DE69802323T2

DE69802323T2 - Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder, und Bildherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69802323T2
Application number: DE69802323T
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Fujita; Yuji Moriki; Tatsuya Nakamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2018-03-11
Also published as: EP0864930B1; US6013406A; KR100261054B1; EP0864930A1; KR19980080114A; DE69802323D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Fachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Latentbilder, der zum Sichtbarmachen elektrostatischer Latentbilder verwendet wird, und ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem von dem Toner Gebrauch gemacht wird.

Verwandter Stand der Technik

Wie in der US-Patentschrift Nr. 2 297 691 offenbart ist, sind als Elektrophotographie eine Anzahl verschiedener Verfahren bekannt. Im allgemeinen werden unter Anwendung eines lichtempfindlichen Elements, das ein photoleitfähiges Material umfasst, Kopien oder Drucke erhalten, indem auf dem lichtempfindlichen Element ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird, das Latentbild anschließend unter Verwendung eines Toners entwickelt wird, um ein sichtbares Bild (Tonerbild) zu erzeugen, das Tonerbild auf ein übertragungs-Bildempfangsmedium (Aufzeichnungsmedium) wie z. B. Papier übertragen wird und das Tonerbild danach durch die Wirkung von Wärme und/oder Druck an dem Übertragungs-Bildempfangsmedium fixiert wird.
Als Verfahren zum Fixieren des Tonerbildes sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. Ein allgemein angewandtes Verfahren ist beispielsweise ein Verfahren, bei dem das Tonerbild fixiert wird, während ein Übertragungs-Bildempfangsmedium (wie z. B. Papier), das an seiner Oberfläche ein unfixiertes Tonerbild hat, zwischen einer Heißwalze, die bei einer bestimmten Temperatur gehalten wird, und einer Presswalze, die eine elastische Schicht hat und mit der Heißwalze in Presskontakt kommt, gehalten und befördert wird. Bei diesem Verfahren befindet sich jedoch das Tonerbild, das mit der Heißwalzenoberfläche in Kontakt kommt, in geschmolzenem Zustand unter Einwirkung von Druck, so dass ein Teil des Tonerbildes an der Oberfläche einer Fixierwalze ankleben und darauf übertragen werden kann, wodurch leicht eine so genannte Abschmutzerscheinung verursacht wird, eine Erscheinung, bei der der Toner, der an der Oberfläche der Fixierwalze angeklebt ist, wieder auf das nächste Übertragungs-Bildempfangsmedium übertragen wird.
Das Auftreten der Abschmutzerscheinung ist vor allem im Fall der Erzeugung von Bildern unter Verwendung von Vollfarbentonern wahrscheinlich, wenn eine Wärmevorgeschichte bei einer zu hohen Temperatur vorgegeben wird, um eine Farbbildung zu bewirken, bei der durch Farbmischung von einfarbigen Tonern, die in mehrfachen Schichten übereinandergelagert sind und danach durch Erhitzen geschmolzen werden, eine so genannte Sekundärfarbe gebildet wird.
Zur Verhinderung des Anklebens von Toner an der Oberfläche der Fixierwalze ist bisher die Maßnahme ergriffen worden, dass die Oberfläche der Walze aus einem Material (z. B. Silicongummi oder Fluorkohlenstoffharz) gebildet wurde, von dem der Toner ausgezeichnet abtrennbar ist, und ihre Oberfläche ferner zur Verhinderung des Abschmutzens und zur Verhinderung einer Ermüdung der Oberfläche der Walze mit einem dünnen Film bedeckt wurde, der unter Verwendung einer Flüssigkeit wie z. B. Siliconöl, die eine gute Trennbarkeit vermittelt, gebildet wurde. Dieses Verfahren ist zwar wirksam, um ein Abschmutzen von Toner zu verhindern, erfordert jedoch eine Einrichtung für die Zuführung einer zur Verhinderung von Abschmutzen dienenden Flüssigkeit und bringt deshalb das Problem mit sich, dass die Fixiervorrichtung kompliziert gemacht werden muss. Die Verhinderung des Abschmutzen durch Zuführung der zur Verhinderung von Abschmutzen dienenden Flüssigkeit ist somit kein vorzuziehender Weg. Unter den gegenwärtigen Umständen wird statt so einer Maßnahme danach gestrebt, einen Toner bereitzustellen, der einen weiten Bereich für das Fixieren bei niedriger Temperatur hat und hohe Beständigkeit gegen Abschmutzen zeigt.
Infolgedessen ist es zur Verbesserung der Trennbarkeit des Toners üblich gewesen, ein Wachs wie z. B. Polyethylen mit niedriger Molmasse oder Polypropylen mit niedriger Molmasse zuzusetzen, das während des Erhitzens gut schmelzen kann. Die Verwendung von Wachs ist wirksam, um ein Abschmutzen zu verhindern, führt jedoch andererseits zu einer Zunahme der Zusammenballung des Toners, wobei die Neigung besteht, die Aufladbarkeit instabil zu machen und eine Verschlechterung des Betriebsverhaltens zu verursachen. Es ist deshalb bei anderen Verfahren in verschiedener Weise versucht worden, Bindemittelharze zu verbessern.
Es ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem die Glasumwandlungstemperatur (Tg) und die Molmasse eines Bindemittelharzes in dem Toner erhöht werden, um die Schmelzviskoelastizität des Toners zu verbessern. So ein Verfahren verursacht jedoch das Problem, dass die Verbesserung der Beständigkeit gegen Abschmutzen zu einer ungenügenden Fixierbarkeit führen kann, so dass sich die Fixierbarkeit im Fall des Fixierens bei niedriger Temperatur, d. h. die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur, die für die Erzielung eines schnellen Kopierens und zur Energieeinsparung erforderlich ist, verschlechtert.
Unter dem vorstehend erwähnten Gesichtspunkt ist es zur Verbesserung der Fixierbarkeit von Tonern bei niedriger Temperatur notwendig, die Viskosität des Toners während seines Schmelzens zu vermindern und die Kontaktfläche mit einem Fixiersubstrat zu vergrößern. Aus diesem Grund müssen der Tg-Wert und die Molmasse der zu verwendenden Bindemittelharze vermindert werden.
Die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und die Beständigkeit gegen Abschmutzen stehen in einer gewissen Phase im Gegensatz zueinander, so dass es sehr schwierig ist, Toner bereitzustellen, die gleichzeitig diese Betriebseigenschaften erfüllen.
Zur Lösung dieses Problems wird beispielsweise ein Toner vorgeschlagen, der ein Vinyl-Polyner enthält, das durch Zusatz eines Vernetzungsmittels und eines Molmassenmodifiziermittels in einem geeigneten Grade vernetzt worden ist, wie er in der Japanischen Patentpublikation Nr. 51-23354 offenbart ist. In der Japanischen Patentpublikation Nr. 55-6805 wird ein Toner vorgeschlagen, der als Struktureinheit ein α,β-ungesättigtes Ethylen-Monomer hat und eine so breite Molmassenverteilung zeigt, dass das Verhältnis der massegemittelten Molmasse zu der anzahlgemittelten Molmasse (Mw/Mn) 3,5 bis 4,0 beträgt. Es wird auch ein Toner vorgeschlagen, der ein Harz vom gemischten Typ hat, in dem ein Vinyl-Polymer enthalten ist, dessen Tg-Wert, Molmasse und Gelgehalt vorgeschrieben sind.
Die Toner gemäß diesen Vorschlägen haben zweifellos einen breiteren Fixiertemperaturbereich zwischen der niedrigsten Fixiertemperatur (der niedrigsten Temperatur, bei der das Fixieren möglich ist) und der Abschmutztemperatur (der Temperatur, bei der das Abschmutzen aufzutreten beginnt). Es hat jedoch das Problem gegeben, dass es schwierig ist, ihre Fixiertemperatur ausreichend niedrig zu machen, wenn dem Toner eine zufriedenstellende Beständigkeit gegen Abschmutzen erteilt wird, und dass andererseits die Beständigkeit gegen Abschmutzen ungenügend wird, wenn auf die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur Wert gelegt wird.
Beispielsweise ist in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 56-158340 ein Toner offenbart, der ein Bindemittelharz hat, das aus einem Polymer mit niedriger Molmasse und einem Polymer mit hoher Molmasse besteht. Das Einmischen einer vernetzenden Komponente in dieses Bindemittelharz ist in der Praxis schwierig. Zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Abschmutzen ist es deshalb notwendig, dafür zu sorgen, dass das Polymer mit hoher Molmasse eine sehr hohe Molmasse hat, oder den Anteil des Polymers mit hoher Molmasse zu erhöhen. Dies führt zu einer starken Verminderung der Pulverisierbarkeit von Harzmischungen und macht es schwer, bei der praktischen Anwendung zufriedenstellende Ergebnisse zu erhalten.
In Bezug auf einen Toner, der eine Mischung aus einem Polymer mit niedriger Molmasse und einem vernetzten Polymer umfasst, ist in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 58-86558 ein Toner offenbart, der als hauptsächliche Harzkomponenten ein Polymer mit niedriger Molmasse und ein unlösliches, unschmelzbares Polymer mit hoher Molmasse enthält. Es wird angenommen, dass auf diesem Wege die Fixierbarkeit von Tonern und die Pulverisierbarkeit von Harzmischungen verbessert werden. Das Polymer mit niedriger Molmasse hat jedoch ein Verhältnis massegemittelte Molmasse/anzahlgemittelte Molmasse (Mw/Mn) mit einem so kleinen Wert wie 3,5 oder weniger, und das unlösliche, unschmelzbare Polymer mit hoher Molmasse ist in einem so hohen Anteil wie 40 bis 90 Masse% enthalten, so dass es schwierig ist, sowohl der Beständigkeit gegen Abschmutzen von Tonern als auch der Pulverisierbarkeit von Harzmischungen zu genügen. Es ist tatsächlich sehr schwierig, Toner herzustellen, die der Fixierbarkeit und der Beständigkeit gegen Abschmutzen in zufriedenstellendem Maße genügen, es sei denn, dass eine Fixiervorrichtung angewendet wird, die ein System für die Zuführung der zur Verhinderung von Abschmutzen dienenden Flüssigkeit hat.
Die Verwendung des unlöslichen, unschmelzbaren Polymers mit hoher Molmasse in einer großen Menge kann außerdem zu einer sehr hohen Schmelzviskosität führen, wenn bei der Herstellung des Toners Materialien heißgeknetet werden, so dass die Materialien bei einer Temperatur, die viel höher ist als in üblichen Fällen, heißgeknetet werden müssen, wodurch Zusatzstoffe eine thermische Zersetzung erfahren, so dass bewirkt wird, dass der Toner schlechte Betriebseigenschaften hat. Der vorstehend erwähnte Toner hat so ein Problem.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 56-16144 ist ein Toner offenbart, der eine Bindemittelharzkomponente enthält, die in ihrer durch GPC (Gel-Permeations-Chromatographie) gemessenen Molmassenverteilung in jedem der Molmassenbereiche von 10³ bis 8 · 10&sup4; und von 10&sup5; bis 2 · 10&sup6; mindestens einen Peakwert hat. In diesem Fall kann die Bindemittelharzkomponente eine ausgezeichnete Pulverisierbarkeit haben und ist der Toner in Bezug auf Beständigkeit gegen Abschmutzen und Fixierbarkeit ausgezeichnet, wobei gut verhindert werden kann, dass die Bildung eines Filmes aus dem Toner oder ein Ankleben des Toners im geschmolzenen - Zustand an lichtempfindlichen Elementen verursacht wird, und kann der Toner ein ausgezeichnetes Entwicklungsverhalten zeigen, jedoch ist eine stärkere Verbesserung der Beständigkeit gegen Abschmutzen und der Fixierbarkeit des Toners erforderlich. Bei diesem Harz ist es insbesondere schwierig, den strengen Anforderungen zu genügen, die heutzutage gestellt werden, während die Fixierbarkeit stärker verbessert wird und verschiedene andere Betriebseigenschaften beibehalten oder verbessert werden.
Es ist somit sehr schwierig, die Betriebseigenschaften, die mit dem Fixieren von Tonern zusammenhängen, (d. h. Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und Beständigkeit gegen Abschmutzen) in einem hohen Grade zu erzielen.
Als Mittel zur Verhinderung der Abschmutzerscheinung sind beispielsweise in den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 1-214872, 2-204752, 2-204723, 3-77962, 3-284867 und 4-81863 auch Toner offenbart, die ein Bindemittelharz und ein Wachs enthalten und eine ausgezeichnete Fixierbarkeit und Beständigkeit gegen Abschmutzen zeigen. In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 5-6029 ist beispielsweise ein Toner offenbart, der in seiner durch GPC gemessenen Molmassenverteilung weniger als 15% eines Molmassenbereichs von 5000 oder weniger und nicht weniger als 5% eines Molmassenbereichs von 5.000.000 oder mehr hat, einen Hauptpeak im Molmassenbereich von 5000 bis 100.000 zeigt und eine massegemittelte Molmasse von 5.000.000 oder mehr hat. In diesem Fall kann der Toner eine ausgezeichnete Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und Beständigkeit gegen Abschmutzen haben, wobei gut verhindert werden kann, dass die Bildung eines Filmes aus dem Toner oder ein Ankleben des Toners im geschmolzenen Zustand an lichtempfindlichen Elementen verursacht wird, und kann der Toner ein ausgezeichnetes Entwicklungsverhalten zeigen.
Was die Art der Tonerherstellungsverfahren anbetrifft, so wird das vorstehend erwähnte Mittel zur Verhinderung der Abschmutzerscheinung durch das Pulverisierverfahren erzielt, d. h. durch ein Verfahren, bei dem ein Farbmittel, das aus einem Farbstoff oder einem Pigment besteht, mit einem wärmehärtbaren Harz derart schmelzgeknetet wird, dass es darin gleichmäßig dispergiert wird; das erhaltene Produkt wird danach mit einer Feinstmühle pulverisiert, und das erhaltene pulverisierte Produkt wird mit einem Sichter bzw. Klassiergerät klassiert, damit die gewünschten Tonerteilchendurchmesser erhalten werden. Die Beständigkeit gegen Abschmutzen kann jedoch durch das Suspensionspolymerisationsverfahren noch wirksamer verbessert werden, d. h. durch ein Verfahren, bei dem ein polymerisierbares Monomer, ein Farbmittel und ein Polymerisationsinitiator - ferner wahlweise zusammen mit einem Vernetzungsmittel, einem Ladungssteuerungsmittel und anderen Zusatzstoffen - gleichmäßig gelöst oder dispergiert werden, um eine Monomermischung herzustellen, und die Monomermischung mit einem geeigneten Rührer in einer zusammenhängenden Phase, die einen Dispersionsstabilisator enthält, z.B. in einer wässrigen Phase, dispergiert wird, um eine Polymerisationsreaktion durchzuführen, damit die gewünschten Tonerteilchendurchmesser erhalten werden. In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 5-88409 ist beispielsweise ein Toner offenbart, der eine so genannte Kern/Hülle-Struktur hat, bei der eine Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt von einem Umhüllungsharz bedeckt ist, wobei dieser Toner erhalten wird, indem die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt gleichmäßig in der Monomermischung gelöst oder dispergiert wird, wobei ferner die Polarität der Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt in dem Monomer derart eingestellt wird, dass sie kleiner ist als die des Hauptmonomers, und des weiteren auch eine geringe Menge eines Harzes oder Monomers mit einer hohen Polarität zugesetzt wird. In diesem Fall kann ein Toner erhalten werden, der kaum eine Filmbildung auf lichtempfindlichen Elementen oder eine Verunreinigung der Oberflächen von Tonerträgerelementen (Entwicklungszylindern) verursachen kann und ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten und Entwicklungsverhalten hat, ohne dass die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur beeinträchtigt wird.
Bei modernen Kopiergeräten und Druckern wird jedoch nachdrücklich gefordert, dass sie geringe Abmessungen haben, leicht sind und eine hohe Zuverlässigkeit zeigen, und es wird auch dringend gefordert, dass Toner bessere Betriebseigenschaften haben. Es wird beispielsweise angestrebt, einen Toner mit ausgezeichneten Betriebseigenschaften bereitzustellen, der noch viel weniger eine Filmbildung auf lichtempfindlichen Elementen oder eine Verunreinigung der Oberflächen von Tonerträgermaterialien oder -elementen wie z. B. Tonerträgern und Entwicklungszylindern verursachen kann und ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten und Entwicklungsverhalten hat, ohne dass die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur beeinträchtigt wird.
In den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 59-21845, 59-218460, 59-219755, 60-28665, 60-31147, 60-45259, 60-45260 und 3-197971 sind Toner mit einer ausgezeichneten Fixierbarkeit offenbart, bei denen unlösliche Substanzen von Tonern vorgeschrieben sind, die in Lösungsmitteln wie z. B. THF (Tetrahydrofuran) und Toluol unlöslich sind. Unter den gegenwärtigen Umständen wird jedoch angestrebt, dass diese Toner in Bezug auf die Erzielung von Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und eines guten Betriebsverhaltens stärker verbessert werden.
In den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 60-31147 und 3-197971 sind Toner offenbart, bei denen auch die Molmassen ihrer löslichen Substanzen vorgeschrieben sind. Unter den gegenwärtigen Umständen wird jedoch angestrebt, dass das Betriebsverhalten dieser Toner stärker verbessert wird.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 3-251853 ist ein Toner offenbart, der durch Suspensionspolymerisation erhalten wird, wobei der Toner in seiner Molmassenverteilung mehrere Peaks hat und wobei sich der Peak der kleinsten Molmasse bei 50.000 oder weniger befindet und der Peak der größten Molmasse bei 200.000 oder mehr befindet. Unter den gegenwärtigen Umständen wird jedoch angestrebt, dass die Fixierbarkeit dieses Toners bei niedriger Temperatur stärker verbessert wird.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 3-39971 ist ein Farbtoner offenbart, der in seiner durch GPC gemessenen Molmassenverteilung einen Peak Mp1 im Molmassenbereich von 500 bis 2000 und einen Peak Mp2 im Molmassenbereich von 10.000 bis 100.000 hat und eine massegemittelte Molmasse (Mw) von 10.000 bis 80.000 und eine anzahlgemittelte Molmasse (Mn) von 1500 bis 8000 hat, wobei ein Verhältnis Mw/Mn, das nicht weniger als 3 beträgt, erhalten werden kann. In diesem Fall kann ein Farbtoner erhalten werden, der eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Abschmutzen hat und scharfe Farbbilder mit einer hohen Sättigung (Chromatizität) erzeugen kann. Es ist jedoch notwendig geworden, einen Toner bereitzustellen, der noch viel weniger eine Filmbildung auf lichtempfindlichen Elementen oder eine Verunreinigung der Oberflächen von Tonerträgermaterialien oder -elementen wie z.B. Tonerträgern und Entwicklungszylindern verursachen kann.
Andererseits werden bei herkömmlichen elektrophotographischen Verfahren Tonerteilchen, die nach dem Übertragungsschritt nicht auf das Übertragungs-Bildempfangsmedium übertragen worden und auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements zurückgeblieben sind, im allgemeinen durch einen Reinigungsschritt, bei dem von einer Reinigungseinrichtung Gebrauch gemacht wird, von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements entfernt. Als Reinigungseinrichtung wird eine Rakel-Reinigungseinrichtung, eine Pelzbürsten-Reinigungseinrichtung oder eine Walzen-Reinigungseinrichtung angewendet. Unter dem Gesichtspunkt des Geräts muss das gesamte Bilderzeugungsgerät größer gemacht werden, damit es die Reinigungseinrichtung aufnimmt. Dies stellte bei Versuchen zu einer kompakten Gestaltung des Geräts ein Hindernis dar.
Unter ökologischen Gesichtspunkten ist im Sinne einer wirksamen Ausnutzung von Tonern seit langem ein System ohne Reinigungseinrichtung oder Tonerwiederverwendungssystem, bei dem kein Abfalltoner erzeugt werden kann, erwartet worden.
In der Japanischen Patentpublikation Nr. 5-69427 ist beispielsweise ein Verfahren offenbart, das als "System der Reinigung während der Entwicklung" (Durchführung der Reinigung gleichzeitig mit dar Entwicklung) oder "System ohne Reinigungseinrichtung" bezeichnet wird. Bei so einem Verfahren wird bei einer Umdrehung des lichtempfindlichen Elements ein Bild erzeugt, so dass auf demselben Bild keine Wirkung von nach der Übertragung zurückgebliebenem Toner erscheint. In den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 64-20587, 2-259784, 4-50886 und 5-165378 sind Verfahren offenbart, bei denen der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner durch ein Abtreibelement verstreut oder abgetrieben wird, um zu bewirken, dass er keine Muster bildet, so dass er selbst in dem Fall kaum auf Bildern erscheinen kann, dass die Oberfläche desselben lichtempfindlichen Elements mehrmals für ein Bild angewendet wird. Es hat jedoch ein Problem der Bildverschlechterung gegeben. In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 5-2287 ist ein Aufbau offenbart, bei dem die Tonerladungsmenge um das lichtempfindliche Element herum derart vorgeschrieben ist, dass ein etwaiges positives Geisterbild oder negatives Geisterbild, das durch den nach der Übertragung zurückgebliebenen Tonar verursacht wird, auf Bildern nicht erscheinen kann, jedoch ist darin nicht offenbart, auf welche besondere Art und Weise die Tonerladungsmenge gesteuert bzw. eingestellt wird.
In den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 59-133573, 62-203182, 63-133179, 2-302772, 4-155361, 5-2289, 5 -53482 und 5-61383, in denen Verfahren offenbart sind, die das System ohne Reinigungseinrichtung betreffen, wird in Bezug auf die bildmäßige Belichtung vorgeschlagen, dass die Belichtung unter Anwendung von Licht mit einer hohen Intensität durchgeführt wird oder ein Toner angewendet wird, der fähig ist, Licht mit einer Belichtungswellenlänge durchzulassen. Dis alleinige Erhöhung der Belichtungsintensität kann jedoch bei der Erzeugung von Punkten eines Latentbildes an sich Unschärfe oder Verschwommenheit herbeiführen, so dass eine ungenügende Fähigkeit zur Wiedergabe isolierter Punkte verursacht wird, was zu Bildern führt, die in Bezug auf die Bildqualität eine schlechte Auflösung haben, wobei insbesondere bei graphischen Bildern die Gradation mangelhaft ist.
Was die Maßnahme anbetrifft, von dem Toner Gebrauch zu machen, der fähig ist, Licht mit einer Belichtungswellenlänge durchzulassen, so hat der Durchgang von Licht sicherlich einen großen Einfluss auf den fixierten Toner, der geglättet worden ist, so dass er keine Teilchen-Teilchen-Grenzen hat, jedoch hat er auf die Mechanismen der Abschirmung bzw. des Abfangens von Belichtungslicht einen geringeren Einfluss, weil diese hauptsächlich mehr die Lichtstreuung an den Oberflächen der Tonerteilchen als die Färbung bzw. den Farbton des Toner an sich betreffen. Außerdem müssen die Farbmittel der Toner aus einem engeren Bereich ausgewählt werden, und ferner sind mindestens drei Arten von Belichtungseinrichtungen mit verschiedenen Wellenlängen erforderlich, wenn die Erzeugung von Vollfarbenbildern beabsichtigt wird. Dies steht im Widerspruch zu einer Vereinfachung des Geräts, die eines der Merkmale der Reinigung während der Entwicklung ist.
Die Kontaktaufladung, die durchgeführt wird, indem ein Aufladeelement mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird, und die Kontaktübertragung, die durchgeführt wird, indem ein Übertragungselement mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird, wobei zwischen ihnen ein Übertragungs- Bildempfangsmedium eingefügt wird, können im allgemeinen weniger Ozon erzeugen, und es handelt sich um ein System, das unter ökologischen Gesichtspunkten vorzuziehen ist. Das Übertragungselement dient auch als Beförderungselement für Übertragungs-Bildempfangsmedien, und es ist ein Merkmal des Systems, dass das Gerät leicht kompakt gestaltet werden kann. Wenn die Reinigung bei der Entwicklungszone nicht ausreichend ist, ist es jedoch wahrscheinlich, dass das Aufladeelement und das Übertragungselement verunreinigt werden, so dass wegen einer schlechten Aufladung des lichtempfindlichen Elements leicht Bildflecke, Flecke an der Rückseite des Übertragungs-Bildempfangsmediums oder leere Flächen, die auf schlechte Übertragung zurückzuführen sind, (wobei mittlere Bereiche von Linienflächen nicht übertragen werden) verursacht werden, wodurch die Bildverschlechterung weiter beschleunigt wird. Es hat solche Probleme gegeben.
Bei der Reinigung während der Entwicklung, bei der im wesentlichen keine Reinigungseinrichtung vorgesehen ist, ist es außerdem für das System wesentlich, dass es derart eingerichtet ist, dass die Oberfläche eines Latentbildträgerelements mit dem Toner und einem Tonerträgerelement gerieben wird. Dadurch kann als Folge eines langen Betriebes eine Verschlechterung des Toners, eine Verschlechterung der Oberfläche des Tonerträgerelements und eine Verschlechterung oder eine Abnutzung der Oberfläche des Latentbildträgerelements verursacht werden, wodurch das Problem einer Verschlechterung des Betriebsverhaltens zurückbleibt, das nach dem Stand der Technik nicht gut gelöst worden ist, und es ist angestrebt worden, ein Verfahren zur Verbesserung des Betriebsverhaltens herauszubringen.
Im Einzelnen ist eine bessere Verhinderung der Verunreinigung der Oberfläche des Latentbildträgerelements, d.h. der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, mit Toner als notwendig angesehen worden. In der Vergangenheit ist zur Lösung so eines Problems vorgeschlagen worden, dass dem Toner oder dem lichtempfindlichen Element Trennbarkeit oder Schmierfähigkeit erteilt wird. In der Japanischen Patentpublikation Nr. 57-13868, den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 54-58245, 59- 197048, 2-3073 und 3-63660 und der US-Patentschrift Nr. 4 517 272 ist beispielsweise ein Verfahren offenbart, bei dem in den Toner eine Siliconverbindung eingemischt wird. In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 56-99345 ist ein Verfahren offenbart, bei dem in die Oberflächenschicht eines lichtempfindlichen Elements eine Gleitmittelsubstanz wie z. B. eine fluorhaltige Verbindung eingemischt wird.
Es gibt jedoch kein Beispiel, wo diese Verfahren in dem System angewandt werden, das als System ohne Reinigungseinrichtung oder als System der Reinigung während der Entwicklung bezeichnet wird und im wesentlichen keine Reinigungseinrichtung hat.
In den letzten Jahren sind als photoleitfähige Materialien von elektrophotographischen lichtempfindlichen Elementen verschiedene organische photoleitfähige Materialien herausgebracht worden. Im Einzelnen sind lichtempfindliche Elemente mit getrennten Funktionen, bei denen eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht in Übereinanderlagerung gebildet sind, der praktischen Anwendung zugeführt worden und werden in Bilderzeugungsgeräte wie z.B. Kopiergeräte, Drucker und Faksimilegeräte eingebaut. Als Aufladeeinrichtungen sind bei dieser Elektrophotographie Einrichtungen angewandt worden, bei denen die Koronaentladung ausgenutzt wird. Durch die Anwendung der Koronaentladung wird jedoch eine große Ozonmenge erzeugt, so dass das Gerät einen Filter haben muss, und es hat das Problem gegeben, dass das Gerät vergrößert werden muss und die Betriebskosten ansteigen.
Als Verfahren zur Lösung solcher Probleme sind Aufladeverfahren vorgeschlagen worden, bei denen ein Aufladeelement wie z. B. eine Walze oder eine Rakel derart mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Berührung gebracht wird, dass in der Nachbarschaft des Kontaktbereichs ein schmaler Zwischenraum gebildet wird, und es wird eine Entladung hervorgerufen, die durch das so genannte Paschensche Gesetz erklärt werden kann, so dass die Erzeugung von Ozon in möglichst hohem Maße verhindert werden kann. Im Einzelnen wird als Aufladeelement im Hinblick auf die Stabilität der Aufladung vorzugsweise ein Walzeaufladesystem angewendet, bei dem von einer Aufladewalze Gebrauch gemacht wird.
Im Einzelnen wird die Aufladung bei dem Walzenaufladesystem mittels Entladung von dem Aufladeelement zu dem aufzuladenden Element durchgeführt, so dass die Aufladung beim Anlegen einer Spannung stattfindet, die oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt. Wenn beispielsweise eine Aufladewalze mit einem lichtempfindlichen OPC-Element (OPC = organischer Photoleiter) mit einer 25 um dicken lichtempfindlichen Schicht in Presskontakt gebracht wird, beginnt das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements beim Anlegen einer Spannung von etwa 640 kV oder darüber anzusteigen, und bei Spannungen, die oberhalb eines Schwellenwertes liegen, nimmt das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements mit einer Steigung von 1 in Hezug auf die angelegte Spannung linear zu. Diese Schwellenwertspannung wird nachstehend als Spannung Vth, bei der die Aufladung beginnt, definiert. Um ein Oberflächenpotenzial Vd des lichtempfindlichen Elements zu erhalten, muss nämlich an die Aufladewalze eine Gleichspannung von Vd + Vth, die höher als notwendig ist, angelegt werden. Der spezifische Widerstand des Kontaktaufladeelements variiert jedoch in Abhängigkeit von Änderungen der Umgebungsbedingungen, so dass es schwierig gewesen ist, das Potenzial des lichtempfindlichen Elements auf den gewünschten Wert einzustellen.
Wie in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 63-149669 offenbart ist, wird somit zur Erzielung einer gleichmäßigeren Aufladung eine Wechselstrom-Aufladung angewandt, die ein Verfahren ist, bei dem an das Kontaktaufladeelement eine Spannung angelegt wird, die erzeugt wird, indem einer Gleichspannung, die dem gewünschten Vd-Wert entspricht, eine Wechselstromkomponente mit einer Spitze-Spitze-Spannung von 2 · Vth oder darüber überlagert wird. Dieses Verfahren bezweckt einen Potenzialglättungseffekt, der dem Wechselstrom zuzuschreiben ist, wobei das Potenzial des aufzuladenden Elements auf Vd, die Mitte des Spitzenwertes des Wechselstrompotenzials, zuläuft und durch äußere Störungen wie z.B. Änderungen der Umgebungsbedingungen kaum beeinflusst werden kann.
Sogar bei solchen Rontaktaufladevorrichtungen nutzt jedoch ihr grundlegender Auflademechanismus das Phänomen der Entladung von dem Aufladeelement zu dem lichtempfindlichen Element aus. Wie früher erwähnt wurde, muss die für eine Aufladung erforderliche Spannung somit bei einem Wert liegen, der über das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements hinausgeht. Wenn zur Erzielung einer gleichmäßigen Aufladung eine Wechselstrom-Aufladung durchgeführt wird, kann das elektrische Feld der Wechselspannung beträchtliche Schwingungen und Geräusche des Aufladeelements und des lichtempfindlichen Elements verursachen, und die Entladung kann eine beträchtliche Verschlechterung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verursachen. Dies bringt ein weiteres Problem mit sich.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 61-57958 ist ein Bilderzeugungsverfahren offenbart, bei dem ein lichtempfindliches Element mit einer leitfähigen Schutzschicht unter Anwendung von feinen leitfähigen Teilchen aufgeladen wird. In dieser Publikation ist offenbart, dass als lichtempfindliches Element ein lichtempfindliches Element mit einer halbleitenden Schutzschicht, die einen spezifischen Widerstand von 10&sup7; bis 10¹³ Ω·cm hat, angewendet wird und dieses lichtempfindliche Element unter Anwendung von feinen leitfähigen Teilchen, die einen spezifischen Widerstand von 10¹&sup0; Ω·cm oder darunter haben, aufgeladen wird, wodurch das lichtempfindliche Element mittels Entladung einheitlich und gleichmäßig aufgeladen werden kann, ohne dass Ladungen in die lichtempfindliche Schicht injiziert werden, und es können gute Bilder kopiert oder wiedergegeben werden. Gemäß diesem Verfahren können bei der Wechselstrom-Aufladung Schwingungen und Geräusch verhindert werden. Da das lichtempfindliche Element durch Entladung aufgeladen wird, kann jedoch immer noch eine Verschlechterung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, die durch die Entladung verursacht wird, eintreten, und es ist auch notwendig gewesen, eine Hochspannungs- Stromquelle anzuwenden. Folglich ist angestrebt worden, dass die Aufladung durch direkte Injektion von Ladungen in das lichtempfindliche Element durchgeführt wird.
In Japan Hardcopy '92 Papers, S. 287, "Contact Charging Performance Using Conductive Roller", ist ein Verfahren offenbart, bei dem an ein Kontaktaufladeelement wie z. B. eine Aufladewalze, eine Aufladebürste oder eine Auflade-Magnetbürste eine Spannung angelegt wird und in Fangstellenniveaus, die an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements vorhanden sind, Ladungen injiziert werden, um eine Kontaktaufladung mittels Injektion durchzuführen. Dieses Verfahren ist ein Verfahren, bei dem in ein im dunklen Bereich isolierendes lichtempfindliches Element durch ein Aufladeelement mit einem niedrigen spezifischen Widerstand, an das eine Spannung angelegt worden ist, Ladungen injiziert werden; Voraussetzungen für das Verfahren sind, dass das Aufladeelement einen ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand hat und dass ferner an seiner Oberfläche ein Material (wie z. B. ein leitfähiger Füllstoff), das dem Aufladeelement Leitfähigkeit erteilt, in ausreichendem Maße freiliegt.
Somit wird auch in der vorstehend erwähnten Publikation berichtet, dass als Aufladeelement Aluminiumfolie oder ein ionenleitfähiges Aufladeelement, bei dem dafür gesorgt worden ist, dass es in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit einen ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand hat, vorzuziehen ist. Bei Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt haben, hat sich herausgestellt, dass der spezifische Widerstand von Aufladeelementen, bei denen in lichtempfindliche Elemente in ausreichendem Maße Ladungen injiziert werden können, 1 · 10³ Ω·cm oder weniger beträgt und dass bei einem spezifischen Widerstand, der darüber liegt, zwischen der angelegten Spannung und dem Aufladepotenzial ein Unterschied aufzutreten beginnt, so dass in Bezug auf die Konvergenz des Aufladepotenzials Probleme verursacht werden.
Wenn das Aufladeelement, das einen so niedrigen spezifischen Widerstand hat, tatsächlich angewendet wird, können jedoch von dem Kontaktaufladeelement zu Kratzern und feinsten Löcher bzw. Durchschlagstellen, die an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erzeugt worden sind, übermäßig hohe Kriech- bzw. Ableitströme fließen, so dass leicht eine gestörte Aufladung um diese herum, eine Ausdehnung der feinsten Löcher bzw. Durchschlagstellen und eine mangelhafte Elektrisierung bzw. Aufladung des Aufladeelements verursacht werden.
Zur Verhinderung solcher Probleme muss dafür gesorgt werden, dass das Aufladeelement einen spezifischen Widerstand von etwa 1 · 10&sup4; Ω·cm oder darüber hat. Wie früher erwähnt wurde, führt jedoch das Aufladeelement, das diesen spezifischen Widerstand hat, zu der widersprüchlichen Wirkung, dass sich die Leistung bei der Ladungsinjektion in das lichtempfindliche Element vermindern kann und keine ausreichende Aufladung bewirkt wird.
Folglich ist in Bezug auf Kontaktaufladevorrichtungen oder auf Bilderzeugungsverfahren, bei denen von solchen Aufladevorrichtungen Gebrauch gemacht wird, angestrebt worden, die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, d. h. zwei im Gegensatz zueinander stehende Wirkungen zu erzielen, deren eine die Erzielung einer guten Aufladbarkeit im Fall der Aufladung durch Ladungsinjektion ist, die nur im Fall der Anwendung von Aufladeelementen mit niedrigem spezifischem Widerstand erzielt worden ist, und deren andere die Verhinderung einer Ableitung durch feinste Löcher bzw. Durchschlagstellen an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ist, die bei Aufladeelementen mit einem niedrigen spezifischen Widerstand nicht verhindert wurde.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren, bei dem von der Kontaktaufladung Gebrauch gemacht wird, werden durch eine gestörte Aufladung, die auf eine Verunreinigung (durch Abfalltoner) des Aufladeelements zurückzuführen ist, fehlerhafte Bilder verursacht, wodurch in Bezug auf das Betriebsverhalten leicht ein Problem verursacht wird. Somit ist es auch bei der Aufladung, die durch Injektion von Ladungen in das lichtempfindliche Element bewirkt wird, zum Ermöglichen des Bedruckens vieler Blätter dringend notwendig gewesen, dass der Einfluss der gestörten Aufladung, die auf eine Verunreinigung des Aufladeelements zurückzuführen ist, verhindert wird.
Ein Beispiel für die Anwendung der Kontaktaufladung, die auf das System angewendet wird, das als System ohne Reinigungseinrichtung oder als System der Reinigung während der Entwicklung bezeichnet wird, ist aus den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 4-234063 und 6-230652 ersichtlich. In diesen Publikationen ist ein Bilderzeugungsverfahren offenbart, bei dem die Reinigung zur Entfernung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners von dem lichtempfindlichen Element auch gleichzeitig bei einem Entwicklungssystem mit gleichzeitiger Rück(seiten)belichtung durchgeführt wird.
Die Vorschläge in diesen Publikationen sind jedoch (nur) auf ein Bilderzeugungsverfahren anwendbar, bei dem ein Aufladepotenzial und eine angelegte Entwicklungsvorspannung bei niedrigen elektrischen Feldern gebildet werden. Bei der Bilderzeugung unter einer angelegten Aufladungs-Entwicklungs-Vorspannung bei einem höheren elektrischen Feld, die bei einem elektrophotographischen Gerät üblicherweise angewandt wird, kann eine Ableitung eintreten, so dass fehlerhafte Bilder wie z. B. fehlerhafte Linien und Punkte verursacht werden.
Es wird auch ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Toner, der an dem Aufladeelement angeklebt ist, während der Zeit, in der kein Bild erzeugt wird, zu dem lichtempfindlichen Element bewegt wird, so dass ein schädlicher Einfluss des Anklebens des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners verhindert werden kann. Dem Vorschlag lässt sich jedoch nichts über eine Verbesserung des Rückgewinnungsgrades des zu dem lichtempfindlichen Element bewegten Toners im Entwicklungsschritt und über eine Wirkung auf die Entwicklung, die durch das Sammeln des Toners im Entwicklungsschritt verursacht werden kann, entnehmen.
Wenn ferner die Wirkung der Reinigung von dem nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner während der Entwicklung ungenügend ist, nimmt der nachfolgende Toner an der Entwicklung auf dem lichtempfindlichen Element teil, auf dem der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner vorhanden ist, so dass ein Bild, das dort erzeugt wird, eine höhere Bilddichte als seine Umgebung haben kann und deshalb ein positives Geisterbild erzeugt wird. Wenn der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner ferner in einer zu großen Menge vorhanden ist, kann er bei dem Entwicklungsteil nicht vollständig gesammelt werden, so dass auf Bildern positive Geisterbilder (Gedächtnis- bzw. Memorybilder) verursacht werden. Es ist noch keine grundlegende Lösung dieser Probleme erreicht worden.
Abfangen von Licht, das durch den nach der Übertragung zurückgebliebenen Toner verursacht wird, führt vor allem in dem Fall zu einem Problem, dass das lichtempfindliche Element wiederholt für ein Blatt des Übertragungs-Bildempfangsmediums angewendet wird, d. h. wenn die Länge, die einer Umdrehung des lichtempfindlichen Elements entspricht, kürzer ist als die Länge des Übertragungs-Bildempfangsmediums in der Zuführungsrichtung. Da Aufladung, Belichtung und Entwicklung in Gegenwart des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners auf dem lichtempfindlichen Element durchgeführt werden müssen, kann das Potenzial beim Oberflächenbereich des lichtempfindlichen Elements, wo der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner vorhanden ist, nicht vollständig abfallen, wodurch der Entwicklungskontrast ungenügend gemacht wird, wobei dies bei der Umkehrentwicklung auf Bildern als negatives Geisterbild erscheint, das eine niedrigere Bilddichte als die Umgebung hat. Das lichtempfindliche Element, bei dem die elektrostatische Übertragung beendet ist, bleibt mit einer Polarität aufgeladen, die der Polarität der Tonerladung im Ganzen entgegengesetzt ist, wobei wegen einer Verschlechterung der Leistung bei der Ladungsinjektion in das lichtempfindliche Element als Folge eines langen Betriebes der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner, der bei dem Aufladeelement nicht auf die normale Ladungspolarität eingestellt ist, während der Bilderzeugung aus dem Aufladeelement austreten und Belichtungslicht abfangen kann, so dass Latentbilder gestört werden und kein gewünschtes Potenzial erzielt werden kann, wodurch auf Bildern ein negatives Geisterbild verursacht wird. Eine grundlegende Lösung dieser Probleme wird angestrebt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder bereitzustellen, der kaum eine Filmbildung auf dem lichtempfindlichen Element oder eine Verunreinigung der Oberflächen von Tonerträgermaterialien oder -elementen wie z. B. Tonerträgern und Entwicklungszylindern verursachen kann und dabei die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur nicht beeinträchtigt und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Abschmutzen sowie ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten zeigt.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Latentbilder bereitzustellen, der unabhängig von Unterschieden der Umgebungsbedingungen wie z. B. der Temperatur und der Feuchtigkeit eine ausgezeichnete Aufladungsstabilität zeigt.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Latentbilder bereitzustellen, der scharfe Farbbilder für die Projektion mit einem Overhead-Projektor (OHP) erzeugen kann.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Toner für die Entwicklung elektrostatischer Latentbilder bereitzustellen, der Farbbilder erzeugen kann, ohne dass ein Fixieröl erforderlich ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem von einem Aufladeelement Gebrauch gemacht wird, das auch beim Betrieb mit vielen Blättern eine gute Aufladbarkeit aufrechterhalten kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das für eine lange Zeit eine gute Aufladbarkeit aufrechterhalten kann, und zwar in Form eines Bilderzeugungsverfahrens, bei dem von einem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element und einem Injektionsaufladeelement für die Aufladung des lichtempfindlichen Elements durch Ladungsinjektion Gebrauch gemacht wird und das einen Schritt umfasst, bei dem das lichtempfindliche Element aufgeladen wird, indem daran von dem Injektionsaufladeelement eine Spannung angelegt wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, mit dem gleichzeitig zwei im Gegensatz zueinander stehende Wirkungen erzielt werden können, deren eine die Erzielung einer guten Aufladbarkeit im Fall der Aufladung durch Ladungsinjektion ist und deren andere die Verhinderung einer Ableitung durch feinste Löcher bzw. Durchschlagstellen an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ist, die bei Rontaktaufladeelementen mit einem niedrigen spezifischen Widerstand nicht verhindert werden konnte.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren mit einer hohen Betriebsgeschwindigkeit bereitzustellen, das eine schnelle Bilderzeugung erlaubt.
Zur Lösung der vorstehend erwähnten Aufgaben wird durch die vorliegende Erfindung ein Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder, der ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein Trennaittel umfasst, bereitgestellt, wie er in Patentanspruch 1 definiert ist.
Durch die vorliegende Erfindung wird auch ein Bilderzeugungsverfahren mit den folgenden Schritten bereitgestellt:
elektrostatische Aufladung der Oberfläche eines Latentbildträgerelements, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen;
Erzeugung eines elektrostatischen Latentbildes an der so aufgeladenen Oberfläche des Latentbildträgerelements;
Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes durch Verwendung des vorstehend erwähnten Toners zur Erzeugung eines Tonerbildes;
Übertragung des durch Entwicklung erzeugten Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium und
Fixieren des so übertragenen Tonerbildes an dem Aufzeichnungsmedium.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung (Chromatogramm) der durch GPC gemessenen Molmassenverteilung von magentafarbenen (purpurfarbenen) Tonerteilchen in Beispiel 12.
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes der magnetischen Teilchen in Aufladeelement-Herstellungsbeispielen 1 bis 8 von der angelegten Spannung zeigt.
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die das Betriebsverhalten des lichtempfindlichen Elements von Beispiel 2 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements zeigt.
Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung eines Geräts, das angewendet wird, um den dynamischen Widerstand von magnetischen Teilchen zu messen, die als Aufladeelement dienen.
Fig. 5 ist eine schematische Zeichnung einer Entwicklungsvorrichtung, die zur Bewertung des Betriebsverhaltens in Beispielen angewendet wird.
Fig. 6 ist eine Zeichnung eines Geräts, das zur Messung der triboelektrischen Ladungsmenge von Tonern angewendet wird.
Fig. 7 ist eine schematische Zeichnung eines Bilderzeugungsgeräts, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Fig. 8 ist eine schematische Zeichnung einer ersten Bilderzeugungseinrichtung Pa.
Fig. 9 ist eine schematische Zeichnung, die ein anderes Beispiel für ein Bilderzeugungsgerät zeigt, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Fig. 10 ist eine schematische Zeichnung eines Bilderzeugungsgeräts, bei dem von einem Zweikomponentenentwickler Gebrauch gemacht wird.
Fig. 11 ist eine schematische Zeichnung einer Entwicklungsvorrichtung, bei der eine Einkomponenten-Kontaktentwicklung angewandt wird.
Fig. 12 ist eine schematische Zeichnung einer Entwicklungsvorrichtung, bei der eine kontaktfreie Einkomponenten-Entwicklung angewandt wird.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Um Tonern Fixierbarkeit zu erteilen, können im allgemeinen Harze verwendet werden, deren Viskosität bei einer Temperatur, die oberhalb der Raumtemperatur liegt, d. h. bei einer Fixiertemperatur, sprunghaft abnehmen kann, so dass sie auf dem Übertragungs-Bildempfangsmedium wie z. B. Papier fließfähig werden und teilweise in das Übertragungs-Bildempfangsmedium eindringen, und die ferner die Viskosität bei etwa Raumtemperatur schnell wiedererlangen können, so dass sie an dem Übertragungs-Bildempfangsmedium fixiert werden, und können in solchen Harzen Pigmente dispergiert werden; die so erhaltenen Harze können als Hauptbestandteil von Tonern verwendet werden. Solche Harze werden als Bindemittelharze bezeichnet. Um Tonern Beständigkeit gegen Abschmutzen zu erteilen, können als Nebenbestandteil von Tonern Substanzen mit niedrigem Erweichungspunkt verwendet werden, deren Viskosität bei Temperaturen von Raumtemperatur bis zur Fixiertemperatur sprunghaft abzunehmen beginnt und die bei der Fixiertemperatur eine viel bessere Fließfähigkeit zeigen als das Bindemittelharz und auch leicht zwischen Bindemittelharzen und Fixierwalzen vorhanden sein können. Solche Substanzen mit niedrigem Erweichungspunkt werden als Trennmittel bezeichnet.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ausgedehnte Untersuchungen über Toner, die Bindemittelharze und Trennmittel enthalten, angestellt. Als Ergebnis haben sie herausgefunden, dass es für ein Bindemittelharz optimal ist, wenn es in seiner durch GPC gemessenen Molmassenverteilung einen Hauptpeak im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 hat. Wenn das Bindemittelharz einen Hauptpeak im Molmasseribereich von weniger als 2000 hat, kann es die Oberflächen von Tonerträgermaterialien oder -elementen wie z. B. Tonerträgern und Entwicklungszylindern verunreinigen oder eine Filmbildung auf den Oberflächen von lichtempfindlichen Elementen verursachen. Wenn das Bindemittelharz einen Hauptpeak im Molmassenbereich von mehr als 300.000 hat, kann der Toner eine schlechte Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur haben.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben außerdem ausgedehnte Untersuchungen über Wachse als Trennmittel angestellt. Als Ergebnis haben sie herausgefunden, dass es für ein Wachs optimal ist, wenn es in seiner durch GPC gemessenen Molmassenverteilung einen Hauptpeak im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 hat. Wenn das Wachs einen Hauptpeak im Molmassenbereich von weniger als 1000 hat, kann sich das Wachs bei Raumtemperatur nach außen aus dem Toner absondern (ausschwitzen), so dass der Toner ein schlechtes Betriebsverhalten und eine schlechte Lagerbeständigkeit haben kann. Wenn das Wachs einen Hauptpeak im Molmassenbereich von 2000 oder mehr hat, kann sogar bei der Fixiertemperatur keine ausreichende Fließfähigkeit gezeigt werden, so dass es dem Wachs schwierig gemacht wird, in einer ausreichenden Menge zwischen dem Bindemittelharz und der Fixierwalze vorhanden zu sein.
Dieses Bindemittelharz und dieses Wachs zeigen bei der Messung durch GPC höchste Peaks, deren Positionen verschieden sind. Wenn in dem Toner eine Komponente, die den Anteil darstellt, der ein Tal zwischen diesen höchsten Peaks bildet, bei der Messung durch GPC in kontinuierlicher Weise und in einer großen Menge vorhanden ist, ist es schwierig, dis Wirkungen auf die Fixierbarkeit und auf die Trennbarkeit zu trennen. Das heißt, die Wirkung auf die Fixierbarkeit, die dem Bindemittelharz zuzuschreiben ist, und die Wirkung auf die Trennbarkeit, die dem Wachs zuzuschreiben ist, heben einander derart auf, dass sie weniger wirksam werden, so dass der Toner eine mangelhafte Fixierbarkeit und eine mangelhafte Beständigkeit gegen Abschmutzen haben kann. Außerdem besteht die Neigung, dass so ein Toner das lichtempfindliche Element sowie das Kontaktaufladeelement, das Rontaktilbertragungselement und das Tonerträgermaterial oder -element, die mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommen, verunreinigt.
Wenn andererseits bei der Messung durch GPC keine Komponente vorhanden ist, die einen Anteil darstellt, der ein Tal zwischen diesen höchsten Peaks bildet, heben die Wirkung auf die Fixierbarkeit, die dem Bindemittelharz zuzuschreiben ist, und die Wirkung auf die Trennbarkeit, die dem Wachs zuzuschreiben ist, einander keineswegs auf, jedoch sind das Wachs und das Bindemittelharz in so einem Fall nicht so leicht miteinander verträglich, wodurch sich die Wachskomponente und die Bindemittelharzkomponente voneinander trennen können, so dass der Toner ein schlechtes Betriebsverhalten und eine schlechte Lagerbeständigkeit haben kann.
Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass ein Toner, bei dem der prozentuale Anteil des Molmassen-Integralwerts (L) im Molmassenbereich von 2000 bis 5000 an dem Molmassen-Integralwert (T) im Molmassenbereich von 800 oder mehr, (L/T) · 100, 1 bis 15 und vorzugsweise 1 bis 7 beträgt, ein Toner ist, der eine gute Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur aufrechterhalten kann und kaum eine Filmbildung auf lichtempfindlichen Elementen und kaum eine Verunreinigung der Oberflächen von Tonerträgermaterialien oder -elementen wie z. B. Tonerträgern und Entwicklungszylindern verursachen kann.
Was die Komponente im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 als Bindemittelharzkomponente und die Komponente im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 als Trennmittelkomponente anbetrifft, so werden im Einzelnen in den Molmassenverteilungen bei den jeweiligen Peaks scharfe Verteilungen gezeigt, wenn der Toner die jeweiligen Peaks in den jeweiligen Molmassenbereichen hat. Die Menge, in der die Bindemittelharzkomponente im Molmassenbereich von 2000 bis 5000 vorhanden ist, kann somit eine wesentliche Einflussgröße dafür sein, dass der Toner sogar bei einer niedrigen Energie während eines Absinkens der Fixiertemperatur vor allem in dem Fall, dass ein schnelles Kopieren oder eine kontinuierliche Papierzuführung durchgeführt wird, an Papier fixiert wird. In dem Fall, dass die Verteilung der Bindemittelharzkomponente kontinuierlich in die Verteilung der Trennmittelkomponente übergeht, können die jeweiligen wirksamen Komponenten einander in Bezug auf die Wirkung bzw. Funktion aufheben, wie vorstehend festgestellt wurde, wenn die Komponente, die den Anteil darstellt, der ein Tal zwischen den höchsten Peaks bildet, in einer zu großen Menge vorhanden ist. Infolgedessen muss die Komponente, die den Anteil darstellt, der ein Tal zwischen den höchsten Peaks bildet, in einer Menge vorhanden sein, die in einem bestimmten Verhältnis steht.
Wenn der Wert von (L/T) · 100 mehr als 15 beträgt, ist es schwierig, die Funktionen der Bindemittelharzkomponente und der Trennmittelkomponente voneinander zu trennen, so dass die Fixierfunktion und die Trennfunktion einander derart aufheben können, dass sie weniger wirksam werden, wodurch es schwierig gemacht wird, in einem hohen Grade sowohl Fixierbarkeit als auch Beständigkeit gegen Abschmutzen zu erzielen. Wenn der Wert von (L/T) · 100 weniger als 1 beträgt, besteht die Neigung, dass sich die Bindemittelharzkomponente und die Trennmittelkomponente trennen, wodurch bewirkt wird, dass der Toner eine instabile Aufladbarkeit zeigt.
Eine Komponente mit einer hohen Molmasse im Molmassenbereich von 300.000 oder mehr macht den Toner haltbar und erteilt dem Toner ein gutes Betriebsverhalten und Lagerbeständigkeit, jedoch kann ihr Vorhandensein in einer großen Menge bewirken, dass die Fixiertemperatur in unerwünschter Weise höher wird. Als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass ein Toner, bei dem der prozentuale Anteil des Molmassen-Integralwerts (H) im Molmassenbereich von 300.000 oder mehr an dem Molmassen-Integralwert (T) im Molmassenbereich von 800 oder mehr, (H/T) · 100, 5 bis 25 beträgt, ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten zeigt, ohne dass die Fixiertemperatureigenschaften beeinträchtigt werden.
So eine Komponente im Molmassenbereich von 300.000 oder mehr, die im allgemeinen in die Gruppe der Komponenten mit einer hohen Molmasse eingeteilt wird, kann nicht nur die Fixierbarkeit beeinträchtigen, wenn sie in einer großen Menge vorhanden ist, sondern es besteht auch die Möglichkeit, dass sie eine Instabilität bei der Herstellung von Tonern herbeiführt. Infolgedessen wird angenommen, dass es in einem GPC-Chromatogramm vorzuziehen ist, wenn der Anteil der Komponente mit einer hohen Molmasse in der Nähe des vorstehend erwähnten Bereichs kleiner ist und wenn sie bei dem Peak eine längliche Verteilung hat. Sie zeigt jedoch in Bezug auf die Lagerbeständigkeit des Toners und die Oberflächenfestigkeit der Tonerteilchen selbst im Gegensatz zueinander stehende Eigenschaften, so dass es schwierig ist, beide Eigenschaften wirksam hervortreten zu lassen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist jedoch herausgefunden worden, dass der Bereich mit niedriger Molmasse der Bindemittelharzkomponente in der Molmassenverteilung, dem das Fixierverhalten des Toners in hohem Maße zuzuschreiben ist, an der vorstehend erwähnten Verbesserung der Fixierbarkeit beteiligt ist. Infolgedessen ist es sehr nützlich, dass die Komponente mit einer hohen Molmasse in der vorstehend erwähnten bestimmten Menge vorhanden ist, damit sie die vorstehend erwähnte Lagerbeständigkeit und Oberflächenfestigkeit aufrechterhält.
Wenn der Wert von (H/T) · 100 mehr als 30 beträgt, kann der Toner eine schlechte Fixierbarkeit zeigen und tritt ferner wegen einer großen Veränderung der Ladungsmenge des Toners leicht ein Abschmutzen ein, wenn während der Erzeugung von Tonerbildern in mehrfachen Schichten Bilder ausgegeben werden. Wenn der Wert von (H/T) · 100 weniger als 3 beträgt, kann bei dem Toner nach langem Stehenlassen ein starkes Zusammenbacken verursacht werden oder neigt der Toner zur Verunreinigung des Aufladeelements.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Bindemittelharzkomponente im Molmassenbereich von 100.000 oder mehr auch eine Komponente, die auf die Beständigkeit gegen Zusammenbacken und die Lagerbeständigkeit des Toners einwirkt. Infolgedessen kann bei dem Toner der prozentuale Anteil des Molmassen-Integralwerts (M) im Molmassenbereich von 100.000 oder mehr an dem Molmassen-Integralwert (T) im Molmassenbereich von 800 oder mehr, (M/T) · 100, 10 bis 50 und vorzugsweise 15 bis 40 betragen. Dies ist im Hinblick auf die Vorteile vorzuziehen, dass der Toner die vorstehend erwähnten Betriebseigenschaften erfüllen kann und auch seine Fließfähigkeit stabil beibehalten kann, so dass eine gute Aufladbarkeit erzielt wird.
Wenn der vorstehend erwähnte Wert von (M/T) · 100 größer als 50 ist, können das Farbmittel und das Ladungssteuerungsmittel während der Herstellung des Toners nicht gut dispergiert werden, so dass ihr gleichmäßiges Dispergieren in den Tonerteilchen erschwert wird, was zu Schwierigkeiten bei der Erzielung der gewünschten Ladungsmenge führt. Wenn der Wert von (M/T) · 100 kleiner als 10 ist, tritt im Bereich hoher Temperaturen leicht ein Abschmutzen ein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Toner ferner im Molmassenbereich von 800 bis 3000 insbesondere einen Mw/Mn-Wert von nicht mehr als 3,0 haben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Toner in seiner Molmassenverteilung vorzugsweise ein Verhältnis der Höhe (Hb) des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 zu der Höhe (Ha) des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000, (Hb/Ha), haben, das 0,70 bis 1,30 und insbesondere 0,75 bis 1,25 beträgt.
Die Beziehung im Fall so eines Höhenverhältnisses (Hb/Ha) bedeutet, dass das Vorhandensein der Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt als Trennmittelkomponente in einer großen Menge dem Toner die Beibehaltung einer mehr vorzuziehenden Trennbarkeit von Heißfixierwalzen ermöglicht. Wenn man den Umstand berücksichtigt, dass die Molmassenverteilung der vorstehend erwähnten Bindemittelharzkomponente an der Seite der niedrigen Molmasse stark gekrümmt ist, zeigt die Trennmittelkomponente in diesem Fall keine hemmende Wirkung auf die Molmasse der Bindemittelharzkomponente, so dass es möglich wird, dass der Toner eine sehr gute Trennbarkeit von den Heißfixierwalzen zeigt.
Wenn der Wert von Hb/Ha kleiner als 0,70 ist, besteht die Neigung, dass das Wachs (Trennmittel) unter der Bedingung normaler Temperatur zur Außenseite des Toners fließt, so dass der Toner ein schlechtes Betriebsverhalten und eine schlechte Lagerbeständigkeit haben kann. Wenn der Wert von Hb/Ha größer als 1,30 ist, kann der Wachsgehalt nicht ausreichend sein, so dass der Toner eine schlechte Beständigkeit gegen Abschmutzen haben kann und vor allem in dem Fall leicht ein Abschmutzen eintritt, dass bei der Erzeugung von Vollfarbenbildern unfixierte Tonerbilder, die aus mehrfachen Schichten bestehen, im Bereich der Heißfixierwalzen gepresst werden.
In der Molmassenverteilung kann der Toner auch vorzugsweise ein Verhältnis der Höhe (Hc) bei dem Tiefstwert der Molmasse, der zwischen dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 und dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 vorhanden ist, zu der Höhe (Ha) des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000, (He/Ha), haben, das 0,01 bis 0,15, bevorzugt 0,01 bis 0,10, insbesondere 0,01 bis 0,07 und vor allem 0,02 bis 0,07 beträgt.
Wenn der Wert von Hc/Ha weniger als 0,01 beträgt, sind das Wachs und das Bindemittelharz nicht so leicht miteinander verträglich, wodurch sich die Wachskomponente und die Bindemittelharzkomponente voneinander trennen können, so dass der Toner ein schlechtes Betriebsverhalten und eine schlechte Lagerbeständigkeit haben kann. Wenn der Wert von Hc/Ha mehr als 0,15 beträgt, können die Wirkungen bzw. Funktionen des Bindemittelharzes und des Wachses schwer voneinander getrennt werden, d. h. die Funktion, die das Bindemittelharz hat, und die Funktion, die das Wachs hat, heben einander derart auf, dass sie weniger wirksam werden, so dass der Toner eine mangelhafte Fixierbarkeit und eine mangelhafte Beständigkeit gegen Abschmutzen haben kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat der Toner ferner in der durch GPC gemessenen Molmassenverteilung der THF-löslichen Substanz des Toners eine massegemittelte Molmasse (Mw) von 100.000 bis 1.500.000.
Wenn der Toner eine massegemittelte Molmasse (Mw) von weniger als 90.000 hat, kann der Toner eine niedrige Beständigkeit gegen Zusammenbacken haben und außerdem eine Filmbildung an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verursachen. Wenn der Toner eine massegemittelte Molmasse von mehr als 2.000.000 hat, tritt im Bereich hoher Temperaturen leicht ein Abschmutzen ein oder besteht die Neigung, dass das Farbmittel nicht gut dispergiert wird, wodurch eine Verminderung der Bildqualität verursacht wird und außerdem die Erzielung gleichmäßiger Tonerteilchen bei der Herstellung des Toners schwierig gemacht wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Toner in der durch GPC gemessenen Molmassenverteilung der toluollöslichen Substanz des Toners auch vorzugsweise eine anzahlgemittelte Molmasse (Mn) von 8200 bis 700.000 und insbesondere von 8300 bis 500.000 haben.
Wenn der Toner eine anzahlgemittelte Molmasse (Mn) von weniger als 8200 hat, kann der Toner eine mangelhafte Lagerbeständigkeit haben, so dass er zu einer schlechten Fließfähigkeit neigt. Wenn der Toner eine anzahlgemittelte Molmasse (Mn) von mehr als 700.000 hat, kann die Stabilität bei der Herstellung des Toners niedrig sein, so dass die Erzielung von gleichmäßigen Tonerteilchen schwierig gemacht wird, und die triboelektrische Ladung des Toners kann beeinträchtigt werden.
Was den Mw/Mn-Wert, der die Breite der Molmassenverteilung zeigt, anbetrifft, so kann der Toner vorzugsweise einen Mw/Mn-Wert von 4 bis 15 und insbesondere von 5 bis 13 haben.
Wenn der Wert von Mw/Mn weniger als 4 beträgt, besteht die Neigung, dass der Toner eine niedrige Beständigkeit gegen Zusammenbacken hat. Wenn der Wert von Mw/Mn mehr als 15 beträgt, kann die Bindemittelharzkomponente die Eigenschaft haben, dass sie langsam schmilzt, so dass insbesondere im Fall der Verwendung als Farbtoner die für eine ausreichende Farberzeugung erforderliche Eigenschaft eines scharfen Schmelzpunkts beeinträchtigt werden kann, wodurch die Erzielung der Fähigkeit zur getreuen Farbwiedergabe schwierig gemacht wird, und sie kann auch eine schlechte Mischbarkeit mit anderen Farbtonern zeigen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die durch GPC gemessene Molmassenverteilung der toluollöslichen Substanz des Toners unter den folgenden Bedingungen gemessen, wobei als Lösungsmittel THF (Tetrahydrofuran) verwendet wird.
Der Toner wird im Voraus 20 Stunden lang durch einen Soxhlet- Extraktor mit Toluol als Lösungsmittel extrahiert. Danach wird der erhaltene Extrakt zum Abdampfen des Toluols in einen Rotationsverdampfer eingebracht und dann in THF (Tetrahydrofuran) gelöst. Danach wird die Mischung durch ein Probenbehandlungsfilter (Porengröße: 0,3 bis 0,5 um; es kann z.B. MAISHORI DISK H-25-5, erhältlich von Toso Co., Ltd., oder ERIKURO DISK 25CR, erhältlich von German Science Japan, Ltd., verwendet werden) hindurchgehen gelassen. Die erhaltene Lösung wird als Probe für GPC verwendet. Die Konzentration der Harzkomponente der Probe wird auf 0,5 bis 5 mg/ml eingestellt.
Bei einem GPC-Messgerät werden Säulen in einem Heizschrank bei 40ºC stabilisiert. Zu den Säulen, die bei dieser Temperatur gehalten werden, wird THF als Lösungsmittel in einer Durchflußmenge von 1 ml pro Minute strömen gelassen, und etwa 100 ul der THF-Probenlösung werden zur Durchführung der Messung darein injiziert. Bei der Messung der Molmasse der Probe wird die Molmassenverteilung, die der Probe zugeschrieben wird, aus der Beziehung zwischen dem logarithmischen Wert einer Eichkurve, die unter Verwendung mehrerer Arten von monodispersen Polystyrol- Standardproben erstellt wurde, und der Zählimpulszahl (Retentionszeit) berechnet. Es ist zweckmäßig, daß als Polystyrol- Standardproben, die für die Erstellung der Eichkurve verwendet werden, Proben mit Molmassen von 100 bis 10.000.000 verwendet werden, die z.B. von Toso Co., Ltd. oder von Showa Denko K.K. erhältlich sind, und mindestens etwa 10 Polystyrol-Standardproben angewendet werden. Als Detektor wird ein Brechungsindexdetektor angewendet. Die Säulen können in Kombination einer Vielzahl von handelsüblichen Polystyrolgel-Säulen angewendet werden. Sie können z. B. vorzugsweise eine Kombination von Shodex GPC KF-801, KF-802, KF-803, KF-804, KF-805, KF-806, KF-807 und KF-800P, von Showa Denko K.K. erhältlich; oder eine Kombination von TSKgel G1000H (Hxl), G2000H (Hxl), G3000H (Hxl), G4000H (Hxl), G5000H (Hxl), G6000H(Hxl), G7000H(Hxl) und TSK guard column (TSK-Schutzsäule), von Toso Co., Ltd. erhältlich, umfassen.
Aus der in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen GPC- Molmassenverteilung werden der Molmassen-Integralwert (T) im Molmassenbereich von 800 oder mehr, der Molmassen-Integralwert (L) im Molmassenbereich von 2000 bis 5000, der Molmassen-Integralwert (M) im Molmassenbereich von 100.000 oder mehr und der Molmassen-Integralwert (H) im Molmassenbereich von 300.000 oder mehr berechnet.
Aus der in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen GPC- Molmassenverteilung werden das Verhältnis der Höhe (Hb) des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 zu der Höhe (Ha) des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000, (Hb/Ha), und das Verhältnis der Höhe (Hc) bei dem Tiefstwert der Molmasse, der zwischen dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 und dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 vorhanden ist, zu der Höhe (Ha) des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000, (Hc/Ha), folgendermaßen berechnet.
Von den Höchstwerten im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 und im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 der resultierenden Molmassenverteilung wird jeweils auf die Basislinie das Lot gefällt (d.h. eine senkrechte Strecke gezeichnet). Die Länge der senkrechten Strecke, die von dem Höchstwert (dem höchsten Peak) im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 ausgehend bis zu der Basislinie gezeichnet wird, wird als die Höhe (Hb) des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 2000 oder mehr angesehen. Ferner wird die Länge der senkrechten Strecke, die von dem Höchstwert (dem höchsten Peak) im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 ausgehend bis zu der Basislinie gezeichnet wird, als die Höhe (Ha) des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 angesehen.
Von dem Tiefstwert der Molmasse, der zwischen dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 und dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 der resultierenden Molmassenverteilung vorhanden ist, wird auf die Basislinie das Lot gefällt (d. h. eine senkrechte Strecke gezeichnet), und die Länge der senkrechten Strecke, die von dem niedrigsten Punkt (dem Tiefstwert) in dem vorstehend erwähnten Bereich ausgehend bis zu der Basislinie gezeichnet wird, wird als die Höhe (Hc) bei dem Tiefstwert der Molmasse, der zwischen dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 und dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 vorhanden ist, angesehen.
Unter Anwendung dieser Höhen Ha, Hb und Hc werden Hb/Ha und Hc/Ha berechnet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Harzkomponente des Toners auch eine toluolunlösliche Substanz (d.h. eine Gelkomponente) enthalten. Dies ist im Hinblick auf eine Verbesserung der Beständigkeit gegen Abschmutzen während des Fixierens und auch auf die Leichtigkeit der Verformung des Toners, wenn er zum Fixieren geschmolzen wird, vorzuziehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Harzkomponente des Toners die toluolunlösliche Substanz vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 30 Masse% und insbesondere von 3 bis 25 Masse%, auf die Masse der Harzkomponente bezogen, enthalten. Wenn die Harzkomponente des Toners die toluolunlösliche Substanz in einer Menge von weniger als 2 Masse% enthält, kann die Trennbarkeit beeinträchtigt werden, so dass der Toner während des Fixierens bei hoher Temperatur fließfähig werden (ausfließen) kann. Wenn sie die toluolunlösliche Substanz in einer Menge von mehr als 30 Masse% enthält, kann eine Verformung des Toners schwierig sein, wenn er zum Fixieren geschmolzen wird, und er kann eine schlechte Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur zeigen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Gehalt an der toluolunlöslichen Substanz in der Harzkomponente des Toners ein Wert, der folgendermaßen ermittelt wird. Zunächst wird von der Masse eines Extraktionsrückstands, der erhalten wird, nachdem der Toner 20 Stunden lang mit Toluol als Lösungsmittel unter Anwendung des Soxhlet-Extraktors, der bei der vorstehend erwähnten GPC-Messung angewandt wird, extrahiert worden ist, die Masse des Farbmittels und des Ladungssteuerungsmittels subtrahiert, wobei ein Differenzwert dazwischen erhalten wird. Der erhaltene Massewert wird dann durch die Masse dividiert, die erhalten wird, indem die Masse des Farbmittels und des Ladungssteuerungsmittels von der Masse des Toners vor der Soxhlet-Extraktion subtrahiert wird, und der Quotient wird dann mit 100 multipliziert.
Im Einzelnen wird der Gehalt an der toluolunlöslichen Substanz der Harzkomponente im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch die folgende Messung ermittelt.
Eine Probe (1 g) wird auf einem zylindrischen Filterpapier (Nr. 86R, erhältlich von Toyo Roshi K.K.) genau abgewogen. Diese Probe wird in 1 Liter Toluol eingetaucht, worauf eine 20-stündige Extraktion im Siedezustand folgt. Das nach der Extraktion erhaltene Filterpapier wird getrocknet und danach gewogen. Der Gehalt an der toluolunlöslichen Substanz wird gemäß dem folgenden Ausdruck berechnet.
Toluolunlösliche Substanz (Gelgehalt) = (W&sub2; - W&sub0;)/(W&sub1; - W&sub0;) · 100 (%)
W&sub0;: Masse (g) des zylindrischen Filterpapiers.
W&sub1;: Masse (g) der zu extrahierenden Schicht (Probe + zylindrisches Filterpapier).
W&sub2;: Masse (g) des zylindrischen Filterpapiers nach Extraktion und Trocknen.
Wenn in der Probe andere Komponenten, die von der Harzkomponente verschieden sind, enthalten sind, wird der Gehalt an der toluolunlöslichen Substanz unter Anwendung der Masse W&sub1;' und der Masse W&sub2;' berechnet, die erhalten werden, indem die Masse der Komponenten, die von der Harzkomponente verschieden sind, von der Masse W&sub1; bzw. der Masse W&sub2; subtrahiert wird.
Das Trennmittel mit niedrigem Erweichungspunkt, das in dem Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder verwendet wird, kann Polymethylenwachse wie z. B. Paraffinwachs, Polyolefinwachs, Mikrowachs und Fischer-Tropsch-Wachs; Amidwachse; höhere Fettsäuren; langkettige Alkohole; Esterwachse und Derivate davon wie z.B. Pfropfverbindungen und Blockverbindungen umfassen. Diese können vorzugsweise diejenigen sein, aus denen Komponenten mit niedriger Molmasse entfernt worden sind und die in der DSC-Wärmeaufnahmekurve (DSC = Differenzialabtastkalorimetrie) einen scharfen maximalen Wärmeaufnahmepeak haben.
Wachse, die vorzugsweise verwendbar sind, sind geradkettige Akylalkohole mit 15 bis 100 Kohlenstoffatomen, geradkettige Fettsäuren, geradkettige Säureamide, geradkettige Ester oder Derivate vom Montantyp. Es werden auch irgendwelche von diesen Wachsen bevorzugt, aus denen Verunreinigungen wie z.B. flüssige Fettsäuren entfernt worden sind.
Wachse, deren Verwendung besonders bevorzugt wird, können Alkylenpolymere mit niedriger Molmasse, die durch Radikalkettenpolymerisation von Alkylenen unter einem hohen Druck oder durch deren Polymerisation in Gegenwart eines Ziegler-Katalysators oder irgendeines anderen Katalysators unter einem niedrigen Druck erhalten werden; Alkylenpolymere, die durch thermische Zersetzung von Alkylenpolymeren mit hoher Molmasse erhalten werden; diejenigen, die durch Abtrennung und Reinigung von Alkylenpolymeren mit niedriger Molmasse erhalten werden, die bei der Polymerisation von Alkylenen als Nebenprodukte gebildet werden; und Polymethylenwachse, die durch Extraktionsfraktionierung bestimmter Komponenten aus Destillationsrückständen von Kohlenwasserstoffpolymeren erhalten werden, die man durch das Arge-Verfahren aus einem Synthesegas, das aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht, erhält, oder synthetische Kohlenwasserstoffe, die durch Hydrierung von Destillationsrückständen erhalten werden, umfassen. Diesen Wachsen können Antioxidationsmittel zugesetzt werden.
Das Trennmittel, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann in der DSC-Wärmeaufnahmekurve vorzugsweise einen maximalen Wärmeaufnahmepeak im Temperaturbereich von 40 bis 120ºC, insbesondere von 40 bis 90ºC und vor allem von 45 bis 85ºC haben. Wenn es einen maximalen Wärmeaufnahmepeak von weniger als 40ºC hat, kann das Trennmittel eine schwache Selbstkohäsionskraft haben, was in unerwünschter Weise zu einer schlechten Beständigkeit gegen Abschmutzen bei hoher Temperatur führt. Wenn es einen maximalen Wärmeaufnahmepeak von mehr als 120ºC hat, kann der Toner eine höhere Fixiertemperatur haben, und ferner kann sich das Trennmittel während der Granulierung bzw. Tröpfcherbildung absetzen, so dass das Suspensionssystem in unerwünschter Weise gestört wird.
Das Trennmittel kann vorzugsweise ein Trennmittel mit einem scharfen Schmelzpunkt sein, dessen maximaler Wärmeaufnahmepeak eine Halbwertsbreite hat, die vorzugsweise nicht mehr als 10ºC und insbesondere nicht mehr als 5ºC beträgt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die DSC-Messung des Trennmittels gemäß ASTM D3418-8 durchgeführt. Im Einzelnen wird z.B. unter Anwendung des Geräts DSC-7 (Differenzialabtastkalorimeter, hergestellt von Perkin Elmer Co.) die Temperatur beim Messteil des Geräts auf Basis der Schmelzpunkte von Indium und Zink korrigiert, und eine leere Schale wird als Vergleichsprobe angeordnet, um bei Temperaturen von 30ºC bis 200ºC eine Messung mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10ºC/ min durchzuführen.
Als Trennmittel wird im Hinblick auf die Lichtdurchlässigkeit auf OHP-Folien und auf die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und die Beständigkeit gegen Abschmutzen bei hoher Temperatur während des Fixierens ein Esterwachs bevorzugt, das hauptsächlich aus einer veresterten Verbindung eines langkettigen Alkylalkohols mit 15 bis 45 Kohlenstoffatomen mit einer langkettigen Alkylcarbonsäure mit 15 bis 45 Kohlenstoffatomen besteht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist das Trennaittel im Hinblick auf die Beständigkeit gegen Abschmutzen und die Stabilität während der Herstellung des Toners in einer Menge von 3 bis 40 Masseteilen und vorzugsweise von 5 bis 35 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes des Toners bezogen, enthalten.
Wenn das Trennmittel in einer Menge von weniger als 3 Masseteilen enthalten ist, ist es schwierig, eine ausreichende Beständigkeit gegen Abschmutzen bei hoher Temperatur zu erzielen, und ferner kann in dem Fall, dass an beiden Seiten eines Aufzeichnungsmediums Bilder fixiert werden, ein Abschmutzen eines zuerst (an der Vorderseite) fixierten Bildes beim zweiten Fixieren eines Bildes (an der Rückseite) auftreten. Wenn das Trennmittel in einer Menge von mehr als 40 Masseteilen enthalten ist, besteht die Neigung, dass während der Herstellung von Tonerteilchen durch das Pulverisierverfahren Tonerkomponenten in geschmolzenem Zustand an der Innenseite einer Tonerherstellungsvorrichtung ankleben, und können im Fall der Herstellung von Tonerteilchen durch das Polymerisationsverfahren die Teilchen während der Granulierung bzw. Tröpfchenbildung nicht gut gebildet werden, wobei ferner die Neigung besteht, dass sich gebildete Tonerteilchen zusammenballen.
Unter dem Gesichtspunkt des Betriebsverhaltens des Toners kann das Trennmittel vorzugsweise in Tonerteilchen eingekapselt werden. Bei einem besonderen Verfahren zum Einkapseln oder Umhüllen des Trennmittels kann die Polarität der Materialien in einem wässrigen Medium derart eingestellt werden, dass sie bei dem Trennmittel kleiner ist als bei den polymerisierbaren Hauptmonomeren, und es kann auch eine geringe Menge eines Harzes oder eines polymerisierbaren Monomers mit einer hohen Polarität zugesetzt werden, wodurch Tonerteilchen erhalten werden können, die eine Kern/Hülle-Struktur haben, bei der die Oberflächen der aus dem Trennmittel bestehenden Kerne von dem Umhüllungsharz bedeckt sind.
Bei einem besonderen Verfahren zum Bestätigen der Kern/Hülle- Struktur der Tonerteilchen werden die Tonerteilchen in einem bei Raumtemperatur härtbaren Epoxyharz gut dispergiert, worauf 2- tägige Härtung in einer Umgebung mit einer Temperatur von 40ºC folgt und das erhaltene gehärtete Produkt mit Trirutheniumtetroxid - wahlweise in Kombination mit Triosmiumtetroxid - angefärbt wird, wonach mit einem Mikrotom, das ein Diamantschneidwerkzeug hat, Proben in Form von dünnen Scheiben ausgeschnitten werden, um die Querschnitte der Tonerteilchen unter Anwendung eines Durchstrahlungs-Elektronenmikroskops (TEM) zu betrachten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Anwendung des Trirutheniumtetroxid-Anfärbeverfahrens vorzuziehen, damit zwischen den Materialien durch Ausnutzung eines gewissen Kristallinitätsunterschiedes zwischen dem verwendeten Trennmittel und dem Harz, das die Hülle bildet, ein Kontrast hergestellt wird.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise ein Polymerisationstoner sein, der durch ein Polymerisationsverfahren erhalten wird, bei dem Tonerteilchen durch Polymerisieren einer polymerisierbaren Monomermischung hergestellt werden. Dies liegt daran, dass der Polymerisationstoner frei von den Problemen der Spaltung der Molekülketten von Komponenten mit hoher Molmasse, der Pulverisierbarkeit usw. sein kann, die in den Schritten des Schmelzknetens und des Pulverisierens verursacht werden können, wenn Toner durch Pulverisieren hergestellt werden, und dass das Verhältnis der einzelnen Komponenten, das für die vorliegende Erfindung charakteristisch ist, leicht eingestellt werden kann.
In dem Fall, dass die Tonerteilchen durch Polymerisation hergestellt werden, können die Teilchengrößenverteilung und der Teilchendurchmesser der Tonerteilchen durch ein Verfahren eingestellt werden, bei dem die Arten und Mengen eines in geringem Maße wasserlöslichen anorganischen Salzes und eines Dispergiermittels, die die Wirkung von Schutzkolloiden haben und in ein wässriges Medium hineingegeben werden, verändert werden oder indem die Bedingungen für ein mechanisches Gerät, die während der Granulierung bzw. Tröpfchenbildung, die in einem wässrige Medium durchgeführt wird, angewandt werden, z.B. die Bedingungen für das Rühren (wie z.B. die Umfangsgeschwindigkeit eines Rotors, die Durchlaufzeiten und die Gestalt der Rührflügel) und die Form eines Reaktionsbehälters, eingestellt werden oder die Feststoffkonzentration in dem wässrigen Medium eingestellt wird, wodurch Teilchengrößenverteilung und Teilchendurchmesser zweckmäßig eingestellt werden können.
Das polymerisierbare Monomer, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann Monomere vom Styroltyp wie z. B. Styrol, o-, m- oder p-Methylstyrol und m- oder p-Ethylstyrol; Acryl- oder Methacrylsäure-Monomere; Acryl- oder Methacrylsäureester-Monomere wie z.B. Methylacrylat oder -methacrylat, Propylacrylat oder -methacrylat, Butylacrylat oder -methacrylat, Octylacrylat oder -methacrylat, Dodecylacrylat oder -methacrylat, Stearylacrylat oder -methacrylat, Behenylacrylat oder -methacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder -methacrylat, Dimethylaminoethylacrylat oder -methacrylat und Diethylaminoethylacrylat oder -methacrylat und Olefin-Monomere wie z. B. Butadien, Isopren, Cyclohexen, Acryl- oder Methacrylnitril und Acrylsäureamid umfassen, von denen irgendwelche vorzugsweise verwendet werden können.
Irgendwelche von diesen polymerisierbaren Monomeren können allein verwendet werden oder üblicherweise in Form einer geeigneten Mischung von Monomeren verwendet werden, die derart vermischt sind, dass die theoretische Glasumwandlungstemperatur (Tg), die in der Publikation "POLYMER HANDBOOK", 2. Auflage, Seiten 139-192 (John Wiley & Sons, Inc.) beschrieben wird, im Bereich von 40 bis 80ºC liegt. Wenn die theoretische Glasumwandlungstemperatur niedriger als 40ºC ist, können in Bezug auf die Lagerbeständigkeit oder die Haltbarkeit des Toners beim Betrieb Probleme auftreten. Wenn die theoretische Glasumwandlungstemperatur andererseits höher als 80ºC ist, kann die Fixiertemperatur des Toners höher werden. Vor allem im Fall von Farbtonern, die zur Erzeugung von Vollfarbenbildern verwendet werden, kann sich das Farbmischverhalten der jeweiligen Farbtoner während des Fixierens verschlechtern, was zu einer schlechten Farbwiedergabefähigkeit führt, und ferner kann die Lichtdurchlässigkeit von Bildern für Overheadprojektoren (OHP-Bildern) stark abnehmen. Solche Temperaturen sind deshalb nicht vorzuziehen.
Wenn die Tonerteilchen, die die Kern/Hülle-Struktur haben, durch Polymerisation hergestellt werden, ist vor allem der Zusatz eines polaren Harzes vorzuziehen. Als polares Harz, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, werden vorzugsweise Copolymere von Styrol mit Acryl- oder Methacrylsäure, Maleinsäure-Copolymere, Polyesterharze und Epoxyharze verwendet. Es kann vor allem vorzuziehen sein, dass die polaren Harze diejenigen sind, die in dem Molekül keine ungesättigten Gruppen enthalten, die mit polymerisierbaren Monomeren reagieren können.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Oberflächen der Tonerteilchen ferner mit äußersten Umhüllungsharzschichten versehen sein. Solche äußersten Umhüllungsharzschichten können vorzugsweise eine Glasumwandlungstemperatur haben, die derart eingestellt ist, dass sie höher ist als die Glasumwandlungstemperatur der die Hülle bildenden Umhüllungsharzschicht, damit die Beständigkeit gegen Zusammenbacken stärker verbessert wird, und sie können auch vorzugsweise in einem derartigen Grade vernetzt sein, dass die Fixierbarkeit nicht beeinträchtigt wird. In den äußersten Umhüllungsschichten können zur Verbesserung der Aufladbarkeit vorzugsweise ein polares Harz und ein Ladungssteuerungsmittel enthalten sein.
Für die Art und Weise der Bildung der äußersten Umhüllungsharzschichten gibt es keine besonderen Einschränkungen. Diese Schichten können beispielsweise durch Verfahren gebildet werden, die die folgenden einschließen, und zwar
1) ein Verfahren, bei dem in das Reaktionssystem in der letzten Hälfte oder nach der Beendigung der Polymerisationsreaktion eine Monomermischung, die durch Auflösen oder Dispergieren des polaren Harzes, des Ladungssteuerungsmittels, eines Vernetzungsmittels usw. je nach Erfordernis hergestellt worden ist, hineingegeben und an Teilchen, die in dem Reaktionsystem polymerisiert worden sind, adsorbiert wird, worauf Zusatz eines Polymerisationsinitiators folgt, um eine Polymerisation durchzuführen;
2) ein Verfahren, bei dem in das Reaktionssystem Teilchen, die durch Emulsionspolymerisation oder durch seifenfreie Polymerisation aus einer Monomermischung, die das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel, ein Vernetzungsmittel usw. je nach Erfordernis enthält, hergestellt worden sind, hineingegeben werden und bewirkt wird, dass sie mit den Oberflächen von Teilchen, die in dem Reaktionsystem polymerisiert worden sind, durch Kohäsion zusammenkleben, worauf wahlweise Erhitzen folgt, um die hineingegebenen Teilchen zu befestigen; und
3) ein Verfahren, bei dem in einem Trockenprozess bewirkt wird, dass Teilchen, die durch Emulsionspolymerisation oder durch seifenfreie Polymerisation aus einer Monomermischung, die das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel, ein Vernetzungsmittel usw. je nach Erfordernis enthält, hergestellt worden sind, mechanisch an den Oberflächen von Tonerteilchen befestigt werden.
Als polares Harz werden Polyesterharze bevorzugt.
Was die Farbmittel anbetrifft, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, so werden als schwarze Farbmittel Ruß, magnetische Materialien und Farbmittel, die durch die Verwendung der nachstehend gezeigten gelben, magentafarbenen und cyanfarbenen (blaugrünen) Farbmittel schwarz getönt sind, verwendet.
Als gelbes Farbmittel werden Verbindungen verwendet, für die Kondensations-Azoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azo-Metallkomplexe, Methinverbindungen und Allylamidverbindungen typisch sind. Im Einzelnen werden vorzugsweise C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168 und 180 verwendet.
Als magentafarbenes Farbmittel werden Kondensations-Azoverbindungen, Diketopyropyrrolverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Chinacridonverbindungen, basische Farblackverbindungen, Naphtholverbindungen, Benzimidazolverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen verwendet. Im Einzelnen sind vor allem C.I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48 : 2, 48 : 3, 48 : 4, 57 : 1, 81 : 1, 122, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 und 254 vorzuziehen.
Als cyanfarbenes Farbmittel, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können Kupferphthalocyaninverbindungen und Derivate davon, Anthrachinonverbindungen und basische Farblackverbindungen verwendet werden. Im Einzelnen können vor allem C.I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15 : 1, 15 : 2, 15 : 3, 15 : 4, 60, 62 und 66 vorzugsweise verwendet werden.
Diese Farbmittel können allein, in Form einer Mischung oder im Zustand einer festen Lösung verwendet werden.
Im Fall von Farbtonern werden die Farbmittel, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, unter Berücksichtigung von Farbtonwinkel, Sättigung (Chromatizität), Helligkeit, Witterungsbeständigkeit, Lichtdurchlässigkeit auf OHP-Folien und Dispergierbarkeit in Tonerteilchen ausgewählt. Das Farbmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 20 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden.
In dem Fall, dass als schwarzes Farbmittel ein magnetisches Material verwendet wird, kann es im Unterschied zu den Fällen, in denen andere Farbmittel enthalten sind, vorzugsweise in einer Menge von 40 bis 150 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden.
Als Ladungssteuerungsmittel können bekannte Mittel verwendet werden. In dem Fall, dass Farbtoner gebildet werden, ist es vor allem vorzuziehen, dass Ladungssteuerungsmittel verwendet werden, die farblos sind, die Aufladungsgeschwindigkeit des Toners erhöhen und zur stabilen Aufrechterhaltung einer konstanten Ladungsmenge befähigt sind. In dem Fall, dass das Polymerisationsverfahren angewendet wird, um die Tonerteilchen zu erhalten, werden vor allem Ladungssteuerungsmittel bevorzugt, die weder eine Polymerisationsinhibitorwirkung zeigen noch in dem wässrigen Dispersionsmedium löslich gemacht werden.
Als spezielle Verbindungen können negative Ladungssteuerungsmittel Metallverbindungen von Salicylsäure, Naphthoesäure, Dicarbonsäuren oder Derivaten von diesen, Verbindungen vom Polymertyp, die in der Seitenkette eine Sulfonsäure oder Carbonsäure haben, Borverbindungen, Harnstoffverbindungen, Siliciumverbindungen und Calixaren umfassen, von denen irgendwelche verwendet werden können. Als positive Ladungssteuerungsmittel können sie quaternäre Ammoniumsalze, Verbindungen vom Polymertyp, die in der Seitenkette so ein quaternäres Ammoniumsalz haben, Guanidinverbindungen und Imidazolverbindungen umfassen, von denen irgendwelche verwendet werden können.
Das Ladungssteuerungsmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 10 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist jedoch der Zusatz eines Ladungssteuerungsmittels nicht unbedingt notwendig. Beispielsweise kann im Fall der Anwendung der Entwicklung mit einem Zweikomponentenentwickler die triboelektrische Aufladung mit einem Tonerträger ausgenutzt werden und kann auch in dem Fall, dass die Entwicklung mit einem Einkomponentenentwickler angewandt wird, absichtlich die triboelektrische Aufladung mit einem Rakelelement oder einem Entwicklungszylinderelement ausgenutzt werden. In beiden Fällen muss in den Tonerteilchen nicht unbedingt ein Ladungssteuerungsmittel enthalten sein.
Der Polymerisationsinitiator, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann z.B. Polymerisationsinitiatoren vom Azotyp wie z.B. 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'- Azobisisobutyronitril, 1,1'-Azobis(cyclohexan-1-carbonitril), 2,2'-Azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitril und Azobisisobutyronitril und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxidtyp wie z.B. Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumolhydroxyperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid und Lauroylperoxid umfassen.
Der Polymerisationsinitiator kann im allgemeinen in einer Menge von 0,5 bis 20 Masse% und vorzugsweise von 0,5 bis 10 Masse%, auf die Masse der polymerisierbaren Monomere bezogen, verwendet werden, wobei diese Menge in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Komponenten, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung erwünscht ist, variiert. Die Art des Polymerisationsinitiators kann in Abhängigkeit von den Verfahren für die Polymerisation etwas variieren, und er kann allein oder in Form einer Mischung verwendet werden, wobei seine 10-Stunden-Halbwertszeit-Temperatur berücksichtigt wird.
Zum sicheren oder absichtlichen Synthetisieren der Harzkomponente im Molmassenbereich von 300.000 oder mehr durch Verwendung einer geringeren Menge des Initiators, damit der Initiator, der als Kettenüberträger wirkt, in einer geringeren Menge vorhanden sein kann, kann der Toner der vorliegenden Erfindung erhalten werden, indem einem Reaktionssystem, bei dem gewährleistet ist, dass ein Polymer mit einer Molmasse von 2000 bis 5000 kaum wächst, ein Polymer zugesetzt wird, das einen höchsten Peak im Molmassenbereich von 2000 bis 5000 hat. So ein Polymer kann der Monomermischung in einer geeigneten Menge zugesetzt werden, bevor die Granulierung bzw. Tröpfchenbildung durchgeführt wird. Der Toner kann auch erhalten werden, indem die Polymerisation in der ersten Hälfte der Polymerisationsreaktion für eine bestimmte Zeit bei einer Temperatur von z.B. 40ºC oder darüber und vorzugsweise von 50 bis 90ºC durchgeführt wird, um ein Produkt mit hoher Molmasse zu synthesieren, und die Temperatur danach in der letzten Hälfte der Polymerisationsreaktion mit einem mäßigen Teaperaturgradienten erhöht wird, um ein Produkt mit niedriger Molmasse zu synthesieren. In beiden Fällen sollte die Konzentration des gelösten Sauerstoffs in dem wässrigen Medium während der Polymerisationreaktion genau eingestellt werden, damit sie vorzugsweise 0,1 bis 0,8 mg/Liter beträgt. Die Konzentration des gelösten Sauerstoffs kann eingestellt werden, indem Stickstoff durch das wässrige Medium hindurchperlen gelassen wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es zur Steuerung der Molmassenverteilung der Harzkomponenten des Toners auch vorzuziehen, dass ferner irgendein Vernetzungsmittel, Kettenüberträger und Polymerisationsinhibitor, die bekannt sind, zugesetzt werden.
In dem Fall, dass zur Herstellung des Toner der vorliegenden Erfindung die Suspensionspolymerisation angewandt wird, können als Dispergiermittel irgendwelche organischen Verbindungen und anorganischen Verbindungen verwendet werden. Das Dispergiermittel kann z.B. als anorganische Verbindungen Calciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummetasilicat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, magnetische Materialien und Ferrit umfassen. Als organische Verbindungen kann es z.B. Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Ethylcellulose, Carboxymethylcellulose-Natriumsalz und Stärke umfassen.
Irgendeiner dieser Stabilisatoren kann vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 10,0 Masseteilen, auf 100 Masseteile der polymerisierbaren Monomermischung bezogen, verwendet werden.
Als diese Dispergiermittel können die handelsüblichen an sich verwendet werden. Um dispergierte Teilchen mit einer feinen und gleichmäßigen Teilchengröße, zu erhalten, können jedoch in dem Dispersionsmedium unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit feine Teilchen der anorganischen Verbindung gebildet werden. Beispielsweise können im Fall von Calciumphosphat eine wässrige Natriumphosphatlösung und eine wässrige Calciumchloridlösung unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit vermischt werden, um ein feinteiliges Dispergiermittel zu erhalten, das für die Suspensionspolymerisation vorzuziehen ist.
In diesen Dispergiermitteln können in Kombination 0,001 bis 0,1 Masseteile eines Tensids verwendet werden. Im Einzelnen können handelsübliche nichtionogene, anionische oder kationische Tenside verwendet werden. Die Tenside, die vorzugsweise verwendet werden, sind beispielsweise Natriumdodecylbenzolsulfat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Calciumoleat.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Polymerisationstoner durch das folgende Verfahren hergestellt werden: Eine Monomermischung, die polymerisierbare Monomere umfasst und in die das Trennmittel, das Farbmittel, das Ladungssteuerungsmittel, der Polymerisationsinitiator und andere Zusatzstoffe hineingegeben und mittels einer Mischmaschine wie z.B. eines Homogenisators oder eines Ultraschall-Dispergiergeräts gleichmäßig gelöst oder dispergiert worden sind, wird mittels eines Dispergiergeräts wie z.B. eines Homogenisiermischers in einem wässrigen Medium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, dispergiert, worauf Granulierung bzw. Tröpfchenbildung (nachstehend als Tröpfchenbildung bezeichnet) folgt. Die Tröpfchenbildung wird in dem Stadium beendet, in dem die aus der Monomermischung gebildeten Tröpfchen die gewünschte Tonerteilchengröße erreicht haben. Nach der Tröpfchenbildung kann in einem derartigen Maße gerührt werden, dass der Teilchenzustand aufrechterhalten wird und durch die Wirkung des Dispersionsstabilisators verhindert wird, dass sich die Teilchen absetzen. Die Polymerisation kann bei einer Polymerisationstemperatur durchgeführt werden, die auf 40ºC oder darüber und im allgemeinen auf 50ºC bis 90ºC eingestellt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur zur Steuerung der Molmassenverteilung in der letzten Hälfte der Polymerisation erhöht werden, und ferner kann das wässrige Medium in der letzten Hälfte der Reaktion oder nach Beendigung der Reaktion teilweise aus dem Reaktionssystem entfernt werden, damit nicht umgesetzte polymerisierbare Monomere, Nebenprodukte usw. entfernt werden. Nach Beendigung der Reaktion werden die gebildeten Tonerteilchen durch Waschen und Filtrieren gesammelt, worauf Trocknen folgt. Bei so einer Suspensionspolymerisation kann als Dispersionsmedium im allgemeinen Wasser verwendet werden, und zwar vorzugsweise in einer Menge von 300 bis 3000 Masseteilen, auf 100 Masseteile der Monomermischung bezogen.
Außer durch das vorstehend erwähnte Polymerisationsverfahren kann der Toner der vorliegenden Erfindung auch durch das so genannte Pulverisierverfahren hergestellt werden, bei dem das Bindemittelharz, das Trennmittel, das Farbmittel, das Ladungssteuerungsmittel und andere Zusatzstoffe mittels eines Dispergiergeräts wie z.B. eines Druck- bzw. Presskneters oder Extruders oder eines Mediendispergiergeräts gleichmäßig dispergiert werden, wonach die dispergierten Materialien unter Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle oder unter Anwendung einer Prallzerkleinerungsmaschine, bei der die Materialien in einem (Luft)strahl auf eine Prallplatte aufprallen gelassen werden, pulverisiert werden, um fein pulverisiert zu werden, damit sie den gewünschten Tonerteilchendurchmesser haben, und das pulverisierte Produkt danach ferner einem Klassierschritt unterzogen wird, um seine Teilchengrößenverteilung scharf zu machen, wodurch Tonerteilchen hergestellt werden.
Zum Zweck der Erteilung verschiedener Tonereigenschaften kann den Tonerteilchen von außen ein äußerer Zusatzstoff zugesetzt werden. So ein äußerer Zusatzstoff kann im Hinblick auf das Betriebsverhalten des Toners vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser haben, der nicht mehr als 1/10 des massegemittelten Teilchendurchmessers der Tonerteilchen beträgt. Unter dem mittleren Teilchendurchmesser dieses äußeren Zusatzstoffs ist ein anzahlgemittelter Teilchendurchmesser zu verstehen, der durch Betrachtung der Tonerteilchen mit einem Elektronenmikroskop erhalten wird.
Als äußerer Zusatzstoff können beispielsweise die folgenden Materialien verwendet werden.
Er kann Metalloxide wie z.B. Aluminiumoxid, Titanoxid, Strontiumtitanat, Ceroxid, Magnesiumoxid, Chromoxid, Zinnoxid und Zinkoxid; Nitride wie z.B. Siliciumnitrid; Carbide wie z.B. Siliciumcarbid; Metallsalze wie z.B. Calciumsulfat, Bariumsulfat und Calciumcarbonat; Fettsäure-Metalsalze wie z.B. Zinkstearat und Calciumstearat; Ruß und Siliciumdioxid umfassen.
Irgendeiner dieser äußeren Zusatzstoffe kann vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 10 Masseteilen und insbesondere von 0,05 bis 5 Masseteilen, auf 100 Masseteile der Tonerteilchen bezogen, verwendet werden. Diese äußeren Zusatzstoffe können allein verwendet werden oder können in einer Kombination von zwei oder mehr Zusatzstoffen verwendet werden. Ein äußerer Zusatzstoff, der einer Hydrophobierungsbehandlung unterzogen worden ist, wird mehr bevorzugt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Tonerteilchen im Hinblick auf den Vorteil, dass feinere Latentbildpunkte für die Erzielung einer höheren Bildqualität getreu wiedergegeben werden können, vorzugsweise einen massegemittelten Teilchendurchmesser (D4) von 4 bis 10 um und insbesondere von 5 bis 8 um haben. Wenn die Tonerteilchen einen massegemittelten Teilchendurchmesser (D4) von weniger als 4 um haben, kann sich der Wirkungsgrad der Tonerübertragung verringern, wodurch veranlasst wird, dass nach der Übertragung eine großen Menge von Toner auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zurückbleibt, so dass leicht ungleichmäßige Bilder verursacht werden oder die Neigung besteht, dass ein Ankleben von geschmolzenem Toner an dem lichtempfindlichen Element verursacht wird. Wenn die Tonerteilchen einen massegemittelten Teilchendurchmesser (D4) von mehr als 10 um haben, kann sich die Fähigkeit zur Wiedergabe feiner Punkte verschlechtern, wodurch eine Verminderung der Bildqualität verursacht wird und auch die Neigung besteht, dass wegen des Verstreuens von Toner in dem Gerät ein Ankleben von geschmolzenem Toner an verschiedenen Bauteilen bzw. Elementen verursacht wird.
Der massegemittelte Teilchendurchmesser der Tonerteilchen kann unter Anwendung eines Zählgeräts (Coulter Counter Model TA-II oder Coulter Multisizer, hergestellt von Coulter Electronics, Inc.) gemessen werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird er unter Anwendung des Zählgeräts Coulter Counter Model TA-II (hergestellt von Coulter Electronics, Inc.) gemessen. Es sind eine Schnittstelle (hergestellt von Nikkaki K.K.), die die auf die Anzahl bezogene Verteilung und die auf das Volumen bezogene Verteilung ausgibt, und ein Arbeitsplatzcomputer (PC9801, hergestellt von NEC.) angeschlossen. Als Elektrolytlösung wird unter Verwendung von analysenreinem Natriumchlorid eine wässrige 1%ige NaCl-Lösung hergestellt. Es kann beispielsweise ISOTON R-II (erhältlich von Coulter Scientific Japan Co.) verwendet werden. Die Messung wird durchgeführt, indem zu 100 bis 150 ml der vorstehend erwähnten wässrigen Elektrolytlösung als Dispergiermittel 0,1 bis 5 ml eines Tensids, vorzugsweise eines Alkylbenzolsulfonats, zugesetzt werden und ferner 2 bis 20 mg einer zu messenden Probe zugesetzt werden. Die Elektrolytlösung, in der die Probe suspendiert worden ist, wird etwa 1 Minute bis etwa 3 Minuten lang einer Dispergierbehandlung in einem Ultraschall-Dispergiergerät unterzogen. Die auf das Volumen bezogene Verteilung und die auf die Anzahl bezogene Verteilung werden berechnet, indem mittels des vorstehend erwähnten Zählgeräts Coulter Counter Model TA-II unter Anwendung einer Öffnung von 100 um als Messöffnung des Geräts das Volumen und die Anzahl der Tonerteilchen mit Teilchendurchmessern von nicht weniger als 2 um gemessen werden. Dann wird aus der auf das Volumen bezogenen Verteilung der auf das Volumen bezogene massegemittelte Teilchendurchmesser (D4: der Mittelwert jedes Kanals wird als repräsentativer Wert für jeden Kanal angewendet) gemäß dieser Erfindung ermittelt.
Der Toner der vorliegenden Erfindung, wie er vorstehend beschrieben wurde, kann als Einkomponentenentwickler verwendet werden, oder der Toner kann mit Tonerträgerteilchen vermischt werden, um als Zweikomponentenentwickler verwendet zu werden.
Als Tonerträgerteilchen für den Zweikomponentenentwickler können magnetische Metalle wie z.B. Eisen, Nickel, Kupfer, Zink, Cobalt, Mangan, Chrom und Seltenerdmetalle (jeweils mit oxidierter oder nicht oxidierter Oberfläche), Legierungen davon, Oxide davon und Ferrit verwendet werden. Das Verfahren zu ihrer Herstellung unterliegt keiner besonderen Einschränkung.
Zum Zweck der Ladungssteuerung usw. ist auch eine Beschichtung der Oberflächen der Tonerträgerteilchen mit einem Beschichtungsmaterial, das ein Harz enthält, vorzuziehen. Als Verfahren dafür können irgendwelche herkömmlichen, bekannten Verfahren angewandt werden, beispielsweise ein Verfahren, bei dem ein Beschichtungsmaterial, das ein Harz enthält, in einem Lösungsmittel gelöst oder suspendiert wird und die erhaltene Lösung oder Suspension aufgetragen wird, um zu bewirken, dass sie an den Tonerträgerteilchen anhaftet. Um die Deckschichten stabil zu machen, wird ein Verfahren bevorzugt, bei dem das Beschichtungsmaterial in einem Lösungsmittel gelöst wird und die Lösung aufgetragen wird.
Das Beschichtungsmaterial, das auf die Oberflächen der Tonerträgerteilchen aufgetragen wird, kann in Abhängigkeit von den Materialien für die Toner verschieden sein. Es ist vorzuziehen, dass z.B. Aminoacrylatharze, Acrylharze oder Copolymere von irgendwelchen dieser Harze mit Styrolharzen verwendet werden.
Als Harz für die Bildung eines negativ aufladbaren Beschichtungsmaterials werden Siliconharze, Polyesterharze, Fluorkohlenstoffharze, Polytetrafluorethylen, Monochlortrifluorethylen- Polymere und Polyvinylidenfluorid bevorzugt, die sich in der triboelektrischen Spannungsreihe an der negativen Seite befinden, jedoch ist das Harz nicht unbedingt auf diese eingeschränkt. Die Beschichtungs- bzw. Auftragsmenge von (bzw. der Bedeckungsgrad mit) irgendeiner dieser Verbindungen kann zweckmäßig derart festgelegt werden, dass ein zufriedenstellendes Aufladeverhalten des Tonerträgers erzielt wird. Diese Menge kann in üblichen Fällen vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 30 Masse% und insbesondere von 0,3 bis 20 Masse% liegen.
Typische Materialien für den Tonerträger, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind Ferritteilchen, die zu 98% oder mehr aus Cu-Zn-Fe [Zusammensetzungsverhältnis: (5 bis 20) : (5 bis 20) : (30 bis 80)] bestehen, jedoch gibt es keine besonderen Einschränkungen, solange das Betriebsverhalten des Tonerträgers nicht beeinträchtigt wird. Der Tonerträger kann auch in Form eines Harz-Tonerträgers verwendet werden, der aus einem Bindemittelharz, einem Metalloxid und einem magnetischen Metalloxid besteht.
Der Tonerträger kann vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von 35 bis 65 um und insbesondere von 40 bis 60 um haben. Ferner können gute Bilder erzeugt werden, wenn in der auf das Volumen bezogenen Verteilung Teilchen mit Teilchendurchmessern von 26 um oder weniger in einem Anteil von 2 bis 6 %, Teilchen mit Teilchendurchmessern von 35 bis 43 um in einem Anteil von 5 bis 25% und Teilchen mit Teilchendurchmessern von 74 um oder mehr in einem Anteil von nicht mehr als 2% vorhanden sind.
Die vorstehend erwähnten Tonerträgerteilchen und Tonerteilchen können in einem derartigen Verhältnis vermischt werden, dass der Anteil des Toners in dem Zweikomponentenentwickler 2 bis 9 Masse% und vorzugsweise 3 bis 8 Masse% beträgt, wobei in diesem Bereich gute Ergebnisse erhalten werden können. Wenn der Anteil des Toners weniger als 2 Masse% beträgt, können die Bilder eine zu niedrige Bilddichte haben, als dass sie für eine praktische Anwendung akzeptierbar wäre. Wenn der Toner in einem Anteil von mehr als 9 Masse% vorhanden ist, können in stärkerem Ausmaß Schleier und Verstreuen von Toner im Gerät auftreten, so dass die Nutzungsdauer des Entwicklers verkürzt wird.
Der mittlere Teilchendurchmesser des Tonerträgers kann unter Anwendung eines handelsüblichen Teilchengrößenverteilungs-Trockenmesssystems gemessen werden. Im Einzelnen wird ein Trockendispergiergerät (RODOS, hergestellt von Nippon Denshi K.K.) an einem mit Laserbeugung arbeitenden Teilchengrößenverteilungs- Messgerät (HEROS, hergestellt von Nippon Denshi K.K.) angebracht. Proben werden dreimal unter der Bedingung eines Dispergierdrucks von 3,0 bar gemessen, und der Mittelwert der 50-% -Teilchendurchmesser auf Basis der auf das Volumen bezogenen Verteilung wird als mittlerer Teilchendurchmesser angesehen.
Das Bilderzeugungsverfahren, bei dem der Toner der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 7 veranschaulicht schematisch ein Bilderzeugungsgerät, mit dem das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.
Der Hauptkörper des Bilderzeugungsgeräts ist mit einer ersten Bilderzeugungseinrichtung Pa, einer zweiten Bilderzeugungseinrichtung Pb, einer dritten Bilderzeugungseinrichtung Pc und einer vierten Bilderzeugungseinrichtung Pd, die nebeneinander angeordnet sind, ausgestattet, und auf einem Übertragungs-Bildempfangsmedium werden durch die Verfahrensschritte der Latentbilderzeugung, der Entwicklung und der Übertragung Bilder mit jeweils verschiedener Farbe erzeugt.
Die einzelnen Bilderzeugungseinrichtungen, die in dem Bilderzeugungsgerät nebeneinander angeordnet sind, sind jeweils in der nachstehend beschriebenen Weise aufgebaut, wobei die in Fig. 8 gezeigte erste Bilderzeugungseinrichtung Pa als Beispiel genommen wird.
Die erste Bilderzeugungseinrichtung Pa hat als Latentbildträgerelement eine elektrophotographische lichtempfindliche Trommel 1a. Diese lichtempfindliche Trommel 1a wird unter Umdrehung in der Richtung eines Pfeils a bewegt. Bezugszahl 2a bezeichnet eine Primäraufladevorrichtung, die als Aufladeeinrichtung dient, wobei eine Aufladewalze angewendet wird, die mit der lichtempfindlichen Trommel 1a in Kontakt ist. Bezugszahl 17a bezeichnet einen Polygonspiegel, durch den unter Umdrehung eine Abtastung mit Laserlicht durchgeführt wird und der als Latentbilderzeugungseinrichtung für die Erzeugung eines elektrostatischen Latentbildes auf der lichtempfindlichen Trommel 1a dient, deren Oberfläche mittels der Primäraufladevorrichtung 2a gleichmäßig aufgeladen worden ist. Bezugszahl 3a bezeichnet eine Entwicklungsvorrichtung als Entwicklungseinrichtung für die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes, das auf der lichtempfindlichen Trommel 1a gehalten bzw. getragen wird, zur Erzeugung eines Farbtonerbildes, das einen Farbtoner enthält. Bezugszahl 4a bezeichnet eine Übertragungsrakel als Übertragungseinrichtung für die Übertragung des an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1a erzeugten Farbtonerbildes auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums 6, das als Übertragungs-Bildempfangsmedium dient und durch ein bandförmiges Aufzeichnungsmedium-Trägerelement 8 befördert wird. Diese Übertragungsrakel 4a kommt mit der Rückseite des Aufzeichnungsmedium-Trägerelements 8 in Berührung und kann eine Übertragungsvorspannung anlegen.
Bezugszahl 21a bezeichnet eine Löschbelichtungsvorrichtung, die als Ladungsentfernungseinrichtung zur Entfernung elektrostatischer Ladungen von der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1a dient.
In dieser ersten Bilderzeugungseinrichtung Pa wird ein lichtempfindliches Element in Form der lichtempfindlichen Trommel 1a durch die Primäraufladevorrichtung 2a gleichmäßig aufgeladen, und danach wird auf dem lichtempfindlichen Element durch die Latentbilderzeugungseinrichtung 17a das elektrostatische Latentbild erzeugt. Das elektrostatische Latentbild wird durch die Entwicklungsvorrichtung 3a unter Verwendung eines Farbtoners entwickelt. Das auf diese Weise durch Entwicklung erzeugte Tonerbild wird auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 6 übertragen, indem von der Übertragungsrakel 4a, die mit der Rückseite des das Aufzeichnungsmedium 6 befördernden bandförmigen Aufzeichnungsmedium-Trägerelements 8 in Berührung kommt, bei einer ersten Übertragungszone (an der Stelle, wo das lichtempfindliche Element und das Aufzeichnungsmedium in Kontakt kommen) eine Übertragungsvorspannung angelegt wird.
Der Farbtoner, der auf dem lichtempfindlichen Element vorhanden ist, kann durch eine Reinigungseinrichtung wie z.B. eine Reinigungsrakel, die mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Berührung gebracht wird, von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements entfernt werden, wird jedoch während der Entwicklung durch die Entwicklungseinrichtung gesammelt. Auf diese Weise wird das lichtempfindliche Element, auf dem der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner vorhanden ist, durch die Löschbelichtungsvorrichtung 21a von elektrostatischen Ladungen befreit, und das vorstehend erwähnte Bilderzeugungsverfahren wird wieder durchgeführt.
In dem Bilderzeugungsgerät sind die zweite Bilderzeugungseinrichtung Pb, die dritte Bilderzeugungseinrichtung Pc und die vierte Bilderzeugungseinrichtung Pd, die in derselben Weise wie die erste Bilderzeugungseinrichtung Pa aufgebaut sind, jedoch verschiedene Farbtoner haben, die in den Entwicklungsvorrichtungen aufbewahrt werden, nebeneinander angeordnet, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Beispielsweise wird in der ersten Bilderzeugungseinrichtung Pa ein magentafarbener Toner verwendet, wird in der zweiten Bilderzeugungseinrichtung Pb ein cyanfarbener Toner verwendet, wird in der dritten Bilderzeugungseinrichtung Pc ein gelber Toner verwendet und wird in der vierten Bilderzeugungseinrichtung Pd ein schwarzer Toner verwendet, und die jeweiligen Farbtoner werden bei den Übertragungszonen der jeweiligen Bilderzeugungseinrichtungen nacheinander auf das Aufzeichnungsmedium übertragen. Währenddessen werden die jeweiligen Farbtoner während einer einmaligen Bewegung des Aufzeichnungsmediums auf demselben Aufzeichnungsmedium übereinandergelagert, wobei eine Aufeinanderpassung erfolgt. Nach Beendigung der Übertragung wird das Aufzeichnungsmedium 6 durch eine Abtrennungs-Aufladevorrichtung 14 von der Oberfläche des Aufzeichnungsmedium-Trägerelements 8 abgetrennt und dann durch eine Beförderungseinrichtung wie z.B. ein Förderband einer Fixiervorrichtung 7 zugeführt, wo durch nur einmaliges Fixieren ein fertiges Vollfarbenbild erzeugt wird.
Die Fixiervorrichtung 7 hat eine Fixierwalze 71 und eine Presswalze 72, die gepaart sind. Die Fixierwalze 71 und die Presswalze 72 haben im Inneren jeweils eine Heizeinrichtung 75 bzw. 76. Die Bezugszahlen 73 und 74 bezeichnen jeweils eine Hahn für die Entfernung etwaiger Flecke, die auf der Fixierwalze und der Presswalze vorhanden sind; und 77 bezeichnet eine Auftragwalze, die als Ölauftrageinrichtung zum Auftragen eines Trennöls 78 wie z.B. Siliconöl auf die Oberfläche der Fixierwalze 71 dient.
Die unfixierten Farbtonerbilder, die auf das Aufzeichnungsmedium 6 übertragen worden sind, werden durch den Presskontaktbereich zwischen der Fixierwalze 71 und der Presswalze 72 hindurchgehen gelassen, woraufhin sie durch die Wirkung von Wärme und Druck an dem Aufzeichnungsmedium 6 fixiert werden.
In Fig. 7 ist das Aufzeichnungsmedium-Trägerelement 8 ein endloses, bandförmiges Element. Dieses bandförmige Element wird durch eine Antriebswalze 16 in der Richtung eines Pfeils e bewegt. Bezugszahl 9 bezeichnet eine Förderband-Reinigungsvorrichtung; 11 eine mitlaufende Spannrolle für das Band und 12 eine Ladungslöscheinrichtung für das Band. Bezugszahl 13 bezeichnet ein Paar widerstandsfähige Walzen für die Beförderung des in dem Aufzeichnungsmediumbehälter 60 aufbewahrten Aufzeichnungsmediums 6 zu dem Aufzeichnungsmedium-Trägerelement 8. Bezugszahl 17 bezeichnet einen Polygonspiegel. Durch diesen Polygonspiegel wird eine Abtastung mit Laserlicht durchgeführt, das von einer Lichtquellenvorrichtung (nicht gezeigt) emittiert wird, wobei das Abtastlicht, dessen Lichtstrom durch einen reflektierenden Spiegel einer Richtungsänderung unterzogen worden ist, durch eine fθ-Linse auf die Erzeugende der lichtempfindlichen Trommel ausgestrahlt wird, wodurch Bildsignalen entsprechende Latentbilder erzeugt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann als Aufladeeinrichtung für die Primäraufladung des lichtempfindlichen Elements im Einblick auf den Vorteil, dass die während der Aufladung erzeugte Ozonmenge beschränkt werden kann, vorzugsweise ein Kontaktaufladeelement wie z.B. eine Walze, eine Rakel oder eine Magnetbürste angewendet werden, die die Aufladung in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element durchführt. Es kann auch ein kontaktfreies Aufladeelement wie z.B. eine Koronaaufladevorrichtung angewendet werden, die die Aufladung ohne Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element durchführt.
Als Übertragungseinrichtung kann die Übertragungsrakel, die mit der Rückseite des Aufzeichnungsmedium-Trägerelements in Berührung kommt, durch eine Kontaktübertragungseinrichtung wie z.B. eine Übertragungswalze ersetzt werden, die mit der Rückseite des Aufzeichnungsmedium-Trägerelements in Kontakt kommt und direkt eine Übertragungsvorspannung anlegen kann.
Die vorstehend erwähnte Kontaktübertragungseinrichtung kann auch durch eine kontaktfreie Übertragungseinrichtung ersetzt werden, die die Übertragung durchführt, indem von einer üblicherweise angewandten Koronaaufladevorrichtung, die ohne Kontakt mit der Rückseite des Aufzeichnungsmedium-Trägerelements angeordnet ist, eine Übertragungsvorspannung angelegt wird.
Im Hinblick auf den Vorteil, dass die während der Aufladung erzeugte Ozonmenge beschränkt werden kann, ist jedoch die Anwendung der Kontaktübertragungseinrichtung vorzuziehen.
Bei dem vorstehend erwähnten Bilderzeugungsgerät wird ein Bilderzeugungsverfahren des Typs angewendet, bei dem das Tonerbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, ohne Anwendung eines Zwischenübertragungselements direkt auf das Aufzeichnungsmedium übertragen wird.
Ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem das Tonerbild, das auf dem Latentbildträgerelement erzeugt worden ist, erstens auf ein Zwischenübertragungselement übertragen wird und das Tonerbild, das auf das Zwischenübertragungselement übertragen worden ist, zweitens auf das Aufzeichnungsmedium übertragen wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in Fig. 9 gezeigtes Bilderzeugungsgerät beschrieben.
Bei dem in Fig. 9 gezeigten Gerät wird durch eine Aufladewalze 142, die derart angeordnet ist, dass sie einer lichtempfindlichen Trommel 141, die als Latentbildträgerelement dient, gegenüberliegt, und die sich in Kontakt mit der Trommel 141 dreht, bewirkt, dass die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 141 ein Oberflächenpotenzial hat, und durch eine Belichtungseinrichtung 143 werden elektrostatische Latentbilder erzeugt. Die elektrostatischen Latentbilder werden durch Belichtungseinrichtungen 144, 145, 146 und 147, bei denen vier Farbtoner, und zwar ein magentafarbener Toner, ein cyanfarbener Toner, ein gelber Toner und ein schwarzer Toner, verwendet werden, entwickelt, wodurch Tonerbilder erzeugt werden. Die Tonerbilder werden für jede Farbe auf ein Zwischenübertragungselement 148 übertragen, das heißt, es werden mehrmals wiederholt Tonerbilder übertragen, so dass ein mehrfaches Tonerbild erzeugt wird.
Als Zwischenübertragungselement 148 wird ein Trommelelement angewendet, wobei ein Tronnelelement, auf dessen Umfang ein Tonerbild-Trägerelement aufgeklebt worden ist, oder ein Trommelelement, das aus einem Substrat und einem darauf befindlichen Leitfähigkeit erteilenden Element wie z.B. einer elastischen Schicht (z.B. aus Butadien-Acrylnitril-Kautschuk), in der Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid, Siliciumcarbid oder Titanoxid gut dispergiert worden ist, besteht, angewendet werden kann. Es kann auch ein bandförmiges Zwischenübertragungselement angewendet werden.
Das Zwischenübertragungselement 148 kann vorzugsweise aus einer elastischen Schicht 150 mit einer Härte von 10 bis 50 Grad (JIS K6301) gebildet sein oder im Fall eines Zwischenübertragungsbandes aus einem Trägerteil 155 gebildet sein, das in dem Übertragungsbereich, wo Tonerbilder bei der zweiten Übertragung auf das Aufzeichnungsmedium übertragen werden, eine elastische Schicht 150 mit dieser Härte hat.
Zur Übertragung von Tonerbildern von der lichtempfindlichen Trommel 141 auf das Zwischenübertragungselement 148 wird an einen Metallkern 155, der als Trägerteil des Zwischenübertragungselements 148 dient, von einer Stromquelle 149 eine Vorspannung angelegt, so dass Übertragungsströme erzeugt werden und die Tonerbilder übertragen werden. Es kann eine Koronaentladung von der Rückseite des Tonerbild-Trägerelements oder des Bandes her oder eine Aufladung mittels einer Walze angewendet werden.
Das mehrfache Tonerbild, das sich auf dem Zwischenübertragungselement 148 befindet, wird durch eine Übertragungseinrichtung 151 auf einmal auf das Aufzeichnungsmedium 5 übertragen. Als Übertragungseinrichtung kann eine Koronaaufladevorrichtung oder eine elektrostatische Kontaktübertragungseinrichtung, bei der von einer Übertragungswalze oder einem Übertragungsband Gebrauch gemacht wird, angewendet werden.
Das Aufzeichnungsmedium S mit dem Tonerbild wird einer Heißfixiervorrichtung, die eine als Fixierelement dienende Fixierwalze 157 mit einem Heizelement 156 in ihrem Inneren und eine Presswalze 158, die mit dieser Fixierwalze 157 in Kontakt kommt, hat, zugeführt und wird durch einen Kontaktspalt zwischen der Fixierwalze 157 und der Presswalze 158 hindurchgehen gelassen, so dass das Tonerbild an dem Aufzeichnungsmedium S fixiert wird.
Der Aufbau einer Entwicklungsvorrichtung, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ein Kontaktentwicklungssystem oder ein kontaktfreies Sprungentwicklungssystem angewandt werden, wobei das erstere ein System ist, bei dem ein Entwickler, der auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, in der Entwicklungszone mit der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements in Kontakt gebracht wird, und das letztere ein System ist, bei dem bewirkt wird, dass ein Entwickler, der auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, in der Entwicklungszone von dem Entwicklerträgerelement zu der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements fliegt, wobei dieses Entwicklerträgerelement derart angeordnet ist, dass ein Zwischenraum gelassen wird, der bewirken kann, dass das lichtempfindliche Element und eine Entwicklerschicht nicht miteinander in Kontakt kommen.
Das Kontaktentwicklungssystem kann ein Entwicklungsverfahren, bei dem von dem Zweikomponentenentwickler, der einen Toner und einen Tonerträger hat, Gebrauch gemacht wird, und ein Entwicklungsverfahren, bei dem von dem Einkomponentenentwickler Gebrauch gemacht wird, einschließen.
Bei dem Zweikomponenten-Kontaktentwicklungsverfahren kann ein Zweikomponentenentwickler, der einen Toner und einen magnetischen Tonerträger hat, z.B. in einer Entwicklungsvorrichtung 120, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist, verwendet werden, um eine Entwicklung durchzuführen.
Die Entwicklungsvorrichtung 120 hat einen Entwicklerbehälter 126 zum Aufbewahren eines Zweikomponentenentwicklers 128, einen Entwicklungszylinder 121 als Entwicklerträgerelement, auf dem der Zweikomponentenentwickler 128, der in dem Entwicklerbehälter 126 aufbewahrt wird, zu tragen und zu der Entwicklungszone zu befördern ist, und eine Entwicklungsrakel 127 als Entwicklerschichtdicken-Reguliereinrichtung zum Regulieren der Schichtdicke einer Tonerschicht, die auf dem Entwicklungszylinder 121 gebildet wird.
Der Entwicklungszylinder 121 ist im Inneren seines nichtmagnetischen Entwicklungszylindersubstrats 122 mit einem Magneten 123 ausgestattet.
Der Innenraum des Entwicklerbehälters 126 ist durch eine Trennwand 130 in eine Entwicklungskammer (erste Kammer) R1 und eine Rührerkammer (zweite Kammer) R2 aufgeteilt. Am Oberteil der Rührerkammer R2 ist an der anderen Seite der Trennwand 130 eine Toneraufbewahrungskammer R3 gebildet. Der Entwickler 128 wird in der Entwicklungskammer R1 und der Rührerkammer R2 aufbewahrt, und ein Nachfülltoner (nichtmagnetischer Toner) 129 wird in der Toneraufbewahrungskammer R3 aufbewahrt. Die Toneraufbewahrungskammer R3 ist mit einer Zuführungsöffnung 131 ausgestattet, so dass der Nachfülltoner 129 durch die Zuführungsöffnung 131 in einer dem Tonerverbrauch entsprechenden Menge in kleinen Portionen in die Rührerkammer R2 eingeführt wird.
In der Entwicklungskammer R1 ist eine Förderschnecke 124 angeordnet. Während die Förderschnecke 124 unter Umdrehung angetrieben wird, wird der Entwickler 128, der in der Entwicklungskammer R1 aufbewahrt wird, in der Längsrichtung des Entwicklungszylinders 121 befördert. Desgleichen ist in der Rührerkammer R2 eine Förderschnecke 125 angeordnet, und während die Förderschnecke 125 gedreht wird, wird der Toner, der aus der Zuführungsöffnung 131 in die Rührerkammer R2 gefallen ist, in der Längsrichtung des Entwicklungszylinders 121 befördert.
Der Entwickler 128 ist ein Zweikomponentenentwickler, der aus einem nichtbuagnetischen Toner und einem magnetischen Tonerträger besteht.
Der Entwicklerbehälter 126 ist bei seinem an eine lichtempfindliche Trommel 119 angrenzenden Teil mit einer Öffnung versehen, und der Entwicklungszylinder 121 ragt nach außen aus der Öffnung heraus, wobei zwischen dem Entwicklungszylinder 121 und der lichtempfindlichen Trommel 119 ein Zwischenraum gebildet wird. Der Entwicklungszylinder 121, der aus einem nichtmagnetischen Material gebildet ist, ist mit einer Einrichtung 132 zum Anlegen einer Vorspannung ausgestattet.
Die Magnetwalze, die als Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds dient und innerhalb des Entwicklungszylindersubstrats 122 befestigt ist, nämlich ein Magnet 123, hat einen Entwicklungs-Magnetpol S1, einen Magnetpol N3, der sich stromabwärts von S1 befindet, und Magnetpole N2, S2 und N1 für die Beförderung des Entwicklers 128. Der Magnet 123 ist derart im Inneren des Entwicklungszylindersubstrats 122 angeordnet, dass der Entwicklungs-Magnetpol S1 der lichtempfindlichen Trommel 119 gegenüberliegt. Der Entwicklungs-Magnetpol S1 erzeugt in der Nachbarschaft der Entwicklungszone, die zwischen dem Entwicklungszylinder 121 und lichtempfindlichen Trommel 119 abgegrenzt ist, ein Magnetfeld, wo durch das Magnetfeld eine Magnetbürste gebildet wird.
Die Entwicklerregulierrakel 127, die oberhalb des Entwicklungszylinders 121 angeordnet ist, um die Schichtdicke des Entwicklers 128 auf dem Entwicklungszylinder 121 einzustellen, ist aus einem nichtmagnetischen Material wie z.B. Aluminium oder Edelstahl (SUS 316) hergestellt. Der Abstand A zwischen einem Ende der nichtmagnetischen Rakel 127 und der Oberfläche des Entwicklungszylinders 121 beträgt 300 bis 1000 um und vorzugsweise 400 bis 900 um. Wenn dieser Abstand kleiner als 300 um ist, kann der magnetische Tonerträger zwischen ihnen eingeklemmt bzw. festgehalten werden, so dass die Entwicklerschicht leicht ungleichmäßig gemacht wird und außerdem die Entwicklermenge, die für die Durchführung einer guten Entwicklung notwendig ist, nicht auf den Entwicklungszylinder aufgetragen werden kann, wodurch das Problem herbeigeführt wird, dass nur entwickelte Bilder mit einer niedrigen Bilddichte und viel Ungleichmäßigkeit erhalten werden können. Um ein ungleichmäßiges Auftragen (eine so genannte Rakelverstopfung) wegen unzulässiger Teilchen, die in dem Entwickler enthalten sind, zu verhindern, kann der Abstand vorzugsweise 400 um oder mehr betragen. Wenn der Abstand mehr als 1000 ja beträgt, nimmt die Menge des auf den Entwicklungszylinder 121 aufgetragenen Entwicklers zu, so dass die erwünschte Regulierung der Entwicklerschichtdicke nicht erlaubt wird, wodurch die Probleme herbeigeführt werden, dass die magnetischen Tonerträgerteilchen in einer großen Menge an der lichtempfindlichen Trommel 119 anhaften und ferner die Umwälzung des Entwicklers und die Regulierung des Entwicklers durch die nichtmagnetische Rakel 127 unwirksam werden können, so dass wegen mangelhafter triboelektrischer Aufladung des Toners leicht eine Schleierbildung verursacht wird.
Die Entwicklung durch diese Zweikomponenten-Entwicklungsvorrichtung 120 kann vorzugsweise während des Anlegens eines elektrischen Wechselfeldes und in einem derartigen Zustand durchgeführt werden, dass eine Magnetbürste, die aus dem Toner und dem magnetischen Tonerträger gebildet wird, mit dem Latentbildträgerelement (z.B. einer lichtempfindlichen Trommel) 119 in Berührung kommt. Der Abstand B zwischen dem Entwicklerträgerelement (Entwicklungszylinder) 121 und der lichtempfindlichen Trommel 119 (Abstand zwischen S-D) kann vorzugsweise 100 bis 1000 um betragen. Dies ist erwünscht, um ein Anhaften von Tonerträger zu verhindern und die Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten zu verbessern. Wenn B kleiner ist (d. h. wenn der Abstand enger ist) als 100 um, besteht die Neigung, dass der Entwickler in ungenügendem Maße zugeführt wird, was zu einer niedrigen Bilddichte führt. Wenn der Abstand B größer als 1000 ja ist, können sich die magnetischen Kraftlinien von dem Magnetpol S1 verbreitern, wodurch bewirkt wird, dass die Magnetbürste eine niedrige Dichte hat, was zu einer mangelhaften Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten führt, oder die Bindekraft des Tonerträgers geschwächt wird, so dass leicht ein Anhaften von Tonerträger verursacht wird.
Das elektrische Wechselfeld kann vorzugsweise mit einer Spitze- Spitze-Spannung von 500 bis 5000 V und einer Frequenz von 500 bis 10.000 Hz und vorzugsweise von 500 bis 3000 Hz angelegt werden, wobei diese jeweils unter zweckmäßiger Auswahl angewandt werden können. In diesem Fall kann die angewandte Wellenform aus der Dreieckwellenform, der Rechteckwellenform, der Sinuswellenform oder einer Wellenform mit einem veränderlichen Tastverhältnis ausgewählt werden. Wenn die angelegte Spannung niedriger als 500 V ist, kann eine ausreichende Bilddichte schwer erreicht werden und kann Toner, der bei Nicht-Bildbereichen Schleier bildet, in einigen Fällen nicht gut gesammelt werden. Wenn sie höher als 5000 V ist, kann das Latentbild durch die Magnetbürste gestört werden, wodurch eine Verminderung der Bildqualität verursacht wird.
Die Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers mit einem gut aufgeladenen Toner erlaubt das Anlegen einer niedrigen Schleierwegnahmespannung (Vback) und erlaubt eine niedrige Aufladung des lichtempfindlichen Elements bei seiner Primäraufladung, so dass bewirkt werden kann, dass das lichtempfindliche Element eine längere Lebensdauer hat. Der Vback-Wert, der von dem Entwicklungssystem abhängen kann, kann vorzugsweise 150 V oder weniger und insbesondere 100 V oder weniger betragen.
Als Kontrastpotenzial kann vorzugsweise ein Potenzial von 200 V bis 500 V angewandt werden, damit eine ausreichende Bilddichte erzielt werden kann.
Wenn die Frequenz niedriger als 500 Hz ist, können in den Tonerträger - auch in Abhängigkeit von der Betriebsgeschwindigkeit - elektrische Ladungen injiziert werden, so dass ein Anhaften von Tonerträger auftreten kann oder Latentbilder gestört werden können, wodurch eine Verminderung der Bildqualität verursacht wird. Wenn sie höher als 10.000 Hz ist, kann der Toner dem elektrischen Feld nicht nachfolgen, so dass leicht eine Verminderung der Bildqualität verursacht wird.
Um eine Entwicklung durchzuführen, die eine ausreichende Bilddichte verspricht und bei der eine ausgezeichnete Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten erzielt wird und kein Anhaften von Tonerträger auftritt, kann vorzugsweise bewirkt werden, dass die Magnetbürste auf dem Entwicklungszylinder 121 mit der lichtempfindlichen Trommel 119 in einer Breite (Entwicklungsspalt C) von 3 bis 8 mm in Berührung kommt. Wenn der Entwicklungsspalt C schmäler als 3 mm ist, kann es schwierig sein, einer ausreichenden Bilddichte und der Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten in zufriedenstellendem Maße zu genügen. Wenn er breiter als 8 mm ist, kann der Entwickler in dem Spalt zusammenbacken, so dass ein Betriebsstillstand des Geräts verursacht wird, oder kann eine zufriedenstellende Verhinderung des Anhaftens von Tonerträger schwierig sein. Als Verfahren zur Einstellung des Entwicklungsspaltes C kann die Spaltbreite zweckmäßig eingestellt werden, indem der Abstand A zwischen der Entwicklerregulierrakel 127 und dem Entwicklungszylinder 121 eingestellt wird oder indem der Abstand B zwischen dem Entwicklungszylinder 121 und der lichtempfindlichen Trommel 119 eingestellt wird.
Der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner auf dem lichtempfindlichen Element wird während der Entwicklung durch die Magnetbürste, die aus dem Toner und dem Tonerträger gebildet ist, gesammelt.
Bei dem Einkomponenten-Kontaktentwicklungsverfahren kann z. B. bei einer Entwicklungsvorrichtung 80, wie sie in Fig. 11 gezeigt ist, ein nichtmagnetischer Toner angewendet werden, um die Entwicklung durchzuführen.
Die Entwicklungsvorrichtung 80 hat einen Entwicklerbehälter 81 zum Aufbewahren eines Einkomponentenentwicklers 88 mit einem magnetischen oder nichtmagnetischen Toner, ein Entwicklerträgerelement 82, das dazu dient, den Einkomponentenentwickler 88, der in dem Entwicklerbehälter 81 aufbewahrt wird, darauf zu tragen und zu der Entwicklungszone zu befördern, eine Zuführungswalze 85 für die Zuführung des Entwicklers zu dem Entwicklerträgerelement, eine elastische Rakel 86 als Regulierelement zur Regulierung der Schichtdicke einer auf dem Entwicklerträgerelement gebildeten Entwicklerschicht und ein Rührelement 87 zum Rühren des in dem Entwicklerbehälter 81 aufbewahrten Entwicklers 88.
Als Entwicklerträgerelement 82 kann vorzugsweise eine elastische Walze verwendet werden, die eine elastische Schicht 84 hat, die aus einem Elastizität zeigenden Gummi wie z.B. Silicongummi gebildet ist oder aus einem elastischen Element wie z.B. einem Harz gebildet ist.
Diese elastische Walze 82 kommt mit der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements (Trommel) 89, das als Latentbildträgerelement dient, in Presskontakt und wirkt derart, dass ein elektrostatisches Latentbild, das auf dem lichtempfindlichen Element erzeugt worden ist, durch die Verwendung des Einkomponentenentwicklers 88, der auf die Oberfläche der elastischen Walze aufgetragen ist, entwickelt wird, und sammelt auch nicht benötigten Einkomponentenentwickler 88, der nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element vorhanden ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt das Entwicklerträgerelement im wesentlichen mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt. Dies bedeutet, dass das Entwicklerträgerelement mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommt, wenn der Einkomponentenentwickler von dem Entwicklerträgerelement entfernt wird. Hierbei können mit Hilfe eines elektrischen Feldes, das zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Entwicklerträgerelement durch den Entwickler hindurch wirkt, Bilder erzeugt werden, die frei von einem Randeffekt sind, wobei gleichzeitig die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gereinigt wird. Die Oberfläche oder die nähere Umgebung der Oberfläche der elastischen Walze, die als Entwicklerträgerelement dient, muss ein Potenzial haben, damit das elektrische Feld zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und der Oberfläche der elastischen Walze vorhanden ist. Somit kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem der Widerstand des elastischen Gummis der elastischen Walze derart eingestellt wird, dass er in einem mittelhohen Widerstandsbereich liegt, damit das elektrische Feld aufrechterhalten wird, während verhindert wird, dass zwischen dem Gummi und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements eine Leitung erfolgt, oder bei dem auf der Oberflächenschicht einer leitfähigen Walze eine dünne dielektrische Schicht angeordnet wird. Es ist auch möglich, dass ein Entwicklungszylinder aus leitfähigem Harz angewendet wird, der aus einer leitfähigen Walze besteht, die an ihrer mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt kommenden Außenseite mit einem Isolationsmaterial beschichtet ist, oder ein isolierender Entwicklungszylinder angewendet wird, der derart aufgebaut ist, dass an seiner Innenseite, die nicht mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt kommt, eine leitfähige Schicht angeordnet ist.
Diese elastische Walze, die den Einkomponentenentwickler trägt, kann in derselben Richtung wie die lichtempfindliche Trommel gedreht werden oder kann in der dazu entgegengesetzten Richtung gedreht werden. Wenn die elastische Walze in derselben Richtung wie die lichtempfindliche Trommel gedreht wird, kann sie mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht werden, die um mehr als 100% höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel. Wenn sie mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht wird, die um 100% oder weniger höher ist, kann in Bezug auf die Bildqualität das Problem auftreten, dass Linienbilder eine unzulängliche Schärfe haben. Je höher die Umfangsgeschwindigkeit ist, um so größer ist die Menge des Entwicklers, der der Entwicklungszone zugeführt wird, und um so häufiger haftet der Entwickler an den elektrostatischen Latentbildern an und wird er von ihnen abgetrennt. Auf diese Weise wird der Entwickler bei den Bereichen, wo er nicht benötigt wird, abgeschabt und wird der Entwickler den Bereichen, wo er benötigt wird, zugeführt; dies wird wiederholt, woraufhin Bilder erzeugt werden, die den elektrostatischen Latentbildern getreu sind. In einer mehr vorzuziehenden Weise kann die elastische Walze mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht werden, die um 100% oder mehr höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Tommel.
Das Regulierelement 86 zur Regulierung der Schichtdicke der Entwicklerschicht kann nicht auf die elastische Rakel eingeschränkt werden, solange es mit der Oberfläche des Entwicklerträgerelements 82 elastisch in Presskontakt kommen kann, und es kann durch eine elastische Walze ersetzt werden.
Die elastische Rakel oder elastische Walze kann aus einem gummielastischen Material wie z.B. Silicongummi, Polyurethangummi und NBR, einem elastischen Kunstharzmaterial wie z.B. Polyethylenterephthalat oder einem elastischen Metallelement wie z.B. Edelstahl oder Stahl, von denen irgendeines angewendet werden kann, bestehen. Es kann auch ein Verbundwerkstoff aus einigen dieser Materialien angewendet werden.
Im Fall der elastischen Rakel ist die elastische Rakel am oberen seitlichen Rand ihres Trägerabschnitts an der Seite des Entwicklerbehälters befestigt und derart angeordnet, dass ihre Rakelinnenflächenseite (oder ihre Außenflächenseite im Fall der entgegengesetzten Richtung) an ihrer unteren Rand- bzw. Kantenseite unter einem geeigneten elastischen Druck in einem derartigen Zustand mit der Oberfläche des Entwicklungszylinders in Berührung gebracht wird, dass sie in derselben Richtung wie die Drehung des Entwicklungszylinders oder in entgegengesetzter Richtung gegen die Elastizität der Rakel abgebogen wird.
Eine Zuführungswalze 85 besteht aus einem Schaumstoff wie z.B. Polyurethanschaum und wird in Bezug auf das Entwicklerträgerelement mit einer Relativgeschwindigkeit, die nicht gleich Null ist, in derselben Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung gedreht, so dass der Einkomponentenentwickler dem Entwicklerträgerelement zugeführt werden kann und ferner der Entwickler, der nach der Übertragung auf dem Entwicklerträgerelement zurückgeblieben ist, (der Entwickler, der nicht an der Entwicklung teilgenommen hat) weggenommen werden kann.
Wenn das elektrostatische Latentbild, das sich auf dem lichtempfindlichen Element befindet, durch Verwendung des Einkomponentenentwicklers, der auf dem Entwicklerträgerelement getragen wird, entwickelt wird, kann in der Entwicklungszone zur Durchführung der Entwicklung zwischen dem Entwicklerträgerelement und dem lichtempfindlichen Element (Trommel) vorzugsweise eine Gleichstrom- und/oder eine Wechselstrom-Entwicklungsvorspannung angelegt werden.
Nachstehend wird das kontaktfreie Sprungentwicklungssystem beschrieben.
Das kontaktfreie Sprungentwicklungssystem kann ein Entwicklungsverfahren einschließen, bei dem von einem Einkomponentenentwickler mit einem magnetischen Toner oder einem nichtaagnetischen Toner Gebrauch gemacht wird.
Hierin wird das Entwicklungsverfahren, bei dem von einem nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler mit einem nichtmagnetischen Toner Gebrauch gemacht wird, unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung seines Aufbaus, wie er in Fig. 12 gezeigt ist, beschrieben.
Eine Entwicklungsvorrichtung 170 hat einen Entwicklerbehälter 171 zum Aufbewahren des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers 176 mit einem nichtmagnetischen Toner, ein Entwicklerträgerelement 172, das dazu dient, den nichtaagnetischen Einkomponentenentwickler 176, der in dem Entwicklerbehälter 171 aufbewahrt wird, darauf zu tragen und zu der Entwicklungszone zu befördern, eine Zuführungswalze 173 für die Zuführung des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers zu dem Entwicklerträgerelement, eine elastische Rakel 174 als Regulierelement zur Regulierung der Schichtdicke einer auf dem Entwicklerträgerelement gebildeten Entwicklerschicht und ein Rührelement 175 zum Rühren des in dem Entwicklerbehälter 171 aufbewahrten nichtzumagnetischen Einkomponentenentwicklers 176.
Bezugszahl 169 bezeichnet ein Latentbildträgerelement für elektrostatische Latentbilder, auf dem durch eine elektrophotographische Verarbeitungseinrichtung oder eine elektrostatische Aufzeichnungseinrichtung (nicht gezeigt) Latentbilder erzeugt werden. Bezugszahl 172 bezeichnet einen Entwicklungszylinder, der als Entwicklerträgerelement dient und aus einem nichtaagnetischen Entwicklungszylinder besteht, der aus Aluminium oder Edelstahl hergestellt ist.
Der Entwicklungszylinder kann unter Verwendung eines unbehandelten Rohres aus Aluminium oder Edelstahl hergestellt werden und kann vorzugsweise hergestellt werden, indem Glasperlen darauf aufgestrahlt werden, um die Oberfläche gleichmäßig aufzurauen, indem seine Oberfläche hochglanzpoliert wird oder indem seine Oberfläche mit einem Harz beschichtet wird.
Der nichtmagnetische Einkomponentenentwickler 176 wird in dem Entwicklerbehälter 171 aufbewahrt und wird dem Entwicklerträgerelement 172 durch die Zuführungswalze 173 zugeführt. Die Zuführungswalze 173 besteht aus einem Schaumstoff wie z.B. Polyurethanschaum und wird in Bezug auf das Entwicklerträgerelement mit einer Relativgeschwindigkeit, die nicht gleich Null ist, in derselben Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung gedreht, so dass der Entwickler dem Entwicklerträgerelement zugeführt werden kann und ferner der Entwickler, der nach der Übertragung auf dem Entwicklerträgerelement 172 zurückgeblieben ist, (der Entwickler, der nicht an der Entwicklung teilgenommen hat) weggenommen werden kann. Der nichtmagnetische Einkomponentenentwickler, der dem Entwicklerträgerelement 172 zugeführt wird, wird durch die elastische Rakel 174, die als Regulierelement zur Regulierung der Schichtdicke der Entwicklerschicht dient, gleichmäßig und in einer dünnen Schicht darauf aufgetragen.
Es ist wirksam, dass das elastische Regulierelement unter einem Druck von 0,3 bis 25 kg/m und vorzugsweise 0,5 bis 12 kg/m als Lineardruck in der Richtung der Erzeugenden des Entwicklerträgerelements mit dem Entwicklerträgerelement in Berührung gebracht wird. Wenn der Berührungsdruck kleiner als 0,3 kg/m ist, ist ein gleichmäßiges Auftragen des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers schwierig, was zu einer breiten Ladungsmengenverteilung des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers führt, so dass Schleier oder schwarze Flecke um Linienbilder herum verursacht werden. Wenn dar Berührungsdruck größer als 25 kg/m ist, wird auf den nichtaagnetischen Einkomponentenentwickler ein hoher Druck ausgeübt, so dass eine Verschlechterung des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers und das Auftreten einer Zusammenballung des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers verursacht werden, weshalb so ein Druck nicht vorzuziehen ist, und er ist auch deshalb nicht vorzuziehen, weil zum Antrieb des Entwicklerträgerelements ein hohes Drehmoment erforderlich ist. Das heißt, die Einstellung des Berührungsdruckes auf 0,3 bis 25 kg/m ermöglicht eine wirksame Lockerung der Zusammenballung des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers und macht es möglich, einen verzögerungsfreien Anstieg der Ladungsmenge des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers zu bewirken.
Als Regulierelement zur Regulierung der Schichtdicke der Entwicklerschicht kann eine elastische Rakel oder eine elastische Walze angewandt werden, und es ist vorzuziehen, dass Regulierelemente angewandt werden, die aus einem Material der triboelektrischen Spannungsreihe hergestellt sind, das sich für eine elektrostatische Aufladung des Entwicklers auf die gewünschte Polarität eignet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird Silicongummi, Polyurethangummi oder Styrol-Butadien-Kautschuk bevorzugt. Es kann auch eine organische Harzschicht bereitgestellt werden, die aus einem Harz wie z.B. Polyamid, Polyimid, Nylon, Melamin, melaminvernetztem Nylon bzw. Polyamid, Phenolharz, Fluorkohlenstoffharz, Siliconharz, Polyesterharz, Urethanharz oder Styrolharz gebildet ist. Es kann ein leitfähiger Gummi oder ein leitfähiges Harz verwendet werden, und in dem Gummi oder Harz der elastischen Rakel können ferner ein Füllstoff wie z.B. Metalloxid, Ruß, anorganische Whiskers oder anorganische Fasern und ein Ladungssteuerungsmittel dispergiert sein. Dies ist vorzuziehen, weil der Rakel eine geeignete Leitfähigkeit und Aufladevermögen erteilt werden können und der nichtmagnetische Einkomponentenentwickler zweckmäßig aufgeladen werden kann.
Wenn der nichtmagnetische Einkomponentenentwickler bei diesem Entwicklungsverfahren in einer dünnen Schicht auf den Entwicklungszylinder aufgetragen wird, ist es zur Erzielung einer ausreichenden Bilddichte vorzuziehen, dass die Dicke des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers auf dem Entwicklungszylinder derart eingestellt wird, dass sie geringer ist als die Länge β des Zwischenraums an der Stelle, wo der Entwicklungszylinder dem Latentbildträgerelement gegenüberliegt, und dass bei diesem Zwischenraum ein elektrisches Wechselfeld angelegt wird. Im Einzelnen wird zwischen dem Entwicklungszylinder 172 und dem Latentbildträgerelement 169 durch eine in Fig. 12 gezeigte Vorspannungsstromquelle 177 ein elektrisches Wechselfeld oder eine Entwicklungsvorspannung angelegt, die erzeugt wird, indem einem elektrischen Wechselfeld ein elektrisches Gleichfeld überlagert wird. Dies erleichtert die Bewegung des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers von dem Entwicklungszylinder zu dem hatentbildträgerelement und erlaubt die Erzeugung von Bildern mit einer viel besseren Qualität.
Der Aufladeschritt für die Primäraufladung der Oberfläche des Latentbildträgerelements durch Anwendung des Kontaktaufladeelements, der bei dem vorstehend erwähnten Bilderzeugungsverfahren angewandt wird, wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird zur Primäraufladung der Oberfläche des Latentbildträgerelements durch Rontaktaufladung an ein lichtempfindliches Element, das an seiner Oberfläche eine Ladungsinjektionsschicht mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup8; bis 10¹&sup5; Ω·cm hat, eine Spannung angelegt, während das lichtempfindliche Element mit einem Kontaktaufladeelement in Kontakt gebracht wird, dessen spezifischer Volumenwiderstand in dem Fall, dass er durch dynamische Widerstandsmessung gemessen wird, die durchgeführt wird, indem das Kontaktaufladeelement mit einem leitfähigen Drehelementsubstrat in Kontakt gebracht wird, im Bereich eines angelegten elektrischen Feldes von 20 bis V1 (V/cm) im Bereich von 10&sup4; Ω·cm bis 10¹&sup0; Ω·cm liegt, wenn ein elektrisches Feld, das höher ist und zwischen VD - Vd /d und V /d liegt, als V1 (V/cm) angesehen wird. Hierbei ist V die an das Kontaktaufladeelement angelegte Spannung, VD das Potenzial an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zu dem Zeitpunkt, in dem die Oberfläche plötzlich in den Spalt bzw. die Berührungsstelle zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement hineinkommt, und d der Abstand zwischen dem Teil des Kontaktaufladeelements, an den Spannung angelegt wird, und dem lichtempfindlichen Element.
So ein Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem von dem Kontaktaufladeelement und dem lichtempfindlichen Element, wie sie vorstehend beschrieben wurden, Gebrauch gemacht wird, macht es möglich, dass die Spannung Vh bei Beginn der Aufladung klein gehalten wird und das lichtempfindliche Element derart aufgeladen wird, dass es ein elektrisches Aufladepotenzial hat, das so hoch ist wie fast 90% oder mehr der Spannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird. Wenn beispielsweise an das Kontaktaufladeelement eine Gleichspannung mit einem Absolutwert von 100 bis 2000 V angelegt wird, kann bewirkt werden, dass das elektrophotographische lichtempfindliche Element, das eine Ladungsinjektionsschicht hat, ein elektrisches Aufladepotenzial erhält, das 80% oder mehr oder sogar 90% oder mehr der angelegten Spannung beträgt. Im Gegensatz dazu beträgt das elektrische Aufladepotenzial eines lichtempfindlichen Elements, das durch herkömmliche Aufladung unter Ausnutzung von Entladung erzielt wird, fast 0 V, wenn die angelegte Spannung 640 V oder weniger beträgt. Wenn die angelegte Spannung oberhalb von 640 V liegt, wird bestenfalls nur ein elektrisches Aufladepotenzial erzielt, dessen Wert erhalten wird, indem von der angelegten Spannung 640 V abgezogen werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird somit ein Kontaktaufladeelement mit einem mittelhohen Widerstand angewendet, um das Auftreten einer Ableitung durch feinste Löcher bzw. Durchschlagstellen zu verhindern oder um zu verhindern, dass das Kontaktaufladeelement an dem lichtempfindlichen Element anklebt, und gleichzeitig wird an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements als Mittel zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Aufladung durch Ladungsinjektion bei dem lichtempfindlichen Element eine Ladungsinjektionsschicht zum Unterstützen der Injektion von Ladungen in das lichtempfindliche Element bereitgestellt. So ein Aufbau wird bevorzugt.
Die Ladungsinjektionsschicht kann eine Schicht sein, die aus einem Material besteht, das erhalten wird, indem lichtdurchlässige und leitfähige Teilchen derart in einem isolierenden Bindemittel dispergiert werden, dass es einen mittelhohen Widerstand hat, eine Schicht sein, die aus einem isolierenden Bindemittel besteht, das mit einem in hohem Maße lichtdurchlässigen Harz, das Ionenleitfähigkeit zeigt, vermischt oder copolymerisiert ist, oder eine Schicht sein, die nur aus einem Harz besteht, das einen mittelhohen Widerstand hat und Photoleitfähigkeit zeigt, wobei alle diese Schichten als verwendbar angesehen werden können. Die Ladungsinjektionsschicht, die aus irgendeiner dieser Schichten besteht, kann vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von etwa 10&sup8; bis 10¹&sup5; Ω·cm haben.
Mit dem Aufbau, der vorstehend beschrieben wurde, ist es möglich, sowohl eine Aufladung durch Ladungsinjektion zu erzielen, die bisher nur in dem Fall stattgefunden hat, dass das Kontaktaufladeelement einen spezifischen Widerstand von 10³ Ω·cm oder darunter hatte, als auch eine Ableitung durch feinste Löcher bzw. Durchschlagstellen zu verhindern, was nur in dem Fall erzielt werden konnte, dass es andererseits einen spezifischen Widerstand von 10&sup4; Ω·cm oder darüber hatte.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Kontaktaufladeelement, das mit dem lichtempfindlichen Element, das die Ladungsinjektionsschicht hat, in Kontakt kommt und die Aufladung durch Injektion von Ladungen durchführt, vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand haben, der in dem vorstehend erwähnten Bereich eines angelegten elektrischen Feldes von 20 bis V1 (V/cm) im Bereich von 10&sup4; Ω·cm bis 10¹&sup0; Ω·cm liegt, damit gleichzeitig eine gute Leistung bei der Aufladung durch Ladungsinjektion, die bisher nur in dem Fall stattgefunden hat, dass ein Kontaktaufladeelement mit einem niedrigen spezifischen Widerstand angewendet wurde, und eine Verhinderung der auf feinste Löcher bzw. Durchschlagstellen auf dem lichtempfindlichen Element zurückzuführenden Ableitung, die nicht erzielt werden konnte, wenn ein Kontaktaufladeelement mit einem niedrigen spezifischen Widerstand verwendet wurde, erzielt werden und auch eine ausreichende Potenzialkonvergenz erzielt wird.
Der spezifische Volumenwiderstand wird in einer Umgebung mit 23ºC/65% rel.F. gemessen.
Der spezifische Widerstand von Aufladeelementen variiert im allgemeinen in Abhängigkeit von den elektrischen Feldern, die an die Aufladeelemente angelegt werden. Im Einzelnen nimmt der spezifische Widerstand ab, wenn ein hohes elektrisches Feld angelegt wird, und nimmt er zu, wenn ein niedriges elektrisches Feld angelegt wird, so dass eine Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes von den elektrischen Feldern beobachtet wird.
In dem Fall, dass das lichtempfindliche Element durch Injektion von Ladungen in das lichtempfindliche Element aufgeladen wird, ist zu dem Zeitpunkt, in dem die aufzuladende Oberfläche des lichtempfindlichen Elements plötzlich in den Spalt bzw. die Berührungsstelle zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement (an der vom Kontaktaufladeelement aus gesehen stromaufwärts gelegenen Seite) hineingekommen ist, die Spannungsdifferenz zwischen dem elektrischen Aufladepotenzial der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements vor ihrem plötzlichen Hineinkommen in den Spalt und der Spannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, so groß, dass das Kontaktaufladeelement ein hohes angelegtes elektrisches Feld hat. Sobald die aufgeladene Oberfläche des lichtempfindlichen Elements jedoch durch den Spalt hindurchgegangen ist, werden in das lichtempfindliche Element Ladungen injiziert, und die Ladungen werden bei dem Spalt nach und nach gelöscht, so dass sich das Potenzial auf dem lichtempfindlichen Element nach und nach einem Wert von 0 V nähert und infolgedessen das elektrische Feld, das an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, entsprechend kleiner wird. Das heißt, es folgt daraus, dass das elektrische Feld, das im Schritt der Aufladung des lichtempfindlichen Elements an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, an der stromaufwärts gelegenen Seite und an der stromabwärts gelegenen Seite des Spaltbereichs des Kontaktaufladeelements verschieden ist und das elektrische Feld, das an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, an seiner stromaufwärts gelegenen Seite hoch und an seiner stromabwärts gelegenen Seite niedrig ist.
Somit beträgt in dem Fall, dass das lichtempfindliche Element einen Schritt der Löschung von Ladungen, z.B. einen Vorbelichtungsschritt, durchlaufen hat, bevor der Aufladeschritt durchgeführt wird, das Potenzial an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements während ihres plötzlichen Hineinkommens in den Spalt zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement im wesentlichen 0 V, so dass das angelegte elektrische Feld an der stromaufwärts gelegenen Seite im wesentlichen von der Spannung abhängt, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird. In dem Fall, dass so ein Schritt der Löschung von Ladungen nicht durchgeführt wird, hängt es jedoch von dar angelegten Spannung und von der Polarität während der Aufladung und der Übertragung ab, d.h. es hängt von dem Potenzial auf dem lichtempfindlichen Element nach der Übertragung und von der an das Kontaktaufladeelement angelegten Spannung ab.
Im Einzelnen ist, wenn in dem Fall, dass das lichtempfindliche Element durch Injektion von Ladungen in das lichtempfindliche Element aufgeladen wird, der spezifische Volumenwiderstand des Kontaktaufladeelements z.B. einen Wert hat, der in dem Bereich eines angelegten elektrischen Feldes von 0,3 · V /d (V/cm) oder darunter bei einer angelegten Spannung, die 30% der Spannung beträgt, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, 10¹&sup0; Ω·cm überschreitet, sogar dann, wenn er an einer bestimmten Stelle des angelegten elektrischen Feldes im Bereich von 10&sup4; Ω·cm bis 10¹&sup0; Ω·cm liegt, die Aufladung durch Ladungsinjektion an der stromabwärts gelegenen Seite des Spaltes bzw. der Berührungsstelle zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement in so hohem Maße ungenügend, dass die Aufladung zwar bis zu 70% der angelegten Spannung ohne weiteres erfolgt, jedoch die Ladungen der restlichen 30% nicht gut injiziert werden können. Eine Injektion der Ladungen in das lichtempfindliche Element ist somit schwierig, und das lichtempfindliche Element kann nicht auf das gewünschte Potenzial aufgeladen werden, was zu einer fehlerhaften bzw. mangelhaften Aufladung führt. Das heißt, dies bedeutet, dass der spezifische Volumenwiderstand beim Anlegen bzw. bei der Einwirkung eines niedrigen elektrischen Feldes die Leistung bei der Ladungsinjektion in das lichtempfindliche Element stark beeinflusst.
Es ist infolgedessen notwendig, dass das Kontaktaufladeelement angewendet wird, dessen spezifischer Volumenwiderstand in dem Fall, dass er durch dynamische Widerstandsmessung gemessen wird, die durchgeführt wird, indem das Kontaktaufladeelement mit einem leitfähigen Drehelementsubstrat in Kontakt gebracht wird, im Bereich eines angelegten elektrischen Feldes von 20 bis V1 (V/cm) im Bereich von 10&sup4; Ω·cm bis 10¹&sup0; W·cm liegt, wenn ein elektrisches Feld, das höher ist und zwischen V - VD /d und V /d liegt, als V1 (V/cm) angesehen wird. Auf dem lichtempfindlichen Element kann somit ein Potenzial erzielt werden, das der angelegten Spannung im wesentlichen äquivalent ist.
Wenn das Kontaktaufladeelement andererseits in dem angelegten elektrischen Feld bei der daran angelegten Spannung einen spezifischen Volumenwiderstand von weniger als 10&sup4; Ω·cm hat, können aus dem Kontaktaufladeelement in die Kratzer oder feinsten Löcher bzw. Durchschlagstellen, die an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erzeugt werden, übermäßige Ableitströme fließen, so dass eine mangelhafte Aufladung in den Umgebungen, eine Ausdehnung der feinsten Löcher bzw. Durchschlagstellen und eine mangelhafte Elektrisierung bzw. Aufladung des Kontaktaufladeelements verursacht werden. Da die Kratzer oder feinsten Löcher bzw. Durchschlagstellen an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements an der Oberfläche freiliegen, beträgt das Potenzial auf dem lichtempfindlichen Element 0 V, so dass das maximale angelegte elektrische Feld in Bezug auf das Kontaktaufladeelement von der Spannung abhängt, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird.
Das heißt, dass sogar die Einstellung des spezifischen Volumenwiderstandes des Kontaktaufladeelements im Bereich von 10&sup4; Ω·cm bis 10¹&sup0; Ω·cm an einer bestimmten Stelle des angelegten elektrischen Feldes zu einer mangelhaften Aufladung und einer schlechten Durchschlagfestigkeit führen kann.
Infolgedessen muss der spezifische Volumenwiderstand im Bereich eines angelegten elektrischen Feldes von 20 bis V1 (V/cm) im Bereich von 10&sup4; Ω·cm bis 10¹&sup0; Ω·cm liegen, wenn ein elektrisches Feld, das höher ist und zwischen i) dem angelegten elektrischen Feld, das von der Spannungsdifferenz zwischen dem Potenzial des lichtempfindlichen Elements an der stromaufwärts gelegenen Seite des Spalts bzw. der Berührungsstelle zwischen ihm und dem Kontaktaufladeelement und der an das Kontaktaufladeelement angelegten Spannung abhängt, und ii) dem angelegten elektrischen Feld, das von der an das Kontaktaufladeelement angelegten Spannung abhängt, wenn der Vorbelichtungsschritt durchgeführt wird oder an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements Kratzer oder feinste Löcher bzw. Durchschlagstellen vorhanden sind, liegt, als V1 (V/cm) angesehen wird. Der Abstand (d) zwischen dem Teil des Kontaktaufladeelements, an den Spannung angelegt wird, und dem lichtempfindlichen Element beträgt im Hinblick auf die Erzielung einer guten Aufladbarkeit vorzugsweise 300 um bis 800 um.
Je größer die Breite des Spaltes (der Berührungsstelle) zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement ist, um so größer ist die Kontaktfläche zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement und um so länger ist auch die Kontaktzeit. Infolgedessen werden Ladungen gut in den Oberflächenbereich des lichtempfindlichen Elements injiziert und wird das lichtempfindliche Element gut aufgeladen. Um auch in dem Fall, dass sich der Spalt verengt, eine ausreichende Ladungsinjektionsleistung zu erzielen, kann das Kontaktaufladeelement jedoch vorzugsweise im Bereich der darauf einwirkenden bzw. daran angelegten elektrischen Felder einen spezifischen Widerstand haben, dessen Bereich R1/R2 ≤ 1000 entspricht, wobei der maximale spezifische Widerstand und der minimale spezifische Widerstand, die den einwirkenden elektrischen Feldern zuzuschreiben sind, mit R1 bzw. R2 bezeichnet werden. Dies liegt daran, dass jeder Widerstandssprung im Schritt der Aufladung des lichtempfindlichen Elements bei dem Spalt bewirken kann, dass die Ladungsinjektion in das lichtempfindliche Element nicht nachfolgt, so dass die aufzuladende Oberfläche durch den Spalt hindurchgehen kann, ohne dass sie ausreichend aufgeladen wird.
Bei der Spannung, die an das Kontaktaufladeelement angelegt wird, kann die Ladung des Toners im Fall der Wechselstrom-Aufladung nicht ohne weiteres wirksam an die normale Ladungspolarität des Toners angepasst werden, und im Fall der Gleichstrom- Aufladung kann die Ladung des Toners zwar an die normale Ladungspolarität des Toners angepasst werden, jedoch besteht die Neigung, dass die Ladung des Toners zu hoch wird, so dass die Möglichkeit einer Beeinträchtigung der Entwicklung bleibt. Andererseits ermöglicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Aufbau, bei dem von dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeslement, die vorstehend beschrieben wurden, Gebrauch gemacht wird, eine Einstellung der Ladung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners auf die normale Ladungspolarität des Toners und auch eine geeignete Einstellung der Ladungsmenge. Es ist somit möglich geworden, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner gut gesammelt werden kann und eine stabile Entwicklung wiederholt durchgeführt werden kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die triboelektrische Ladung, die zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem lichtempfindlichen Element erzeugt wird, vorzugsweise dieselbe Polarität haben wie die Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements. Gemäß den Ergebnissen, zu denen die Erfinder vorliegender Erfindung gekommen sind, entspricht das elektrische Aufladepotenzial des lichtempfindlichen Elements im Schritt der Aufladung durch Ladungsinjektion dem Potenzial, das auf sein Injektionsverhalten zurückzuführen ist, wozu die triboelektrische Ladung, die zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem lichtempfindlichen Element erzeugt wird, hinzukommt. Wenn die triboelektrische Ladung, die zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem lichtempfindlichen Element erzeugt wird, eine Polarität hat, die der Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements entgegengesetzt ist, nimmt das Potenzial des lichtempfindlichen Elements um den Anteil der triboelektrischen Ladung ab, so dass zwischen dem Kontaktaufladeelement und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements eine Potentialdifferenz erzeugt wird. Die Abnahme des Potenzials des lichtempfindlichen Elements, die der triboelektrischen Ladung zuzuschreiben ist, beträgt bis zu etwa einige zehn Volt. Dieses elektrische Feld kann jedoch bewirken, dass etwaiger nach der Übertragung zurückbleibender Toner auf dem Kontaktaufladeelement nicht gut gesammelt wird und zurückgehalten wird, und kann in dem Fall, dass das Kontaktaufladeelement magnetische Teilchen o. dgl. umfasst, bewirken, dass sie auf das lichtempfindliche Element übertragen werden, so dass fehlerhafte Bilder wie z.B. positive Geisterbilder und Schleier verursacht werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann das Kontaktaufladeelement vorzugsweise mit einer in Bezug auf das lichtempfindliche Element unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit bewegt werden. Dadurch, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Kontaktaufladeelements und die Bewegungsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements voneinander verschieden eingestellt werden, wird es möglich gemacht, eine lange Lebensdauer des lichtempfindlichen Elements aufrechtzuerhalten und gleichzeitig eine lange Lebensdauer der Aufladewalze (des Kontaktaufladeelements) zu erzielen, während für eine lange Zeit Ladungsstabilität gewährleistet wird, so dass die Aufladung sehr stabil gemacht werden kann und dem Bilderzeugungssystem selbst eine sehr lange Lebensdauer erteilt werden kann. Im Einzelnen haftet der Toner leicht an der Oberfläche des Kontaktaufladeelements an, und der daran anhaftende Toner neigt dazu, die Aufladung zu hemmen. Dadurch, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Kontaktaufladeelements voneinander verschieden eingestellt werden, kann derselben Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ein wesentlich größerer Betrag der Oberfläche des Kontaktaufladeelements (Oberflächenbetrag) zugeführt werden. Dies kann gegen die Hemmung der Aufladung wirksam sein. Wenn der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner zu der aufgeladenen Stelle gelangt, bewegt sich nämlich etwas Toner, der mit einer geringen Kraft zu dem lichtempfindlichen Element angezogen worden ist, wegen des elektrischen Feldes zu dem Kontaktaufladeelement, wodurch eine örtliche Veränderung des Widerstandes der Oberfläche des Kontaktaufladeelements verursacht wird, so dass sein Entladungsweg versperrt werden kann, was dazu führt, dass das lichtempfindliche Element sein Potenzial schwer erreichen kann, was zum Auftreten von fehlerhafter Aufladung führt. So ein Problem kann wirksam vermieden werden.
Unter dem Gesichtspunkt der Reinigung während der Entwicklung kann erwartet werden, dass der Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen dem Kontaktaufladeelement und dem lichtempfindlichen Element auch wirksam ist, um den Wirkungsgrad zu verbessern, wenn der Teil der Oberfläche des Kontaktaufladeelements, an dem der Toner angehaftet hat, körperlich von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements entfernt wird und der Toner mit Hilfe des elektrischen Feldes gesammelt wird. Die Ladung des nach der Übertragung zurückgebliebenen Toners kann somit mit einem höheren Wirkungsgrad gesteuert bzw. eingestellt werden, so dass er während der Entwicklung mit einem verbesserten Wirkungsgrad gesammelt werden kann.
Durch die Einstellung des Unterschiedes in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und der Oberfläche des Kontaktaufladeelements kann wegen des Effekts der gegenseitigen Reibung ein Abrieb oder eine Verunreinigung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements oder der Oberfläche des Kontaktaufladeelements verursacht werden. Um dies zu verhindern, kann die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85 Grad oder mehr und vorzugsweise von 90 Grad oder mehr bilden. So ein lichtempfindliches Element ist wirksam.
In dem Fall, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements derart eingestellt wird, dass sie von der Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Kontaktaufladeelements verschieden ist, hat der Kontaktteil zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Walze (dem Kontaktaufladeelement) einen Absolutwert von v/V, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch V wiedergegeben wird und die Bewegungsgeschwindigkeit der Oberfläche des Kontaktaufladeelements durch v wiedergegeben wird. Dies kann stabile Eigenschaften in Bezug auf die Aufladbarkeit herbeiführen, und der nach der Übertragung zurückgebliebene Toner kann während der Entwicklung mit einem verbesserten Wirkungsgrad gesammelt werden.
Das Kontaktaufladeelement kann irgendeine Form einer Rakel und einer Bürste haben. Es wird angenommen, dass es für eine zweckmäßige Einstellung des Unterschiedes in der Umfangsgeschwindigkeit vorteilhaft ist, wenn es die Form einer drehbaren Walze, eines drehbaren Bandes oder einer drehbaren Bürstenwalze hat.
Was Kontaktaufladeelemente vom Walzentyp anbetrifft, so sind Materialien dafür z.B. in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 1-211799 offenbart. Als leitfähiges Substrat dafür können Metalle wie z.B. Eisen, Kupfer und Edelstahl, Harze mit dispergiertem Kohlenstoff und Harze mit dispergiertem Metall oder Metalloxid verwendet werden.
Als Kontaktaufladeelement kann eine elastische Walze angewendet werden, die aus einem leitfähigen Substrat bestehen kann, auf dem eine elastische Schicht, eine leitfähige Schicht und eine Widerstandsschicht angeordnet sind.
Die elastische Schicht kann aus einem Gummi wie z.B. Chloroprengummi, Isoprenkautschuk, EPDM-Kautschuk, Polyurethankautschuk, Epoxykautschuk oder Butylgummi oder einem Schaumstoff daraus oder aus einem thermoplastischen Elastomer wie z.B. einem thermoplastischen Styrol-Butadien-Elastomer, einem thermoplastischen Polyurethan-Elastomer, einem thermoplastischen Polyester- Elastomer oder einem thermoplastischen Ethylen-Vinylacetat-Elastomer gebildet werden.
Die leitfähige Schicht kann vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 10~ Qcm oder darunter und insbesondere 10&sup6; Ω·cm oder darunter haben. Es kann beispielsweise eine aufgedampfte Metallschicht, ein Harz mit dispergierten leitfähigen Teilchen oder ein leitfähiges Harz verwendet werden. Als besondere Beispiele kann die aufgedampfte Metallschicht aufgedampfte Schichten aus Metallen wie z.B. Aluminium, Indium, Nickel, Kupfer und Eisen umfassen. Beispiele für das Harz mit dispergierten leitfähigen Teilehen können diejenigen umfassen, die hergestellt werden, indem leitfähige Teilchen wie z.B. Kohlenstoff-, Aluminium-, Nickel- oder Titanoxidteilchen in einem Harz wie z.B. Polyurethan, Polyester, einem Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer oder Polymethylmethacrylat dispergiert werden. Das leitfähige Harz kann quaternäres Ammoniumsalz enthaltendes Polymethylmethacrylat, Polyvinylanilin, Polyvinylpyrrol, Polydiacetylen und Polyethylenimin umfassen.
Die Widerstandsschicht ist z.B. eine Schicht mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup6; bis 10¹² Ω·cm, und es kann ein halbleitendes Harz, ein isolierendes Harz mit dispergierten leitfähigen Teilchen o. dgl. verwendet werden. Als halbleitendes Harz können Harze wie z.B. Ethylcellulose, Nitrocellulose, methoxymethyliertes Nylon bzw. Polyamid, ethoxymethyliertes Nylon bzw. Polyamid, Copolymer-Nylon bzw. Copolyamid, Polyvinylpyrrolidon und Casein verwendet werden. Beispiele für das isolierende Harz mit dispergierten leitfähigen Teilchen können diejenigen umfassen, die hergestellt werden, indem eine geringe Menge von leitfähigen Teilchen wie z.B. Kohlenstoff-, Aluminium-, Indiumoxid- oder Titanoxidteilchen in einem isolierenden Harz wie z.B. Polyurethan, Polyester, einem Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer oder Polymethylmethacrylat dispergiert wird.
Bei einer der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird als Kontaktaufladeelement eine drehbare Bürstenwalze angewendet. Der Teil, der mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommt, ist aus besonders feinen Fasern gebildet. Auf diese Weise kann die Zahl der Kontaktstellen mit dem lichtempfindlichen Element stark erhöht werden. Dies ist vorteilhaft, um dem lichtempfindlichen Element ein gleichmäßigeres elektrisches Aufladepotenzial zu erteilen.
Faseraggregate oder -anhäufungen, die vorzugsweise für die Bildung der Bürste verwendet werden, können ein Aggregat, das aus Zweikomponentenfasern besteht, die besonders feine Fasern bilden, ein Aggregat, das aus Fasern besteht, die mit einer Säure, einem Alkali oder einem organischen Lösungsmittel chemisch behandelt worden sind, ein Wirrfasermaterial mit aufgerichteten (aufgerauten) Fasern und ein elektrostatisches Flockfasermaterial umfassen.
Als grundlegender Auflademechanismus wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung angenommen, dass eine leitfähige Aufladeschicht mit der Ladungsinjektionsschicht an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt kommt, wobei eine Injektion von Ladungen aus der leitfähigen Aufladeschicht in die Ladungsinjektionsschicht verursacht wird. Es ist infolgedessen erforderlich, dass das Kontaktaufladeelement der Oberfläche der Ladungsinjektionsschicht mit einer ausreichenden Dichte und einem für die Übertragung von Ladungen geeigneten Widerstand bereitgestellt wird.
Verfahren, mit denen die Wirkung der Herstellung eines häufigeren Kontakts mit der Ladungsinjektionsschicht erzielt und eine gleichmäßige und ausreichende Aufladung durchgeführt werden kann, sind folglich ein Verfahren, bei dem die Zweikomponentenfasern, die besonders feine Fasern bilden, verwendet werden, um die Faserdichte zu erhöhen, ein Verfahren, bei dem die Zahl der Fasern erhöht wird, indem Fasern durch chemisches Ätzen behandelt werden, oder ein Verfahren, bei dem durch Verwendung eines Elements bzw. Bauteils, das durch Aufrauen eines Wirrfasermaterials hergestellt wird, oder durch Verwendung des elektrostatischen Flockfasermaterials flexible Faserenden für die Oberfläche bereitgestellt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann nämlich vorzugsweise eine Bürste verwendet werden, die derart aufgebaut ist, dass sie eine höhere Faserdichte und eine größere Zahl von Kontaktpunkten bzw. Kontaktstellen hat und bei der dafür gesorgt ist, dass die Faserenden mit der Ladungsinjektionsschicht in Kontakt kommen.
Die Aggregate, die aus Zweikomponentenfasern bestehen, die besonders feine Fasern bilden, können vorzugsweise diejenigen sein, bei denen die besonders feinen Fasern auf physikalischem oder chemischem Wege gebildet worden sind. Die Wirrfasermaterialien mit aufgerichteten (aufgerauten) Fasern können vorzugsweise diejenigen sein, bei denen das Wirrfasermaterial aus Zweikomponentenfasern gebildet ist, die besonders feine Fasern bilden. Es kann mehr vorzuziehen sein, dass die Zweikomponentenfasern, die besonders feine Fasern bilden, auf physikalischem oder chemischem Wege gebildet und aufgerichtet bzw. aufgeraut werden.
Die elektrostatischen Flockfasermaterialien können vorzugsweise diejenigen sein, bei denen die Fasern, aus denen sie gebildet sind, mit einer Säure, einem Alkali oder einem organischen Lösungsmittel chemisch behandelt worden sind. Eine andere vorzuziehende Ausgestaltung des elektrostatischen Flockfasermaterials kann eine Form haben, bei der die Fasern, aus denen es gebildet ist, Zweikomponentenfasern sind, die besonders feine Fasern bilden und deren besonders feine Fasern auf physikalischem oder chemischem Wege gebildet worden sind.
Eine der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei dem Kontaktaufladeelement magnetische Teilchen verwendet werden. Bei einer mehr bevorzugten Ausführungsform sind die magnetischen Teilchen leitfähige magnetische Teilchen, deren Widerstand derart eingestellt ist, dass sie einen spezifischen Volumenwiderstand im Bereich von 10&sup4; Ω·cm bis 10&sup9; Ω·cm haben.
Die magnetischen Teilchen können vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von 5 bis 200 um haben. Diejenigen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 5 um haben, verursachen leicht ein Anhaften der Magnetbürste an dem lichtempfindlichen Element. Diejenigen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von mehr als 200 um haben, können nicht bewirken, dass sich Büschel der Magnetbürste dicht auf der Walze aufstellen, was leicht dazu führt, dass die Ladungsinjektion in das lichtempfindliche Element schlecht wird. Es kann mehr vorzuziehen sein, dass die magnetische Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 bis 100 um haben. Wenn diejenigen verwendet werden, deren Teilchendurchmesser in diesem Bereich liegen, kann der nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element zurückgebliebene Toner wirksamer abgeschabt werden, wirksamer auf elektrostatischem Wege in die Magnetbürste eingebaut werden und zeitweilig in der Magnetbürste gehalten werden, damit die Aufladung des Toners sicherer eingestellt bzw. gesteuert werden kann. Es kann noch mehr vorzuziehen sein, dass die magnetischen Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 10 bis 50 um haben.
Der mittlere Teilchendurchmesser des Ganzen kann unter Anwendung eines Lichtmikroskops oder eines Rasterelektronenmikroskops gemessen werden, indem als Zufallsstichproben mindestens 100 Teilchen genommen werden, um die auf das Volumen bezogene Teil- chengrößenverteilung auf Basis ihrer maximalen Sehne in horizontaler Richtung zu berechnen, und ihr mittlerer Teilchendurchmesser (50-%-Mittelwert) kann als mittlerer Teilchendurchmesser angewendet werden. Alternativ können unter Anwendung eines Laserstrahlbeugungs-Messgeräts zur Messung der Teilchengrößenverteilung (HEROS, hergestellt von Nippon Denshi K.K.) Teilchen von 0,05 um bis 200 um zur Messung des Durchmessers auf einem logarithmischen Maßstab in 32 Fraktionen eingeteilt werden, und ihr mittlerer Teilchendurchmesser (50-%-Mittelwert) kann als mittlerer Teilchendurchmesser angewendet werden.
Die Verwendung der magnetischen Teilchen mit solchen Teilchendurchmessern führt zu einer starken Zunahme der Zahl der Kontaktstellen mit dem lichtempfindlichen Element und ist vorteilhaft, um dem lichtempfindlichen Element ein gleichmäßigeres elektrisches Aufladepotenzial zu erteilen. Außerdem werden magnetische Teilchen, die direkt mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommen, nacheinander ersetzt, während die Magnetbürste gedreht wird, so dass es den zusätzlichen Vorteil gibt, dass eine etwaige Verschlechterung des Ladungsinjektionsverhaltens, die durch eine Verunreinigung der Oberflächen der magnetischen Teilchen verursacht werden kann, stark vermindert werden kann.
Ein Trägerelement, das die magnetischen Teilchen trägt, und das lichtempfindliche Element können vorzugsweise derart angeordnet sein, dass zwischen ihnen ein Zwischenraum im Bereich von 0,2 bis 2 mm gelassen wird. Wenn sie derart angeordnet sind, dass dieser Zwischenraum weniger als 0,2 mm beträgt, können die magnetischen Teilchen nicht leicht durch den Zwischenraum hindurchgehen, so dass die magnetischen Teilchen nicht störungsfrei über das Trägerelement transportiert werden können, wodurch leicht eine fehlerhafte Aufladung verursacht wird, oder kann ein übermäßiger Stau der magnetischen Teilchen bei dem Spalt auftreten, so dass leicht ein Anhaften der magnetischen Teilchen an dem lichtempfindlichen Element verursacht wird. Ein Zwischenraum von mehr als 2 mm ist nicht vorzuziehen, weil es schwierig ist, zwischen dem lichtempfindlichen Element und den magnetischen Teilchen breite Spalte bzw. Klemmstellen zu bilden. Es kann mehr vorzuziehen sein, dass sie mit einem Zwischenraum von 0,2 bis 1 mm und insbesondere von 0,3 bis 0,7 mm angeordnet sind.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass das Kontaktaufladeelement einen Magneten zum Tragen bzw. Festhalten der magnetischen Teilchen hat und derart eingestellt ist, dass die magnetische Flussdichte B (T: Tesla) eines durch den Magneten erzeugten Magnetfelds und die Sättigungsmagnetisierung bzw. maximale Magnetisierung aß (Am²/kg) der magnetischen Teilchen bei der magnetischen Flussdichte B Werte haben, die die folgende Beziehung erfüllen können:
B·σB ≥ 4.
Wenn die vorstehend erwähnte Beziehung nicht erfüllt ist, ist die magnetische Kraft, die auf die magnetischen Teilchen einwirkt, so gering, dass das Kontaktaufladeelement keine ausreichende Kraft zum Festhalten der magnetischen Teilchen haben kann und sich die magnetischen Teilchen zu dem lichtempfindlichen Element bewegen können und verlorengehen.
Um zu bewirken, dass sich durch Magnetismus Büschel aufstellen, und um die resultierende Magnetbürste mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt zu bringen, damit eine Aufladung erzielt wird, können die Materialien für die magnetischen Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung Legierungen oder Verbindungen, die Ferromagnetismus zeigende Elemente wie z.B. Cobalt und Nickel enthalten, und Ferrite, deren spezifischer Widerstand durch Oxidation oder Reduktion eingestellt worden ist, wie z.B. einen Ferrit, dessen Zusammensetzung eingestellt worden ist, und einen Zn-Cu-Ferrit, der durch Reduktion mit Wasserstoff behandelt worden ist, umfassen. Um den spezifischen Widerstand, den der Ferrit in dem früher beschriebenen Bereich des einwirkenden elektrischen Feldes hat, in dem vorstehend erwähnten Bereich einzustellen, kann der spezifische Widerstand auch erzielt werden, indem die Zusammensetzung der Metalle eingestellt wird. Eine Zunahme des Anteils von Metallen, die von zweiwertigem Eisen verschieden sind, führt im allgemeinen zu einer Abnahme des spezifischen Widerstandes und verursacht leicht eine sprunghafte Abnahme des spezifischen Widerstandes.
Die triboelektrische Ladung der magnetischen Teilchen, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann vorzugsweise eine Polarität haben, die der Ladungspolarität des lichtempfindlichen Elements nicht entgegengesetzt ist. Wie früher erwähnt wurde, nimmt das Potenzial des lichtempfindlichen Elements um den Anteil der triboelektrischen Ladung ab, und diese Abnahme verursacht eine Kraft, die auf eine Bewegung der magnetischen Teilchen zu dem lichtempfindlichen Element gerichtet ist, wodurch eine schwerere Bedingung für das Festhalten der magnetischen Teilchen auf dem Kontaktaufladeelement herbeigeführt wird. Die Polarität der triboelektrischen Ladung der magnetischen Teilchen kann leicht gesteuert bzw. eingestellt werden, indem die Oberflächen der magnetischen Teilchen beschichtet werden, um Oberflächenschichten zu bilden.
Solche magnetischen Teilchen mit Oberflächenschichten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind derart, dass die Oberflächen der magnetischen Teilchen mit abgeschiedenen bzw. aufgedampften Schichten, leitfähigen Harzschichten oder Harzschichten mit dispergiertem leitfähigem Pigment beschichtet sind. Es muss nicht unbedingt jede Oberflächenschicht jedes magnetische Teilchen vollständig bedecken, und das magnetische Teilchen kann zum Teil unbedeckt sein, solange die Wirkung der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann. Das heißt, die Oberflächenschicht kann diskontinuierlich gebildet werden.
Unter dem Gesichtspunkt der Produktivität, der Kosten usw. können die magnetischen Teilchen vorzugsweise mit Harzschichten beschichtet werden, in denen ein leitfähiges Pigment dispergiert ist. Unter dem Gesichtspunkt der Steuerung der Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes von dem elektrischen Feld können die magnetischen Teilchen vorzugsweise mit Harzschichten beschichtet werden, die ein Bindemittelharz mit einem hohen spezifischen Widerstand umfassen, in dem ein elektronenleitfähiges Pigment dispergiert ist.
Die magnetische Teilchen, die auf diese Weise beschichtet worden sind, müssen natürlich einen spezifischen Widerstand haben, der in dem vorstehend beschriebenen Bereich eingestellt ist. Unter dem Gesichtspunkt einer Erweiterung des Toleranzbereichs für die Verhinderung einer sprunghaften Abnahme des spezifischen Widerstandes an der Seite des hohen elektrischen Feldes und der Toleranz für die Verhinderung von Leck- bzw. Ableitungsbildern, die in Abhängigkeit von der Größe und der Tiefe der Kratzer auf dem lichtempfindlichen Element auftreten können, können auch die magnetischen Ausgangsteilchen vorzugsweise einen spezifischen Widerstand haben, der in dem vorstehend erwähnten Bereich eingestellt ist.
Das Bindemittelharz, das zum Beschichten der magnetischen Teilchen verwendet wird, kann Styrolverbindungen wie z.B. Styrol und Chlorstyrol; Monoolefine wie z.B. Ethylene, Propylen, Butylen und Isobutylen; Vinylester wie z.B. Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbenzoat und Vinyllactat; α-methylenaliphatische Monocarbonsäureester wie z.B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Hutylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, Phenylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat und Dodecylmethacrylat; Vinylether wie z.B. Methylvinylether, Ethylvinylether und Butylvinylether; Vinylketone wie z.B. Methylvinylketon, Hexylvinylketon und Isopropenylvinylketon und Homopolymere oder Copolymere von diesen einschließen. Im Einzelnen kann das Harz als typische Bindemittelharze im Hinblick auf die Dispergierbarkeit feiner leitfähiger Teilchen, das Filmbildungsvermögen in Bezug auf die Bildung von Auftragsschichten, die Produktivität usw. Polystyrol, Styrol-Alkylacrylat-Copolymere, ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer, ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, Polyethylen und Polypropylen einschließen. Es kann ferner Polycarbonat, Phenolharze, Polyester, Polyurethane, Epoxyharze, Polyolefine, Fluorkohlenstoffharze, Siliconharze und Polyamid einschließen. Es ist insbesondere unter dem Gesichtspunkt einer Verhinderung der Tonerverunreinigung mehr vorzuziehen, dass das Bindemittelharz ein Harz mit einer niedrigen kritischen Oberflächenspannung wie z.B. Polyolefinharze, Fluorkohlenstoffharze und Siliconharze enthält.
Außerdem kann das Harz, das auf die magnetischen Teilchen aufgetragen wird, unter dem Gesichtspunkt der Aufrechterhaltung einer weiten Toleranz für die Verhinderung einer sprunghaften Abnahme des spezifischen Widerstandes an der Seite des hohen elektrischen Feldes und die Verhinderung von Leck- bzw. Ableitungsbildern, die durch Kratzer auf dem lichtempfindlichen Element verursacht werden, vorzugsweise ein Fluorkohlenstoffharz oder Siliconharz mit Beständigkeit gegen hohe Spannung sein.
Das Fluorkohlenstoffharz kann z.B. lösungsmittellösliche Copolymere umfassen, die erhalten werden, indem Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, Trifluorethylen, Chlortrifluorethylen, Dichlordifluorethylen, Tetrafluorethylen oder Hexafluorpropylen mit anderen Monomeren copolymerisiert werden.
Das Siliconharz kann z. B. KR271, KR282, KR311, KR255 und KR155 (unmodifizierter Siliconlack), KR211, KR212, KR216, KR213, KR217 und KR9218 (modifizierter Siliconlack), SA-4, KR206 und KR5206 (Silicon-Alkydlack), ES1001, ES1001 N, ES1002T und ES1004 (Silicon-Epoxylack), KR9706 (Silicon-Acryllack) und KR5203 und KR5221 (Silicon-Polyesterlack), alle erhältlich von Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.; und SR2100, SR2101, SR2107, SR2110, SR2108, SR2109, SR2400, SR2410, SR2411, SEBOS, SH806A und 5118401, erhältlich von Toray Silicone Co., Ltd., umfassen.
Der dynamische Widerstand der magnetischen Teilchen wird mit einem Gerät gemessen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Im Einzelnen sind magnetische Teilchen 97 um ein Trägerelement für magnetische Teilchen herum, das ein Zylinder 91 mit einem eingebauten Magneten ist und derart angeordnet ist, dass zwischen ihm und einem leitfähigen Substrat in Form einer Aluminiumtrommel 92 ein Zwischenraum 94 von 0,5 mm gelassen wird, derart aufgebracht, dass zwischen den magnetischen Teilchen 97 und der Aluminiumtrommel 92 ein Spalt 93 von 5 mm gebildet wird. Der Zylinder (als Kontaktaufladeelement) und die Aluminiumtrommel (als lichtempfindliches Element) werden mit einer Geschwindigkeit und in einer Drehrichtung gedreht, wie sie bei der tatsächlichen Erzeugung von Bildern eingestellt sind, und an das Kontaktaufladeelemant wird eine Gleichspannung angelegt, wobei elektrische Ströme, die durch das System fließen, zur Ermittlung seines Widerstandes gemessen werden und ferner der dynamische Widerstand aus dem Zwischenraum 94, dem Spalt 93 und der Breite, mit der die magnetischen Teilchen mit dem Umfang der Aluminiumtrommel in Kontakt kommen, berechnet wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Ladungsinjektionsschicht des lichtempfindlichen Elements aus einer anorganischen Schicht in Form einer aufgedampften Metallschicht oder aus einer Harzschicht mit dispergiertem leitfähigem Pulver, die aus einem Bindemittelharz mit darin dispergierten feinen leitfähigen Teilchen gebildet ist, bestehen. Die aufgedampfte Metallschicht wird durch Vakuumaufdampfung gebildet, und die Harzschicht mit dispergiertem leitfähigem Pulver wird gebildet, indem eine Harzlösung mit dispergiertem leitfähigem Pulver durch ein geeignetes Auftragverfahren wie z.B. Tauchauftrag, Sprühauftrag, Walzenauftrag oder Rakel- bzw. Stabauftrag aufgetragen wird. Die Ladungsinjektionsschicht kann auch aus einer Mischung oder einem Copolymer eines isolierenden Bindemittels mit einem ionenleitfähigen Harz, das eine hohe Lichtdurchlässigkeit hat, gebildet werden oder kann aus einem photoleitfähigen Harz, das einen mittelhohen Widerstand hat, allein gebildet werden. Im Fall der Harzschicht mit den darin dispergierten feinen leitfähigen Teilchen können die feinen leitfähigen Teilchen vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 250 Masseteilen und insbesondere 2 bis 190 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, zugesetzt werden. Wenn sie in einer Menge von weniger als 2 Masseteilen vorhanden sind, kann der gewünschte spezifische Volumenwiderstand schwer erzielt werden. Wenn sie in einer Menge von mehr als 250 Masseteilen vorhanden sind, kann die Ladungsinjektionsschicht eine so niedrige Schichtfestigkeit haben, dass sie leicht abgeschabt werden kann, was leicht zu einer kurzen Lebensdauer des lichtempfindlichen Elements führt. Die Schicht kann auch einen so niedrigen Widerstand haben, dass wegen eines Fließens des Latentbildpotenzials leicht fehlerhafte Bilder auftraten.
Das Bindemittel der Ladungsinjektionsschicht kann dasselbe sein wie das Bindemittel der unter ihr liegenden Schicht. In so einem Fall kann jedoch die zu beschichtende Oberfläche der Ladungstransportschicht gestört werden, wenn die Ladungsinjektionsschicht durch Auftragen gebildet wird, so dass das Auftragverfahren speziell ausgewählt werden muss.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Ladungsinjektionsschicht vorzugsweise Gleitmittelteilchen enthalten. Dies liegt daran, dass die Reibung zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Aufladeelement während der Aufladung vermindert werden kann, so dass der Aufladespalt erweitert werden kann, was zu einer Verbesserung der Aufladbarkeit führt. Im Einzelnen ist es vorzuziehen, dass als Gleitmittelteilchen Fluorkohlenstoffharze, Siliconharze oder Polyolefinharze, die eine niedrige kritische Oberflächenspannung haben, verwendet werden. Es kann mehr vorzuziehen sein, dass Polyetrafluorethylenharz (PTFE) verwendet wird. In diesem Fall können die Gleitmittelteilchen in einer Menge von 2 bis 50 Masseteilen und vorzugsweise 5 bis 40 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, zugesetzt werden. Wenn die Gleitmittelteilchen in einer Menge von weniger als 2 Masseteilen vorhanden sind, ist ihre Menge nicht ausreichend, so dass die Aufladbarkeit nicht ausreichend verbessert werden kann, und wenn sie in einer Menge von mehr als 50 Masseteilen vorhanden sind, können sich die Auflösung der Bilder und die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements stark verschlechtern.
Die Ladungsinjektionsschicht kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 um und insbesondere von 1 bis 7 um haben.
Die vorliegende Erfindung ist eine Technik, bei der das Rontaktaufladeelement, das einen mittelhohen Widerstand hat, angewendet wird, um in den Oberflächenbereich des lichtempfindlichen Elements, der einen mittelhohen Oberflächenwiderstand hat, elektrische Ladungen zu injizieren. Die Ladungen werden vorzugsweise nicht in Fangstellenniveaus injiziert, die das Oberflächenmaterial des lichtempfindlichen Elements besitzt, sondern die Ladungen werden den feinen leitfähigen Teilchen der Ladungsinjektionsschicht zugeführt, die aus einem lichtdurchlässigen isolierenden Bindemittel mit darin dispergierten feinen leitfähigen Teilchen gebildet ist.
Im Einzelnen basiert die vorliegende Erfindung auf der Theorie, dass unter Anwendung des Kontaktaufladeelements einem sehr kleinen Kondensator, der unter Anwendung der Ladungstransportschicht als Dielektrikum und des Aluminiumsubstrats und der feinen leitfähigen Teilchen in der Ladungsinjektionsschicht als den beiden Elektroden aufgebaut ist, Ladungen zugeführt werden. In diesem Fall sind die feinen leitfähigen Teilchen elektrisch unabhängig voneinander und bilden eine Art von sehr kleinen ungeerdeten bzw. potenzialfreien Elektroden. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements scheint somit aus makroskopischer Sicht auf ein gleichmäßiges Potenzial aufgeladen zu sein, befindet sich jedoch tatsächlich in einem derartigen Zustand, dass die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements von zahllosen sehr kleinen geladenen, leitfähigen feinen Teilchen bedeckt ist. Elektrostatische Latentbilder können folglich sogar in dem Fall, dass die bildmäßige Belichtung unter Anwendung eines Lasers durchgeführt wird, aufrechterhalten werden, weil die einzelnen leitfähigen feinen Teilchen voneinander elektrisch unabhängig sind.
Die Fangstellenniveaus, die an den Oberflächen herkömmlicher lichtempfindlicher Elemente auch in einer geringen Menge vorhanden sind, werden somit durch die leitfähigen feinen Teilchen ersetzt, so dass das Ladungsinjektionsverhalten und die Fähigkeit zur Beibehaltung der Ladung verbessert werden können.
Der spezifische Volumenwiderstand der Ladungsinjektionsschicht wird hierbei folgendermaßen gemessen: Eine Ladungsinjektionsschicht wird auf einer Polyethylenterephthalatfolie (PET-Folie) gebildet, auf deren Oberfläche eine leitfähige Schicht im Vakuum aufgedampft worden ist. Ihr spezifischer Widerstand wird unter Anwendung eines Geräts zur Messung des spezifischen Volumenwiderstandes (4140B pAMATER, hergestellt von Hewlett Packard Co.) in einer Umgebung mit 23ºC/65% rel.F. unter Anlegen einer Spannung von 100 V gemessen.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der Toner für die Entwicklung elektrostatischer Latentbilder gemäß der vorliegenden Erfindung kaum eine Filmbildung auf dem lichtempfindlichen Element oder eine Verunreinigung der Oberflächen von Tonerträgermaterialien oder -elementen wie z.B. Tonerträgern und Entwicklungszylindern verursachen, wobei er die Eigenschaften einer ausgezeichneten Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und einer ausgezeichneten Beständigkeit gegen Abschmutzen nicht beeinträchtigt und beim Kopieren auf vielen Blättern ein hervorragendes Betriebsverhalten zeigt.
In den Beispielen und Vergleichsbeispielen sind die Einheiten "Teil" und "Teile" der Materialien auf die Masse bezogen, wenn nicht anderes angegeben ist.

Beispiel 1

700 Teilen vollentsalztem Wasser wurden 450 Teile einer wässrigen 0,1 m Na&sub3;PO&sub4; Lösung zugesetzt. Die Mischung wurde auf 50ºC erhitzt und mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 10.000 U/min gerührt. Es wurden nach und nach 70 Teile einer wässrigen 1,0 m CaCl&sub2;-Lösung dazugegeben, wobei ein wässriges Medium erhalten wurde, das Calciumphosphat enthielt.
(Monomer)
Styrol 170 Teile
n-Butylacrylat 30 Teile
(Farbmittel)
C.I. Pigment Blue 15 : 3 10 Teile
(Ladungssteuerungsmittel)
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung 2 Teile
(polares Harz)
gesättigter Polyester 20 Teile
(Säurezahl: 10; Peak-Molmasse: 15.000)
(Trennmittel)
Behenylstearat 30 Teile
(maximaler DSC-Wärmeaufnahmepeak: 68ºC)
(Vernetzungsmittel)
Divinylbenzol 0,2 Teile
(Material mit niedriger Molmasse)
Polystyrol mit niedriger Molmasse 6 Teile
[massegemittelte Molmasse (Mw): 2800, Molmassenverteilung (Mw/Mn): 5,2]
Die vorstehend angegebene Formulierung wurde auf 50ºC erhitzt und mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 9000 U/min gerührt, wobei eine homogene Dispersion gebildet wurde. Darin wurde ein Teil 2,2'- Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst, wodurch eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt wurde.
Die polymerisierbare Monomermischung wurde dem vorstehend erwähnten wässrigen Medium zugesetzt. Die Mischung wurde mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer) bei 55ºC in einer Stickstoffatmosphäre mit 9500 U/min gerührt, wodurch eine Teilchendispersion der polymerisierbaren Monomermischung gebildet wurde.
Die Dispersion wurde mit einem Schaufelrührer eine Stunde lang bei 55ºC gerührt, in einer Stunde auf 60ºC erhitzt, 4 Stunden lang reagieren gelassen, mit einer Geschwindigkeit von 40ºC/h bis auf 80ºC erhitzt und 4 Stunden lang reagieren gelassen. Während der Polymerisationsreaktion wurde durch das wässrige Medium stündlich Stickstoff hindurchperlen gelassen, um die Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Bereich von 0,5 bis 1,0 mg/l einzustellen.
Nach der Polymerisationsreaktion wurde das restliche Monomer unter vermindertem Druck abdestilliert. Nach Abkühlung wurde Salzsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat zu lösen. Das Polymerisationsprodukt wurde durch Filtrieren gesammelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei cyanfarbene Teilchen (cyanfarbener Toner) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,0 um erhalten wurden.
100 Teilen des erhaltenen cyanfarbenen Toners wurde von außen hydrophobes Siliciumdioxid mit einer durch die BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 200 m²/g zugesetzt, wobei der Cyanfarbene Toner A erhalten wurde. 5 Teile dieses Cyanfarbenen Toners A wurden mit 95 Teilen eines acrylatbeschichteten Ferrit-Tonerträgers vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwiekler erhalten wurde. Dieser Zweikomponentenentwickler wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren von Bildern und Betriebsverhalten oder Haltbarkeit bewertet. Die physikalischen Eigenschaften und die Bewertungsergebnisse des Toners sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 2

Der in Beispiel 1 hergestellte Cyanfarbene Toner A wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Cyanfarbener Toner B und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Menge des Polymerisationsinitiators, 2,2'-Azobis(2,4- dimethylvaleronitril), zu 3 Teilen verändert wurde. Eine Bewertung erfolgte mit dem später gezeigten Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 2

Der in Vergleichsbeispiel 1 hergestellte Cyanfarbene Toner B wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 3

Ein Cyanfarbener Toner C und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Menge des Polymerisationsinitiators, 2,2'-Azobis(2,4- dimethylvaleronitril), zu 5 Teilen verändert wurde und das Polystyrol mit niedriger Molmasse, das als Material mit niedriger Molmasse diente, nicht zugesetzt wurde. Eine Bewertung erfolgte mit dem später gezeigten Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 4

Der in Vergleichsbeispiel 3 hergestellte Cyanfarbene Toner C wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 5

Ein Cyanfarbener Toner D und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Polystyrol mit niedriger Molmasse, das als Material mit niedriger Molmasse diente, nicht zugesetzt wurde. Eine Bewertung erfolgte mit dem später gezeigten Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 6

Der in Vergleichsbeispiel 5 hergestellte Cyanfarbene Toner D wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 7

Ein Cyanfarbener Toner E und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das Polystyrol mit niedriger Molmasse, das als Material mit niedriger Molmasse diente, in einer Menge von 15 Teilen zugesetzt wurde. Eine Bewertung erfolgte mit dem später gezeigten Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 8

Der in Vergleichsbeispiel 7 hergestellte Cyanfarbene Toner E wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 9

Eine polymerisierbare Monomermischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Menge des Polymerisationsinitiators, 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), zu 3 Masseteilen verändert wurde und das Polystyrol mit niedriger Molmasse, das als Material mit niedriger Molmasse diente, nicht zugesetzt wurde. Die Temperatur während der Bildung der Dispersion der polymerisierbaren Monomermischung wurde zu 60ºC verändert. Die Polymerisation wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 unter Rühren mit einem Schaufelrührer durchgeführt, außer dass die Temperatur in einer Stunde auf 80ºC erhöht wurde, die Reaktion 10 Stunden lang vonstatten gehen gelassen wurde und kein Stickstoff durch das wässrige Medium hindurchperlen gelassen wurde, wodurch ein Cyanfarbener Toner F und ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurden. Während der Polymerisationsreaktion betrug die Konzentration des gelösten Sauerstoffs in dem wässrigen Medium 1,5 mg/l. Eine Bewertung erfolgte mit dem Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 10

Der in Vergleichsbeispiel 9 hergestellte Cyanfarbene Toner F wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 11

(Monomer)
Styrol 170 Teile
2-Ethylhexylacrylat 30 Teile
(Farbmittel)
C.I. Pigment Blue 15 : 3 10 Teile
(Ladungssteuerungsmittel)
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung 2 Teile
(Trennmittel)
Paraffinwachs 30 Teile
(maximaler DSC-Wärmeaufnahmepeak: 70ºC)
(Polymerisationsinitiator)
2,2'-Azobis(2, 4-dimethylvaleronitril) 10 Teile
Dimethyl-2,2'-azobisisobutyrat 1 Teil
Die vorstehend angegebene Formulierung wurde auf 60ºC erhitzt und zum Auflösen und gleichmäßigen Dispergieren mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 9000 U/min gerührt, wodurch eine polymerisierbare Monomermischung gebildet wurde.
Ein Cyanfarbener Toner G und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die polymerisierbare Monomernischung durch die vorstehend erwähnte ersetzt wurde, die Temperatur des wässrigen Mediums während der Bildung der Teilchendispersion zu 60ºC verändert wurde, die Bildung der Teilchendispersion eine Stunde lang durchgeführt wurde, die Reaktion bei 60ºC unter Rühren mit einem Schaufelrührer 7 Stunden lang vonstatten gehen gelassen wurde, die Dispersion in 0,5 Stunden auf 80ºC erhitzt wurde und die Reaktion weitere 4 Stunden lang fortgesetzt wurde und während der Polymerisation kein Stickstoff durch das wässrige Medium hindurchperlen gelassen wurde. Während der Polymerisationsreaktion betrug die Konzentration des gelösten Sauerstoffs in dem wässrigen Medium 5 mg/l. Eine Bewertung erfolgte mit dem Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 12

Der in Vergleichsbeispiel 11 hergestellte Cyanfarbene Toner G wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 3

800 Teilen vollentsalztem Wasser wurden 500 Teile einer wässrigen 0,1 m Na&sub3;PO&sub4;-Lösung zugesetzt. Die Mischung wurde auf 50ºC erhitzt und mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 10.000 U/min gerührt. Es wurden nach und nach 70 Masseteile einer wässrigen 1,0 m CaCl&sub2;- Lösung dazugegeben, wobei ein wässriges Medium erhalten wurde, das Calciumphosphat enthielt.
(Monomer)
Styrol 185 Teile
n-Butylacrylat 15 Teile
(Farbmittel)
C.I. Pigment Yellow 17 15 Teile
(Ladungssteuerungsmittel)
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung 2 Teile
(polares Harz)
gesättigter Polyester 15 Teile
(Säurezahl: 15; Peak-Molmasse: 20.000)
(Trennmittel)
Esterwachs 30 Teile
(maximaler DSC-Wärmeaufnahmepeak: 70ºC)
(Vernetzungsmittel)
Divinylbenzol 0,5 Teile
(Material mit niedriger Molmasse)
Polystyrol mit niedriger Molmasse 6 Teile
[massegemittelte Molmasse (Mw): 3500, Molmassenverteilung (Mw/Mn): 4,5]
Die vorstehend angegebene Formulierung wurde auf 50ºC erhitzt und zum Auflösen und gleichmäßigen Dispergieren mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 9000 U/min gerührt. Darin wurde ein Teil 2,2'-Azobis- (2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst, wodurch eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt wurde.
Die polymerisierbare Monomermischung wurde dem vorstehend erwähnten wässrigen Medium zugesetzt. Die Mischung wurde mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer) bei 55ºC in einer Stickstoffatmosphäre mit 9500 U/min gerührt, wodurch eine Teilchendispersion der polymerisierbaren Monomermischung gebildet wurde.
Die Dispersion wurde unter Rühren mit einem Schaufelrührer eine Stunde lang bei 55ºC reagieren gelassen, in einer Stunde auf 60ºC erhitzt, 4 Stunden lang reagieren gelassen, mit einer Geschwindigkeit von 40ºC/h bis auf 80ºC erhitzt und weitere 4 Stunden lang reagieren gelassen. Während der Polymerisationsreaktion wurde durch das wässrige Medium stündlich Stickstoff hindurchperlen gelassen, um die Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Bereich von 0,5 bis 1,0 mg/l einzustellen.
Nach der Polymerisationsreaktion wurde das restliche Monomer unter vermindertem Druck abdestilliert. Nach Abkühlung wurde Salzsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat zu lösen. Das Polymerisationsprodukt wurde durch Filtrieren gesammelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei gelb gefärbte Teilchen (gelber Toner) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,2 um erhalten wurden.
100 Teilen der gelb gefärbten Tonerteilchen wurde von außen hydrophobes Siliciumdioxid mit einer durch die BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 200 m²/g zugesetzt, wobei der Gelbe Toner H erhalten wurde. 5 Teile dieses Gelben Toners H wurden mit 95 Teilen eines acrylatbeschichteten Ferrit-Tonerträgers vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde. Dieser Zweikomponentenentwickler wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten bewertet. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse des Toners sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 4

Der in Beispiel 3 hergestellte Gelbe Toner H wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 13

Ein Gelber Toner I und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass die Menge des als Trennmittel dienenden Esterwachses zu 90 Masseteilen verändert wurde. Eine Bewertung erfolgte mit dem später gezeigten Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 14

Der in Vergleichsbeispiel 13 hergestellte Gelbe Toner I wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 15

Ein Gelber Toner J und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer dass das als Trennmittel dienende Esterwachs nicht zugesetzt wurde. Eine Bewertung erfolgte mit dem später gezeigten Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten. Die physikalischen Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 16

Der in Vergleichsbeispiel 15 hergestellte Gelbe Toner J wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät B in Bezug auf Betriebsverhalten bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 5

700 Teilen vollentsalztem Wasser wurden 450 Teile einer wässrigen 0,1 m Na&sub3;PO&sub4;-Lösung zugesetzt. Die Mischung wurde auf 50ºC erhitzt und mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 10.000 U/min gerührt. Es wurden nach und nach 70 Masseteile einer wässrigen 1,0 m CaCl&sub2;- Lösung dazugegeben, wobei ein wässriges Medium erhalten wurde, das Calciumphosphat enthielt.
(Monomer)
Styrol 170 Teile
n-Butylacrylat 30 Teile
(Farbmittel)
C.I. Pigment Blue 15 : 3 10 Teile
(Ladungssteuerungsmittel)
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung 2 Teile
(polares Harz)
gesättigter Polyester 20 Teile
(Säurezahl: 10; Peak-Molmasse: 15.000)
(Trennmittel)
Behenylstearat 30 Teile
(maximaler DSC-Wärmeaufnahmepeak: 68ºC)
(Vernetzungsmittel)
Divinylbenzol 0,2 Teile
(Material mit niedriger Molmasse)
Polystyrol mit niedriger Molmasse 6 Teile
[massegemittelte Molmasse (Mw): 2800, Molmassenverteilung (Mw/Mn): 5,2]
Die vorstehend angegebene Formulierung wurde auf 50ºC erhitzt und zum Auflösen und gleichmäßigen Dispergieren mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 9000 U/min gerührt. Darin wurden 4 Teile 2,2'-Azobis- (2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst, wodurch eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt wurde.
Die polymerisierbare Monomermischung wurde dem vorstehend erwähnten wässrigen Medium zugesetzt. Die Mischung wurde mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer) bei 55ºC in einer Stickstoffatmosphäre mit 9500 U/min gerührt, wodurch eine Teilchendispersion der polymerisierbaren Monomermischung gebildet wurde.
Die Dispersion wurde mit einem Schaufelrührer eine Stunde lang bei 55ºC gerührt, in einer Stunde auf 60ºC erhitzt, 4 Stunden lang reagieren gelassen, mit einer Geschwindigkeit von 5ºC/h bis auf 80ºC erhitzt und 4 Stunden lang reagieren gelassen. Während der Polymerisationsreaktion wurde durch das wässrige Medium stündlich Stickstoff hindurchperlen gelassen, um die Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Bereich von 0,5 bis 1,0 mg/l einzustellen.
Nach der Polymerisationsreaktion wurde das restliche Monomer unter vermindertem Druck abdestilliert. Nach Abkühlung wurde Salzsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat zu lösen. Das Polymerisationsprodukt wurde durch Filtrieren gesammelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei cyanfarbene Teilchen (cyanfarbener Toner) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,0 um erhalten wurden.
100 Teilen der erhaltenen cyanfarbenen Tonerteilchen wurde von außen hydrophobes Siliciumdioxid mit einer durch die BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 200 m²/g zugesetzt, wobei der Cyanfarbene Toner R erhalten wurde. 5 Teile dieses Cyanfarbenen Toners R wurden mit 95 Teilen eines acrylatbeschichteten Ferrit-Tonerträgers vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde. Dieser Zweikomponentenentwickler wurde mit dem später gezeigten Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten bewertet. Die physikalischen Eigenschaften und die Bewertungsergebnisse des Toners sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Bezugsbeispiel 6 (außerhalb der Patentansprüche)

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile Wasser (mit Stickstoff gespült) und 20 Teile einer 0,2%igen (Masse%) wässrigen Polyvinylalkohollösung eingebracht. Zur Bildung einer flüssigen Suspension wurden unter Rühren 77 Teile Styrol, 23 Teile n-Butylacrylat, 3 Teile Benzoylperoxid und 0,01 Teile Divinylbenzol dazugemischt. Nach Spülen des Kolbens mit Stickstoff wurde die flüssige Suspension auf 80ºC erhitzt, und eine Polymerisationsreaktion wurde 10 Stunden lang bei dieser Temperatur vonstatten gehen gelassen.
Das gebildete Polymer wurde mit Wasser gewaschen und bei 65ºC vakuumgetrocknet, wobei ein Harz erhalten wurde. 88 Teile des vorstehend erwähnten Harzes, 2 Teile eines metallhaltigen Azo- Farbstoffs, 5 Teile Ruß, 8 Teile Paraffinwachs und 2 Teile Polystyrol mit niedriger Molmasse [massegemittelte Molmasse (Mw): 2800, Molmassenverteilung (Mw/Mn): 5,2) wurden durch einen Trockenmischer mit stationärem Behälter vermischt. Die trocken gemischte Mischung wurde durch einen Doppelschneckenextruder unter Schmelzen vermischt, wobei durch eine Pumpe aus der Abzugsöffnung evakuiert wurde.
Das unter Schmelzen vermischte Material wurde durch eine Hammermühle grob zerkleinert, wobei eine grob zerkleinerte Tonermischung erhalten wurde, die durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Die grob zerkleinerte Tonermischung wurde durch eine mechanische Desintegratormühle zu einer volumengemittelten Teilchengröße von 20 bis 30 um gemahlen und ferner durch eine Strahlmühle, bei der der Zusammenprall von Teilchen in einer Wirbelbewegung ausgenutzt wurde, pulverisiert. Die pulverisierte Tonermischung wurde durch ein Oberflächenmodifiziergerät unter Anwendung von von thermischer und mechanischer Scherwirkung modifiziert und durch ein Mehrstufen-Rlassiergerät klassiert, wobei ein teilchenförmiger schwarzer Toner mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,9 um erhalten wurde.
98,6 Teilen dieses teilchenförmigen schwarzen Toners wurden 1,4 Teile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt, wobei ein pulverisierter Schwarzer Toner L erhalten wurde. 5 Teile dieses Schwarzen Toners L wurden mit 95 Teilen eines acrylatbeschichteten Ferrit-Tonerträgers vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde. Der Zweikomponentenentwickler wurde mit dem Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten bewertet. Die Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

Bezugsbeispiel 7 (außerhalb der Patentansprüche)

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile Wasser (mit Stickstoff gespült) und 20 Teile einer 0,2%igen (Masse%) wässrigen Polyvinylalkohollösung eingebracht. Zur Bildung einer flüssigen Suspension wurden unter Rühren 77 Teile Styrol, 23 Teile n-Butylacrylat, 1,5 Teile 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) und 0,01 Teile Divinylbenzol dazugemischt. Nach Spülen des Kolbens mit Stickstoff wurde die flüssige Suspension auf 70ºC erhitzt, und eine Polymerisationsreaktion wurde 10 Stunden lang bei dieser Temperatur vonstatten gehen gelassen.
Das gebildete Polymer wurde mit Wasser gewaschen und bei 65ºC vakuumgetrocknet, wobei ein Harz erhalten wurde. 88 Teile des vorstehend erwähnten Harzes, 2 Teile einer Salicylsäureverbindung, 5 Teile Chinacridon, 9 Teile Paraffinwachs und 1 Teil Polystyrol mit niedriger Molmasse [massegemittelte Molmasse (Mw): 3500, Molmassenverteilung (Mw/Mn): 4,5) wurden durch einen Trockenmischer mit stationärem Behälter vermischt. Die trocken gemischte Mischung wurde durch einen Doppelschneckenextruder unter Schmelzen vermischt, wobei durch eine Pumpe aus der Abzugsöffnung evakuiert wurde.
Das unter Schmelzen vermischte Material wurde durch eine Hammermühle grob zerkleinert, wobei eine grob zerkleinerte Tonermischung erhalten wurde, die durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Die grob zerkleinerte Tonermischung wurde durch eine mechanische Desintegratormühle zu einer volumengemittelten Teilchengröße von 20 bis 30 um gemahlen und ferner durch eine Strahlmühle, bei der der Zusammenprall von Teilchen in einer Wirbelbewegung ausgenutzt wurde, pulverisiert. Die pulverisierte Tonermischung wurde durch ein Oberflächenmodifiziergerät unter Anwendung von von thermischer und mechanischer Scherwirkung modifiziert und durch ein Mehrstufen-Klassiergerät klassiert, wobei ein teilchenförmiger magentafarbener Toner mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,5 um erhalten wurde.
98,6 Teilen dieses teilchenförmigen magentafarbenen Toners wurden 1,4 Teile kolloidales Siliciumdioxid zugesetzt, wobei ein pulverisierter Magentafarbener Toner M erhalten wurde. 5 Teile dieses Magentafarbenen Toners M wurden mit 95 Teilen eines acrylatbeschichteten Ferrit-Tonerträgers vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde. Der Zweikomponentenentwickler wurde mit dem Bewertungsgerät A in Bezug auf Fixieren und Betriebsverhalten bewertet. Die Eigenschaften des Toners und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.

(Bewertungsverfahren)

Bewertungsgerät A

Ein handelsübliches Vollfarben-Kopiergerät (CLC-500, hergestellt von Canon K.K.) wurde derart modifiziert, dass es eine Entwicklungsvorrichtung hatte, die für die Anwendung eines nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers und eines peripheren Prozesses dafür geeignet war.
Mit diesem modifizierten Gerät wurde auf einem Aufzeichnungsmedium ein unfixiertes Bild erzeugt. Das unfixierte Bild auf dem Aufzeichnungsmedium wurde durch eine Fixiervorrichtung eines handelsüblichen Geräts (NP-6650, hergestellt von Canon K.K.), die derart modifiziert war, dass die Fixiertemperatur von 120ºC bis 220ºC in Schritten von 5ºC verändert werden konnte, mit einer Fixiergeschwindigkeit von 150 mm/s fixiert. Das Aufzeichnungsmedium war handelsübliches Kopierpapier (Canon New Dry Paper, flächenbezogene Masse: 54 g/m², geliefert von Canon Sales Co., Ltd.).

Bewertungsgerät B

Auf einem Aufzeichnungsmedium wurde durch ein handelsübliches Kopiergerät (NP-6030, hergestellt von Canon K.K.), das in der in Fig. 5 gezeigten Weise für die Entwicklung mit einem nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler modifiziert worden war, ein unfixiertes Bild erzeugt. Das unfixierte Bild auf dem Aufzeichnungsmedium wurde durch eine Fixiervorrichtung eines handelsüblichen Geräts (NP-6650, hergestellt von Canon K.K.), die derart modifiziert war, dass die Fixiertemperatur von 120ºC bis 220ºC um 5ºC verändert werden konnte, mit einer Fixiergeschwindigkeit von 150 mm/s fixiert. Das Aufzeichnungsmedium war ein handelsübliches Kopierpapierblatt (Canon New Dry Paper, flächenbezogene Masse: 54 g/m², geliefert von Canon Sales Co., Ltd.). In Fig. 5 bezeichnet Bezugszahl 52 eine lichtempfindliche Trommel, die als Latentbildträgerelement dient. Durch eine Koronaaufladeeinrichtung 55 wird eine Primäraufladung an der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 52 durchgeführt. Zur Erzeugung eines elektrostatischen Latentbildes an der Oberfläche der primär aufgeladenen lichtempfindlichen Trommel 52 wird eine Belichtung 56 angewendet. Bei einer Entwicklungsvorrichtung 51 wird zur Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes, das auf der lichtempfindlichen Trommel 52 erzeugt worden ist, ein nichünagnetischer Einkomponentenentwickler verwendet, der einen Toner enthält. Das Tonerbild wird auf ein Aufzeichnungsmedium 54 übertragen, das als Übertragungs-Bildempfangsmedium dient. Eine Koronaübertragungsvorrichtung 53 dient zur Übertragung des Tonerbildes von dem lichtempfindlichen Element 52 auf das Aufzeichnungsmedium 54. Die Entwicklungsvorrichtung 51 hat einen Aufbau, wie er in Fig. 12 gezeigt ist. Die Entwicklung wurde unter den nachstehend beschriebenen Bedingungen durchgeführt.

Entwicklungsbedingungen

Entwicklungszylinder: Entwicklungszylinder aus Edelstahl, mit Glasperlen (#600) abgestrahlt
Zwischenraum β zwischen Entwicklungszylinder und lichtempfindlicher Trommel: 500 um
Elastische Rakel: Rakel aus Polyurethangummi mit einer Nylon- bzw. Polyamidharzschicht an der Oberfläche
Dicke der Entwicklerschicht auf dem Entwicklungszylinder: 70 um
Entwicklungsvorspannung: elektrisches Wechselfeld mit einer Spitzenspannung von 2 kV
Betriebsgeschwindigkeit: 150 m/s
Die Bewertung wurde in Bezug auf die nachstehend angegebenen Bewertungspunkte unter Anwendung der vorstehend erwähnten Bewertungsgeräte A und B durchgeführt.

(Bewertungspunkte)

Schleierbildung

Die Schleierbildung wurde mit einem Aufsichtdensitometer (Reflectometer Odel TC-6DS, hergestellt von Tokyo Denshoku Co., Ltd.) gemessen. Der Grad der Schleierbildung wird durch Ds - Dr, die Differenz zwischen Ds [dem niedrigsten Wert der Reflexionsdichte (Aufsicht-Bilddichte) im weißen Bereich nach dem Drucken] und Dr (dem Mittelwert der Reflexionsdichte vor dem Drucken), wiedergegeben. Bei einem Schleierbildungsgrad von nicht mehr als 2% ist das Bild bei der praktischen Anwendung zufriedenstellend ohne wesentliche Schleierbildung, und bei einem Schleierbildungsgrad von 5% oder mehr ist das Bild verwischt mit beträchtlicher Schleierbildung.
Die Bewertungsmaßstäbe für Bewertungsgerät A bzw. Bewertungsgerät B sind nachstehend angegeben.

(Bewertungmaßstäbe für Bewertungsgerät A)

a: Schleierbildung weniger als 2% beim Drucken des 20.000. Blattes
b: Schleierbildung 2% oder mehr beim Drucken des 20.000. Blattes
c: Schleierbildung 2% oder mehr beim Drucken des 15.000. Blattes
d: Schleierbildung 2% oder mehr beim Drucken des 10.000. Blattes
e: Schleierbildung 2% oder mehr beim Drucken des 5000. Blattes

(Bewertungmaßstäbe für Bewertungsgerät B)

a: Schleierbildung weniger als 2% beim Drucken des 3000. Blattes
b: Schleierbildung 2% oder mehr beim Drucken des 3000. Blattes
c: Schleierbildung 2% oder mehr beim Drucken des 1000. Blattes
d: Schleierbildung 2% oder mehr beim Drucken des 500. Blattes
e: Schleierbildung 2% oder mehr beim Drucken des 100. Blattes

Tonerschmelze

Beschmutzung oder Verunreinigung des Tonerträgers, des Entwicklungszylinders und des lichtempfindlichen Elements durch Tonerschmelze wurde durch Sichtprüfung beurteilt. Das Auftreten der Tonerschmelze wurde gemäß den nachstehend angegebenen Maßstäben bewertet.

(Bewertungsmaßstäbe für Bewertungsgerät A)

a: Reine Tonerschmelze beim Drucken des 20.000. Blattes
b: Auftreten von Tonerschmelze beim Drucken des 20.000. Blattes
c: Auftreten von Tonerschmelze beim Drucken des 15.000. Blattes
d: Auftreten von Tonerschmelze beim Drucken des 10.000. Blattes
e: Auftreten von Tonerschmelze beim Drucken des 5000. Blattes

(Bewertungsmaßstäbe für Bewertungsgerät B)

a: Reine Tonerschmelze beim Drucken des 3000. Blattes
b: Auftreten von Tonerschmelze beim Drucken des 3000. Blattes
c: Auftreten von Tonerschmelze beim Drucken des 1000. Blattes
d: Auftreten von Tonerschmelze beim Drucken des 500. Blattes
e: Auftreten von Tonerschmelze beim Drucken des 100. Blattes

Toneraufladung

Die Menge der Aufladung oder Ladungsmenge des Toners wurde in der nachstehend beschriebenen Weise gemessen.
Bei der Prüfung mit dem Bewertungsgerät A wurde der Toner, der den Tonerträger enthielt, zu Beginn und am Ende der Betriebs- oder Haltbarkeitsprüfung aus dem modifizierten CLC-500-Gerät herausgenommen. Die Menge der Aufladung des Toners wurde mit dem nachstehend erwähnten Messgerät gemäß dem nachstehend angegebenen Verfahren und dem nachstehend angegebenen Berechnungsverfahren gemessen.
Bei der Prüfung mit dem Bewertungsgerät B wurden der Toner und der Tonerträger einen ganzen Tag und eine ganze Nacht lang unter gewöhnlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen stehengelassen. Die Menge der Aufladung des Toners wurde mit dem Messgerät gemäß dem nachstehend angegebenen Verfahren und dem nachstehend angegebenen Berechnungsverfahren gemessen.
Fig. 6 zeigt das Gerät für die Messung der triboelektrischen Ladungsmenge des Toners. Der Toner, dessen triboelektrische Aufladung zu messen ist, wird in einem auf die Masse bezogenen Mischungsverhältnis von 1 : 19 mit einem Tonerträger vermischt. Diese Mischung wird in eine 50 bis 100 ml fassende Polyethylenflasche eingebracht und 5 bis 10 Minuten lang von Hand geschüttelt. Etwa 0,5 bis 1,5 g der Mischung (Entwickler) werden in den metallischen Messbehälter 202, der am Boden ein Sieb 203 mit einer Maschenzahl von 500 mesh hat, umgefüllt, und der Messbehälter wird mit dem metallischen Deckel 204 abgedeckt. Die Gesamtmasse W&sub1; (g) des Messbehälters 202 wird gewogen. Dann wird der Messbehälter durch eine Saugvorrichtung 201 (von der mindestens der Teil, der mit dem Messbehälter in Kontakt ist, aus einem isolierenden Material hergestellt ist) aus der Ansaugöffnung 207 ausgesaugt, und die Luftströmungsmenge wird mit dem Lufteinstellventil 206 derart eingestellt, dass der Druckmesswert des Manometers 205 bei 250 mm WS gehalten wird. In diesem Zustand wird das Aussaugen genügend lange, vorzugsweise 2 Minuten lang, fortgesetzt, damit der Toner durch Absaugen entfernt wird. Der Messwert des Spannungsmessers 209 in diesem Zustand wird mit V (Volt) bezeichnet. Die Bezugszahl 208 bezeichnet einen Kondensator mit einer Kapazität von C (uF). Die Gesamtaasse W&sub2; (g) des Messbehälters wird nach dem Aussaugen gewogen. Die Menge der triboelektrischen Ladung (mC/kg) des Toners wird gemäß der nachstehend angegebenen Gleichung berechnet:
Triboelektrische Ladung des Toners (mC/kg) = (C · V)/(W&sub1; - W&sub2;)

Bilddichte

Bilddichten von flächenhaften gedruckten Bildern (quadratisch: 5 mm · 5 mm und rund: 500 mm) werden mit einem MacBeth-Densitometer (hergestellt von MacBeth Co.) gemessen.

Temperatur, bei der das Fixieren beginnt

Das Fixieren wird durchgeführt, indem die Fixiertemperatur von 120ºC ausgehend in Schritten von 5ºC verändert wird. Das erhaltene fixierte Bild wird zehnmal mit einem Silbon-Papierblatt hin- und hergerieben, wobei eine Belastung von etwa 100 g ausgeübt wird. Die Temperatur, bei der der Grad der Abnahme (%) der Reflexionsdichte (Aufsicht-Bilddichte), die durch Abblättern bzw. Abreiben des Bildes verursacht wird, 10% oder weniger erreicht, wird als die Temperatur angesehen, bei der das Fixieren beginnt.

Abschmutztemperatur

Die Fixiertemperatur wird von 120ºC ausgehend in Schritten von 10ºC verändert. In der Mitte des oberen Endbereichs eines Kopierpapierblattes wird ein flächenhaftes Bild (5 cm · 5 cm; Tonermenge: 0,5 bis 0,6 mg/cm²) erzeugt. Dieses Blatt wird durch die Fixiervorrichtung hindurchgehen gelassen. Wenn sich der Toner des flächenhaften Bildes abschält und auf den rückseitigen Endbereich des Papierblatts in der Durchgangsrichtung zurück übertragen wird, wird die Temperatur zu dieser Zeit als Abschmutztemperatur definiert.

Beispiel 8

Ein Gelber Toner N und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass als Farbmittel C.I. Pigment Yellow 17 anstelle von C.I. Pigment Blue 15 : 3 wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Ein Magentafarbener Toner 0 und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass als Farbmittel ein Chinacridon-Pigment anstelle von C.I. Pigment Blue 15 : 3 wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Ein Schwarzer Toner P und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass als Farbaittel Ruß anstelle von C.I. Pigment Blue 15 : 3 wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Durch das Bewertungsgerät A wurde mit vier Zweikomponentenentwicklern, die die Zweikomponentenentwickler mit dem Gelben Toner N, dem Magentafarbenen Toner O und dem Schwarzen Toner P, die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden waren, und dem in Beispiel 1 hergestellten Gyanfarbenen Toner A umfassten, ein Vollfarbenbid erzeugt. Das erzeugte Bild wurde gut fixiert, und zwar mit zufriedenstellendem Farbton und zufriedenstellender Gradation, ohne dass das Aufladeelement beschmutzt oder verunreinigt wurde.

Beispiel 9

Mittels eines in Fig. 9 gezeigten Bilderzeugungsgeräts wurde mit vier Farbtonern, und zwar mit dem Cyanfarbenen Toner A, dem Gelben Toner N, dem Magentafarbenen Toner O und dem Schwarzen Toner P, die in Beispiel 8 verwendet wurden, ein Vollfarbenbild erzeugt. Als Aufladeelement wurde eine Aufladewalze angewendet, die aus einem elektrisch leitenden Entwicklungszylinder mit einem Durchmesser von 16 mm und einer darauf gebildeten elastischen Schicht auf Polyurethanbasis bestand. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements wurde einer Primäraufladung unter den nachstehend angegebenen Aufladebedingungen unterzogen.

Aufladebedingungen

Aufladevorspannung: Konstantstromregelung mit einem Wechselstrom von 1900 uA
Drehrichtung der Aufladewalze relativ zu dem lichtempfindlichen Element und Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit: Durch die lichtempfindliche Trommel angetrieben (kein Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit) Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements: -500 V
An der Oberfläche des primär aufgeladenen lichtempfindlichen Elements wurde durch Projektion eines Laserstrahls ein digitales elektrostatisches Latentbild erzeugt.
Die Erzeugung eines digitalen Tonerbildes auf dem lichtempfindlichen Element wurde durch Umkehrentwicklung unter den folgenden Entwicklungsbedingungen mittels einer in Fig. 12 gezeigten Entwicklungsvorrichtung für kontaktfreie Entwicklung unter Verwendung eines nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers durchgeführt. Die Entwicklung wurde viermal in der Reihenfolge der Farben Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz durchgeführt.

Entwicklungsbedingungen

Entwicklungszylinder: Entwicklungszylinder aus Edelstahl, mit Glasperlen (#600) abgestrahlt
Zwischenraum β zwischen Entwicklungszylinder und lichtempfindlicher Trommel: 500 um
Elastische Rakel: Rakel aus Polyurethangummi mit einer Nylon- bzw. Polyamidharzschicht an der Oberfläche
Dicke der Entwicklerschicht auf dem Entwicklungszylinder: 70 um
Entwicklungsvorspannung: elektrisches Wechselfeld mit einer Spitzenspannung von 2 kV
Betriebsgeschwindigkeit: 150 m/s
Die Tonerbilder, die auf dem lichtempfindlichen Element entwickelt worden waren, wurden viermal, und zwar in der Reihenfolge des gelben Tonerbildes, des magentafarbenen Tonerbildes, des cyanfarbenen Tonerbildes und des schwarzen Tonerbildes, elektrostatisch auf ein Zwischenübertragungselement übertragen (erster Übertragungsschritt), und das Vollfarbenbild, das aus den vier Farbtonern bestand, wurde unter den folgenden Übertragungsbedingungen unter Anwendung eines Übertragungselements in einem Arbeitsgang elektrostatisch auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen (zweiter Übertragungsschritt).
Das Zwischenübertragungselement war eine Zwischenübertragungstrommel, die aus einer elektrisch leitenden Trommel mit einem Durchmesser von 186 mm und einer auf der Trommeloberfläche gebildeten elastischen Schicht bestand.
Heim ersten Übertragungsschritt wurde an die Zwischenübertragungstrommel eine Übertragungsvorspannung von 100 bis 200 V angelegt. Das Übertragungselement im zweiten Übertragungsschritt war eine elektrisch leitende Gummiwalze mit einem Durchmesser von 16 mm.

Übertragungsbedingungen im zweiten Übertragungsschritt

Übertragungsvorspannung: Gleichspannung von 1 kV Kontaktdruck der Übertragungswalze auf das Zwischenübertragungselement: 1 kp
Das Vollfarbenbild, das aus den vier Farbtonern erzeugt und auf das Aufzeichnungsmedium übertragen worden war, wurde durch Erhitzen mittels einer Fixiervorrichtung vom Heißwalzentyp fixiert, die eine Heißwalze hatte, bei der die Fixiertemperatur in Schritten von 5ºC verändert werden konnte, und eine Presswalze mit einer elastischen Schicht hatte, die mit der Heißwalze in Presskontakt kam.
Als Ergebnis wurde ein ausgezeichnetes Vollfarbenbild mit hoher Beständigkeit gegen Abschmutzen in einem weiten Fixiertemperaturbereich erhalten.

(Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 1)

Als magnetische Teilchen wurde Zn-Cu-Ferrit bereitgestellt, der einen mittleren Teilchendurchmesser von 25 um und die Zusammensetzung (Fe&sub2;O&sub3;)&sub2;,&sub3;(CuO)&sub1;(ZnO)&sub1; hatte. Die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes der magnetischen Teilchen von dem einwirkenden elektrischen Feld ist wie in Fig. 2 mit dem Symbol A bezeichnet. Der spezifische Volumenwiderstand der magnetischen Teilchen wurde durch ein Widerstandsprüfgerät unter Anwendung einer Aluminiumtrommel gemessen: Zu dieser Zeit betrug 20 - Vl (V/cm) 10&sup7; bis 10&sup8; Ω·cm, und R1/R2 betrug 10.

(Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 2)

Die Oberfläche der im Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 1 bereitgestellten magnetischen Teilchen wurde mit einem elektrisch leitenden Harz beschichtet, das aus einem Siliconharz und 1% darin dispergiertem Ruß bestand. Der spezifische Widerstand wurde in derselben Weise wie vorstehend beschrieben gemessen. Die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes der beschichteten magnetischen Teilchen von dem einwirkenden elektrischen Feld ist wie in Fig. 2 mit dem Symbol B bezeichnet. 20 - V1 (V/cm) betrug 10&sup7; bis 10&sup9; Ω·cm, und R1/R2 betrug 100.

(Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 3)

Magnetische Teilchen wurden durch Oxidationsbehandlung des im Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 1 bereitgestellten Zn-Cu- Ferrits hergestellt. Der spezifische Widerstand wurde in derselben Weise wie vorstehend beschrieben gemessen. Die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes der magnetischen Teilchen von dem einwirkenden elektrischen Feld ist wie in Fig. 2 mit dem Symbol C bezeichnet. Zu dieser Zeit betrug 20 - V1 (V/cm) 109 bis 10¹¹ Ω·cm, und R1/R2 betrug 1000.

(Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 4)

Magnetische Teilchen wurden durch Oxidationsbehandlung des im Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 1 bereitgestellten Zn-Cu- Ferrits und Beschichten seiner Oberfläche mit einem elektrisch leitenden Harz, das aus einem Siliconharz und 3% darin dispergiertem Ruß bestand, hergestellt. Der spezifische Widerstand wurde in derselben Weise wie vorstehend beschrieben gemessen. Die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes der magnetischen Teilchen von dem einwirkenden elektrischen Feld ist wie in Fig. 2 mit dem Symbol D bezeichnet. Zu dieser Zeit betrug 20 - V1 (V/cm) 10&sup6; bis 10&sup9; Ω·cm, und R1/R2 betrug 1000.

(Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 5)

Als magnetische Teilchen wurde Mn-Zn-Ferrit bereitgestellt, der einen mittleren Teilchendurchmesser von 45 um und die Zusammensetzung (Fe&sub2;O&sub3;)2,4(MnO)&sub1;(ZnO)1,1 hatte. Die Oberfläche der magnetischen Teilchen wurde mit einem Siliconharz beschichtet. Der spezifische Widerstand wurde in derselben Weise wie vorstehend beschrieben gemessen. Die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes der beschichteten magnetischen Teilchen von dem einwirkenden elektrischen Feld ist wie in Fig. 2 mit dem Symbol E bezeichnet. 20 - V1 (V/cm) betrug 10² bis 10&sup6; Ω·cm, und R1/R2 betrug 1000.

(Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 6)

Als magnetische Teilchen wurde Mn-Zn-Ferrit bereitgestellt, der einen mittleren Teilchendurchmesser von 45 um und die Zusammensetzung (Fe&sub2;O&sub3;)2,4(MnO)&sub1;(ZnO)1,1 hatte. Der spezifische Widerstand wurde in derselben Weise wie vorstehend beschrieben gemessen. Die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes der magnetischen Teilchen von dem einwirkenden elektrischen Feld ist wie in Fig. 2 mit dem Symbol F bezeichnet. 20 - V1 (V/cm) betrug 10² bis 10&sup5; Ω·cm, und R1/R2 betrug 100.

(Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 7)

Aus Spaltfasern vom Orangentyp, die aus Polyethylenterephthalat und PA 6 bestanden (Filamentzahl: 8, mittlerer Faserdurchmesser: 1 um), und PA-6-Faser (monofil, 20 um) wurde ein Streifen in Leinwandbindung hergestellt. Die Spaltfaser wurde durch Ausstoßen von Hochdruckwasser geöffnet und zum Aufrichten bzw. Aufrauen mit Sandpapier behandelt.
Der aufgeraute Faserstreifen wurde eine Stunde lang in eine 15- %ige (Masse%) wässrige Eisen(III)-chloridlösung eingetaucht.
Dann wurde der Streifen in einen geschlossenen Behälter eingebracht, der mit Pyrrolmonomer-Dampf gesättigt war, um 3 Stunden lang eine Polymerisation zur Bildung von Polypyrrol an der Faseroberfläche vonstatten gehen zu lassen. Nach der Reaktion wurde der Streifen ausreichend mit reinem Wasser und Ethanol gewaschen und bei 100ºC getrocknet. Der aufgeraute Bereich des getrockneten Faserstreifens wurde mit einer steifen Bürste gebürstet, um die Behaarung gleichmäßig zu machen.
Der aufgeraute Faserstreifen wurde zu einem rechteckigen Streifen mit einer Breite von 1 cm verarbeitet und um eine elektrisch leitende Walze aus Polyurethanschaum (Außendurchmesser: 12 mm), die auf einem Edelstahlkern mit einem Durchmesser von 6 mm gebildet war, herumgewickelt.

(Beispiel 1 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements)

Ein lichtempfindliches Element, bei dem eine organische photoleitfähige Substanz zur negativen Aufladung verwendet wurde, (nachstehend als "lichtempfindliches OPC-Element" bezeichnet) wurde hergestellt, indem auf einem Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm fünf funktionelle Schichten gebildet wurden, die nachstehend gezeigt sind.
Die erste Schicht ist eine etwa 20 um dicke elektrisch leitende Schicht, die aus einem Harz und einem darin dispergierten teilchenförmigen elektrisch leitenden Material besteht. Diese Schicht dient zum Abdecken von Fehlern des Aluminiumzylinders und zur Verhinderung eines Moiréeffekts, der durch Reflexion bei der Belichtung mit einem Laserstrahl verursacht wird.
Die zweite Schicht ist eine Schicht zur Verhinderung der Injektion positiver Ladungen (Unter- bzw. Grundierschicht) mit einem mittelhohen spezifischen Widerstand von etwa 10&sup6; Ω·cm, die aus PA 6-66-610-12 und methoxymethyliertem Polyamid besteht und eine Dicke von etwa 1 um hat. Diese Schicht dient dazu, zu verhindern, dass positive Ladungen, die aus dem Aluminiumträger bzw. -substrat injiziert werden, die negativen Ladungen löschen, die an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erhalten werden.
Die dritte Schicht ist eine etwa 0,3 um dicke Ladungserzeugungsschicht, die aus einem Harz und einem darin dispergierten Bisazo-Pigment besteht. Diese Schicht erzeugt bei der Belichtung mit Laserlicht positiv-negative Ladungspaare.
Die vierte Schicht ist eine 25 um dicke Ladungstransportschicht, die aus einem Polycarbonatharz und einem darin dispergierten Hydrazon besteht. Diese Schicht ist ein p-Halbleiter und transportiert nur die positiven Ladungen, die in der Ladungserzeugungsschicht erzeugt werden, zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements. Die negativen Ladungen an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements können sich nicht in der vierten Schicht bewegen.
Die fünfte Schicht ist eine Ladungsinjektionsschicht, die für die vorliegende Erfindung charakteristisch ist. Diese Schicht besteht aus einem durch Licht härtbaren Acrylharz und ultrafeinem teilchenförmigem SnO&sub2; und teilchenförmigem Polytetrafluorethylenharz mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,25 um. Das teilchenförmige Polytetrafluorethylenharz dient zur Verlängerung der Kontaktzeit des Kontaktaufladeelements mit dem lichtempfindlichen Element für die Durchführung einer gleichmäßigen Aufladung. Im Einzelnen werden 100 Teilen des Harzes 167 Teile teilchenförmiges SnO&sub2; mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,03 um, dessen Widerstand durch Dotieren mit Antimon vermindert worden ist, 20 Teile teilchenförmiges Polytetrafluorethylenharz und 1, 2 Teile eines Dispergiermittels zugesetzt. Eine Auftragsflüssigkeit mit der vorstehend angegebenen Formulierung wird durch Sprühauftrag in einer Dicke von etwa 2,5 um aufgetragen, um die Ladungsinjektionsschicht zu bilden.
Die Oberflächenschicht des resultierenden lichtempfindlichen Elements hatte einen spezifischen Volumenwiderstand von 5 · 10¹² Ω·cm, der niedriger ist als der von 1 · 10¹&sup5; Ω·cm der einfachen Ladungstransportschicht. Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements bildete mit Wasser einen Kontaktwinkel von 93º. Dieses lichtempfindliche Element wird als "Lichtempfindliches Element 1" bezeichnet.
Der Kontaktwinkel wurde unter Anwendung von reinem Wasser mit einem Kontaktwinkel-Prüfgerät (CA-DS, hergestellt von Kyowa Raimen Kagaku K.K.) gemessen.

(Beispiel 2 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements)

Die erste Schicht und die Unter- bzw. Grundierschicht des lichtempfindlichen Elements wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements gebildet. Es wurde eine Ladungserzeugungsschicht (Schichtdicke: 0,7 um) gebildet, die hauptsächlich aus einem Butyralharz bestand, das ein darin dispergiertes Titanylphthalocyanin- Pigment mit einem Absorptionsband im Bereich langer Wellenlängen enthielt. Aus einer Löcher (Defektelektronen) transportierenden Triphenylaminverbindung, die in einem Masseverhältnis von 10 : 10 in einem Polycarbonatharz gelöst war, wurde eine Ladungstransportschicht (Schichtdicke: 18 um) gebildet. Ferner wurde darauf in der nachstehend beschriebenen Weise eine Ladungsinjektionsschicht gebildet. Dieselben Materialien wurden in einem Masseverhältnis von 5 : 10 gelöst. Es wurden 120 Teile, auf 100 Teile des Harzes bezogen, teilchenförmiges SnO&sub2; (Teilchendurchmesser: 0,03 um), das zur Erzielung eines niedrigeren spezifischen Widerstandes behandelt worden war, dazugegeben. Ferner wurde pulverförmiges Polytetrafluorethylen (Teilchendurchmesser: 0,1 um) in einer Menge von 30 Masse%, auf den gesamten Feststoff bezogen, dazugegeben. Die erhaltene Mischung wurde gleichmäßig dispergiert und zur Bildung einer Ladungsinjektionsschicht (Schichtdicke: 3 um) auf die Ladungstransportschicht aufgetragen. Der spezifische Widerstand der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements betrug 2 · 10¹³ Ω·cm. Der Kontaktwinkel, den seine Oberfläche mit Wasser bildete, betrug 101º. Dieses lichtempfindliche Element wird als "Lichtempfindliches Element 2" bezeichnet.

(Beispiel 3 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements)

Das Lichtempfindliche Element 3 wurde in derselben Weise wie in Beispiel 2 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements hergestellt, außer dass der Ladungsinjektionsschicht (Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements) kein pulverförmiges Polytetrafluorethylen zugesetzt wurde. Der Kontaktwinkel, den die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Wasser bildete, betrug 78º.

Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements

Die Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements werden unter den Betriebsbedingungen eines praktisch angewandten Geräts gemessen. Bei der Messung wird die Sonde eines Oberflächenelektrometers unmittelbar hinter der Belichtungsstelle angeordnet. Das Potenzial des lichtempfindlichen Elements, das keiner Belichtung unterzogen worden ist, wird durch Vd wiedergegeben. Die Intensität des Belichtungslichts wird nach und nach verändert, und das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements wird aufgezeichnet. Die Intensität des Belichtungslichts, bei der das Potenzial des lichtempfindlichen Elements auf die Hälfte des Dunkelbereichspotenzials (Vd), d. h. auf Vd/2, abgenommen hat, wird als Halbwerts-Belichtungsintensität bezeichnet. Das Potenzial, bei dem die Belichtung mit einer Lichtmenge durchgeführt wird, die das 30fache der Halbwerts-Belichtungsintensität beträgt, ist als Restpotenzial Vr definiert.
Als Elektrophotographiegerät für die Bewertung der Eigenschaften der lichtempfindlichen Elemente, die in den Beispielen für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements hergestellt worden waren, wurde ein Laserdrucker (LBP-860, hergestellt von Canon K.K.) angewendet. Bei der Bewertung betrug die Betriebsgeschwindigkeit 47 mm/s. Als Latentbild wurde ein digitales Latentbild im Binärbetrieb mit 300 dpi (Punkten pro Inch) erzeugt. In den Beispielen wurde das Aufladeelement für das lichtempfindliche Element durch ein Magnetbürsten-Walzenaufladeelement ersetzt, und es wurde eine Gleichspannung angelegt.
Die Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements wurden gemessen, indem das Potenzial unter Veränderung der Lichtmenge des Laserstrahls überwacht wurde. Zur Belichtung der gesamten Oberfläche wurde für eine kontinuierliche Abtastung mit dem Laserstrahl in der Sekundärabtastrichtung gesorgt.
Bei der Messung des lichtempfindlichen Elements von Beispiel 1 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements betrug das Dunkelbereichspotenzial -700 V, betrug die (flächenbezogene) Lichtmenge für die Abnahme des Potenzials auf die Hälfte des Dunkelbereichspotenzials, d. h. die (flächenbezogene) Halbwerts- Lichtmenge des lichtempfindlichen Elements, 0,38 cJ/m², betrug das Restpotenzial Vr -55 V, betrug die Steigung der Geraden, die Vd und (Vd + Vr)/2 verbindet, 920 Vm²/cJ und betrug 1/20 dieser Steigung 45 Vm²/cJ. Der Berührungspunkt der Kennlinie der Lichtempfindlichkeitseigenschaften mit einer Tangente, deren Steigung 1/20 der erwähnten Steigung beträgt, lag bei 1,55 cJ/m², und das Fünffache der Halbwerts-Lichtmenge betrug 1,90 cJ/m². Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Eigenschaften des Lichtempfindlichen Elements 2. Dieselben Messungen wurden bei den lichtempfindlichen Elementen der Beispiele 2 und 3 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements durchgeführt.

Tabelle 3 zeigt die Messergebnisse.

Beispiel 10

Styrol 170 Teile
n-Butylacrylat 30 Teile
Ruß 10 Teile
Di-t-butylsalicylsäure-Al-Verbindung 3 Teile
gesättigter Polyester 10 Teile
(Säurezahl: 10, Peak-Molmasse: 9100)
Esterwachs 40 Teile
(MW: 450, Mn: 400, Mw/Mn: 1,13, maximaler DSC- Wärmeaufnahmepeak: 68ºC, Viskosität: 6,1 mPa s, Vickers-Härte: 1,2, SP-Wert: 8,3)
Divinylbenzol 0,5 Teile
Die vorstehend angegebene Formulierung wurde auf 55ºC erhitzt und mittels eines Homogenisiermischers (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K. R.) mit 10.000 U/min gelöst und gleichmäßig dispergiert. Darin wurden 4 Teile 2,2'-Azobis(2,4- dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst, wodurch eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt wurde.
Separat wurden 710 Teilen vollentsalztem Wasser 450 Teile einer wässrigen 0,1 m Na&sub3;PO&sub4;-Lösung zugesetzt. Die Mischung wurde auf 60ºC erhitzt und mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 1300 U/min gerührt. Es wurden nach und nach 68 Masseteile einer wässrigen 1,0 m CaCl&sub2;-Lösung dazugegeben, wobei ein wässriges Medium erhalten wurde, das Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2; enthielt.
Die vorstehend erwähnte polymerisierbare Monomermischung wurde diesem wässrigen Medium zugesetzt. Ferner wurden 2 Teile Polyethylen dazugegeben. Die Mischung wurde mit einem Homogenisiermischer (TR Homomixer) bei 55ºC in einer Stickstoffatmosphäre 20 Minuten lang mit 10.000 U/min gerührt, wodurch eine Teilchendispersion der polymerisierbaren Monomermischung gebildet wurde.
Die Dispersion wurde mit einem Schaufelrührer eine Stunde lang bei 55ºC gerührt, um die Reaktion vonstatten gehen zu lassen, in einer Stunde auf 60ºC erhitzt, 4 Stunden lang reagieren gelassen, mit einer Geschwindigkeit von 40ºC/h bis auf 80ºC erhitzt und 4 Stunden lang polymerisieren gelassen. Während der Polymerisationsreaktion wurde durch das wässrige Medium stündlich Stickstoff hindurchperlen gelassen, um die Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Bereich von 0,5 bis 1,0 mg/l einzustellen.
Nach der Polymerisationsreaktion wurde die Reaktionsmischung abgekühlt. Zum Auflösen des Calciumphosphats wurde Salzsäure dazugegeben. Das Polymerisationsprodukt wurde durch Filtrieren gesammelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei schwarze Polymerisatteilchen (schwarzer Toner) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,8 um erhalten wurden.
100 Teilen des schwarzen Toners wurden 1,0 Teile feines pulverförmiges Siliciumdioxid, das einer Hydrophobierungsbehandlung mit Siliconöl unterzogen worden war, und 1,0 Teile feines teilchenförmiges hydrophobes Titanoxid zugesetzt. Die Mischung wurde mit einem Henschel-Mischer vermischt, wobei ein Schwarzer Toner AA erhalten wurde.
Der Schwarze Toner AA wurde in einem Mischungsverhältnis von 7 : 100 mit einem Ferrit-Tonerträger (mittlerer Teilchendurchmesser: 50 um) vermischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler AA erhalten wurde.
Tabelle 4 zeigt die Eigenschaften des Schwarzen Toners AA.
Als Elektrophotographiegerät wurde ein Digitalkopiergerät (GP55, hergestellt von Canon K.K.) angewendet. Dieses Kopiergerät war derart modifiziert worden, dass es mit einer um einen Faktor von 1,5 höheren Betriebsgeschwindigkeit arbeitete und im Binärbetrieb mit 300 dpi digitale Latentbilder erzeugte.
Als Kontaktaufladeeinrichtung wurden die magnetischen Teilchen verwendet, die in Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 1 hergestellt worden waren. Durch einen elektrisch leitenden Entwicklungszylinder, der im Inneren eine Magnetwalze hatte, wurde bewirkt, dass sich die magnetischen Teilchen in Form von Büscheln aufstellten und eine Magnetbürste bildeten. Der Entwicklungszylinder wird aus einem nichtmagnetischen Entwicklungszylinder aus Aluminium hergestellt, dessen Oberfläche einer Abstrahlbehandlung unterzogen wird. Dieser elektrisch leitende Entwicklungszylinder wurde derart eingebaut, dass zwischen der Oberfläche des Entwicklungszylinders und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ein Zwischenraum von etwa 500 um gehalten wurde. Aus den magnetischen Teilchen wurde eine Magnetbürste mit einem etwa 5 mm breiten Aufladespalt in der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebildet, indem mit Hilfe der magnetischen Zwangskraft der Magnetwalze bewirkt wurde, dass sich die Teilchen auf dem elektrisch leitenden Entwicklungszylinder in Form von Büscheln aufstellten. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Kontakts zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und der Magnetbürste wurde der Entwicklungszylinder derart gedreht, dass er sich in einer der Drehung des lichtempfindlichen Elements entgegengesetzten Richtung mit einer Geschwindigkeit von 200% verschob.
Hierbei ist die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz durch die nachstehende Gleichung definiert:
(Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz) = ( V-v / V ) · 100 worin V die Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements beim Kontaktbereich zwischen dem Aufladeelement und dem lichtempfindlichen Element bezeichnet und v die Umfangsgeschwindigkeit des Aufladeelements bezeichnet.
Die magnetische Flussdichte (B) der Magnetwalze betrug 0,09 T. Der Pol, der die maximale magnetische Flussdichte zeigt, war an der dem lichtempfindlichen Element gegenüberliegenden Stelle befestigt. Die Magnetisierung (GB) der magnetischen Teilchen von Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 1 betrug bei 0,09 T etwa 58 (Am²/kg), und B·σB betrug 5,22.
In dem Fall, dass die Magnetbürste stationär ist, kann die Magnetbürste den Aufladespalt nicht aufrechterhalten, wenn sie durch Schwingbewegung oder durch Dezentrierung des lichtempfindlichen Elements verlagert wird, und kann eine Störung der Aufladung verursachen, was daran liegt, dass es der Magnetbürste selbst an Rückstellkraft fehlt. Es wird infolgedessen bevorzugt, dass nacheinander neue Oberflächen der Magnetbürste in Kontakt gebracht werden. Die Aufladung wird deshalb in diesem Beispiel mittels einer Aufladevorrichtung durchgeführt, die derart aufgebaut ist, dass sie sich in entgegengesetzter Richtung mit doppelter Geschwindigkeit dreht. Außerdem wurde der Entwicklungsabschnitt der Betriebskassette in der nachstehend beschriebenen Weise modifiziert. Der als Tonerzuführungseinrichtung dienende Edelstahl-Entwicklungszylinder wurde durch eine aus Polyurethanschaumstoff bestehende Gummiwalze (Durchmesser: 16 mm) mit einem mittelhohen Widerstand ersetzt, die als Tonerträgerelement dient, das mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommt. Das Tonerträgerelement dreht sich in dem Bereich, der mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt ist, in derselben Richtung und mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die 180% der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements beträgt.
Zum Auftragen des Toners auf das Tonerträgerelement wird eine Auftragwalze bereitgestellt und beim Entwicklungsabschnitt mit dem Tonerträgerelement in Kontakt gebracht. Ferner wird zur Einstellung der Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement eine Edelstahlrakel bereitgestellt, die mit einem Harz beschichtet ist. Während der Entwicklung wird nur die Spannung einer Gleichstromkomponente (-300 V) angelegt.
Mittels des modifizierten Kopiergeräts GP 55 wurde eine kontinuierliche Kopierprüfung mit 50.000 Blättern unter Anwendung eines Zweikomponentenentwicklers durchgeführt. Dadurch wurden Bildqualität, Betriebsverhalten oder Haltbarkeit und Beschmutzung des Aufladeelements bewertet.

Bildqualität

Nach kontinuierlichem Kopieren mit 50.000 Blättern (wobei die Bilder einen Anteil der bedruckten Fläche von 5,24% hatten) wurde die Fähigkeit zur Wiedergabe der Gradation durch Sichtprüfung untersucht. Die Bildqualität wurde gemäß den nachstehend angegebenen Bewertungsmaßstäben bewertet.

(Bewertungsmaßstab)

A: ausgezeichnet
B: sehr gut
C: gut
D: etwas schlecht
E: schlecht

Betriebsverhalten oder Haltbarkeit

Kopiervorgänge wurden mit dem vorstehend erwähnten modifizierten Kopiergerät GP55 durchgeführt, indem kontinuierlich 50.000 Papierblätter zugeführt wurden (zum Kopieren von Bildern mit einem flächenhaften bedruckten Bereich von 5 mm Durchmesser und einem Anteil der bedruckten Fläche von 5,24%). Die Veränderung der Bilddichte wurde gemäß den nachstehend angegebenen Bewertungsmaßstäben bewertet. Die Bilddichte wurde bei dem flächenhaften bedruckten Bereich von 5 mm Durchmesser mit einem MacBeth- Densitometer (hergestellt von MacBeth Co.) gemessen.

(Bewertungsmaßstäbe)

A: 1,50 < (Bilddichte)
B: 1,20 < (Bilddichte) ≤ 1,50
C: 1,10 < (Bilddichte) ≤ 1,20
D: 1,00 < (Bilddichte) ≤ 1,10
E: (Bilddichte) ≤ 1,00

Beschmutzung oder Verunreinigung des Aufladeelements

Kopiervorgänge wurden mit dem vorstehend erwähnten modifizierten Kopiergerät GP55 durchgeführt, indem kontinuierlich 50.000 Papierblätter zugeführt wurden (zum Kopieren von Bildern mit einem Anteil der bedruckten Fläche von 5,24%). Die Oberfläche des Aufladeelements wurde einer Sichtprüfung unterzogen, und die Beschmutzung wurde gemäß den nachstehend angegebenen Bewertungsmaßstäben bewertet.

(Bewertungsmaßstäbe)

A: keine Beschmutzung
B: etwa 30% der Oberfläche beschmutzt
C: etwa 50% der Oberfläche beschmutzt
D: etwa 70% der Oberfläche beschmutzt
E: gesamte Oberfläche beschmutzt
Mit dem vorstehend erwähnten modifizierten Kopiergerät GP55 wurden unfixierte Bilder erzeugt. Die unfixierten Bilder wurden durch die separate Fixiervorrichtung an einem Aufzeichnungsmedium fixiert. Die Fixierbarkeit wurde bewertet, indem die Temperatur, bei der das Fixieren beginnt, und die Abschmutztemperatur gemessen wurden.
Das auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugte unfixierte Bild wurde durch eine Fixiervorrichtung eines handelsüblichen Geräts (NP- 6650, hergestellt von Canon K.K.), die derart modifiziert war, dass die Fixiertemperatur von 120ºC bis 220ºC in Schritten von 5ºC verändert werden konnte, mit einer Fixiergeschwindigkeit von 150 mm/s fixiert. Das Aufzeichnungsmedium war ein handelsübliches Kopierpapierblatt (Canon New Dry Paper, flächenbezogene Masse: 54 g/m², geliefert von Canon Sales Co., Ltd.).
Die Bewertung erfolgte in Bezug auf die nachstehend angegebenen Punkte.

Temperatur, bei der das Fixieren beginnt

Abschmutztemperatur

Die Fixiertemperatur wird von 120ºC ausgehend in Schritten von 10ºC verändert. In der Mitte des oberen Endbereichs eines Ropierpapierblattes wird ein flächenhaftes Bild (5 cm · 5 cm; Tonermenge: 0,5 bis 0,6 mg/cm²) erzeugt. Dieses Blatt wird durch die Fixiervorrichtung hindurchgehen gelassen. Wenn sich der Toner des flächenhaften Bildes abschält und auf den rückseitigen Endbereich des Papierblatts in der Durchgangsrichtung zurück übertragen wird, wird die Temperatur zu dieser Zeit als Abschmutztemperatur definiert.
Ferner wurde die Lagerbeständigkeit des Schwarzen Toners A bewertet.

Lagerbeständigkeit

5 Gramm Schwarzer Toner A wurden in einen zylinderförmigen Polyethylenbecher eingebracht und eine Woche lang unter den Umgebungsbedingungen einer Temperatur von 30ºC und einer relativen Feuchte von 80% gelagert. Der Polyethylenbecher wurde um einen Winkel von 45º gekippt und um die Zylinderachse des Bechers um 360º herumgedreht. Der Zustand des Toners wurde durch Sichtprüfung untersucht und gemäß den nachstehend angegebenen Bewertungsmaßstäben bewertet.

(Bewertungsmaßstäbe)

A: Der Toner lockerte sich schnell
B: Etwa 70% des Toners lockerten sich
C: Etwa 50% des Toners lockerten sich
D: Etwa 30% des Toners lockerten sich
E: Der Toner lockerte sich überhaugt nicht
Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.

Beispiel 11

Styrol 170 Teile
2-Ethylhexylacrylat 30 Teile
Kupferphthalocyanin-Pigment 15 Teile
Di-t-butylsalicylsäure-Cr-Verbindung 3 Teile
gesättigter Polyester 10 Teile
(Säurezahl: 10, Peak-Molmasse: 9100)
Esterwachs 30 Teile
(Mw: 500, Mn: 400, Mw/Mn: 1,25, maximaler DSC- Wärmeaufnahmepeak: 70ºC, Viskosität: 6,5 mPa·s, Vickers-Härte: 1,1, SP-Wert: 8,6)
Divinylbenzol 0,2 Teile
Cyanfarbene Polymerisatteilchen (cyanfarbener Toner) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,3 um wurden in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, außer dass die vorstehend angegebene Formulierung verwendet wurde.
Der cyanfarbene Toner wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit feinem pulverförmigem Siliciumdioxid vermischt, das einer Hydrophobierungsbehandlung mit Siliconöl unterzogen worden war, wobei ein Cyanfarbener Toner BB erhalten wurde. Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften des Cyanfarbenen Toners BB. Der Cyanfarbene Toner BB wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit einem Ferrit-Tonerträger vermischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler BB hergestellt wurde.
Der erhaltene Zweikomponentenentwickler BB wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 bewertet, außer dass anstelle des Zweikomponentenentwicklers AA der Zweikomponentenentwickler BB verwendet wurde. Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.

Vergleichsbeispiel 17

Styrol 170 Teile
2-Ethylhexylacrylat 30 Teile
Ruβ-Pigment 15 Teile
Fe-Komplex vom Monoazotyp 3 Teile
gesättigter Polyester 10 Teile
(Säurezahl: 10, Peak-Molmasse: 9100)
Paraffinwachs 30 Teile
(Mw: 570, Mn: 380, Mw/Mn: 1,50, maximaler DSC- Wärmeaufnahmepeak: 69ºC, Viskosität: 6,8 mPas, Vickers-Härte: 0,7, SP-Wert: 8,3)
Divinylbenzol 0,28 Teile
Mit der vorstehend angegebenen Formulierung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt. Die polymerisierbare Monomermischung wurde in ein wässriges Medium eingeführt, das in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt worden war. Durch dieselben Schritte wie in Beispiel 10, außer dass das Polyethylen nicht zugesetzt wurde, wurden schwarze Polymerisatteilchen (schwarzer Toner) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,4 um erhalten.
Der schwarze Toner wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit feinem pulverförmigem Siliciumdioxid vermischt, das einer Hydrophobierungsbehandlung mit Siliconöl unterzogen worden war, wobei ein Schwarzer Toner CC erhalten wurde. Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften des Schwarzen Toners CC. Der Schwarze Toner CC wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit einem Ferrit- Tonerträger vermischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler CC hergestellt wurde.
Der erhaltene Zweikomponentenentwickler CC wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 bewertet, außer dass anstelle des Zweikomponentenentwicklers AA der Zweikomponentenentwickler CC verwendet wurde. Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.

Vergleichsbeispiel 18

Styrol 170 Teile
2-Ethylhexylacrylat 30 Teile
Chinacridon-Pigment 15 Teile
Di-t-butylsalicylsäure-Cr-Verbindung 3 Teile
gesättigter Polyester 10 Teile
(Säurezahl: 10, Peak-Molmasse: 9100)
Carnaubawachs. 30 Teile
(Mw: 900, Mn: 530, Mw/Mn: 1.70, maximaler DSC- Wärmeaufnahmepeak: 65ºC, Viskosität: 6,3 mPas, Vickers-Härte: 6,8, SP-Wert: 8,7)
Divinylbenzol 0,20 Teile
Magentafarbene Polymerisatteilchen (magentafarbener Toner) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,6 um wurden in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, außer dass die vorstehend angegebene Formulierung verwendet wurde.
Der magentafarbene Toner wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit feinem pulverförmigem Siliciumdioxid vermischt, das einer Hydrophobierungsbehandlung mit Siliconöl unterzogen worden war, wobei ein Magentafarbener Toner DD erhalten wurde. Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften des Magentafarbenen Toners DD. Der Magentafarbene Toner DD wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit einem Ferrit-Tonerträger vermischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler DD hergestellt wurde.
Der erhaltene Zweikomponentenentwickler DD wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 bewertet, außer dass anstelle des Zweikomponentenentwicklers AA der Zweikomponentenentwickler DD verwendet wurde. Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.

Vergleichsbeispiel 19

Eine polymerisierbare Monomermischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, außer dass die Menge des Polymerisationsinitiators 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) zu 3 Teilen verändert wurde. Die Bildung einer Dispersion der polymerisierbaren Monomermischung wurde ohne Zusatz von Polyethylen durchgeführt, während die Temperatur des wässrigen Mediums zu 60ºC verändert wurde. Nach der Bildung der Dispersion wurde die Polymerisation unter Rühren mit einem Schaufelrührer in derselben Weise wie in Beispiel 10 durchgeführt, außer dass die Temperatur in einer Stunde auf 80ºC erhöht wurde, die Reaktion 10 Stunden lang durchgeführt wurde und kein Stickstoff durch das wässrige Medium hindurchperlen gelassen wurde, wodurch schwarze Polymerisatteilchen (schwarzer Toner) erhalten wurden.
Der schwarze Toner wurde mit feinem pulverförmigem Siliciumdioxid vermischt, das einer Hydrophobierungsbehandlung mit Siliconöl unterzogen worden war, wobei ein Schwarzer Toner EE erhalten wurde. Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften des Schwärzen Toners EE. Der Schwarze Toner EE wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit einem Ferrit-Tonerträger vermischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler EE hergestellt wurde.
Der erhaltene Zweikomponentenentwickler EE wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 bewertet, außer dass anstelle des Zweikomponentenentwicklers AA der Zweikomponentenentwickler EE verwendet wurde. Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.

Vergleichsbeispiel 20

(Monomer)
Styrol 170 Teile
2-Ethylhexylacrylat 30 Teile
(Farbmittel)
Ruß ZO Teile
(Ladungssteuerungsmittel)
Di-t-butylsalicylsäure-A1-Verbindung 3 Teile
(Trennmittel)
Paraffinwachs 30 Teile
(maximaler DSC-Wärmeaufnahmepeak: 70ºC)
(Polymerisationsinitiator)
2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) 10 Teile Dimethyl-2,2'-azobisisobutyrat 1 Teil
Die vorstehend angegebene Formulierung wurde auf 60ºC erhitzt und zum Auflösen und Dispergieren mit einem Homogenisiermischer (TK Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo K.K.) mit 9000 U/min gerührt, wodurch eine polymerisierbara Monomermischung gebildet wurde.
Schwarze Polymerisatteilchen (schwarzer Toner) wurden in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, außer dass die polymerisierbare Monomermischung durch die vorstehend erwähnte ersetzt wurde; die Temperatur des wässrigen Mediums während der Bildung der Teilchendispersion zu 60ºC verändert wurde; im Teilchendispergierschritt kein Polyethylen zugesetzt wurde; die Bildung der Teilchendispersion eine Stunde lang durchgeführt wurde; die Reaktion 7 Stunden lang unter Rühren mit einem Schaufelrührer bei 60ºC durchgeführt wurde; in 0,5 Stunden auf 80ºC erhitzt wurde und die Reaktion weitere 4 Stunden lang fortgesetzt wurde und während der Polymerisation kein Stickstoff durch das wässrige Medium hindurchperlen gelassen wurde.
Der erhaltene schwarze Toner wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit feinem pulverförmigem Siliciumdioxid vermischt, das einer Hydrophobierungsbehandlung mit Siliconöl unterzogen worden war, wobei ein Schwarzer Toner FF erhalten wurde. Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften des Schwarzen Toners FF. Der Schwarze Toner FF wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit einem Ferrit-Tonerträger vermischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler FF hergestellt wurde.
Der erhaltene Zweikomponentenentwickler FF wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 bewertet, außer dass anstelle des Zweikomponentenentwicklers AA der Zweikomponentenentwickler FF verwendet wurde. Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.

Beispiel 12

Styrol 170 Teile
n-Butylacrylat 30 Teile
Chinacridon-Pigment 15 Teile
Di-t-butylsalicylsäure-Cr-Verbindung 3 Teile
gesättigter Polyester 10 Teile
(Säurezahl: 10, Peak-Molmasse: 9100)
Diesterwachs 30 Teile
(Mw: 480, Mn: 410, Mw/Mn: 1,17, Schmelzpunkt: 73ºC, Viskosität: 10,5 mPas, Vickers-Härte: 1,0, SP-Wert: 9,1)
Divinylbenzol 0,18 Teile
Magentafarbene Polymerisatteilchen (magentafarbener Toner) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,9 um wurden in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, indem aus der vorstehend angegebenen Formulierung eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt und dem in Beispiel 10 hergestellten wässrigen Medium zugesetzt wurde, außer dass kein Polyethylen zugesetzt wurde und die Zeitdauer für die Polymerisation bei 80 ºC von 4 Stunden zu 6 Stunden verändert wurde.
Der magentafarbene Toner wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit feinem pulverförmigem Siliciumdioxid vermischt, das einer Hydrophobierungsbehandlung mit Siliconöl unterzogen worden war, wobei ein Magentafarbener Toner GG erhalten wurde. Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften des Magentafarbenen Toners GG. Der Magentafarbene Toner GG wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit einem Ferrit-Tonerträger vermischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler GG hergestellt wurde.
Der erhaltene Zweikomponentenentwickler GG wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 bewertet, außer dass anstelle des Zweikomponentenentwicklers AA der Zweikomponentenentwickler GG verwendet wurde. Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.

Beispiel 13

Styrol 170 Teile
2-Ethylhexylacrylat 30 Teile
Kupferphthalocyanin-Pigment 15 Teile
Di-t-butylsalicylsäure-Al-Verbindung 3 Teile
gesättigter Polyester
(Säurezahl: 10, Peak-Molmasse: 9100) Esterwachs 30 Teile
(Mw: 450, Mn: 400, Mw/Mn: 1,25, Schmelzpunkt: 70ºC, Viskosität: 6,5 mPa s, Vickers- Härte: 1,1, SP-Wert: 8,6)
Divinylbenzol 0,20 Teile
Cyanfarbene Polymerisatteilchen (cyanfarbener Toner) mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,8 um wurden in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, außer dass die vorstehend angegebene Formulierung verwendet wurde.
Der erhaltene cyanfarbene Toner wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit feinem pulverförmigem Siliciumdioxid vermischt, das einer Hydrophobierungsbehandlung mit Siliconöl unterzogen worden war, wobei ein Cyanfarbener Toner HH erhalten wurde. Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften des Cyanfarbenen Toners HH. Der Cyanfarbene Toner HH wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 mit einem Ferrit-Tonerträger vermischt, wodurch ein Zweikomponentenentwickler HH hergestellt wurde.
Der erhaltene Zweikomponentenentwickler HH wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 bewertet, außer dass anstelle des Zweikomponentenentwicklers AA der Zweikomponentenentwickler HH verwendet wurde. Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.

Beispiel 14

Eine Bewertung erfolgte unter Anwendung eines Kopiergeräts, das wie in Beispiel 10 modifiziert war, außer dass anstelle des magnetischen teilchenförmigen Materials, das in Beispiel 10 als Aufladeelement verwendet wurde, das magnetische teilchenförmige Material oder die magnetischen Teilchen, die in Aufladeelement- Herstellungsbeispiel 3 hergestellt worden waren, verwendet wurden, wie in Tabelle 5 gezeigt ist, und anstelle des Lichtempfindlichen Elements 1 das in Beispiel 3 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements hergestellte Lichtempfindliche Element 3 angewandt wurde, wie in Tabelle 5 gezeigt ist. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Vergleichsbeispiele 21 und 22

Eine Bewertung erfolgte unter Anwendung eines Kopiergeräts, das wie in Beispiel 10 modifiziert war, außer dass anstelle des magnetischen teilchenförmigen Materials, das in Beispiel 10 als Aufladeelement verwendet wurde, das in Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 2 oder 4 hergestellte magnetische teilchenförmige Material verwendet wurde, wie in Tabelle 5 gezeigt ist, und der in Vergleichsbeispiel 17 oder 18 verwendete Zweikomponentenentwickler CC bzw. DD verwendet wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Beispiel 15

Eine Bewertung erfolgte in derselben Weise wie in Beispiel 10 unter Anwendung eines Kopiergeräts, das wie in Beispiel 10 modifiziert war, außer dass anstelle des magnetischen teilchenförmigen Materials, das in Beispiel 10 als Aufladeelement verwendet wurde, das in Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 2 hergestellte magnetische teilchenförmige Material verwendet wurde, wie in Tabelle 5 gezeigt ist, und der in Beispiel 11 verwendete Zweikomponentenentwickler BB verwendet wurden. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Beispiele 16 und 17

Eine Bewertung erfolgte in derselben Weise wie in Beispiel 10, außer dass anstelle des magnetischen teilchenförmigen Materials, das in Beispiel 10 als Aufladeelement verwendet wurde, das in Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 5 bzw. 6 hergestellte magnetische teilchenförmige Material verwendet wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Beispiel 18

Der Zweikomponentenentwickler AA, der in Beispiel 10 hergestellt worden war, wurde in derselben Weise wie in Beispiel 10 bewertet, außer dass das Kopiergerät in der nachstehend beschriebenen Weise modifiziert wurde.
Das in Beispiel 10 angewandte Aufladeelement wurde durch eine Pelzbürstenwalze ersetzt, die in Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 7 hergestellt worden war. Diese Pelzbürste wurde derart angeordnet, dass zwischen der Bürste und dem lichtempfindlichen Element während der Bilderzeugung ein etwa 5 mm breiter Aufladespalt gebildet wurde. Die Pelzbürstenwalze wurde derart gedreht, dass eine Verschiebung der Oberfläche in einer der Drehrichtung des lichtempfindlichen Elements entgegengesetzten Richtung mit einer Geschwindigkeit von 250% bewirkt wurde, wobei zwischen dem lichtempfindlichen Element und der Pelzbürste ein gleichmäßiger Kontakt aufrechterhalten wurde. Das lichtempfindliche Element wurde durch das Lichtempfindliche Element 2 ersetzt, das in Beispiel 2 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements hergestellt worden war.
Tabelle 6 zeigt die Bewertungsergebnisse.

Beispiel 19

Ein Gelber Toner II und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, außer dass als Farbmittel C.I. Pigment Yellow 17 anstelle des in Beispiel 10 verwendeten Rußes verwendet wurde.
Ein Magentafarbener Toner JJ und ein Zweikomgonentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, außer dass als Farbmittel ein Chinacridon-Pigment anstelle des in Beispiel 10 verwendeten Rußes verwendet wurde.
Ein Cyanfarbener Toner KK und ein Zweikomponentenentwickler wurden in derselben Weise wie in Beispiel 10 hergestellt, außer dass als Farbmittel C.I. Pigment Blue 15 : 3 anstelle des in Beispiel 10 verwendeten Rußes verwendet wurde.
Mittels eines in Fig. 7 gezeigten Vollfarben-Bilderzeugungsgeräts, bei dem vier Zweikomponentenentwickler verwendet wurden, die den Zweikomponentenentwickler mit dem Gelben Toner II, den Zweikomponentenentwickler mit dem Magentafarbenen Toner JJ und den Zweikomponentenentwickler mit dem Cyanfarbenen Toner KK, die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden waren, und den in Beispiel 10 hergestellten Zweikomponentenentwickler mit dem Schwarzen Toner AA umfassten, wurde ein Vollfarbenbild erzeugt.
Was das in Fig. 7 gezeigte Bilderzeugungsgerät anbetrifft, so wurde der Zweikomponentenentwickler mit dem Gelben Toner II in der ersten Bilderzeugungseinrichtung Pa verwendet, der Zweikomponentenentwickler mit dem Magentafarbenen Toner JJ in der zweiten Bilderzeugungseinrichtung Pb verwendet, der Zweikomponentenentwickler mit dem Cyanfarbenen Toner KK in der dritten Bilderzeugungseinrichtung Pc verwendet und der Zweikomponentenentwickler mit dem Schwarzen Toner AA in der vierten Bilderzeugungseinrichtung Pd verwendet.
Bei den Bilderzeugungseinrichtungen Pa, Pb, Pc und Pd wurden als Aufladeelement die magnetischen Teilchen verwendet, die in Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 1 hergestellt worden waren. Durch einen elektrisch leitenden Entwicklungszylinder, der im Inneren eine Magnetwalze hatte, wurde bewirkt, dass sich die magnetischen Teilchen in Form von Büscheln aufstellten und eine Magnetbürste bildeten. Der Entwicklungszylinder wird aus einem nichtmagnetischen Entwicklungszylinder aus Aluminium hergestellt, dessen Oberfläche einer Abstrahlbehandlung unterzogen wird. Dieser elektrisch leitende Entwicklungszylinder wurde derart eingebaut, dass zwischen der Oberfläche des Entwicklungszylinders und der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ein Zwischenraum von etwa 500 um gehalten wurde. Aus den magnetischen Teilchen wurde eine Magnetbürste mit einem etwa 5 mm breiten Aufladespalt in der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebildet, indem mit Hilfe der magnetischen Zwangskraft der Magnetwalze bewirkt wurde, dass sich die Teilchen auf dem elektrisch leitenden Entwicklungszylinder in Form von Büscheln aufstellten. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Kontakts zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und der Magnetbürste wurde der Entwicklungszylinder derart gedreht, dass er sich in einer der Drehung des lichtempfindlichen Elements entgegengesetzten Richtung mit einer Geschwindigkeit von 200% verschob.
Hierbei ist die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz durch die nachstehende Gleichung definiert:
(Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz) = ( V-v / V ) · 100 worin V die Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements beim Kontaktbereich zwischen dem Aufladeelement und dem lichtempfindlichen Element bezeichnet und v die Umfangsgeschwindigkeit des Aufladeelements bezeichnet.
Die magnetische Flussdichte (B) der Magnetwalze betrug 0,09 T. Der Pol, der die maximale magnetische Flussdichte zeigt, war an der dem lichtempfindlichen Element gegenüberliegenden Stelle befestigt. Die Magnetisierung (aß) der magnetischen Teilchen von Aufladeelement-Herstellungsbeispiel 1 betrug bei 0,09 T etwa 58 (Am²/kg), und B·σB betrug 5,22.
In dem Fall, dass die Magnetbürste stationär ist, kann der Aufladespalt der Magnetbürste nicht aufrechterhalten werden, wenn sie durch Schwingbewegung oder durch Dezentrierung des lichtempfindlichen Elements verlagert wird, wodurch eine Störung der Aufladung verursacht werden kann, was daran liegt, dass es der Magnetbürste selbst an Rückstellkraft fehlt. Es wird infolgedessen bevorzugt, dass nacheinander neue Oberflächen der Magnetbürste in Kontakt gebracht werden. Die Aufladung wird deshalb in diesem Beispiel mittels einer Aufladevorrichtung durchgeführt, die derart aufgebaut ist, dass sie sich in entgegengesetzter Richtung mit doppelter Geschwindigkeit dreht.
Als lichtempfindliches Element wurde das lichtempfindliche Element 1 angewendet, das in Beispiel 1 für die Herstellung eines lichtempfindlichen Elements hergestellt worden war; an den leitfähigen Entwicklungszylinder wurde eine Aufladevorspannung in Form einer Wechselstromkomponente mit einer Spitzenspannung von 2 kV angelegt, und an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements wurde eine Primäraufladung mit 500 V durchgeführt.
Die primär aufgeladene Oberfläche des lichtempfindlichen Elements wurde mit Laserlicht belichtet, wobei ein digitales elektrostatisches Latentbild mit einem Restpotenzial von 350 V erzeugt wurde.
In diesem Beispiel wurde eine Entwicklungsvorrichtung angewendet, bei der ein Zweikomponenten-Kontaktentwicklungssystem vom Trockentyp unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers angewandt wird, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, und auf dem lichtempfindlichen Element wurde unter den folgenden Entwicklungsbedingungen eine Umkehrentwicklung des digitalen elektrostatischen Latentbildes durchgeführt, wodurch ein Tonerbild erzeugt wurde.

Entwicklungsbedingungen

Entwicklungszylinder: SUS-Entwicklungszylinder, mit Glasperlen (#600) abgestrahlt
Zwischenraum β zwischen Entwicklungszylinder und lichtempfindlicher Trommel: 500 um
Elastische Rakel: Rakel aus Polyurethangummi mit einer Nylon- bzw. Polyamidharzschicht an der Oberfläche
Dicke der Entwicklerschicht auf dem Entwicklungszylinder: 70 um
Entwicklungsvorspannung: elektrisches Wechselfeld mit einer Spitzenspannung von 2 kV
Betriebsgeschwindigkeit: 180 m/s
Die auf dem lichtempfindlichen Element entwickelten Tonerbilder wurden nacheinander elektrostatisch auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen. Als Ergebnis wurde ein Vollfarbenbild mit vier Farbtonern elektrostatisch auf das Aufzeichnungsmedium übertragen.

Übertragungsbedingungen

Übertragungs-Vorspannung: Die Übertragungs-Vorspannung wurde von der ersten Bilderzeugungseinrichtung bis zur vierten Bilderzeugungseinrichtung aufeinanderfolgend erhöht, und es wurde eine Gleichspannung von 0,8 bis 1,2 kV angelegt.
Das aus den vier Farbtonern erzeugte Vollfarbenbild, das auf das Aufzeichnungsmedium übertragen worden war, wurde durch Erhitzen mittels einer nachstehend beschriebenen Fixiervorrichtung fixiert. Das Fixieren wurde durch eine Heißwalzen-Fixiervorrichtung mit einer Heißwalze, die auf eine gewünschte Temperatur eingestellt wurde, und einer Presswalze mit einer elastischen Schicht, die mit der Heißwalze in Presskontakt kam, durchgeführt. Als Ergebnis wurden gute Tonereigenschaften erzielt, beispielsweise eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Abschautzen und ein weiter Fixiertemperaturbereich. Ferner hatten die Farben, die durch die mehreren erzeugten Tonerschichten gezeigt wurden, ein zufriedenstellendes Farbmischverhalten und eine hervorragende Sättigung (Chromatizität), so dass die Erzeugung eines Vollfarbenbildes mit verbesserter Qualität erzielt wurde.
Wie vorstehend beschrieben wurde, verursacht der Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder gemäß der vorliegenden Erfindung kaum eine Filinbildung auf dem lichtempfindlichen Element oder eine Verunreinigung der Oberflächen der Tonerträgerelemente wie z.B. der Tonerträger und der Entwicklungszylinder, und er zeigt ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten auf vielen Blättern, ohne dass die Fixierbarkeit bei niedriger Temperatur und die Beständigkeit gegen Abschmutzen beeinträchtigt werden. Tabelle 1: Tonereigenschaften
(wird fortgesetzt)
(Anmerkungen) Verfahren: Tonerherstellungsverfahren, Polyur.: Polymerisation, Pulv.: Pulverisieren,
NMM-Peak: Peakposition im Bereich niedriger Molmassen,
HMM-Peak: Peakposition im Bereich hoher Molmassen,
*: Bezugsbeispiel (außerhalb der Patentansprüche) Tabelle 1: (Fortsetzung)
*: Bezugsbeispiel (außerhalb der Patentsprüche) Tabelle 2: Bewertungsergebnisse
*: Bezugsbeispiel (außerhalb der Patentsprüche) Tabelle 3 Tabelle 4: Tonereigenschaften
(wird fortgesetzt)
(Anmerkungen) Verfahren: Tonerherstellungsverfahren, Polyur.: Polymerisation,
HMM-Peak: Peakposition im Bereich niedriger Molmassen,
HMM-Peak: Peakposition im Bereich hoher Molmassen, Tabelle 4: (Fortsetzung) Tabelle 5 Tabelle 6: Bildbewertungsergebnisse
Es wird ein Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder bereitgestellt, der ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein Trennmittel umfasst. Die THF-lösliche Substanz des Toners hat in ihrer durch GPC gemessenen Molmassenverteilung mindestens einen durch das Trennmittel gelieferten Peak im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 und mindestens einen durch das Bindemittelharz gelieferten Peak im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 und hat eine massegemittelte Molmasse von 100.000 bis 1.500.000. Der Molmassen-Integralwert T im Molmassenbereich von 800 oder mehr, der Molmassen-Integralwert L im Molmassenbereich von 2000 bis 5000 und der Molmassen-Integralwert H im Molaassenbereich von 300.000 oder mehr erfüllen die folgende Beziehung: 1 ≤ (L/T) · 100 ≤ 15 und 5 ≤ (H/T) · 100 ≤ 25. Es wird auch ein Bilderzeugungsverfahren bereitgestellt, bei dem so ein Toner verwendet wird.

Claims

1. Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder, der ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein Trennmittel umfasst, wobei das erwähnte Trennmittel in einer Menge von 3 bis 40 Masseteilen, auf 100 Masseteile des erwähnten Bindemittelharxes bezogen, vorhanden ist, wobei

die tetrahydrofuranlösliche Substanz des erwähnten Toners in ihrer durch Gel-Permeations-Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung mindestens einen durch das Trennmittel gelieferten Peak im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 und mindestens einen durch das Bindemittelharz gelieferten Peak im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 hat und eine massegemittelte Molmasse Mw von 100.000 bis 1.500.000 hat, wobei der Molmassen- Integralwert T im Molmassenbereich von 800 oder mehr, der Molmassen-Integralwert L im Molmassenbereich von 2000 bis 5000 und der Molmassen-Integralwert H im Molmassenbereich von 300.000 oder mehr die folgende Beziehung erfüllen:

1 ≤ (L/T) · 100 ≤ 15,

5 ≤ (H/T) · 100 ≤ 25.

2. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz des erwähnten Toners der Molmassen-Integralwert T im Molmassenbereich von 800 oder mehr, der Molmassen-Integralwert M im Molmassenbereich von 2000 bis 5000 und der Molmassen-Integralwert L im Molmassenbereich von 300.000 oder mehr die folgende Beziehung erfüllen:

1 ≤ (L/T) · 100 7,

5 ≤ (H/T) · 100 ≤ 25.

3. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz des erwähnten Toners der Molmassen-Integralwert T im Molmassenbereich von 800 oder mehr und der Molmassen-Integralwert M im Molmassenbereich von 100.000 oder mehr die folgende Beziehung erfüllen:

10 ≤ (M/T) · 100 ≤ 50.

4. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz des erwähnten Toners der Molmassen-Integralwert T im Molmassenbereich von 800 oder mehr und der Molmassen-Integralwert M im Molmassenbereich von 100.000 oder mehr die folgende Beziehung erfüllen:

15 ≤ (M/T) · 100 ≤ 40.

5. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz des erwähnten Toners die Höhe Ha des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 und die Höhe Hb des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 die folgende Beziehung erfüllen:

0,70 ≤ Hb/Ha ≤ 1,30.

6. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz des erwähnten Toners die Höhe Ha des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 und die Höhe Hb des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 die folgende Beziehung erfüllen:

0,75 ≤ Hb/Ha ≤ 1,25.

7. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz des erwähnten Toners die Höhe Hc bei einem Tiefstwert der Molmasse, der zwischen dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 und dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 vorhanden ist, und die Höhe Ha des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 die folgende Beziehung erfüllen:

0,01 ≤ Hc/Ha ≤ 0,15.

8. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz des erwähnten Toners die Höhe HC bei einem Tiefstwert der Molmasse, der zwischen dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 und dem höchsten Peak im Molmassenbereich von 2000 bis 300.000 vorhanden ist, und die Höhe Ha des höchsten Peaks im Molmassenbereich von 1000 bis weniger als 2000 die folgende Beziehung erfüllen:

0,01 ≤ Hc/Ha ≤ 0,10.

9. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz die erwähnte tetrahydrofuranlösliche Substanz eine anzahlgemittelte Molmasse Mn von 8200 bis 700.000 hat.

10. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz die erwähnte tetrahydrofuranlösliche Substanz ein Verhältnis massegemittelte Molmasse/anzahlgamittelte Molmasse, Mw/Mn, von 4 bis 15 hat.

11. Toner nach Anspruch 1, bei dem in der durch Gel-Permeations- Chromatographie gemessenen Molmassenverteilung der tetrahydrofuranlöslichen Substanz die erwähnte tetrahydrofuranlösliche Substanz im Molmassenbereich von 800 bis 3000 ein Verhältnis massegemittelte Molmasse/anzahlgemittelte Molmasse, Mw/Mn, von nicht mehr als 3,0 hat.

12. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Harzkomponente des erwähnten Toners eine toluolunlösliche Substanz in einer Menge von 2 Masse% bis 30 Masse%, auf die Masse der Harzkomponente bezogen, enthält.

13. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Harzkomponente des erwähnten Toners eine toluolunlösliche Substanz in einer Menge von 3 Masse% bis 25 Masse%, auf die Masse der Harzkomponente bezogen, enthält.

14. Toner nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Trennmittel eine Substanz umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Polymethylenwachs, einem Amidwachs, einer höheren Fettsäure, einem langkettigen Alkohol, einem Esterwachs, einer Pfropfverbindung von irgendeiner dieser Substanzen und einer Blockverbindung von irgendeiner dieser Substanzen besteht.

15. Toner nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Trennmittel ein Esterwachs umfasst.

16. Toner nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Trennmittel ein Wachs umfasst, das einen durch Differenzialabtastkalorimetrie (DSC) gemessenen Peak der maximalen Wärmeaufnahme im Bereich von 40ºC bis 120ºC hat.

17. Toner nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Trennmittel ein Wachs umfasst, das einen durch Differenzialabtastkalorimetrie gemessenen Peak der maximalen Wärmeaufnahme im Bereich von 40ºC bis 90ºC hat.

18. Toner nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner Tonerteilchen mit einer Kern/Hülle-Struktur hat, bei der die Oberfläche eines Kerns aus dem erwähnten Trennmittel mit einer aus einem Umhüllungsharz gebildeten Hülle bedeckt ist.

19. Toner nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner Tonerteilchen hat, die erhalten werden, indem eine polymerisierbare Monomermischung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer, das Farbmittel und das Trennmittel enthält, in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators in einem flüssigen Medium polymerisiert wird.

20. Toner nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner Tonerteilchen hat, die erhalten werden, indem eine polymerisierbare Monomermischung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer, das Farbmittel, das Trennmittel und ein polares Harz enthält, in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators in einem flüssigen Medium polymerisiert wird.

21. Toner nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner Tonerteilchen hat, die erhalten werden, indem eine polymerisierbare Monomermischung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer, das Farbmittel und das Trennmittel enthält, in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators in einem wässrigen Medium polymerisiert wird.

22. Toner nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner Tonerteilchen hat, die erhalten werden, indem eine polymerisierbare Monomermischung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer, das Farbmittel, das Trennmittel und ein polares Harz enthält, in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators in einem wässrigen Medium polymerisiert wird;

wobei die erwähnten Tonerteilchen eine Kern/Hülle-Struktur haben, bei dar die Oberfläche eines Kerns aus dem Trennmittel mit einer aus einem Umhüllungsharz gebildeten Hülle bedeckt ist.

23. Toner nach Anspruch 22, bei dem das erwähnte polare Harz ein Polyesterharz umfasst.

24. Toner nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 4 um bis 10 um hat.

25. Toner nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 5 um bis 8 um hat.

26. Tonar nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner als Einkomponentenentwickler verwendet wird.

27. Toner nach Anspruch 1, wobei der erwähnte Toner mit Tonerträgerteilchen vermischt ist und als Zweikomponentenentwickler verwendet wird.

28. Bilderzeugungsverfahren mit den folgenden Schritten:

elektrostatische Aufladung der Oberfläche eines Latentbildträgerelements, das dazu dient, darauf ein elektrostatisches Latentbild zu tragen;

Erzeugung eines elektrostatischen Latentbildes an der so aufgeladenen Oberfläche des Latentbildträgerelements;

Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes durch Verwendung eines Toners zur Erzeugung eines Tonerbildes, wobei der erwähnte Toner gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27 definiert ist;

Übertragung des durch Entwicklung erzeugten Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsmedium und

Fixieren des so übertragenen Tonerbildes an dem Aufzeichnungsmedium.

29. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 28, bei dem die Oberfläche des erwähnten Latentbildträgerelements aufgeladen wird, indem in dem Zustand, wo ein Kontaktaufladeelement mit der Oberfläche des erwähnten Latentbildträgerelements in Kontakt kommt, eine Aufladevorspannung angelegt wird.

30. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 28, bei dem das erwähnte Latentbildträgerelement ein lichtempfindliches Element ist; die Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements einen spezifischen volumenwiderstand von 10&sup8; Ω·cm bis 10¹&sup5; Ω·cm hat und die Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85 Grad oder mehr bildet.

31. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 29, bei dem die Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements einen spezifischen volumenwiderstand von 10&sup8; Ω·em bis 10¹&sup5; Ω·cm hat; die Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85 Grad oder mehr bildet und das erwähnte Kontaktaufladeelement bei seinem Teil, an den Spannung angelegt wird, und bei seinem Teil, der mit dem erwähnten lichtempfindlichen Element in Kontakt kommt, in dem Fall, dass die Messung des spezifischen Volumenwiderstandes eine dynamische Widerstandsmessung ist, die durchgeführt wird, indem das Kontaktaufladeelement mit einem leitfähigen Drehelementsubstrat in Kontakt gebracht wird, im Bereich eines angelegten elektrischen Feldes von 20 bis V1 (V/cm) einen spezifischen Volumenwiderstand im Bereich von 10&sup4; Ω·cm bis 10¹&sup0; Ω·cm hat, wenn ein elektrisches Feld, das höher ist und zwischen V - VD /d und V /d liegt, als V1 (V/cm) angesehen wird, worin V die an das Kontaktaufladeelement angelegte Spannung ist, VD das Potenzial an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zu dem Zeitpunkt ist, in dem die Oberfläche plötzlich in die Berührungsstelle zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Kontaktaufladeelement hineinkommt, und d der Abstand zwischen dem Teil des Kontaktaufladeelements, an den Spannung angelegt wird, und dem lichtempfindlichen Element ist.

32. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 31, bei dem der spezifische Volumenwiderstand des erwähnten Kontaktaufladeelements im Bereich des angelegten elektrischen Feldes von 20 bis V1 (V/cm), wenn ein elektrisches Feld, das höher ist und zwischen V - VD /d und v /d liegt, als V1 (V/cm) angesehen wird, eine Abhängigkeit von dem angelegten elektrischen Feld im Bereich von R1/R2 ≤ 1000 zeigt, wobei durch R1 sein maximaler spezifischer Widerstand und durch R2 sein minimaler spezifischer Widerstand wiedergegeben wird.

33. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 29, bei dem das erwähnte Kontaktaufladeelement magnetische Teilchen hat.

34. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 33, bei dem die erwähnten magnetischen Teilchen einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup4; Ω·cm bis 10&sup9; Ω·cm haben.

35. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 34, bei dem die erwähnten magnetischen Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser von 5 um bis 200 um haben.

36. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 33, bei dem das erwähnte Kontaktaufladeelement einen Magneten zum Festhalten der erwähnten magnetischen Teilchen hat und derart eingestellt ist, dass die magnetische Flussdichte B (T: Tesla) eines durch den Magneten erzeugten Magnetfelds und die Sättigungsmagnetisierung bzw. maximale Magnetisierung σB (Am²/kg) der magnetischen Teilchen bei der magnetischen Flussdichte B Werte haben, die die folgende Beziehung erfüllen:

B·σB ≥ 4.

37. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 33, bei dem die erwähnten magnetischen Teilchen Oberflächenschichten haben, die ein leitfähiges Harz enthalten oder leitfähige Teilchen und ein Bindemittelharz enthalten.

38. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 30, bei dem bewirkt wird, dass die Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85 Grad oder mehr bildet, indem an der Oberfläche eine Harzschicht gebildet wird, die ein Gleitmittelpulver enthält.

39. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 38, bei dem die erwähnte Harzschicht als das erwähnte Gleitmittelpulver ein Fluorkohlenstoffharz, ein Siliconharz oder ein Polyolefinharz enthält.

40. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 30, bei dem das erwähnte lichtempfindliche Element eine lichtempfindliche Schicht aus einem organischen Photoleiter hat, die unter Verwendung eines Phthalocyanin-Pigments gebildet worden ist.

41. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 28, bei dem im Schritt der Entwicklung zwischen dem Latentbildträgerelement und einem Entwicklerträgerelement ein elektrisches Wechselfeld angelegt wird.