Beispiel 1 wurde gemäß den Kombinationen in Tabelle 2 durchgeführt. Die Ergebnisse sind alle in Tabelle 2 gezeigt.
In Beispiel 10 trat leichter Nebel bei 60.000 Blättern auf. In den Beispielen 11, 12 und 13 ergaben die Ferritteilchen unter Verwendung von Kupfer und Mangan gute Ergebnisse, und deswegen kann der oben erwähnte Nebel so betrachtet werden, dass er durch die Verwendung von Lithium verursacht wurde.
In Beispiel 14 wurde insbesondere keine starke Kontamination bei 40.000 Blättern beobachtet, und die Standardabweichung der Kurzachsen/Langachsenlänge betrug 0,1, und deswegen war die Kontamination selbst auf einen niedrigen Grad beschränkt, wobei allerdings aufgrund der Verwendung von Nickel eine leichte Nebelbildung auftrat.
(Vergleichsbeispiele 1 bis 5)
Diese Beispiele wurden in der gleichen Weise wie in dem Beispiel, kombiniert wie in Tabelle 2, bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Allerdings, wegen des Geräuschs, das durch die Interferenz zwischen dem lichtempfindlichen Material und den magnetischen Teilchen für die Ladung, aufgrund der Spannung, die an das Ladelement angelegt ist, während der Bildbildung erzeugt wird, war der Geräuschpegel etwas störend, und es wurde ein Aluminiumzylinder mit einer Dicke von 3,5 mm (Herstellungsverfahren für das lichtempfindliche Material Beispiel 4) verwendet, um das Geräusch fast nicht bemerkbar zu machen.
Nach den Ergebnissen der obigen Vergleichsbeispiele, war der anfängliche Zeitraum in Vergleichsbeispiel 1 hervorragend im Hinblick auf die Nebelbildung. Allerdings stand dann bei 40.000 Blättern der Nebel etwas aus dem Bild heraus, und die Kontaminationsmenge war so groß wie 0,85 %. Es wird angenommen, dass dieses durch die Tatsache verursacht wird, dass die Standabweichung des Verhältnisses der Kurzachsen zur Langachsenlänge der magnetischen Teilchen klein ist.
In Vergleichsbeispiel 2 ist nicht nur die Standardabweichung klein, allerdings ist auch der Volumenwiderstandswert der zu ladenden Teilchen niedrig, was zu annormalen Bildern gleich von Anfang führt. Bei Vergleichsbeispiel 4 gab es Anfangs keine Probleme, allerdings, weil die Standardabweichung klein war und der Volumenwiderstandswert der magnetischen Teilchen mit Teilchendurchmessern von 5 bis 20 μm, ziemlich gering war, gab es bei den magnetischen Teilchen allmählich Kriechströme, und es kamen Störbilder auf, von denen angenommen wird, dass sie durch ein Ungleichgewicht der Teilchen mit geringem Widerstand verursacht werden.
In Vergleichsbeispiel 4 war der Widerstandswert zu gering, und es erschien ein Störbild gleich von Anfang an.
In Vergleichsbeispiel 5 erschien ein Nebelbild gleich am Anfang. Dieses wurde durch die Standardabweichung, die klein war, und den Widerstandswert, der außerordentlich groß war, verursacht.

Claims

Magnetische Teilchen (103) zur Ladung eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements (105), wobei die magnetischen Teilchen in ihrer Gesamtheit einen Volumenwiderstandswert im Bereich von 10⁴ bis 10⁹ Ωcm aufweisen und magnetische Teilchen MP mit Teilchendurchmessern von 5 μm oder mehr umfassen, dadurch gekennzeich net, dass die magnetischen Teilchen MP eine Standardabweichung der Kurzachsenlänge/Raumachsenlänge der magnetischen Teilchen von 0,08 oder aufweisen.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 1, worin die Standardabweichung der Kurzachsenlänge/Langachsenlänge der magnetischen Teilchen MP mit Teilchendurchmessern von 5 bis 20 μm 0,08 oder mehr beträgt.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 2, worin die Standardabweichung der Kurzachsenlänge/Langachsenlänge der magnetischen Teilchen MP mit Teilchendurchmessern von 5 bis 20 μm 0,10 oder mehr beträgt.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 1, worin die magnetischen Teilchen Ferritteilchen sind, die Eisen und mindestens ein Element aus Kupfer, Mangan und Lithium enthalten.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 4, worin die Ferritteilchen eine Zusammensetzung aufweisen, die durch die folgende Formel dargestellt ist: (A1)x1·(A2)·x2 ... (An)Xn·(Fe)y·(O)x worin A₁ bis An Elemente bedeuten, A₁ aus Kupfer, Mangan und Lithium gewählt ist und X₁ bis Xn und Y die Atomzahlenverhältnisse von enthaltenden Elementen, die von Sauerstoff unterschiedlich sind, 0,02 < X₁/Y < 5 bedeuten und Z ein Atomzahlenverhältnis für Sauerstoff bedeutet.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 5, worin X₁ und Y 0,03 < X₁/Y < 3,5 erfüllen.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 6, worin X₁ und Y 0,05 < X₁/Y < 1 erfüllen.
Magnetische Teilchen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die magnetischen Teilchen in ihrer Gesamtheit einen Volumenwiderstandswert im Bereich von 10⁶ bis 10⁹ Ωcm aufweisen.
Magnetische Teilchen nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der Volumenwiderstandswert Ra der magnetischen Teilchen mit Teilchendurchmessern von 5 bis 20 μm und der Volumenwiderstandswert Rb der Magnetteilchen mit Teilchendurchmessern über 20 μm die folgende Formel erfüllen: 0,5 ≤ Ra/Rb ≤ 5,0.
Magnetische Teilchen nach Anspruch 9, worin Ra und Rb die folgende Formel erfüllen: 1,0 ≤ Ra/Rb ≤ 5,0.
Ladeelement (102), das einen Magnetkörper (104) mit einem leitenden Bereich zum Empfang einer angelegten Spannung und magnetische Teilchen (103) auf dem Magnetkörper aufweist, wobei die magnetischen Teilchen solche sind, die in einem der vorangegangenen Ansprüche beansprucht sind.
Ladeelement nach Anspruch 11, worin der Magnetkörper (104) eine leitende Trommel, die einen Magnet enthält, umfasst.
Prozesskartusche (116) für die Anwendung in einer elektrophotographischen Vorrichtung, wobei die Prozesskartusche ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element (105) und ein Ladeelement (102), das in einem der Ansprüche 11 oder 12 beansprucht ist, das in Kontakt mit dem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element angeordnet ist, um das elektrophotographische lichtempfindliche Element zu laden, wenn daran eine Spannung angelegt ist, umfasst, wobei das elektrophotographische lichtempfindliche Element und das Ladeelement integral getragen werden.
Prozesskartusche nach Anspruch 13, worin das elektrophotographische lichtempfindliche Element eine empfindliche Schicht auf einem Träger aufweist.
Prozesskartusche nach Anspruch 14, worin das elektrophotographische lichtempfindliche Element eine Ladungsinjektionsschicht als Oberflächenschicht aufweist.
Prozesskartusche nach einem der Ansprüche 14 oder 15, worin der Träger eine Dicke von 0,5 bis 3,0 mm aufweist.
Elektrophotographische Vorrichtung, die ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element (105); eine Ladevorrichtung mit einem Ladeelement (102), das in Kontakt mit dem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element angeordnet ist, um das elektrophotographische lichtempfindliche Element zu laden, wenn eine Spannung daran angelegt ist, eine Entwicklungsvorrichtung (107–111); und eine Übertragungsvorrichtung (112, 114, 115) umfasst, wobei das Ladeelement ein Ladeelement ist, das in einem der Ansprüche 11 oder 12 beansprucht ist.
Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 17, worin das elektrophotographische lichtempfindliche Element (105) eine empfindliche Schicht auf einem Träge aufweist.
Elektrophotographische Vorrichtung nach Anspruch 18, worin die elektrophotographische lichtempfindliche Vorrichtung (105) eine Ladungsinjektionsschicht als Oberflächenschicht aufweist.
Elektrophotographische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, worin der Träger eine Dicke von 0,5 bis 3,0 mm aufweist.
Elektrophotographische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, worin die Entwicklungsvorrichtung (107–111) im Wesentlichen eine Reinigungsvorrichtung ist.