DE69728951T2

DE69728951T2 - Bilderzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE69728951T2
Application number: DE69728951T
Authority: DE
Inventors: Kenji Ohta-ku Okado; Toshiyuki Ohta-ku Ugai; Ryoichi Ohta-ku Fujita; Kazumi Ohta-ku Yoshizaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2017-11-26
Also published as: EP0844536A2; EP0844536B1; US5994019A; DE69728951D1; EP0844536A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsverfahren zum Erzeugen und Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bilds bei der Elektrophotographie oder dem elektrostatischen Druck. In mehr besonderer Weise betrifft diese Erfindung ein Bilderzeugungsverfahren, welches die Aufladung unter Verwendung einer Kontaktaufladevorrichtung, die Erzeugung eines elektrostatischen latenten Bilds und die Entwicklung des elektrostatischen latenten Bilds aufweist, in welchem die Injektionsaufladeleistung und die Entwicklungsleistung über eine lange Zeitdauer stabil ausgebildet werden können.
Bemerkungen zum Stand der Technik
Es ist eine Vielzahl von Verfahren als Elektrophotographie herkömmlich bekannt. Kopien werden im allgemeinen durch Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bilds auf einem lichtempfindlichen Element durch eine Aufladevorrichtung und eine Bildbelichtungsvorrichtung erzielt, während ein lichtleitendes Material genutzt wird, das nachfolgende Entwickeln des latenten Bilds mit einem Toner, um ein sichtbares Bild (ein Tonerbild) zu erzeugen, das Übertragen des Tonerbilds auf ein Transferaufnahmemedium, wie z. B. Papier, und daraufhin das Fixieren des Tonerbilds auf dem Transferaufnahmemedium durch Wärme und bzw. oder Druck. Hier wird der Toner nicht auf das Transfermedium übertragen, und der auf dem lichtempfindlichen Element rückständige Toner wird durch einen Reinigungsschritt von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements entfernt.
In den letzten Jahren wurden verschiedene organische photoleitende Materialien als photoleitende Materialien für elektrophotographische lichtempfindliche Elemente auf den Markt eingeführt. Insbesondere funktionsgetrennte Arten, in welchen eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht laminiert sind, wurden in den praktischen Einsatz übernommen und sind in Kopiergeräten, Druckern und Faksimilegeräten montiert. Als Aufladevorrichtungen, die in solchen elektrophotographischen Geräten verwendet werden, ist die Koronaentladung zum Einsatz gelangt. Da sie jedoch in einer großen Menge Ozon freisetzt, muß das Gerät einen Filter aufweisen, und dann treten solche Probleme auf, daß das Gerät mit großen Abmessungen ausgeführt werden muß und die Kosten steigen.
Als Technologien zur Lösung solcher Probleme wurden Aufladeverfahren vorgeschlagen, in welchen ein Aufladeelement, wie z. B. eine Walze oder eine Klinge, mit der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements in Kontakt gebracht wird, um in der Nähe des Kontaktabschnitts einen engen Spalt auszubilden, und die Entladung, die nach dem sogenannten Paschen-Gesetz erklärbar ist, wird so gestaltet, daß die Erzeugung von Ozon so weit als möglich verhindert werden kann. Insbesondere ein Walzenaufladesystem, welches eine Aufladewalze als das Aufladeelement nutzt, wird im Hinblick auf die Stabilität der Aufladung vorzugsweise verwendet.
Diese Aufladung wird ausgeführt, indem die Entladung von dem Aufladeelement zu dem aufzuladenden Element bewirkt wird, und daher erfolgt die Aufladung beim Anlegen einer Spannung über einem gewissen Schwellenwert. Wenn z. B. eine Aufladewalze mit einem lichtempfindlichen Element mit einer etwa 25 μm dicken lichtempfindlichen Schicht, die ein organisches photoleitendes Material enthält, in Kontakt gebracht wird, beginnt das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements beim Anlegen einer Spannung von etwa 640 V oder mehr anzusteigen, und bei Spannungen über dieser Spannung steigt das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements mit einem Gradienten 1 in bezug auf die angelegte Spannung. Diese Schwellenspannung wird nachstehend als Aufladestartspannung Vth definiert. D. h., um ein Oberflächenpotential Vd des lichtempfindlichen Elements zu erreichen, muß eine übermäßige Gleichspannung von Vd + Vth an die Aufladewalze angelegt werden. Da außerdem jede Umgebungsveränderung den spezifischen Widerstand der Aufladewalze verändern kann, war es bisher schwierig, das Potential des lichtempfindlichen Elements auf den Sollwert zu steuern.
Um demgemäß die variable Aufladung auszugleichen, wie in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 63-149669 offenbart ist, wird ein (Gleichspannung + Wechselspannung)-Aufladesystem angewendet, in welchem eine Spannung durch Überlagerung einer Gleichspannung entsprechend der erwünschten Vd mit einer Wechselspannung mit einer 2 × Vth oder höheren Spitze-Spitze-Spannung erzeugt wird. Dies ist ein System, das auf eine Potentialniveauwirkung zielt, welche der Wechselspannung zugeschrieben werden kann, wenn sich das Potential des aufzuladenden Elements auf die Vd annähert, die Mitte der Spitze der Wechselspannung, und wird kaum durch äußere Störungen, wie z. B. Umgebungsveränderungen, beeinflußt.
Selbst bei solchen Kontaktaufladeverfahren nutzen jedoch deren grundlegende Auflademechanismen die Erscheinung der Entladung von dem Aufladeelement zu dem lichtempfindlichen Element, und daher muß die Spannung, die zur Aufladung erforderlich ist, wie vorstehend erwähnt, auf einem Wert über dem Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements sein. Weiterhin kann das elektrische Feld der Wechselspannung auf bemerkenswerte Weise Vibrationen und Geräusch (nachstehend als „Wechselspannungsaufladegeräusch" bezeichnet) des Aufladeelements und des lichtempfindlichen Elements verursachen, und die Aufladung kann die Verschlechterung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements bemerkenswert bewirken. Dies schließt ein anderes Problem ein.
Wie in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 61-57958 offenbart ist, ist ein Aufladeverfahren bekannt, in welchem ein lichtempfindliches Element mit einer leitfähigen Schutzschicht unter Verwendung von leitfähigen Feinteilchen aufgeladen wird. Diese Veröffentlichung offenbart, daß ein lichtempfindliches Element mit einer halbleitenden Schutzschicht mit einem Widerstand von 10⁷ bis 10¹³ Ω·cm verwendet wird und dieses lichtempfindliche Element unter Verwendung von leitfähigen Feinteilchen mit einem Widerstand von 10¹⁰ Ω·cm oder weniger aufgeladen wird, wodurch das lichtempfindliche Element ruhig und gleichmäßig aufladbar ist, ohne Ladungsinjektion in die lichtempfindliche Schicht, wodurch ermöglicht wird, gute Bilder zu reproduzieren. Gemäß diesem Verfahren können Vibration und Geräusch verhindert werden, die ein Problem bei der Wechselspannungsaufladung waren, doch es kann kein ausreichender Aufladewirkungsgrad erreicht werden, und da außerdem z. B. die leitfähigen Feinteilchen, die als ein Aufladeelement dienen, den rückständigen Transfertoner abschaben, kann der Toner an dem Aufladeelement anhaften, und folglich kann eine Änderung der Aufladeleistung als ein Ergebnis eines hohen Blattdurchsatzes eintreten.
Als ein Aufladeverfahren mit hohem Aufladewirkungsgrad ist die sogenannte Injektionsaufladung bekannt, in welcher Ladungen in ein lichtempfindliches Element direkt injiziert werden.
Dieses Verfahren, in welchem eine Spannung an ein Kontaktaufladeelement, wie z. B. eine Aufladewalze, eine Aufladefaserbürste oder eine Auflademagnetbürste, angelegt wird, um Ladungen in ein Fangstellenniveau zu injizieren, das auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements vorliegt, ist z. B. in Japan Hardcopy 1992 Papers, S. 287, „Performance of Contact Charging Using Conductive Roller" offenbart. In diesem Verfahren werden Ladungen in ein dunkelabschnittisolierendes lichtempfindliches Element mittels eines Aufladeelements mit niedrigem Widerstand injiziert, an welches eine Spannung angelegt ist. Dieses Verfahren wurde für einen aus reichend niedrigen Widerstand des Aufladeelements ausgelegt und auch auf dessen Oberfläche, auf welcher ein Material, welches dem Aufladeelement eine Leitfähigkeit verleiht, ausreichend freigelegt ist. Es wird daher in der vorstehend erwähnten Veröffentlichung auch berichtet, daß Aluminiumfolie oder ein ionenleitendes Aufladeelement, das ausgelegt ist, einen ausreichend niedrigen spezifischen Widerstand in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit aufzuweisen, als das Aufladeelement zu bevorzugen ist. Untersuchungen durch die vorstehend erwähnten Erfinder haben gezeigt, daß der spezifische Widerstand der Aufladeelemente, bei welchem Ladungen in ausreichender Weise in lichtempfindliche Elemente injizierbar sind, 1 × 10³ Ω·cm oder weniger beträgt, und bei einem spezifischen Widerstand, der höher als dieser ist, ein Unterschied zwischen der angelegten Spannung und der Ladung einzutreten beginnt, um ein Problem der Annäherung des Ladungspotentials zu bewirken.
Wenn jedoch das Aufladeelement mit einem derart niedrigen spezifischen Widerstand tatsächlich verwendet wird, können von dem Aufladeelement zu in der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erzeugten Kratzern und Feinlöchern übermäßige Leckströme fließen, wodurch die Neigung besteht, eine fehlerhafte Aufladung um diese zu bewirken, die Erweiterung der Feinlöcher und den Ausfall der Spannungsversorgung des Aufladeelements.
Um solche Schwierigkeiten zu verhindern, ist es notwendig, das Aufladeelement mit einem spezifischen Widerstand von etwa 1 × 10⁴ Ω·cm oder größer herzustellen. Wie jedoch vorstehend festgestellt, führt das Aufladeelement mit einem solchen spezifischen Widerstand zu einer Unbeständigkeit, daß das Leistungsvermögen der Ladungsinjektion in das lichtempfindliche Element geringer werden kann und die ausreichende Aufladung nicht bewirkt werden kann.
Demgemäß wurde in bezug auf die Kontaktaufladebaugruppen oder Bilderzeugungsverfahren, die solche Aufladebaugruppen verwenden, versucht, die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, d. h., gleichzeitig entgegenstehendes Verhalten zu verhindern, daß die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements Feinlochlecks aufweist, was bei Aufladeelementen mit niedrigem spezifischen Widerstand nicht zu verhindern ist, und die ausreichende Ladungsinjektion auszuführen.
Wie vorstehend erwähnt, besteht in dem Bilderzeugungsverfahren mit dem Aufladeschritt, der das Aufladeelement nutzt, das mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird, die Tendenz, daß jede fehlerhafte Aufladung infolge der Verunreinigung des Aufladeelements fehlerhafte Bilder bewirkt und Probleme bei der Haltbarkeit auftreten können. Daher besteht auch bei der Aufladung, die durch Injektion von Ladungen in das lichtempfindliche Element ausgeführt wird, eine zwingende Notwendigkeit zur Realisierung des hohen Blattdurchsatzdrucks, um den Einfluß der fehlerhaften Aufladung infolge der Verunreinigung des Aufladeelements zu verhindern.
Daher haben die vorstehend erwähnten Erfinder im Ergebnis umfangreicher Untersuchungen der Oberflächenschichten von Latentbild-Tragelementen, wie z. B. lichtempfindlichen Elementen, die verwendet werden, wenn durch Ladungsinjektion aufgeladen wird, und von Kontaktaufladeelement, erkannt, daß ein ausreichendes Aufladevermögen erzielt werden kann, wenn das Kontaktaufladeelement ausgebildet ist, einen Volumenwiderstand (B) von 10⁴ bis 10⁹ Ω·cm und die Oberflächenschicht eines Latentbild-Tragelements einen Volumenwiderstand (A) von 10⁸ bis 10¹⁵ Ω·cm aufzuweisen, und solche Elemente werden bevorzugt.
Es ist jedoch deutlich geworden, daß das Ladungsinjektionsleistungsvermögen sinkt und keine zufriedenstellenden Bilder erzeugt werden können, wenn Materialien mit einem Volumenwiderstand von 10¹⁴ Ω·cm oder größer, wie z. B. Kieselerde, die als sogenannte externe Tonerzusatzstoffe bezeichnet werden, verwendet werden, einmal in das Kontaktaufladeelement aufge nommen sind. Dieses Problem ist ernst, insbesondere in dem Fall von Systemen ohne Reinigungsvorrichtung, in welchen keine Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von rückständigem Transfertoner zwischen dem Transferbereich und dem Aufladebereich angeordnet ist.
Es ist ebenfalls deutlich geworden, daß keine zufriedenstellenden Bilder erzeugt werden können, weil dann, wenn die Oberflächenschicht eines Latentbild-Tragelements einen Volumenwiderstand (B) von etwa 1 × 10⁸ Ω·cm aufweist, wie vorhergehend erwähnt ist, elektrostatisch latente Bilder, die auf dem Latentbild-Tragelement erzeugt sind, in dem Entwicklungsbereich durch Rubbelreibung mit einem Zweikomponentenentwickler, der einen Eisenpulverträger oder einen herkömmlich bekannten Ferritträger verwendet, wie z. B. Kupfer-Zink-Ferrit oder Nickel-Zink-Ferrit mit einem Volumenwiderstand von 1 × 10⁸ bis 1 × 10¹⁰ Ω·cm, fehlerhaft sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren zu schaffen, welches die vorstehend erwähnten Probleme mindert.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren zu schaffen, das keine Änderung der Bilddichte und keine Verringerung der Zeilenreproduzierbarkeit bewirkt, selbst beim kontinuierlichen Hochdurchsatzdruck.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren zu schaffen, das Bilder mit scharfen Bildkonturen erzeugen kann, die in Halbtonbereichen frei von Grobkörnigkeit sind.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren zu schaffen, das eine stabile Bilddichte unabhängig von den Umgebungsbedingungen Verschleierungsfreiheit und höchste Betriebsstabilität verspricht.
Es ist ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren zu schaffen, das Bildschärfe und höchste Betriebsstabilität erzielen kann.
Demgemäß zeigt die vorliegende Erfindung ein Bilderzeugungsverfahren auf, das die Schritte aufweist:

– Herstellen des Kontakts einer Kontaktaufladevorrichtung mit einem Latentbild-Tragelement zur elektrostatischen Aufladung des Latentbild-Tragelements, um ein elektrostatisches latentes Bild darauf festzuhalten,
– Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bilds auf dem auf diese Weise geladenen Latentbild-Tragelement, und
– Verwenden einer Entwicklungsbaugruppe, die einen Entwicklungsbehälter aufweist, der einen Zweikomponentenentwickler mit einem Toner mit Tonerteilchen und einem magnetischen Träger vorhält, und ein Entwicklertragelement, um darauf den Zweikomponentenentwickler zu tragen und den Entwickler in einen Entwicklungsbereich zu transportieren und das auf dem Latentbild-Tragelement festgehaltene elektrostatische latente Bild durch die Verwendung eines Toners der Zweikomponentenentwicklertype in dem Entwicklungsbereich zu entwickeln, um ein Tonerbild zu erzeugen, wobei
– das Latentbild-Tragelement eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand A von 10⁸ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist,
– die Kontaktaufladevorrichtung eine Baugruppe zum elektrostatischen Aufladen des Latentbild-Tragelements durch Anlegen einer Spannung an ein Aufladeelement mit einem Volumenwiderstand B von 10⁴ bis 10⁹ Ω·cm aufweist,
– der Toner als einen externen Zuschlagstoff Feinteilchen mit einem Volumenwiderstand C von 10⁷ bis 10¹¹ Ω·cm aufweist und
– der magnetische Träger einen Volumenwiderstand D1 von 10⁹ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist, wobei der Volumenwiderstand A der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements, der Volumenwiderstand B der Kontaktaufladevorrichtung, der Volumenwiderstand C des ex ternen Zuschlagstoffs des Toners und der Volumenwiderstand D1 des magnetischen Trägers die folgende Beziehung erfüllen: B < C < A < D1.

Die vorliegende Erfindung zeigt auch ein Bilderzeugungsverfahren auf, das die Schritte aufweist:

– Herbeiführen eines Kontakts zwischen einer Kontaktaufladevorrichtung mit einem Latentbild-Tragelement, um das Latentbild-Tragelement elektrostatisch aufzuladen, um darauf ein elektrostatisches latentes Bild festzuhalten,
– Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bilds auf dem auf diese Weise aufgeladenen Latentbild-Tragelement, und
– Verwenden einer Entwicklungsbaugruppe, die einen Entwicklerbehälter aufweist, um darin einen Einkomponentenentwickler mit Tonerteilchen vorzuhalten, und ein Entwicklertragelement, um darauf den in dem Entwicklerbehälter vorgehaltenen Einkomponentenentwickler zu tragen und den Entwickler in einen Entwicklungsbereich zu transportieren und in dem Entwicklungsbereich das elektrostatische latente Bild zu entwickeln, das auf dem Latentbild-Tragelement festgehalten ist, indem mindestens eine Entwicklerschicht, die aus dem auf dem Entwicklertragelement getragenen Einkomponentenentwickler erzeugt ist, mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements in Kontakt gebracht wird, um ein Entwicklerbild zu erzeugen, wobei
– das Latentbild-Tragelement eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand A von 10⁸ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist,
– die Kontaktaufladevorrichtung eine Baugruppe zum elektrostatischen Aufladen des Latentbild-Tragelements durch Anlegen einer Spannung an ein Aufladeelement mit einem Volumenwiderstand B von 10⁴ bis 10⁹ Ω·cm aufweist,
– der Einkomponentenentwickler als einen externen Zusatzstoff Feinteilchen mit einem Volumenwiderstand C von 10⁷ bis 10¹¹ Ω·cm aufweist, und
– das Entwicklertragelement eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand D2 von 10⁹ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist,

B < C < A < D2.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch ein Bilderzeugungsgerät, das in dem erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahren verwendet wird,
2 zeigt schematisch ein Gerät, das zum Messen des Volumenwiderstands und der Impedanz verwendet wird,
3 zeigt ein elektrisches Wechselfeld, das in dem Ausführungsbeispiel 1 verwendet wird,
4 zeigt ein elektrisches Wechselfeld, das in dem Ausführungsbeispiel 18 verwendet wird,
5 zeigt schematisch eine Magnetbürsten-Aufladebaugruppe,
6 zeigt schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Bilderzeugungsgeräts, das in dem erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahren verwendet wird,
7 zeigt schematisch eine Entwicklungsbaugruppe, die verwendet wird, wenn eine Entwicklung mit einem nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler ausgeführt wird,
8 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Bilderzeugungsgeräts, welches das erfindungsgemäße Bilderzeugungsverfahren ausführen kann,
9 zeigt schematisch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Bilderzeugungsgeräts, welches das erfindungsgemäße Bilderzeugungsverfahren ausführen kann, und
10 zeigt schematisch ein Gerät, das zum Messen des Volumenwiderstands verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie nachstehend beschrieben, wird ein Aufladeelement, das einen Volumenwiderstand B von 10⁴ bis 10⁹ Ω·cm aufweist, mit einem Latentbild-Tragelement in Kontakt gebracht, das eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand A von 10⁸ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist, und das Latentbild-Tragelement wird durch Anlegen einer Spannung an dieses Aufladeelement elektrostatisch aufgeladen. Demgemäß wird die Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements gesteuert, daß es einen verhältnismäßig niedrigen spezifischen Widerstand aufweist, um rasch injektionsgeladen zu werden. Wenn in einem solchen Beispiel Feinteilchen mit hohem Widerstand, wie z. B. feine Kieselsäureteilchen oder isolierende Harzteilchen, die herkömmlich vorzugsweise verwendet werden, allein oder in der Form einer Mischung als ein externer Zusatzstoff verwendet werden, der einen Toner ausbildet, kann ein externer Zusatzstoff mit einem spezifischen Widerstand, der 10¹³ Ω·cm übersteigt, welcher aus den Feinteilchen mit hohem Widerstand besteht, auf der Trommel als ein Transferrückstand verbleiben, und dieser externe Zusatzstoff wird in das Aufladeelement aufgenommen, was zu einer Erhöhung des Widerstands des Aufladeelements führt, um eine Absenkung des Leistungsvermögens der Injektionsaufladung in dem Latentbild-Tragelement bewirkt.
Um keine Erhöhung des Widerstands des Aufladeelements zu bewirken, offenbart z. B. die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-150539 den Zusatz von leitfähigen Teilchen zum Zweck der Verhinderung des Ausschlusses der Aufladung des Aufladeelements. Jedoch in dem Fall, wenn das Latentbild-Tragelement mit einer Oberflächenschicht mit einem verhältnismäßig niedrigen Volumenwiderstand wie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann das latente Bild, das auf dem Latentbild-Tragelement erzeugt ist, in dem Entwicklungsbereich fehlerhaft ausgebildet werden, und folglich kann eine Bildverschlechterung eintreten, wie z. B. unscharfe Bilder oder eine Verringerung der Feinlinienreproduzierbarkeit.
Daher ist es in der vorliegenden Erfindung erforderlich, mindestens einen externen Zusatzstoff mit einem Volumenwiderstand C von 10⁷ bis 10¹¹ Ω·cm hinzuzufügen und zu bewirken, daß die jeweiligen Volumenwiderstände die Beziehung B < C < A erfüllen.
Wenn der Volumenwiderstand B gleich dem Volumenwiderstand A oder kleiner als der Volumenwiderstand A ist, kann die Entladung mehr überwiegen als die Injektion bei der Aufladung des Latentbild-Tragelements, was zu einer kurzen Lebensdauer des Latentbild-Tragelements oder zur Anhäufung eines elektrischen Niedrigwiderstandsprodukts auf der Oberfläche führt, wodurch die Neigung besteht, die Bildverschlechterung zu bewirken, wie z. B. verschmierte Bilder oder unscharfe Bilder.
Wenn der Volumenwiderstand C gleich dem Volumenwiderstand B ist oder kleiner als der Volumenwiderstand B, kann das elektrostatische latente Bild, das auf dem Latentbild-Tragelement erzeugt ist, durch den externen Zuschlagstoff mit niedrigem Widerstand verschlechtert werden, wie vorstehend erwähnt ist.
Die Feinteilchen des externen Zuschlagstoffs des Toners, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann einen Volumenwiderstand von 10⁷ bis 10¹¹ Ω·cm aufweisen, vorzugsweise von 10⁹ bis 10¹⁰ Ω·cm.
Wenn die Feinteilchen des externen Zusatzstoffs des Toners einen Volumenwiderstand aufweisen, der kleiner als 10⁷ Ω·cm ist, kann die Aufladung wesentlich kleiner sein, wenn der Toner belassen wird, insbesondere in einer Umgebung hoher Feuchtigkeit, wodurch die Neigung von Verstreuen des Toners verursacht wird. Wenn die Feinteilchen des externen Zuschlagstoffs des Toners einen Volumenwiderstand aufweisen, der höher als 10¹¹ Ω·cm ist, kann der Toner eine Aufladung erfahren, insbesondere in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit, wodurch die Neigung besteht, eine Verringerung der Bilddichte zu verursachen.
Der externe Zuschlagstoff, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise aus Feinteilchen bestehen, welche die vorstehend erwähnten Bedingungen des Volumenwiderstands erfüllen und zusätzlich dazu einen mittleren Dispersionsteilchendurchmesser von 0,03 bis 0,4 μm auf Tonerteilchen aufweisen. Insbesondere wird Anatastitanoxid bevorzugt, dessen Teilchenoberflächen wasserabweisend behandelt sind, weil dem Toner Fließvermögen verliehen ist, die Aufladung stabilisiert wird und die Farbe weiß ist.
Als ein Mittel zur wasserabweisenden Behandlung für eine solche Behandlung kann es z. B. Haftmittel, wie z. B. Silanhaftmittel, Titanhaftmittel und Aluminiumhaftmittel sowie Öle, wie z. B. fluoridierte Öle und verschiedene abgewandelte Öle, einschließen.
Von dem vorstehend erwähnten Mittel zur wasserabweisenden Behandlung werden die Haftmittel im Hinblick auf die Stabilisierung der Toneraufladung und der Gewährleistung des Fließvermögens des Toners besonders bevorzugt.
Daher kann der externe Zuschlagstoff, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, besonders bevorzugt aus oberflächenbehandelten Feinteilchen aus Anatastitanoxid bestehen, während ein Haftmittel hydrolysiert, welche im Hinblick auf die Stabilisierung der Toneraufladung und die Gewährleistung des Fließvermögens des Toners sehr wirkungsvoll sind.
Die vorstehend erwähnten wasserabweisend behandelten Feinteilchen (anorganisches Feinpulver) können vorzugsweise eine Hydrophobie von 20 bis 80% aufweisen und mehr bevorzugt von 40 bis 80%.
Wenn die Feinteilchen eine Hydrophobie aufweisen, die kleiner als 20% ist, kann die Ladungsmenge wesentlich sinken, wenn der Toner für eine lange Zeitdauer in einer Umgebung hoher Feuchtigkeit belassen wird, so daß ein Mechanismus zur Aufladungsbeschleunigung hardwareseitig notwendig wird, was zu einem komplizierten Gerät führt. Wenn die Feinteilchen eine Hydrophobie aufweisen, die größer als 80% ist, kann es schwierig werden, die Aufladung der Feinteilchen zu steuern, so daß die Neigung besteht, daß sich eine Aufladung des Toners in einer Umgebung niedriger Feuchtigkeit ergibt.
Im Hinblick auf die Herbeiführung des Fließvermögens des Toners und die Verhinderung der Freisetzung von der Oberfläche der Tonerteilchen können die wasserabweisend behandelten Feinteilchen einen mittleren Dispersionsteilchendurchmesser von vorzugsweise 0,03 bis 0,4 μm und in mehr bevorzugter Weise von 0,04 bis 0,3 μm aufweisen.
Wenn die Feinteilchen einen mittleren Dispersionsteilchendurchmesser aufweisen, der kleiner als 0,03 μm ist, ist es schwierig für sie, sich von der Oberfläche des Aufladeelements zu entfernen, wodurch die Neigung besteht, als Ergebnis deren Anhäufung auf dem Latentbild-Tragelement Kratzer und Probleme, wie z. B. Schmelzhaftung, zu verursachen.
Wenn die Feinteilchen einen mittleren Dispersionsteilchendurchmesser aufweisen, der größer als 0,4 μm ist, ist die Fließfähigkeit des Toners schwierig zu erreichen, und der Toner kann ungleichmäßig aufgeladen werden, so daß der Toner zerstreut und die Neigung zum Auftreten von Verschleierung besteht.
Die vorstehend erwähnten wasserabweisend behandelten Feinteilchen können vorzugsweise eine Lichtdurchlässigkeit von 40% oder mehr bei einer Lichtwellenlänge von 400 nm aufweisen.
D. h., die anorganischen Feinteilchen weisen einen kleinen Primärteilchendurchmesser auf, doch wenn tatsächlich in den Toner einbezogen, werden sie nicht notwendigerweise in der Form von Primärteilchen dispergiert und können manchmal in der Form von Sekundärteilchen vorliegen. Wann immer der Primärteilchendurchmesser klein ist, kann daher die vorliegende Erfindung weniger wirkungsvoll sein, wenn sich die Teilchen als Sekundärteilchen mit einem großen wirksamen Durchmesser verhalten. Nichtsdestoweniger weisen jene eine höhere Lichtdurchlässigkeit bei 400 nm auf, welches die minimale Wellenlänge in dem sichtbaren Bereich ist, die einen entsprechend kleineren Sekundärteilchendurchmesser aufweisen. Daher können gute Wirkungen für die Verleihung des Fließvermögens und die Schärfe von projizierten Bildern bei OHP erwartet werden. Der Grund, weshalb 400 nm ausgewählt ist, besteht darin, daß es eine Wellenlänge in einem Grenzbereich zwischen Ultraviolett und dem sichtbaren Licht ist, und man geht auch davon aus, daß Licht durch Teilchen mit einem Durchmesser nicht größer als die halbe Lichtwellenlänge tritt. Im Hinblick darauf ist jede Lichtdurchlässigkeit bei Wellenlängen über 400 nm selbstverständlich größer und ist nicht so bedeutungsvoll.
In der vorliegenden Erfindung können die vorstehend erwähnten Feinteilchen vorzugsweise extern in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsteile zugegeben werden, und mehr bevorzugt von 0,03 bis 2 Gewichtsteile auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen der Tonerteilchen im Hinblick auf das Erzielen sowohl der Steuerung der Aufladung als auch der Verbesserung der Fließfähigkeit und der Erhaltung der Fixierleistung.
In der vorliegenden Erfindung kann der Toner, der die Tonerteilchen und den externen Zuschlagstoff oder einen Einkomponentenentwickler aufweist, vorzugsweise einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 1 bis 9 μm haben und mehr vorzugsweise von 2 bis 8 μm im Hinblick auf das Erzielen sowohl einer hohen Bildqualität aus auch einer hohen Durchsatzleistung.
Wenn der Toner oder Einkomponentenentwickler einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser aufweist, der kleiner als 1 μm ist, kann dessen Mischvermögen mit dem Träger vermindert sein, wodurch die Neigung besteht, Fehler zu verursachen, wie z. B. Verstreuen von Toner und Auftreten von Verschleierung. Wenn der Toner oder der Einkomponentenentwickler einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser aufweist, der größer als 9 μm ist, kann die Reproduzierbarkeit von feinkörnigen latenten Bildern geringer sein oder es kann Verstreuen von Toner zu dem Zeitpunkt des Transfers auftreten, was das Erreichen einer hohen Bildqualität in einigen Fällen verhindert.
Das Aufladeelement, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann alle Formen aufweisen, wie durch eine Magnetbürste beispielhaft aufgezeigt, wobei leitfähige Magnetteilchen verwendet werden, eine Leitfaserbürste, die leitfähige Fasern verwendet, oder eine leitende Walze, solange dessen Teil, das mit dem Latentbild-Tragelement in Kontakt gelangt, die Bedingungen des vorstehend erwähnten Volumenwiderstands erfüllt. Um jedoch die vorliegende Erfindung auf das reinigungsvorrichtungsfreie System anzuwenden, werden die leitfähige Magnetbürste oder die Leitfaserbürste bevorzugt, und auch, um die Ladung unabhängig von der Umgebung für eine lange Zeitdauer zu stabilisieren, wobei die Magnetbürste mehr bevorzugt wird.
Die leitfähige Magnetbürsten-Aufladebaugruppe, die in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet wird, kann eine nichtmagnetische Hülse verwenden, einen Magneten, der in der Hülse angeordnet ist, und leitfähige Magnetteilchen, die auf der Hülse durch die Wirkung einer Magnetkraft des Magneten magnetisch festgehalten werden.
Die vorstehend erwähnten aufgeladenen magnetischen Teilchen können vorzugsweise einen gewichtsgemittelten Durchmesser von 5 bis 45 μm aufweisen, vorzugsweise von 10 bis 45 μm und in mehr bevorzugter Weise von 20 bis 40 μm.
Wenn die aufgeladenen magnetischen Teilchen einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser aufweisen, der kleiner als 5 μm ist, kann das Aufladevermögen gut sein, doch die magnetische Bindekraft kann niedriger sein, so daß die aufgeladenen magnetischen Teilchen, die von der leitfähigen Magnetbürsten-Aufladebaugruppe freigesetzt sind, in einem solchen Zustand zu dem Entwicklungsschritt gehen können, daß sie an der Oberfläche des Latentbild-Tragelements anhaften, was zum Einschluß der aufgeladenen magnetischen Teilchen in der Entwickhungsbaugruppe führt, um eine störende Beeinflussung der elektrostatischen latenten Bilder zum Zeitpunkt der Entwicklung in einigen Fällen zu bewirken. Wenn die aufgeladenen magnetischen Teilchen einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser aufweisen, der größer als 45 μm ist, können die Bürstenähren, die aus den aufgeladenen magnetischen Teilchen ausgebildet sind, grob werden, wodurch die Neigung besteht, daß eine ungleichmäßige Aufladung und die Bildverschlechterung eintreten.
Das Aufladeelement, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann einen Volumenwiderstand von 10⁷ bis 10¹¹ Ω·cm aufweisen, und vorzugsweise von 10⁷ bis weniger als 10⁹ Ω·cm.
Wenn das Aufladeelement einen Volumenwiderstand aufweist, der kleiner als 10⁷ Ω·cm ist, kann es schwierig sein, zu verhindern, daß die magnetischen Teilchen, die als ein Aufladeelement dienen, an dem Latentbild-Tragelement anhaften. Wenn das Aufladeelement einen Volumenwiderstand aufweist, der größer als 10¹¹ Ω·cm ist, kann das Ladungsaufbringvermögen auf das Latentbild-Tragelement niedriger sein, insbesondere in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit mit der Neigung, eine fehlerhafte Aufladung zu verursachen.
Die aufgeladenen magnetischen Teilchen können auch vorzugsweise mit Oberflächenschichten auf den Kernoberflächen versehen werden. Materialien für solche Oberflächenschichten können Harze einschließen (vorzugsweise fluorhaltige Harze und Silikonharze), welche Haftmittel, wie z. B. Silanhaftmittel und Titanhaftmittel, leitfähige Harze oder leitfähige Teilchen enthalten.
Auflademagnetteilchen, die nicht mit Harz beschichtet sind, und Auflademagnetteilchen, die mit Harz beschichtet sind, können in Kombination verwendet werden. In einem solchen Beispiel können sie in einem Verhältnis von nicht mehr als 50 Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichts von Magnetteilchen in der Aufladebaugruppe vermischt werden. Dies ist der Fall, weil dann, wenn sie mehr als 50 Gew.-% ausmachen, die Auflademagnetteilchen, die mit dem Haftmittel behandelt sind, weniger wirkungsvoll sein können.
Der Gewichtsverlust beim Erhitzen kann vorzugsweise 0,5 Gew.-% oder weniger betragen, und in mehr bevorzugter Weise 0,2 Gew.-% oder weniger.
Hier entspricht der Gewichtsverlust beim Erhitzen einem Gewichtsverlust bei Temperaturen von 150°C bis 800°C in einer Stickstoffatmosphäre bei der Analyse unter Verwendung einer Thermowaage.
Wie vorstehend erwähnt, sind elektrostatische latente Bilder, die auf dem Latentbild-Tragelement erzeugt sind, fehlerhaft, wenn der Ferritträger, wie z. B. Kupfer-Zink-Ferrit oder Nickel-Zink-Ferrit, die herkömmlich verwendet werden, als ein Entwicklungsträger verwendet werden, der den Zweikomponentenentwickler ausbildet, welcher in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Daher ist es erforderlich, daß der Entwicklungsträger einen Volumenwiderstand D1 von 10⁹ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist und A < D1 in der Beziehung mit dem Volumenwiderstand A der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements gilt. Wenn A ≥ D1, kann sich das Latentbildpotenti al als ein Ergebnis der Rubbelreibung mit dem Entwicklungsträger verändern, weil insbesondere zu dem Zeitpunkt der Anlage der Entwicklungsvorspannung eine Spannung angelegt und unter dem Einfluß der Entwicklungsvorspannung injiziert wird, so daß elektrostatische latente Bilder fehlerhaft werden.
Der Entwicklungsträger, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann einen Volumenwiderstand von 10⁹ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweisen und vorzugsweise von mehr als 10¹³ bis 10¹⁵ Ω·cm.
Wenn der Entwicklungsträger einen Volumenwiderstand von weniger als 10⁹ Ω·cm aufweist, ist dessen Widerstand so niedrig, daß die Entwicklungsvorspannung in dem Entwicklungsbereich injiziert werden kann, was zu fehlerhaften latenten Bildern führt. Wenn der Entwicklungsträger einen Volumenwiderstand aufweist, der größer als 10¹⁵ Ω·cm ist, kann der Träger selbst eine Aufladung erfahren, wodurch die Neigung besteht, eine Verringerung der Ausbildung des Fließvermögens des zugeführten Toners zu bewirken.
Daher wird als der Entwicklungsträger, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein harzbeschichteter Träger bevorzugt, dessen Trägerkernoberflächen mit Harz beschichtet sind. Als der Trägerkern wird bevorzugt ein Ferritträgerkern verwendet, der durch die folgende Formel (I) dargestellt ist, oder ein magnetithaltiger Polymerisationsharz-Trägerkern, der durch Suspensionspolymerisation erzeugt ist. Formel (I): (Fe₂O₃)_x(A)_y(B)_z (I),wobei A MgO, Ag₂O oder eine Mischung dieser darstellt, B Li₂O, MnO, CaO, SrO, Al₂O₃, SiO₂ oder eine Mischung dieser darstellt und x, y und z jeweils ein Gewichtsverhältnis darstellen und die folgenden Bedingungen erfüllen: 0,2 ≤ x ≤ 0,95, 0,005 ≤ y ≤ 0,3, 0 < z ≤ 0,795 und x + y + z ≤ 1.
Der Polymerisationsharz-Trägerkern kann vorzugsweise Fe₃O₄ und außerdem als ein Metalloxid Fe₂O₃, Al₂O₃, SiO₂, CaO, SrO, MgO oder eine Mischung dieser enthalten. Das Gewicht w von Fe₃O₄ kann vorzugsweise von 0,2 bis 0,8 (Gewichtsverhältnis) auf der Grundlage des Gewichts aller Oxide sein.
Wenn x kleiner als 0,2 in dem Ferritträgerkern und das Gewicht w von Fe₃O₄ kleiner als 9,2 in dem Polymerisationsharz-Trägerkern sind, können deren magnetische Eigenschaften absinken, daß eine Neigung besteht, Verstreuen des Trägers oder Kratzer auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zu bewirken. Wenn x größer als 0,95 oder w größer als 0,8 ist, neigt der Widerstand dazu, so zu sinken, daß die Oberflächen des Trägerkerns mit einer großen Harzmenge beschichtet werden müssen, wodurch die Neigung besteht, Koaleszenz der Trägerteilchen zu bewirken.
Wenn in dem Ferritträgerkern y kleiner als 0,005 ist, sind zweckentsprechende magnetische Eigenschaften schwierig zu erreichen, und wenn y größer als 0,3 ist, können die Oberflächen der Trägerteilchen in einigen Fällen nicht gleichförmig und kugelförmig ausgebildet werden. Wenn außerdem z = 0 ist, d. h., die Komponente B ist nicht enthalten, sind Teilchen mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung schwierig zu erhalten, und ultrafeines Pulver des Trägers kann auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ernstzunehmende Kratzer oder Koaleszenz von Teilchen zum Zeitpunkt des Brennens verursachen, wodurch es schwierig ist, Träger zu erzeugen. Wenn z größer als 0,795 ist, können die magnetischen Eigenschaften sinken, um ernstzunehmendes Zerstreuen des Trägers zu bewirken.
Hinsichtlich B in der Formel (I) werden unter anderem LiO₂, MnO, CaO, SrO, Al₂O₃ und SiO₂, MnO, CaO, SiO₂ und Al₂O₃ im Hinblick auf eine kleine Änderung des Widerstands selbst zu dem Zeitpunkt der Anlage der Hochspannung bevorzugt, und MnO und CaO werden im Hinblick auf bessere Verträglichkeit mit dem zugeführten Toner mehr bevorzugt.
Hinsichtlich des Polymerisationsharz-Trägerkerns kann die Teilchenform leicht kugelförmig ausgebildet und eine scharfe Teilchengrößenverteilung wegen dessen Herstellungsprozesses erzielt werden. Daher ist der Polymerisationsharz-Trägerkern in bezug auf die Trägerhaftung an dem lichtempfindlichen Element vorteilhafter, selbst wenn mit einem kleineren Teilchendurchmesser als der Ferritträgerkern ausgebildet. Demgemäß kann der Polymerisationsharz-Trägerkern einen 50%-Durchschnittsteilchendurchmesser von 10 bis 45 μm aufweisen, und vorzugsweise von 15 bis 40 μm.
Das Metalloxid, das in dem Polymerisationsharz-Trägerkern enthalten ist, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise behandelt werden, um diesen lipophil auszubilden, um die Freisetzung von feinen Metalloxidteilchen zu verhindern. Das lipophil behandelte Metalloxid kann in das Bindeharz gleichmäßig und in einer hohen Dichte einbezogen werden, wenn Kernteilchen durch Dispergieren in Bindeharz erzeugt werden. Insbesondere dann, wenn die Trägerkernteilchen durch Polymerisation erzeugt werden, ist dies wichtig, um kugelförmige Teilchen mit glatten Oberflächen zu erhalten.
Bei einer solchen lipophilen Behandlung können die Teilchenoberflächen vorzugsweise mit einem Haftmittel behandelt werden, wie z. B. ein Silanhaftmittel, ein Titanathaftmittel oder ein Aluminiumhaftmittel, oder mit einem oberflächenaktiven Mittel verschiedener Art.
Insbesondere ist zu bevorzugen, die Oberflächenbehandlung mit mindestens einem der aus der Gruppe, die aus einem Si lanhaftmittel, einem Titanathaftmittel und einem oberflächenaktiven Mittel besteht, auszuwählen.
Als das Silanhaftmittel kann eines mit einer hydrophoben Gruppe, einer Aminogruppe oder einer Epoxygruppe verwendet werden. Das Silanhaftmittel, das eine Aminogruppe aufweist, kann z. B. einschließen:
Vinyltrichlorsilan, Vinyltriethoxysilan und
Vinyltris-(β-methoxy)-silan. Das Silanhaftmittel, das eine Aminogruppe aufweist, kann einschließen:
γ-Aminopropyltrimethoxysilan,
γ-Aminopropylmethoxydiethoxysilan,
γ-Aminopropyltriethoxysilan,
N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan,
N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilan und
N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan. Das Silanhaftmittel, das eine Epoxygruppe aufweist, kann einschließen:
γ-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan,
γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan und
β-(3,4-Epoxycyclohexyl)-trimethoxysilan.
Das Titanathaftmittel kann z. B. einschließen:
Isopropyltriisostearyltitanat,
Isopropyltridodecylbenzensulfonyltitanat und
Isopropyltris-(dioctylpyrophosphate)-titanat.
Als das oberflächenaktive Mittel können handelsüblich verfügbare Oberflächenaktive Mittel verwendet werden.
In dem Träger, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann als das Beschichtungsharz, mit welchem die Trägerkernoberflächen beschichtet werden, ein spezielles vernetzbares Silikonharz oder ein Kopolymer von Fluorharz mit Acrylharz vorzugsweise verwendet werden. Ein vernetzbares Silikonharz, das eine hydrolysierbare reaktive Gruppe aufweist und infolge der Hydrolyse beschleunigt gehärtet wird, wird besonders bevorzugt.
Bisher ist vorgeschlagen worden, daß ein modifiziertes Silikonharz verwendet wird, um die Haftung von magnetischen Trägerkernteilchen zu verbessern. Es liegen Beispiele vor, die ein modifiziertes Silikonharz verwenden, wie z. B. ein alkydmodifiziertes, epoxymodifiziertes, acrylmodifiziertes, polyestermodifiziertes, phenolmodifiziertes, melaminmodifiziertes oder harnstoffmodifiziertes Harz. Diese neigen jedoch dazu, die Agglomeration von Toner auf Grund einer Erhöhung der Oberflächenenergie zu verursachen, und sind im Hinblick auf die Haltbarkeit der Entwickler nicht notwendigerweise zufriedenstellend.
Um die Adhäsion zu erhöhen, während die Oberflächenenergie niedrig gehalten wird, wird vorgeschlagen, daß verschiedene Additive in Kombination verwendet werden, wie in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2-33159 offenbart ist.
Solche Additive reagieren mit dem Silikonharz oder mit sich selbst, um nicht nur Adhäsion zu verleihen, sondern auch Zähigkeit. Die jedoch in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2-33159 offenbarten haben sicher zu einer Verlängerung der Haltbarkeit für Beschichtungsharze beigetragen, können aber nicht unbedingt in der Adhäsion zwischen dem Trägerkern und dem Beschichtungsharz zufriedenstellend sein, wenn auf den Trägerkernoberflächen in dünnen Schichten Beschichtungsschichten erzeugt werden, und es ist das Ziel, diese weiter zu verbessern.
Im Ergebnis umfangreicher Untersuchungen durch die vorstehend erwähnten Erfinder wurde gefunden, daß in dem Fall, wenn in dem Trägerkern ein Silikonharz mit einer hydrolysierbaren reaktiven Gruppe vorliegt, vorzugsweise ein vernetzbares Silikonharz, das ein Härtemittel enthält, das durch die nachstehend gezeigte Formel (II) dargestellt wird, und in mehr bevorzugter Weise ein vernetzbares Silikonharz, das ein Aminosilanhaftmittel enthält und bzw. oder eine Polyisocyanatverbindung als das Beschichtungsharz auf der Oberfläche des Ferritträgerkerns verwendet wird, wie durch die vorstehend gezeigte Formel (I) dargestellt, und ein Metalloxid enthält, das eine Lösbarkeit von 0,5 bis 10 mg/100 ml aufweist, und vorzugsweise von 0,5 bis 2 mg/100 ml, in 25°C warmem Wasser, das Wasser, das zweckentsprechend in dem Ferritträgerkern enthalten ist, reagiert mit der hydrolysierbaren reaktiven Gruppe, die in dem Silikonharz verbleibt, um die Hydrolysereaktion zu beschleunigen, wodurch eine gute Adhäsion und ein gutes Aufladevermögen erreichbar sind, und ein harzbeschichteter Träger mit einem sehr hohen Leistungsvermögen und einer langen Lebensdauer erzielt werden kann.
Die Einbeziehung des Härtemittels, das durch die Formel (II) dargestellt ist, wird auch in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2-33159 offenbart. In der vorliegenden Erfindung ist es jedoch wichtig, daß das Metalloxid, das eine spezifische Löslichkeit in Wasser aufweist, in einer spezifischen Menge den Polymerisationsharz-Trägerkern einbezogen wird, und dem Wasser, das in den Ferritträgerkern enthalten ist, gestattet wird, mit dem vernetzbaren Silikonharz zu reagieren, um die Hydrolysereaktion so zu beschleunigen, daß der harzbeschichtete Träger erzielt werden kann, der eine verbesserte Adhäsion zwischen dem Trägerkern und der Beschichtungsharzschicht aufweist. Somit unterscheidet sich dieses von dem vorstehend erwähnten Stand der Technik.
Die Ferritträgerkernteilchen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können MgO enthalten, das eine Löslichkeit von 0,62 mg/100 ml aufweist, und Ag₂O, das eine Löslichkeit von 1,74 mg/100 ml aufweist, und kann im Hinblick auf die Widerstandsstabilität des Ferritträgerkerns vorzugsweise mindestens MgO in einer Menge von 0,5 bis 30 Gew.-% bezogen auf das Oxid enthalten. Diese sind zu bevorzugen, weil die Teilchen mit homogenen Oberflächen ausgebildet werden können, auf leichte Weise kugelförmig hergestellt werden können und einen zweckentsprechenden Wassergehalt aufweisen.
Im Hinblick auf den Polymerisationsharz-Trägerkern haben die Erfinder festgestellt, daß dann, wenn das Bindeharz des Trägerkerns ein Phenolharz enthält, eine Affinität für das vorstehend erwähnte vernetzbare Silikonharz mit einer hydrolysierbaren reaktiven Gruppe und dem adsorbierten Wasser, das auf der Oberfläche vorliegt, zu der Beschleunigung der Hydrolysereaktion beitragen, wodurch eine gute Haftung und ein gutes Aufladevermögen erreichbar sind, und ein harzbeschichteter Träger mit einem sehr hohen Leistungsvermögen und einer langen Haltbarkeit erzielbar ist.
Als das Härtemittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Oximhärtemittel geeignet, welches durch die folgende Formel (II) dargestellt wird:
wobei R₁ einen Substituenten darstellt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CH₃, C₂H₅ und
besteht, sowie R₂ und R₃ jeweils einen Substituenten darstellen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CH₃, C₂H₅ und deren Derivaten besteht. In mehr spezifischer Weise ist das Oximhärtemittel im Hinblick auf die angemessene Steuerung der hydrolysierbaren reaktiven Gruppe, die in dem Silikonharz verbleibt, die Lagerstabilität und die Kosten sehr hervorragend.
Als Haftmittel, die eine hohe Reaktivität aufweisen, sind eine Essigsäuretype (Acetoxysilan) und eine Acetontype (Propenoxysilan) bekannt. Es wurde jedoch festgestellt, daß es sehr schwierig ist, Bedingungen zum Erreichen der stabilen Reaktion mit dem Silikonharz einzustellen und die hydrolysierbare reaktive Gruppe zweckentsprechend verbleibend auszubilden, was zu einer schlechten Produktionsstabilität führt. Daher werden diese in der vorliegenden Erfindung nicht bevorzugt.
Das Härtemittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann spezifisch die folgenden (1) bis (4) einschließen.
Das vorstehend erwähnte Härtemittel kann bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen zugefügt werden, und in mehr bevorzugter Weise von 0,5 bis 5 Gewichtsteilen auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen Siloxanfestgehalt. Wenn diese weniger als 0,1 Gewichtsteile beträgt, kann eine ausreichende Vernetzungswirkung nicht erreicht werden. Wenn sie mehr als 10 Gewichtsteile beträgt, kann der Rückstand nicht gut entfernt werden, oder Verbindungen, die unzureichend reagieren, können verbleiben, um eine Verringerung des Aufladevermögens und der Beschichtungsfestigkeit zu bewirken. In der vorliegenden Erfindung zeigt der Siloxanfestgehalt eine nichtflüchtige Komponente bei 120°C an.
In der vorliegenden Erfindung kann das Aminosilanhaftmittel, das in dem vernetzbaren Silikonharz enthalten sein kann, das als das Beschichtungsmittel verwendet wird, jene in den folgenden Positionen (5) bis (14) einschließen.
H₂N-C₃H₆-Si( -OCH₃)₃ (7)
(CH₃)₂-N-C₃H₆-Si( -OCH₃)₃ (11) (C₂H₅)₂-N-C₃H₆-Si( -OCH₃)₃ (12) (C₄H₉)₂-N-C₃H₆-Si( -OCH₃)₃ (13)
Jedes dieser kann allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Von diesen werden in der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf Verträglichkeit, Reaktivität und Stabilität die folgenden Haftmittel vorzugsweise verwendet, die mindestens ein Stickstoffatom und ein Wasserstoffatom aufweisen.
Das vorstehend erwähnte Haftmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 8 Gewichtsteilen zugefügt werden, und in mehr bevorzugter Weise von 0,3 bis 5 Gewichtsteilen auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen von Siloxanfestgehalt.
Wenn das Haftmittel in einer Menge zugefügt wird, die kleiner als 0,1 Gewichtsteile beträgt, kann dessen Beifügung nicht wirkungsvoll sein, und es besteht die Neigung, die Verschlechterung des Aufladevermögens und die Verringerung der Beschichtungsfestigkeit zu bewirken. Wenn das Haftmittel in einer Menge beigegeben wird, die größer als 8 Gewichtsteile beträgt, kann die Reaktion nicht ausreichend ausgeführt werden, was zu einer Verringerung der Beschichtungsfestigkeit führt.
In der vorliegenden Erfindung kann als ein Haftmittel ein Haftmittel, das durch die folgende Formel (III) dargestellt wird, allein oder in Kombination verwendet werden. R₄-Si-X_v (III)wobei R₄ einen Substituenten darstellt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen besteht, einer Vinylgruppe, einer Methacrylgruppe, einer Epoxygruppe, einer Aminogruppe, einer Mercaptogruppe und Derivaten dieser. X bezeichnet ein Halogenatom oder eine Alkoxylgruppe und v bezeichnet eine Ganzzahl von 1 bis 3.
Ein solches Haftmittel kann die durch die folgenden Positionen (15) bis (18) dargestellten einschließen. CH₂=CH-Si-(OCH₃)₃ (15) CH₃-Si-(OCH) (16) CH₃-Si-(OCH₅)₃ (17) C₃H₇-Si-(OCH₃)₃ (18)
In der vorliegenden Erfindung kann das Silikonharz vorzugsweise ein Harz sein, das eine Siloxanbindung in der Hauptkette aufweist.
Als Verfahren zur Ausbildung der Harzüberzugsschicht auf den Oberflächen der Trägerkernteilchen unter Verwendung des Beschichtungsharzes kann eines der folgenden angewendet werden: Ein Verfahren, in welchem eine Harzmischung in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst wird und Trägerteilchen in der sich ergebenden Lösung eingetaucht werden, gefolgt von der Desolvation, Trocknung und Hochtemperaturhärtung, und ein Verfahren, in welchem Trägerkernteilchen mit einem Pulver oder einer wäßrigen Emulsion der Harzmischung vermischt werden.
Ein Verfahren, das in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet wird, ist ein Verfahren, das ein Lösungsmittelgemisch verwendet, welches durch Einbringen von 0,1 bis 5 Gewichtsteilen, und vorzugsweise von 0,3 bis 3 Gewichtsteilen Wasser in 100 Gewichtsteilen Lösungsmittel, das mindestens 5 Gew.-%, und vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% eines polaren Lösungsmittels enthält, wie z. B. ein Keton oder ein Alkohol, erzeugt ist. Dieses Verfahren wird bevorzugt, weil das reaktive Silikonharz auf den magnetischen Trägerkernteilchen zur zuverlässigen Haftung gebracht werden kann. Wenn das Wasser weniger als 0,1 Gewichtsteile ausmacht, kann die Hydrolysereaktion des reaktiven Silikonharzes nicht gut erfolgen, wodurch es schwierig ist, eine dünne Schicht und die gleichmäßige Beschichtung auf den magnetischen Trägerkernteilchen zu erreichen. Wenn das Wasser mehr als 5 Gewichtsteile ausmacht, ist die Reaktion schwierig zu steuern, was zur Verringerung der Beschichtungsfestigkeit führt.
Der Entwicklungsträger, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ebenfalls vorzugsweise einen 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser (mittlerer Durchmesser) von 20 bis 50 μm aufweisen, und in mehr bevorzugter Weise von 20 bis 45 μm im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit von festen Bildern und der Reproduzierbarkeit von feinen Punkten. In der vorliegenden Erfindung nimmt der 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser Bezug auf den volumenbasierenden mittleren Kumulativwert (50%).
Wenn der Entwicklungsträger einen 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser aufweist, der größer als 50 μm ist, besteht die Neigung, daß die Gleichmäßigkeit der festen Bilder und die Reproduzierbarkeit von feinen Punkten geringer wird. Wenn der Entwicklungsträger einen 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser aufweist, der kleiner als 20 μm ist, neigt der Entwicklungsträger dazu, an dem lichtempfindlichen Element zu haften, und Kratzer oder dergleichen können auf dem lichtempfindlichen Element auftreten, um eine Bildverschlechterung zu bewirken.
Um in der vorliegenden Erfindung die Wirkung der guten Entwicklungsleistung weiter zu erhöhen, kann der Entwicklungsträger vorzugsweise eine scheinbare Dichte von 1,2 bis 3,2 g/cm² aufweisen, und in mehr bevorzugter Weise von 1,5 bis 2,8 g/cm².
Wenn der Entwicklungsträger eine scheinbare Dichte aufweist, die kleiner als der untere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, besteht die Neigung zum Eintreten der Trägeradhäsion. Wenn der Entwicklungsträger eine scheinbare Dichte aufweist, die größer als der obere Grenzwert des vorstehend erwähnten Bereichs ist, kann der Zweikomponentenentwickler nicht gut zirkulieren und neigt nicht nur dazu, Verstreuung von Toner zu verursachen, sondern auch die Bildverschlechterung zu beschleunigen.
Der Entwicklungsträger, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann auch magnetische Eigenschaften einer Sättigungsmagnetisierung von 20 bis 65 Am²/kg aufweisen, und in mehr bevorzugter Weise von 20 bis 45 Am²/kg für den Toner und den Träger, um gut zu der Entwicklungshülse transportiert und darauf getragen zu werden. Dies ist im Hinblick auf die Festbildgleichmäßigkeit und die Feinlinienreproduzierbarkeit zu bevorzugen, weil die Dichte des Entwicklungsträgers in den Ähren der Magnetbürste, die durch den magnetischen Entwicklungsträger ausgebildet wird, höher ausgelegt werden kann.
Wenn der Entwicklungsträger eine Sättigungsmagnetisierung aufweist, die kleiner als 20 Am²/kg ist, neigt der Träger zur Haftung an dem Latentbild-Tragelement. Wenn der Entwicklungsträger eine Sättigungsmagnetisierung aufweist, die größer als 65 Am²/kg ist, kann die Anhebung von Ähren in einen ziemlich festen Zustand gelangen, um eine Verringerung der Gradation oder der Halbtonreproduktion zu bewirken.
Im Hinblick auf die Entwicklungsleistung kann der Entwicklungsträger vorzugsweise einen 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser von 20 bis 50 μm aufweisen, wie vorstehend beschrieben ist. Der Entwicklungsträger, der jedoch einen solchen kleinen Teilchendurchmesser aufweisen, wenn in dem Bilderzeugungsverfahren verwendet, welches das Latentbild-Tragelement anwendet, das die Oberflächenschicht mit einem niedrigen Volumenwiderstand aufweist, wie in der vorliegenden Erfindung verwendet, neigt jedoch zur Verschlechterung der elektrostatischen latenten Bilder, die auf dem Latentbild-Tragelement zum Zeitpunkt der Entwicklung erzeugt werden. Die Gründe dafür sind folgende.
Dies ist der Fall, weil dann, wenn der Entwicklungsträger einen kleineren Teilchendurchmesser aufweist, die Ähren der Magnetbürste, die durch diesen Entwicklungsträger ausgebildet werden, dichter sind, und die Punkte, an welchen die Magnetbürste mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements in Kontakt gelangt, zunehmen, so daß die Erscheinung der Ladungsinjektion in die Oberfläche des Latentbild-Tragelements zum Auftreten neigt, wenn die Entwicklungsvorspannung zu dem Zeitpunkt der Entwicklung an die Entwicklungshülse angelegt ist.
Im Hinblick auf die Entwicklungsleistung kann der Entwicklungsträger vorzugsweise eine Sättigungsmagnetisierung von 20 bis 45 Am²/kg aufweisen, wie vorstehend beschrieben ist. Der Entwicklungsträger, der solche magnetische Eigenschaften aufweist, kann eine Erhöhung der Dichte des Entwicklungsträgers in den Ähren der Magnetbürste bewirken, die durch den Entwicklungsträger ausgebildet wird, und die Punkte, an welchen die Magnetbürste mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements in Kontakt gelangt, nehmen zu.
Daher besteht aus dem gleichen Grund wie vorstehend beschrieben, die Neigung zur Verschlechterung des elektrostatischen latenten Bilds, das zu dem Zeitpunkt der Entwicklung auf dem Latentbild-Tragelement erzeugt ist.
Da jedoch in der vorliegenden Erfindung der Volumenwiderstand D1 des magnetischen Entwicklungsträgers und der Volumenwiderstand A der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements die Bedingungen A < D1 erfüllen, ist es möglich, die Erscheinung der Ladungsinjektion in die Oberfläche des Latentbild-Tragelements zum dem Zeitpunkt der Entwicklung zu steuern, und daher ist es möglich, den Träger zu verwenden, der den vorstehend erwähnten spezifischen 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser und die spezifischen magnetischen Eigenschaften aufweist.
In der vorliegenden Erfindung kann der magnetische Entwicklungsträger vorzugsweise eine Impedanz von 9 × 10⁷ bis 1 × 10¹⁰ Ω·cm aufweisen, und in mehr bevorzugter Weise 1 × 10⁸ bis 3 × 10⁹ Ω·cm. Dies ist zu bevorzugen, weil die Erscheinung der Ladungsinjektion in die Oberfläche des Latentbild-Tragelements zu dem Zeitpunkt der Entwicklung besser steuerbar ist.
Wenn der Entwicklungsträger eine Impedanz aufweist, die kleiner als 9 × 10⁷ Ω·cm ist, kann das elektrostatische latente Bild auf dem lichtempfindlichen Element, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, als ein Ergebnis der Rubbelreibung mit dem Entwicklungsträger zu dem Zeitpunkt der Entwicklung fehlerhaft sein, und kann abgeschwächt werden, wodurch eine geringere Bildqualität bewirkt wird.
Um die Gleichmäßigkeit der Impedanz der Oberflächen der Trägerteilchen zu verbessern, ist für den Ferritträger besonders zu bevorzugen, daß dieser MgO in einer zweckentsprechenden Menge enthält, und für den Polymerisationsträger, daß dieser Fe₂O₃ in einer zweckentsprechenden Menge enthält.
In der vorliegenden Erfindung werden in dem Fall, wenn der Träger mit dem Toner gemischt wird, um den Zweikomponentenentwickler vorzubereiten, gewöhnlich gute Ergebnisse erhalten, wenn sie in einem solchen Verhältnis gemischt werden, daß der Toner in dem Zweikomponentenentwickler in einer Konzentration von 1 bis 15 Gew.-% vorliegt, vorzugsweise von 3 bis 12 Gew.-%, und in mehr bevorzugter Weise von 5 bis 10 Gew.-%.
Wenn die Tonerkonzentration kleiner als 1 Gew.-% ist, besteht die Neigung zur Verringerung der Bilddichte. Wenn die Tonerkonzentration größer als 15 Gew.-% beträgt, können Verschleierung und Verstreuen in dem Gerät zunehmen, um die Lebensdauer des Zweikomponentenentwicklers zu verkürzen.
Wenn in der vorliegenden Erfindung Bilder unter Verwendung des Einkomponentenentwicklers erzeugt werden, wird das Entwicklertragelement ausgebildet, daß es die Funktion des vorstehend beschriebenen Trägers aufweist.
In mehr spezifischer Weise wird ein Kontaktentwicklungssystem, in welchem eine Entwicklerschicht eines Einkomponentenentwicklers, der auf dem Entwicklertragelement getragen wird und mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements in Kontakt gebracht wird, verwendet, um ein elektrostatisches latentes Bild zu entwickeln, in welchem das Entwicklertragelement eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand D2 von 10⁹ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweisen und A < D2 erfüllen muß. Wenn A > D2, kann das elektrostatische latente Bild aus den gleichen Gründen wie durch die Rubbelreibung des Entwicklungsträgers fehlerhaft werden, wie vorstehend beschrieben.
Das Entwicklertragelement, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand von 10⁹ bis 10¹⁵ Ω·cm und vorzugsweise von 10¹³ bis 10¹⁵ Ω·cm auf.
Wenn das Entwicklertragelement eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand aufweist, der kleiner als 10⁹ Ω·cm ist, ist dessen Widerstand so niedrig, daß die Entwicklungsvorspannung in den Entwicklungsbereich injiziert werden kann, um Fehler der latenten Bilder zu verursachen. Wenn das Entwicklertragelement eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand aufweist, der höher als 10¹⁵ Ω·cm ist, kann der Toner ein äußerst schlechtes Entwicklungsvermögen aufweisen und dazu neigen, eine ungleichmäßige Bilddichte zu bewirken.
Das Kontaktentwicklungssystem wird nachstehend ausführlicher beschrieben. 7 zeigt ein Beispiel einer Entwicklungsbaugruppe, die verwendet wird, wenn eine Einkomponentenentwicklung mit einem nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler unter Verwendung des in der vorliegenden Erfindung ver wendeten Toners ausgeführt wird. Das Beispiel ist keinesfalls darauf begrenzt. Das Bezugszeichen 171 bezeichnet ein Latentbild-Tragelement. Das elektrostatische latente Bild wird durch eine elektrophotographische Prozeßvorrichtung oder eine elektrostatische Aufzeichnungsvorrichtung (nicht gezeigt) erzeugt. Das Bezugszeichen 172 bezeichnet ein Entwicklertragelement, welches vorzugsweise eine elastische Gummihülse aufweisen kann, die aus Silikongummi, Urethangummi, Styren-Butadien-Gummi oder Polyamidharz erzeugt ist. Um in der vorliegenden Erfindung einen bevorzugten Volumenwiderstand nach den Gegebenheiten vorzusehen, kann ein organisches Harz eingeschlossen werden oder organische Feinteilchen oder anorganische Feinteilchen können darin dispergiert sein.
Ein nichtmagnetischer Einkomponentenentwickler wird in einem Speisebehälter 173 vorgehalten und wird durch eine Zuführwalze 174 auf das Entwicklertragelement 172 zugeführt. Die Zuführwalze 174 schabt auch den nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler ab, der nach der Entwicklung auf dem Entwicklertragelement rückständig ist. Der nichtmagnetische Einkomponentenentwickler, der auf das Entwicklertragelement zugeführt ist, wird darauf durch eine Entwicklerauftragklinge 175 in einer gleichmäßigen und dünnen Schicht aufgetragen. Es ist wirkungsvoll, wenn die Entwicklungsauftragklinge mit dem Entwicklertragelement unter einem Druck von 3 bis 250 g/cm, vorzugsweise von 10 bis 120 g/cm, als ein Liniendruck in der Hülsenerzeugungsrichtung in Berührung gebracht wird.
Wenn der Berührungsdruck kleiner als 3 g/cm ist, ist es schwierig, den nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler gleichmäßig zu beschichten, was zu einer breiten Ladungsmengenverteilung des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers führt und Verschleierung oder schwarze Flecken um Linienbilder verursacht. Wenn der Berührungsdruck größer als 250 g/cm ist, liegt ein größerer Druck an dem nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler an, wodurch die Neigung besteht, eine Agglomeration zwischen Tonerteilchen oder Pulverisierung zu bewirken, und ein solcher Druck ist nicht zu bevorzugen.
Die Steuerung des Berührungsdrucks auf 2 bis 250 g/cm ermöglicht die gute Auflockerung von den Tonern mit kleinen Teilchendurchmessern eigenen Agglomeraten und ermöglicht den augenblicklichen Anstieg der Ladungsmenge des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers.
Die Entwicklerauftragklinge kann aus einem Material triboelektrischer Reihen hergestellt werden, die für die elektrostatische Aufladung des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers mit einer gewünschten Polarität geeignet sind.
In der vorliegenden Erfindung kann die Entwicklerauftragklinge vorzugsweise aus Silikongummi, Urethangummi oder Styren-Butadien-Gummi hergestellt werden. Deren Oberfläche kann auch mit einem Polyamidharz beschichtet werden. Die Verwendung eines leitfähigen Gummis wird bevorzugt, weil verhindert werden kann, daß der nichtmagnetische Einkomponentenentwickler übermäßig aufgeladen wird.
In der vorliegenden Erfindung wird besonders bevorzugt, ein System ohne Reinigungsvorrichtung zu verwenden, wobei die Reinigung ausgeführt wird, indem eine Entwicklungsvorspannung angelegt wird, während der Entwickler mit dem Latentbild-Tragelement in Kontakt gebracht wird, um in dem Entwicklungsbereich den nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler zu sammeln, der nach dem Transfer rückständig ist, um diesen erneut zu verwenden. In einem solchen Fall kann als die Entwicklungsvorspannung nur ein elektrisches Gleichfeld angelegt werden oder ein elektrisches Wechselfeld kann diesem überlagert sein.
Der Zweikomponentenentwickler, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist aus dem vorstehend beschriebenen Träger und einem Toner ausgebildet.
Der Toner, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ausgebildet sein, wie nachstehend beschrieben ist.
Der Toner, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist Tonerteilchen und den vorstehend beschriebenen externen Zuschlagstoff auf.
Als ein Bindeharz, das in dem Toner der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können verschiedene Harze angewendet werden.
Z. B. kann es Polystyren einschließen, Styrencopolymere, wie z. B. Styren-Butadien-Copolymer und ein Styren-Acrylat-Copolymer, Polyethylen, Ethylencopolymere, wie z. B. Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, Phenolharze, Epoxyharze, Acrylphthalatharze, Polyamidharze, Polyesterharze und Maleinsäureharze. Bezüglich aller Harze bestehen keine besonderen Begrenzungen in deren Herstellungsprozeß.
Als ein Farbmittel, das in den Tonerteilchen der vorliegenden Erfindung enthalten ist, können bekannte Farbstoffe und Pigmente eingeschlossen werden, wie z. B. Phthalocyaninblau, Indanthrenblau, Peacock Blue Lake, Permanent Red, Lake Red, Rhodamin Lake, Hanza Yellow, Permanent Yellow und Benzidin Yellow, von denen jedes verwendbar ist.
Das Farbmittel kann in einer Menge enthalten sein, die nicht größer als 12 Gewichtsteile ist, und vorzugsweise von 2 bis 10 Gewichtsteile auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen des Toners unter Berücksichtigung der Empfindlichkeit zu den Lichtdurchlaßeigenschaften von OHP-Folien.
Der Toner, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann optional mit Zuschlagstoffen gemischt werden, solange die Eigenschaften des Toners nicht verschlechtert werden. Solche Zuschlagstoffe können einschließen, z. B. Gleitmittel, wie z. B. Teflon, Zinkstearat und Polyvinylidenfluorid, Fixierhilfsstoffe, wie z. B. ein Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht, und Transferhilfsstoffe, wie z. B. Kieselsäureteilchen, Silikonharzteilchen, Tonerdeteilchen und organische Harzteilchen.
Bei der Herstellung des Toners, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist es möglich, ein Verfahren anzuwenden, in welchem Materialkomponenten mittels einer Heißknetmaschine, wie z. B, eine Heizwalze, eine Knetvorrichtung oder ein Extruder, gründlich geknetet werden, gefolgt von der Pulverisierung durch eine mechanische Vorrichtung und dann die Klassierung, um einen Toner zu erhalten, ein Verfahren, in welchem Materialien, wie z. B. Farbstoffe in einer Bindeharzlösung dispergiert werden, gefolgt vom Sprühtrocknen, um einen Toner zu erhalten, und ein Verfahren zum Erzeugen von Tonerteilchen durch Polymerisation, welches das Vermischen der vorgegebenen Materialien mit polymerisierbaren Monomeren aufweist, die in der Lage sind, ein Bindeharz auszubilden, und daraufhin Unterziehen einer Suspension der sich ergebenden Mischung der Polymerisation.
Insbesondere können die Tonerteilchen vorzugsweise durch den Polymerisationstonerherstellungsprozeß im Hinblick auf solche Vorteile hergestellt werden, daß Tonerteilchen einen Teilchendurchmesser aufweisen, der nahe einem machbaren zum Erreichen eines hohen Transferwirkungsgrads liegt, der erforderlich ist, wenn das System ohne Reinigungsvorrichtung verwendet wird und freie Hüllen, die keinen Farbstoff enthalten, kaum erzeugt werden können.
Wenn in der vorliegenden Erfindung die Tonerteilchen direkt durch Polymerisation erzeugt werden, wird ein Polymerisationsinitiator verwendet, welcher z. B. einschließen kann, Azo- oder Diazo-Polymerisationsinitiatoren, 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 sowie Peroxidpolymerizationsinitiatoren, wie z. B. Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumenhydroperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid und Lauroylperoxid.
Der Polymerisationsinitiator kann vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-% auf der Grundlage des Gewichts der Monomeren hinzugefügt werden, wobei die Menge abhängig von dem beabsichtigten Polymerisationsgrad schwanken kann.
Die Arten der Polymerisationsinitiatoren können sich in Abhängigkeit von dem Polymerisationsverfahren ein wenig unterscheiden und können allein oder in Kombination verwendet werden, wobei Bezugnahme auf die 10-Stunden-Halbwertszeittemperatur erfolgt.
Um den Polymerisationsgrad zu steuern, kann ein bekanntes Vernetzungsmittel, ein Kettentransfermittel und ein Polymerisationsinhibitor ferner hinzugefügt werden.
Wenn der vorliegenden Erfindung die Suspensionspolymerisation als ein Produktionsprozeß für die Tonerteilchen verwendet wird, kann ein anorganisches Oxid oder eine organische Verbindung als ein Dispersionsmittel verwendet werden, indem es in einer wäßrigen Phase dispergiert wird.
Das anorganische Oxid kann z. B. einschließen, Tricalciumphosphat, Hydroxyapatit, Magnesiumphosphat, Aluminumphosphat, Zinkphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminumhydroxid, Calciummetasilicat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Kieselerde, Tonerde, magnetische Materialien and Ferrit.
Die organische Verbindung kann z. B. einschließen Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Ethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Natriumsalz und Stärke.
Alle diese Dispergiermittel können vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 20 Gewichtsteilen auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen polymerisierbarer Monomere verwendet werden.
Als diese Dispergiermittel können die kommerziell verfügbaren verwendet werden wie sie sind. Um Dispersionsteilchen mit feiner und gleichmäßiger Teilchengröße zu erhalten, können Teilchen des anorganischen Dispersionsmittels in einem Dispersionsmedium durch Rühren mit hoher Drehzahl erzeugt werden. Z. B. in dem Fall des Tricalciumphosphats können eine wäßrige Natriumphosphatlösung und eine wäßrige Calciumchloridlösung unter Rühren mit hoher Drehzahl vermischt werden, wodurch das Dispersionsmittel, vorzugsweise für die Suspensionspolymerisation, erhalten werden kann.
Um diese Dispersionsmittel feiner auszubilden, können 0,001 bis 0,1 Gew.-% eines oberflächenaktiven Mittels in Kombination verwendet werden. Speziell können kommerziell verfügbare nichtionische, anionische oder kationische oberflächenaktive Mittel verwendet werden. Z. B. wird die Verwendung von Natriumdodecylsulfat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat oder Calciumoleat bevorzugt.
Wenn die Direktpolymerisation als der Produktionsprozeß für die Tonerteilchen angewendet wird, können die Tonerteilchen durch einen nachstehend beschriebenen Herstellungsprozeß spezifisch erzeugt werden.
Eine Monomerverbindung, die polymerisierbare Monomere und ein zugefügtes Farbmittel, ein Ladungssteuermittel, einen Polymerisationsinitiator oder andere Zusatzstoffe aufweist, welche gleichmäßig aufgelöst oder mittels einer Dispergiermaschine, wie z. B. eine Homogenisiervorrichtung oder eine Ultraschalldispergiermaschine, dispergiert werden, wird in einem wäßrigen Medium dispergiert, das einen Dispersionsstabilisator enthält, mittels einer Dispergiermaschine, wie z. B. eine herkömmliche Rührvorrichtung, ein Homomixer oder eine Homogenisiervorrichtung. Die Granulation wird vorzugsweise ausgeführt, während die Rührbedingungen gesteuert werden, wie z. B. die Rührdrehzahl oder die Rührzeit, so daß Tröpfchen, welche aus der Monomerverbindung bestehen, die gewünschte Tonerteilchengröße haben können. Nach der Granulation kann das Rühren in einem solchen Ausmaß ausgeführt werden, daß der Zustand der Teilchen erhalten wird und durch die Wirkung des Dispersionsstabilisators verhindert werden kann, daß sich die Teilchen absetzen. Die Polymerisation kann bei einer Polymerisationstemperatur ausgeführt werden, die auf 40°C oder höher eingestellt ist, gewöhnlich von 50 bis 90°C. In der letzten Hälfte der Polymerisationsreaktion kann die Temperatur erhöht werden, und das wäßrige Medium kann zum Teil in der letzteren Hälfte der Reaktion oder nach Abschluß der Reaktion entfernt werden, um unreaktive Polymerisationsmonomere, Nebenprodukte usw. zum Zweck der Erhöhung der Betriebshaltbarkeit in dem erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahren. Nach dem Abschluß der Reaktion werden die erzeugten Tonerteilchen durch Waschen und Filtern gesammelt, wonach sich das Einfärben anschließt. In dem Fall der Suspensionspolymerisation kann Wasser vorzugsweise als das Dispersionsmedium verwendet werden, gewöhnlich in einer Menge von 300 bis 300 Gewichtsteilen auf der Grundlage von 100 Gewichtsteilen der Monomerverbindung.
In der vorliegenden Erfindung wird hinsichtlich des Toners, der in dem Bilderzeugungsverfahren mit dem System ohne Reinigungsvorrichtung verwendet wird, bevorzugt, daß die Tonerteilchen eine Form aufweist, die sich einer Kugel annähert. Spezifisch können die Tonerteilchen Formfaktoren SF-1 innerhalb des Bereichs von 100 bis 150 aufweisen, vorzugsweise von 100 bis 140, und in mehr bevorzugter Weise von 100 bis 130, und einen Formfaktor SF-2 innerhalb des Bereichs von 100 bis 140, vorzugsweise von 100 bis 130, und in mehr bevorzugter Weise von 100 bis 120.
Dieser kugelförmige magnetische Toner kann in mehr bevorzugter Weise einen Formfaktor SF-1 innerhalb des Bereichs von 100 bis 145 aufweisen und einen Formfaktor SF-2 von 100 bis 125 aufweisen.
Wenn die Tonerteilchen einen Formfaktor SF-1 von mehr als 150 oder einen Formfaktor SF-2 von mehr als 140 aufweisen, kann der Transferwirkungsgrad des Toners absinken, die Rate der Rückübertragung des Toners kann zunehmen und der Verschleiß der Oberfläche des Latentbild-Tragelements kann in unerwünschter Weise zunehmen.
Die Formfaktoren SF-1 und SF-2, die jeweils die Formfaktoren der Tonerteilchen anzeigen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind Werte, die durch zufällige Stichprobenerhebung von 100 Tonerteilchenbildern erhalten werden, welche unter Verwendung von FE-SEM (S-800, ein Elektronenabtastmikroskop, hergestellt von Hitachi Ltd.) 3000fach vergrößert sind und deren Bilddaten in eine Bildanalysevorrichtung (LUSEX-3, hergestellt von Nikore Co.) durch eine Schnittstelle eingegeben werden, um eine Analyse auszuführen und die Daten gemäß dem folgenden Ausdruck zu berechnen. SF-1 = (MXLNG)2/FLÄCHE × π/4 × 100 SF-2 = (PERI)2/FLÄCHE × 1/4π × 100(FLÄCHE: projizierte Fläche des Tonerteilchens, MXLNG: absolute Maximallänge, PERI: Umfangslänge)
Der Formfaktor SF-1 des Toners zeigt den Grad der Kugelform an. Wenn der Wert größer als 100 ist, werden die Tonerteilchen allmählich amorpher (gestaltlos). SF-2 bezeichnet den Grad der Unregelmäßigkeit. Wenn der Wert größer als 100 ist, werden die Oberflächen der Tonerteilchen bemerkenswert unregelmäßiger.
Ein Ausführungsbeispiel der bevorzugten Ausführungsformen des Latentbild-Tragelements (Trommel 90 des lichtempfindlichen Elements), das in der vorliegenden Erfindung verwendet ist, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Es weist grundlegend ein leitfähiges Substrat 91 und eine lichtempfindliche Schicht 92 auf, die in eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht funktionell unterteilt ist.
Als das leitfähige Substrat 91 wird ein zylinderförmiges Element oder ein Riemen verwendet. Dieses leitfähige Substrat ist aus einem Metall erzeugt, wie z. B. Aluminium oder rostfreier Stahl, einer Legierung, wie z. B. Aluminiumlegierung oder eine Indiumoxid-Zinnoxid-Legierung, oder einem Kunststoff, der eine Überzugsschicht aufweist, die aus einem dieser Metalle oder Legierungen ausgebildet ist, ein Papier oder Kunststoff, imprägniert mit leitfähigen Teilchen, oder ein Kunststoff, der ein leitfähiges Polymer aufweist.
Auf dem leitfähigen Substrat 91 kann eine Unterschicht zum Zwecke z. B. der Erhöhung der Haftung der lichtempfindlichen Schicht 92, der Verbesserung der Beschichtungseigenschaften, zum Schutz des Substrats, zum Abdecken von Defekten auf dem Substrat, zur Verbesserung der Eigenschaften der Ladungsinjektion von dem Substrat 91 und zum Schutz der lichtempfindlichen Schicht 92 vor elektrischem Durchschlag.
Die Unterschicht kann erzeugt werden aus Polyvinylalkohol, Poly-N-Vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Methylcellulose, Nitrocellulose, einem Ethylenacrylatecopolymer, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Kasein, Polyamid, Copolymernylon, Klebstoff, Gelatine, Polyurethan oder Aluminiumoxid. Die Unterschicht kann gewöhnlich in einer Dicke von ungefähr 0,1 bis 10 μm ausgebildet sein, und vorzugsweise von 0,1 bis 3 μm.
Die Ladungserzeugungsschicht kann durch Auftragen einer Flüssigkeit, die durch Dispergieren eines Ladungserzeugungsmaterials in einem Ladungserzeugungsschicht-Bindeharz erzeugt ist, oder durch Vakuumabscheidung des Ladungserzeugungsmaterials. Das Ladungserzeugungsmaterial schließt z. B. ein: Azopigmente, Phthalocyaninepigmente, Indigopigmente, Perylenpigmente, polyzyklische Chinonpigmente, Squariliumfarbstoffe, Pyryliumsalze, Thiopyryliumsalze, Triphenylmethanfarbstoffe und anorganische Substanzen, wie z. B. Selen and amorphes Silizium.
Das Ladungserzeugungsschicht-Bindeharz kann aus einem weiten Bereich von Bindeharzen ausgewählt werden, die einschließen:
Polycarbonatharze, Polyesterharze, Polyvinylbutyralharze, Polystyrenharze, Acrylharze, Methacrylharze, Phenolharze, Silikonharze, Epoxyharze und Vinylacetatharze.
Das Bindeharz, das in der Ladungserzeugungsschicht enthalten ist, kann in einer Menge von nicht mehr als 80 Gew.-% und vorzugsweise von 0 bis 40 Gew.-% vorliegen. Die Ladungserzeugungsschicht kann vorzugsweise eine Dicke von 5 μm oder weniger aufweisen, und insbesondere von 0,05 bis 2 μm.
Die Ladungstransportschicht weist die Funktion zur Aufnahme von Ladungsträgern von der Ladungserzeugungsschicht beim Vorliegen eines elektrischen Felds und zu deren Transport auf. Die Ladungstransportschicht wird durch Auftragen einer Lösung erzeugt, die durch Auflösen eines Ladungstransportmaterials in einem Lösungsmittel optional zusammen mit einem Ladungstransportschicht-Bindeharz erzeugt ist, und kann gewöhnlich vorzugsweise eine Schichtdicke von 5 bis 40 μm aufweisen. Das Ladungstransportmaterial kann polyzyklische aromatische Verbindungen einschließen, die in deren Hauptkette oder Seitenkette einen Aufbau aufweisen, wie z. B. Biphenylen, Anthracen, Pyren oder Phenanthren, stickstoffhaltige zyklische Verbindungen, wie z. B. Indol, Carbazol, Oxadiazol und Pyrazolin, Hydrozonverbindungen, Styrylverbindungen und anorganische Verbindungen, wie z. B. Selen, Selen-Tellur, amorphes Silizium und Cadmiumsulfid.
Das Ladungstransportschicht-Bindeharz, das verwendet wird, um das Ladungstransportmaterial darin zu dispergieren, kann einschließen: Polycarbonatharze, Polyesterharze, Polymethacrylate, Polystyrenharze, Acrylharze, Polyamidharze und organische photoleitende Polymere, wie z. B. Poly-N-Vinylcarbazol und Polyvinylanthracen.
Das lichtempfindliche Element (Latentbild-Tragelement), das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist eine Ladungsinjektionsschicht 93 als eine Schicht auf, die am weitesten von der Unterlage, d. h. als eine Oberflächenschicht 92, beabstandet ist. Diese Ladungsinjektionsschicht 93 kann einen Volumenwiderstand von 1 × 10⁸ Ω·cm bis 1 × 10¹⁵ Ω·cm aufweisen, und vorzugsweise von 1 × 10⁸ Ω·cm bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm, um ein zufriedenstellendes Aufladevermögen zu erzielen und kaum verschmierte Bilder zu verursachen. Insbesondere im Hinblick auf die verschmierten Bilder kann dieser mehr bevorzugt von 1 × 10¹⁰ Ω·cm bis 1 × 10¹⁵ Ω·cm sein und noch mehr bevorzugt von 1 × 10¹⁰ Ω·cm bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm. Ferner kann dieser unter Berücksichtigung der Umgebungsänderungen usw. in mehr bevorzugter Weise von 1 × 10¹⁰ Ω·cm bis 1 × 10¹³ Ω·cm sein. Wenn dieser kleiner als 1 × 10⁸ Ω·cm ist, können die erzeugten Ladungen in einer Umgebung hoher Feuchtigkeit nicht in der Oberflächenrichtung erhalten werden, wodurch die Neigung besteht, verschmierte Bilder zu verursachen. Wenn dieser höher als 1 × 10¹⁵ Ω·cm ist, können die von dem Aufladeelement injizierten Ladungen nicht gut zurückgehalten werden, wodurch die Neigung zur fehlerhaften Aufladung besteht.
Wenn eine solche Funktionsschicht auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements erzeugt ist, weist die Schicht die Funktion zum Erhalten der von dem Aufladeelement injizierten Ladungen auf und weist auch die Funktion auf, den Ladungen den Transfer zu der Unterlage des lichtempfindli chen Elements zu gestatten, um das rückständige Potential abzusenken.
In der vorliegenden Erfindung hat die Verwendung des vorstehend beschriebenen spezifischen Aufladeelements und des vorstehend beschriebenen spezifischen lichtempfindlichen Elements in Kombination ermöglicht, daß die Aufladestartspannung Vth klein ist und das Aufladepotential des lichtempfindlichen Elements sich zu etwa 90% oder mehr an die Spannung annähert, die an das Aufladeelement angelegt ist.
Wenn z. B. eine Gleichspannung von 100 bis 2000 V als ein Absolutwert an das Aufladeelement mit einer Prozeßgeschwindigkeit von 1000 mm/min oder weniger angelegt ist, kann das Aufladepotential des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements, das die Ladungsinjektionsschicht der vorliegenden Erfindung aufweist, auf 80% oder mehr oder ferner 90 oder mehr der angelegten Spannung gesteuert werden. Andererseits beträgt das Aufladepotential bei der herkömmlichen Entladung etwa 200 V, welches nur etwa 30% ist, wenn die angelegte Spannung eine Gleichspannung von 700 V ist.
Diese Ladungsinjektionsschicht 93 ist aus einer anorganischen Schicht einer metallabgeschiedenen Schicht ausgebildet, oder einer leitfähigen feinteilchendispergierten Harzschicht ausgebildet, die durch Dispergieren von leitfähigen Feinteilchen in einem Ladungsinjektionsschicht-Bindeharz erzeugt ist. Die abgeschiedene Schicht wird durch Vakuumabscheidung erzeugt, und die leitfähige feinteilchendispergierte Harzschicht ist unter Verwendung eines geeigneten Beschichtungsprozesses erzeugt, wie z. B. Tauchbeschichten, Sprühbeschichten, Walzenbeschichten oder Strahlbeschichten. Diese Schicht kann auch durch Vermischen oder Copolymerisieren eines isolierenden Bindeharzes mit einem Harz ausgebildet werden, das lichtdurchlässige Eigenschaften und eine hohe Ionenleitfähigkeit aufweist.
In dem Fall der leitfähigen feinteilchendispergierten Harzschicht können die leitfähigen Feinteilchen vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 190 Gew.-% auf der Grundlage des Gewichts des Ladungsinjektionsschicht-Bindeharzes zugegeben werden.
Wenn die leitfähigen Feinteilchen in einer Menge zugefügt werden, die kleiner als 2 Gew.-% ist, ist der gewünschte Volumenwiderstand schwierig erreichbar. Wenn die leitfähigen Feinteilchen in einer Menge zugefügt werden, die größer als 190 Gew.-% ist, kann die Schichtfestigkeit sinken und die Ladungsinjektionsschicht kann der Abschabung unterliegen, wodurch die Neigung zu einer kurzen Lebensdauer des lichtempfindlichen Elements besteht.
Das Ladungsinjektionsschicht-Bindeharz der Ladungsinjektionsschicht 93 kann einschließen: Polyester, Polycarbonat, Acrylharze, Epoxyharze und Phenolharze, als auch ein Härtemittel für diese Harze, von denen jedes allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendbar ist. Wenn die leitfähigen Feinteilchen in einer großen Menge dispergiert sind, wird bevorzugt, daß die leitfähigen Feinteilchen unter Verwendung eines reaktiven Monomers oder eines reaktiven Oligomers dispergiert werden, und die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements wird mit der sich ergebenden Dispersion beschichtet, gefolgt vom Härten mit Licht oder Wärme.
Wenn die lichtempfindliche Schicht 92 aus amorphem Silizium erzeugt ist, kann die Ladungsinjektionsschicht 93 vorzugsweise aus SiC ausgebildet sein.
Die leitfähigen Feinteilchen, die in dem Ladungsinjektionsschicht-Bindeharz der Ladungsinjektionsschicht 93 dispergiert sind, können Feinteilchen aus Metallen oder Metalloxiden einschließen. Vorzugsweise sind es ultrafeine Teilchen der Metalle oder Metalloxide, wie z. B. Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Wismutoxid, zinnoxidbeschichtetes Titanoxid, zinnbeschichtetes Indiumoxid, anti monbeschichtetes Zinnoxid und Zirkoniumoxid. Jedes von diesen kann allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Wenn im allgemeinen Teilchen in der Ladungsinjektionsschicht 93 dispergiert sind, um zu verhindern, daß das einfallende Licht durch dispergierte Teilchen gestreut wird, ist es notwendig, daß die Teilchen einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als die Wellenlänge des einfallenden Lichts ist. Die leitfähigen Feinteilchen, die in der Oberflächenschicht in der vorliegenden Erfindung dispergiert sind, können vorzugsweise Teilchendurchmesser von 0,5 μm oder kleiner aufweisen.
In der vorliegenden Erfindung kann die Ladungsinjektionsschicht 93 vorzugsweise Gleitmittelteilchen enthalten. Der Grund dafür ist, daß die Reibung zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Aufladeelement zu dem Zeitpunkt der Aufladung verringert werden kann und daher der Aufladespalt erweiterbar ist, um eine Erhöhung der Aufladeleistung herbeizuführen. Insbesondere sind als Gleitmittelteilchen bevorzugt zu verwenden: Fluorharze, Silikonharze oder Polyolefinharze mit einer niedrigen kritischen Oberflächenspannung. In mehr bevorzugter Weise kann Tetrafluorethylenharz (PTFE) verwendet werden. In diesem Fall können die Gleitmittelteilchen in einer Menge von 2 bis 50 Gew.-% auf der Grundlage des Harzgewichts hinzugefügt werden. Dies ist der Fall, weil dann, wenn sie weniger als 2 Gew.-% ausmachen, die Gleitmittelteilchen nicht in einer ausreichenden Menge vorliegen und daher die Aufladeleistung nicht ausreichend erhöht werden kann, und wenn sie in einer Menge von mehr als 50 Gew.-% vorliegen, die Auflösung der Bilder und die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Elements wesentlich geringer wird.
Die Ladungsinjektionsschicht 93 in der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 μm aufweisen und insbesondere von 1 bis 7 μm.
Wenn sie eine Schichtdicke aufweist, die kleiner als 0,1 μm ist, kann die Schicht ihre Beständigkeit gegenüber Feinkratzern verlieren und es besteht folglich die Neigung zum Auftreten von fehlerhaften Bildern infolge der fehlerhaften Injektion. Wenn sie eine Schichtdicke aufweist, die größer als 10 μm ist, können die injizierten Ladungen diffundieren, wodurch die Neigung besteht, fehlerhafte Bilder zu verursachen.
In der vorliegenden Erfindung können fluorhaltige feine Harzteilchen in dem elektrostatischen Latentbild-Tragelement verwendet werden. Die fluorhaltigen feinen Harzteilchen bestehen aus einem oder mehreren Materialien, die ausgewählt sind aus: Polytetrafluorethylen, Polychlortrifluorethylen, Polyvinylidenfluorid, Polydichlordifluorethylen, ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer, ein Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer und ein Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer. Kommerziell verfügbare flourhaltige Feinharzteilchen können verwendet werden wie sie sind. Jene, die ein Molekulargewicht von 3000 bis 5000000 aufweisen, können verwendet werden, und diese können vorzugsweise einen Teilchendurchmesser von 0,01 bis 10 μm aufweisen, und in mehr bevorzugter Weise von 0,05 bis 2,0.
In vielen Fällen sind die vorstehend beschriebenen fluorhaltigen Feinharzteilchen, das Ladungserzeugungsmaterial und das Ladungstransportmaterial dispergiert und jeweils in Bindeharze einbezogen, die schichterzeugende Eigenschaften aufweisen, um jeweils Schutzschichten und lichtempfindliche Schichten auszubilden. Solche Bindeharze können einschließen: Polyester, Polyurethan, Polyacrylat, Polyethylen, Polystyren, Polycarbonate, Polyamide, Polypropylen, Polyimide, Phenolharze, Acrylharze, Silikonharze, Epoxyharze, Harnstoffharze, Allylharze, Alkydharze, Polyamid-Imid, Nylons, Polysulfon, Polyallylether, Polyacetale und Butyralharze.
Die leitfähige Tragvorrichtung des elektrostatischen Latentbild-Tragelements kann aus einem Metall hergestellt sein, wie z. B. Eisen, Kupfer, Gold, Silber, Aluminium, Zink, Titan, Blei, Nickel, Zinn, Antimon oder Indium oder eine Legierung dieser, ein Oxid von einem dieser Metalle, Kohlenstoff oder ein leitfähiges Polymer. Sie kann eine Trommelform aufweisen, wie z. B. ein Zylinder oder eine Säule, ein Riemen oder eine Folie. Die vorstehend erwähnten leitfähigen Materialien können geschmolzen werden wie sie sind, können in der Form von Beschichtungsmaterialien verwendet werden, können im Vakuum abgeschieden werden oder können durch Ätzen oder Plasmabehandlung verarbeitet werden.
Das Bilderzeugungsverfahren, das Gebrauch macht von dem Zweikomponentenentwickler, der vorstehend beschrieben ist, wird nachstehend erläutert.
Das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung weist umlaufend und transportierend den Zweikomponentenentwickler auf, der auf einem Entwicklertragelement transportiert wird, und die Entwicklung in einem Entwicklungsbereich, der durch ein Latentbild-Tragelement und das Entwicklertragelement definiert ist, die in Gegenüberlage angeordnet sind, und Entwicklung eines latenten Bilds, das auf dem Latentbild-Tragelement festgehalten ist, unter Verwendung des Toners des Zweikomponentenentwicklers, der auf dem Entwicklertragelement getragen wird.
Magnetische Eigenschaften des Entwicklungsträgers werden durch eine Magnetwalze beeinflußt, die in einer Entwicklungshülse angeordnet ist, und beeinflussen wesentlich die Entwicklungsleistung und die Transportleistung von Entwicklern.
In dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung mit der Entwicklungshülse (Entwicklertragelement) und der darin angeordneten Magnetwalze ist z. B. die Magnetwalze feststehend angeordnet und allein die Entwicklungshülse dreht sich, wenn der Zweikomponentenentwickler, bestehend aus dem Träger, der Magnetteilchen aufweist, und dem isolierenden Farbtoner, umläuft und auf die Entwicklungshülse transportiert wird und ein elektrostatisches latentes Bild, das auf der Oberfläche eines Latentbild-Tragelements festgehalten wird, unter Verwendung des Zweikomponentenentwicklers entwickelt wird.
In dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung werden beim Kopieren eine gute Bildgleichmäßigkeit und eine gute Gradationswiedergabe erzielt, wenn (1) die Magnetwalze Pole mit einem Abstoßungspol aufweist, (2) die magnetische Flußdichte in dem Entwicklungsbereich 500 bis 1200 Gauß beträgt und (3) der Entwicklungsträger eine Sättigungsmagnetisierung von 20 bis 65 Am²/g aufweist.
In dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann das elektrostatische latente Bild vorzugsweise durch den Toner des Zweikomponentenentwicklers unter Anlage einer Entwicklungsvorspannung in dem Entwicklungsbereich entwikkelt werden.
Eine besonders bevorzugte Entwicklungsvorspannung wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Um in dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung in dem Entwicklungsbereich, der zwischen dem Latentbild-Tragelement und dem Entwicklertragelement definiert ist ein elektrisches Entwicklungsfeld zu erzeugen, wird bevorzugt, daß an das Entwicklertragelement eine Entwicklungsspannung mit einer diskontinuierlichen Wechselspannungskomponente, wie in 3 gezeigt, an das Entwicklertragelement angelegt ist, um das latente Bild, das auf dem Latentbild-Tragelement festgehalten ist, unter Verwendung des Toners der Zweikomponentenentwicklertype, der auf dem Entwicklertragelement getragen wird, zu entwickeln. Diese Entwicklungsspannung ist spezifisch aus einer ersten Spannung zum Richten des Toners von dem Latentbild-Tragelement zu dem Entwicklertragelement in dem Entwicklungsbereich ausgebildet, einer zweiten Spannung zum Richten des Toners von dem Entwicklertragelement zu dem Latentbild-Tragelement und einer dritten Spannung, die zwischen der ersten und der zweiten Spannung liegt.
Außerdem kann die Zeitdauer (T₂), für welche die dritte Spannung, die zwischen der ersten Spannung und der zweiten Spannung an das Entwicklertragelement angelegt ist, d. h., die Zeitdauer, für welche die Wechselspannung ruht, länger als die Gesamtzeit (T₁) ausgebildet werden, für welche die erste Spannung zum Richten des Toners von dem Latentbild-Tragelement zu dem Entwicklertragelement und die zweite Spannung zum Richten des Toners von dem Entwicklertragelement zu dem Latentbild-Tragelement an das Entwicklertragelement angelegt sind, d. h., die Zeitdauer, für welche die Wechselspannungskomponente wirksam ist. Dies wird besonders bevorzugt, weil die Erscheinung der Injektion in das Latentbild-Tragelement in dem Entwicklungsschritt mehr gesteuert werden kann und der Toner auf dem Latentbild-Tragelement wieder angeordnet werden kann, um Bilder als getreue latente Bilder zu reproduzieren.
Zwischen dem Latentbild-Tragelement und dem Entwicklertragelement in dem Entwicklungsbereich kann ein elektrisches Feld, in welchem der Toner von dem Latentbild-Tragelement zu dem Entwicklertragelement gerichtet ist, und ein elektrisches Feld, in welchem der Toner von dem Entwicklertragelement zu dem Latentbild-Tragelement gerichtet ist, mindestens einmal erzeugt werden, und daraufhin kann ein elektrisches Feld, in welchem der Toner von dem Entwicklertragelement zu dem Latentbild-Tragelement in einem Bildbereich des Latentbild-Tragelements gerichtet ist, und ein elektrisches Feld, in welchem der Toner von dem Latentbild-Tragelement zu dem Entwicklertragelement in einem bildfreien Bereich des Latentbild-Tragelements gerichtet ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer erzeugt werden, wodurch ein latentes Bild, das auf dem Latentbild-Tragelement festgehalten wird, durch die Verwendung von Toner der Zweikomponentenentwicklertype entwik kelt wird, der auf dem Entwicklertragelement getragen wird, wenn die Zeitdauer (T₂) zum Erzeugen des elektrischen Felds, in welchem der Toner von dem Entwicklertragelement zu dem Latentbild-Tragelement in einen Bildbereich des Latentbild-Tragelements gerichtet ist, und das elektrische Feld, in welchem der Toner von dem Latentbild-Tragelement zu dem Entwicklertragelement in einem bildfreien Bereich des Latentbild-Tragelements gerichtet ist, vorzugsweise länger als die Gesamtzeitdauer (T₁) zum Erzeugen des elektrischen Felds ausgebildet werden, in welchem der Toner von dem Latentbild-Tragelement zu dem Entwicklertragelement gerichtet ist, und das elektrische Feld, in welchem der Toner von dem Entwicklertragelement zu dem Latentbild-Tragelement gerichtet ist.
Das elektrostatische latente Bild kann kaum durch die Erscheinung der Injektion in das Latentbild-Tragelement fehlerhaft erzeugt werden, und die Trägerhaftung kann weniger auftreten, wenn die Entwicklung beim Vorliegen eines elektrischen Entwicklungsfelds ausgeführt wird, wenn die Wechselspannung in dem Entwicklungsprozeß periodisch ausgeschaltet wird, während das vorstehend beschriebene spezifische elektrische Entwicklungsfeld erzeugt wird, d. h. ein elektrisches Wechselfeld. Der Grund dafür ist noch unklar, und es wird folgendes angenommen:
Wenn bei herkömmlichen kontinuierlichen sinusförmigen oder rechteckigen Wellen eine elektrische Feldstärke in einem Versuch zum Erreichen einer höheren Bilddichte größer ausgelegt wird, tritt die Neigung zum Auftreten der Trägerhaftung oder der Erscheinung der Injektion zum Zeitpunkt der Entwicklung auf. Die Erscheinung der Trägerhaftung tritt deutlicher auf, wenn der Teilchendurchmesser des Trägers kleiner gehalten ist oder die magnetische Kraft geringer ist. Es tritt auch die Erscheinung der Injektion bei dem Volumenwiderstand der Oberflächenschicht des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Latentbild-Tragelements bemerkenswert auf.
Wenn weiterhin bei herkömmlichen kontinuierlichen sinusförmigen oder rechteckigen Wellen eine Feldstärke in einem Versuch zum Erreichen einer größeren Bilddichte höher ausgebildet wird, bewegen sich der Toner und der Entwicklungsträger zusammen zwischen dem Latentbild-Tragelement und dem Entwicklertragelement wechselseitig, so daß der Entwicklungsträger kräftig an dem Latentbild-Tragelement reibt, um die Trägerhaftung zu bewirken. Dies neigt in noch bemerkenswerterer Weise zum Auftreten mit einer Zunahme des Feinpulverträgers.
Die Anlage des spezifischen elektrischen Entwicklungsfelds, wie in der vorliegenden Erfindung, veranlaßt den Toner oder den Träger zur wechselseitigen Bewegung zwischen dem Entwicklertragelement und dem Latentbild-Tragelement in einer unvollständigen wechselseitigen Bewegung unter einem Impuls. In dem Fall, wenn ein Potentialunterschied V_cont zwischen dem Oberflächenpotential des Latentbild-Tragelements und dem Potential einer Gleichspannungskomponente einer Entwicklungsvorspannung V_cont < 0 ist, wirkt daraufhin die Entwicklungsvorspannung V_cont so, dem Träger zu gestatten, von dem Entwicklertragelement zu fliegen. Die Trägerhaftung kann jedoch verhindert werden, indem die magnetischen Eigenschaften des Entwicklungsträgers und die magnetische Flußdichte in dem Entwicklungsbereich der Magnetwalze gesteuert werden. Wenn V_cont > 0, wirken die Kraft eines magnetischen Felds und die V_cont zum Anziehen des Entwicklungsträgers zu der Seite des Entwicklertragelements, so daß keine Trägerhaftung eintritt.
Ein Bilderzeugungsgerät, welches das erfindungsgemäße Bilderzeugungsverfahren ausführen kann, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 (oder 8) beschrieben.
Wie in 1 (oder 8) gezeigt, weist das Bilderzeugungsgerät eine lichtempfindliche Trommel 1 (oder 101) auf, die als das elektrostatische Latentbild-Tragelement dient, und eine Entwicklungsbaugruppe 4 (oder 104), in welcher der Innenraum eines Entwicklungsbehälters 16 (oder 116) in eine Entwicklungskammer (erste Kammer) R1 (oder R101) und eine Rührerkammer (zweite Kammer) R2 (oder R102) durch eine Trennwand 17 (oder 117) unterteilt ist. An dem oberen Teil der Rührerkammer R2 (oder R102) ist eine Tonervorhaltekammer R3 (oder R103) auf der anderen Seite der Trennwand 17 (oder 117) erzeugt. Ein Entwickler 19 (oder 119) wird in der Entwicklungskammer R1 (oder R101) und der Rührerkammer R2 (oder R102) vorgehalten, und ein Wiederauffülltoner (nichtmagnetischer Toner) 18 (oder 118) wird in der Tonervorhaltekammer R3 (oder R103) vorgehalten. Die Tonervorhaltekammer R3 (oder R103) ist mit einer Zuführöffnung 20 (oder 120) versehen, so daß der Wiederauffülltoner 18 (oder 118) durch die Zuführöffnung 20 (oder 120) in kleinen Portionen in die Rührerkammer R2 (oder R102) in einer Menge entsprechend dem verbrauchten Toner zugeführt wird.
Eine Transportschnecke 13 (oder 113) ist in der Entwicklungskammer R1 (oder R101) angeordnet. Wenn die Transportschnecke 13 (oder 113) drehend angetrieben ist, wird der in der Entwicklungskammer R1 (oder R101) vorgehaltene Entwickler 19 (oder 119) in der Längsrichtung einer Entwicklungshülse 11 (oder 111) transportiert. Auf ähnliche Weise ist eine Transportschnecke 14 (oder 114) in der Rührerkammer R2 (oder R102) angeordnet, und wenn die Transportschnecke 14 (oder 114) gedreht wird, wird der Toner, der aus der Zuführöffnung 20 (oder 120) in die Rührerkammer R2 (oder R102) gefallen ist, in der Längsrichtung der Entwicklungshülse 11 (oder 111) transportiert.
Der Entwickler 19 (oder 119) ist ein Zweikomponentenentwickler, der einen nichtmagnetischen Toner 19a und einen magnetischen Träger 19b aufweist.
Der Entwicklungsbehälter 16 (oder 116) ist mit einer Öffnung an dessen Teil angrenzend an die lichtempfindliche Trommel 1 (oder 101) versehen, und die Entwicklungshülse 11 (oder 111) steht von der Öffnung nach außen vor, wo zwischen der Entwicklungshülse 11 (oder 111) und der lichtempfindlichen Trommel 1 (oder 101) ein Spalt erzeugt ist. Die Entwicklungshülse 11 (oder 111), die aus einem nichtmagnetischen Material erzeugt ist, ist mit einer Vorspannungsanlegevorrichtung 30 (oder 130) zum Anlegen einer Vorspannung versehen.
Die Magnetwalze, die als eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung dient, die innerhalb der Entwicklungshülse 11 (oder 111) fest angeordnet ist, d. h. ein Magnet 12 (oder 112), weist einen Entwicklungsmagnetpol N, einen Magnetpol S, der abströmseitig von diesem angeordnet ist, und Magnetpole N, S und S zum Transportieren des Entwicklers 19 (oder 119) auf. Der Magnet 12 (oder 112) ist in der Entwicklungshülse 11 (oder 111) in einer solchen Weise angeordnet, daß der Entwicklungsmagnetpol S in Gegenüberlage der lichtempfindlichen Trommel 1 (oder 101) ist. Der Entwicklungsmagnetpol S erzeugt ein Magnetfeld in der Nähe eines Entwicklungsbereichs, der zwischen der Entwicklungshülse 11 (oder 111) und der lichtempfindlichen Trommel 1 (101) definiert ist, wo eine Magnetbürste durch das magnetische Feld erzeugt ist.
Eine Entwicklerregulierklinge 15 (oder 115), die unter der Entwicklungshülse 11 (oder 111) angeordnet ist, um die Schichtdicke des Entwicklers 19 (oder 119) auf der Entwicklungshülse 11 (oder 111) zu steuern, ist eine nichtmagnetische Klinge 15 (oder 111), die aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, wie z. B. Aluminium oder rostfreier Stahl SUS316, und der Abstand zwischen dem Ende der nichtmagnetischen Klinge und der Vorderseite der Entwicklungshülse 11 (oder 111) beträgt 300 bis 1000 μm und vorzugsweise 400 bis 900 μm. Wenn dieser Abstand kleiner als 300 μm ist, kann der magnetische Träger zwischen diesen festgehalten werden, wodurch die Neigung besteht, daß die Entwicklungsschicht ungleichmäßig wird, und auch der Entwickler, der zum Ausführen einer guten Entwicklung notwendig ist, kann nicht auf die Hülse aufgetragen werden, was zu einem solchen Problem führt, daß nur entwickelte Bilder mit einer niedrigen Dichte und viel Ungleichmäßigkeit erzeugt werden können. Um die ungleichmäßige Beschichtung (die als Klingenversetzung bezeichnet wird) infolge unnötiger Teilchen in dem Entwickler zu verhindern, kann der Abstand vorzugsweise 400 μm oder größer sein. Wenn dieser größer als 1000 μm ist, wird die Menge des Entwicklers, der auf die Entwicklungshülse 11 (oder 111) aufgetragen wird, größer, so daß die Entwicklerschichtdicke nicht regulierbar ist, was zu solchen Problemen führt, daß die magnetischen Trägerteilchen an der lichtempfindlichen Trommel 1 (oder 101) in einer großen Menge haften und die Drehung des Entwicklers und die Steuerung des Entwicklers durch die nichtmagnetische Klinge 15 (oder 115) kann weniger wirkungsvoll für die Entwicklungssteuerung sein, wodurch auf Grund eines Mangels an Triboelektrizität des Toners Verschleierung verursacht wird.
Diese Schicht von magnetischen Trägerteilchen bewegt sich selbst dann, wenn die Entwicklungshülse 11 (oder 111) in die Richtung eines Pfeils gedreht wird, langsamer, wenn sie sich von der Hülsenoberfläche trennt, gemäß dem Gleichgewicht zwischen der Bindungskraft auf der Grundlage der magnetischen Kraft und der Schwerkraft und der Transportkraft, die zu dem Transport der Hülse 11 (oder 111) wirksam ist. Einige Teilchen fallen natürlich infolge der Schwerkraft nach unten.
Demgemäß werden die Position zur Anordnung der Magnetpole N und N und die Fließfähigkeit und die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Trägerteilchen zweckentsprechend ausgewählt, so daß die Magnetträgerteilchenschicht zu dem Magnetpol N transportiert wird, da dieser der Hülse näher ist, um eine Bewegungsschicht auszubilden. Mit dieser Bewegung der magnetischen Trägerteilchen wird der Entwickler in den Entwicklungsbereich transportiert, wenn sich die Entwicklungshülse 11 (oder 111) dreht, und nimmt an der Entwicklung teil.
Das lichtempfindliche Element 1 (oder 101) wird durch die magnetischen Teilchen kontaktinjektionsgeladen, die auf ei ner Transporthülse 21 getragen werden, und daraufhin wird auf dieser durch eine Bildbelichtungsvorrichtung (nicht gezeigt) ein latentes Bild erzeugt und ein entwickeltes Bild wird unter Verwendung des Toners erzeugt.
In dem erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahren kann die Entwicklungshülse eine Oberflächenform aufweisen, welche die folgenden Bedingungen erfüllt: 0,2 μm ≤ mittlere Rauhigkeit (Ra) der Mittellinie ≤ 5,0 μm 10 μm ≤ Ra/Sm ≤ 0,5.
Ra und Sm sind Werte, welche die mittlere Rauhigkeit der Mittellinie und den mittleren Abstand der Unregelmäßigkeiten vorschreiben, die jeweils in JIS-BO601 und ISO0468 beschrieben sind, und sind gemäß den folgenden Ausdrücken bestimmt:
Wenn Ra kleiner als 0,2 μm ist, kann die Entwicklertransportleistung unzureichend sein, wodurch die Neigung besteht, daß ungleichmäßige Bilder oder eine ungleichmäßige Bilddichte im Ergebnis des Durchlaufs besteht (d. h. nach Herstellung vieler Kopien). Wenn Ra größer als 5 μm ist, kann die Entwicklertransportleistung gut sein, doch die regulierende Kraft in dem Teil, in welchem die Entwicklertransportmenge durch die Klinge oder dergleichen reguliert wird, kann so groß sein, daß der externe Zuschlagstoff durch die Rubbelreibung verschlechtert werden kann, wodurch sich eine Verschlechterung der Bildqualität ergibt, wenn eine große Anzahl von Kopien hergestellt wird.
Wenn Sm größer als 80 μm ist, ist es schwierig, den Entwickler auf der Entwicklungshülse festzuhalten, wodurch eine Verminderung der Bildqualität verursacht wird. Die Einzelheiten der Ursache, die Sm zugeschrieben wird, sind unklar, es wird aber davon ausgegangen, daß sie infolge des Schlupfs vorliegen, der zwischen der Entwicklungshülse und dem Entwicklertragelement in dem vorhergehenden Transportmengeregulierteil oder dergleichen auftritt, wenn der Entwickler als eine dicht gepackte Masse wirkt, wenn der Unregelmäßigkeitsabstand (Abstand zwischen Erhebungen oder Erhöhungen) zu groß ist und dessen Kraft die Haltekraft übersteigt, die zwischen der Entwicklungshülse und dem Entwickler wirkt. Wenn Sm kleiner als 10 μm ist, sind die meisten der Unregelmäßigkeiten (Erhebungen oder Erhöhungen und Täler oder Vertiefungen) auf der Oberfläche des Entwicklertragelements kleiner als der mittlere Teilchendurchmesser des Entwicklers, und daher weist der Entwickler, der in Vertiefungen eintritt, eine Teilchengrößenselektivität auf, wodurch die Neigung besteht, dessen Schmelzhaftung infolge der Feinpulverkomponenten des Entwicklers zu verursachen, und führt zusätzlich zu Schwierigkeiten bei der Herstellung.
Aus den vorhergehend erwähnten Gesichtspunkten ergibt sich, daß der Erhebung-Vertiefung-Gradient [≈ f(Ra/Sm)], der aus der Höhe der Erhebungen und dem Abstand zwischen Erhebungen auf der Entwicklungshülse bestimmt ist, in der vorliegenden Erfindung wichtig ist. In der vorliegenden Erfindung kann dieser vorzugsweise sein: 0,05 ≤ Ra/Sm ≤ 0,5und in mehr bevorzugter Weise von 0,07 bis 0,3.
Wenn das Verhältnis Ra/Sm kleiner als 0,05 ist, ist die Entwicklerhaltekraft auf der Entwicklungshülse so schwach, daß es schwierig ist, den Entwickler auf der Entwicklungshülse festzuhalten, und daher kann dessen Transportmenge in dem Entwicklerregulierteil nicht gesteuert werden, was zu un gleichmäßigen Bildern führt. Wenn das Verhältnis Ra/Sm größer als 0,5 ist, kann der Entwickler, der in die Vertiefungen der Entwicklungshülse eintritt, nicht zusammen mit dem anderen Entwickler zirkulieren, wodurch Schmelzhaftung des Entwicklers verursacht wird.
Nuten (welche als Kordeln bezeichnet werden), können in einigen Linien auf der Entwicklungshülse in deren Längsrichtung ausgebildet werden, wodurch selbst der Entwickler mit einem guten Fließvermögen auf der Oberflächenschicht gleichmäßig aufgetragen werden kann.
Die Größen Ra und Sm in der vorliegenden Erfindung werden unter Verwendung einer Kontaktoberflächenrauhigkeit-Meßvorrichtung SE-3300 (hergestellt von Kosaka Kenkyusho K. K.) und gemäß JIS-B0601 gemessen.
Die Entwicklungshülse, welche in der vorliegenden Erfindung die vorgegebene Oberflächenrauhigkeit aufweist, kann z. B. durch Sandstrahlen unter Verwendung von Teilchen mit bestimmter und unbestimmter Form als Schleifteilchen, Sandpapierbearbeitung, bei welcher die Hülsenoberfläche mit Sandpapier in der Axialrichtung gerieben wird, um in der Umfangsrichtung der Hülse Unregelmäßigkeiten zu erzeugen, durch Bearbeitung unter chemischer Behandlung oder durch Bearbeitung, in welcher die Oberfläche mit einem elastischen Harz beschichtet wird und daraufhin Harzerhebungen oder konvexe Flächen erzeugt werden.
Ein anderes Ausführungsbeispiel des Bilderzeugungsgeräts, welches das erfindungsgemäße Bilderzeugungsverfahren ausführen kann, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Das in 9 gezeigte Entwicklungssystem 104 weist einen Entwicklungsbehälter 116 auf, der eine Entwicklungskammer R101 aufnimmt, die darin eine nichtmagnetische Entwicklungshülse 111 aufweist, die als das Entwicklertragelement dient, welches in Gegenüberlage einer lichtempfindlichen Trommel 101 angeordnet ist, die als das elektrostatische Latentbild-Tragelement dient, das in der Richtung eines Pfeils a drehbar ist. In dieser Entwicklungshülse 111 ist ein Magnet 112 als eine Magnetfeld-Erzeugungsvorrichtung feststehend angeordnet, und der Magnet 112 ist magnetisiert, Magnetpole in der Reihenfolge S1, N1, S2, N2 und N3 von dessen angenäherten Oberteil in der Drehrichtung eines Pfeils b aufzuweisen.
Die Entwicklungskammer R101 hält darin einen Zweikomponentenentwickler 119 vor, der eine Mischung eines Toners mit einem Träger aufweist.
Dieser Entwickler 119 wird durch eine Öffnung (nicht gezeigt), die in einer Trennwand 117 erzeugt ist, deren oberes Ende an einem Ende der Entwicklungskammer R101 offen ist, in das Innere einer Rührerkammer R102 des Entwicklungsbehälters 116 geleitet, wenn ein Toner 118, der aus einer Tonerkammer R103 zugeführt ist, der in die Rührerkammer R102 zugeführt ist, und zu dem anderen Ende der Rührerkammer R102 transportiert wird, während dieser durch eine Transportschnecke 114 in der Rührerkammer R102 vermischt wird. Der Entwickler 119, der zu dem anderen Ende der Rührerkammer R102 transportiert ist, wird durch die andere Öffnung (nicht gezeigt), die in der Trennwand 117 erzeugt ist, zu dem Inneren der Entwicklungskammer R101 zurückgeleitet und dann auf die Entwicklungshülse 111 zugeführt, während dieser gerührt und durch eine Transportschnecke (nicht gezeigt) zum Transportieren des Entwicklers in den oberen Teil in der Entwicklungskammer R101 in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in welche der Entwickler durch die Transportschnecke 113 transportiert wird.
Der Entwickler 119, der auf die Entwicklungshülse 111 zugeführt ist, wird durch die Wirkung einer magnetischen Kraft des Magneten 112 magnetisch festgehalten und wird daher auf die Entwicklungshülse 111 getragen. Dann wird der Entwickler in die Richtung des Pfeils b der Entwicklungshülse 111 transportiert, während dieser durch die Regulierung einer Entwicklerregulierklinge 115, die über dem angenäherten Oberteil der Entwicklungshülse 111 angeordnet ist, zu einer dünnen Schicht des Entwicklers 119 auf der Entwicklungshülse 111 ausgebildet wird, und in dem Entwicklungsbereich, der verwendet wird, um das elektrostatische latente Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 101 durch Anlegen einer Entwicklungsvorspannung von einer Entwicklungsvorspannung-Anlegevorrichtung 130 zu entwickeln. Rückständiger Zweikomponentenentwickler, der für die Entwicklung nicht verbraucht ist, wird in dem Entwicklungsbehälter 116 gesammelt, wenn sich die Entwicklungshülse 111 dreht. Das Bezugszeichen 131 bezeichnet ein zuströmseitiges Tonerstreuverhinderungselement, und 132 bezeichnet ein abströmseitiges Tonerstreuverhinderungselement. Dieses zuströmseitige Tonerstreuverhinderungselement 131 und dieses abströmseitige Tonerstreuverhinderungselement 132 verhindern das Verstreuen des Toners.
Der Entwicklungsbehälter 116 ist so ausgelegt, daß der restliche Zweikomponentenentwickler, der für die Entwicklung nicht verbraucht ist, welcher auf der Entwicklungshülse 111 magnetisch festgehalten ist, durch ein abstoßendes magnetisches Feld zwischen N2 und N3 mit der gleichen Polarität entfernt wird. Um das Auftreten von Tonerverstreuung zu verhindern, wenn sich der Zweikomponentenentwickler in Ähren entlang der magnetischen Kraftlinie durch die Wirkung des magnetischen Pols N2 erhebt, ist ein elastisches Dichtungselement feststehend an dem unteren Teil des Entwicklungsbehälters 116 in einer solchen Weise angeordnet, daß dessen eine Ende mit dem Entwickler in Berührung gelangt.
6 zeigt schematisch noch ein anderes Bilderzeugungsgerät, welches das erfindungsgemäße Bilderzeugungsverfahren ausführen kann.
Der Hauptkörper des Bilderzeugungsgeräts Seite an Seite mit einer ersten Bilderzeugungseinheit Pa, einer zweiten Bilderzeugungseinheit Pb, einer dritten Bilderzeugungseinheit Pc und einer vierten Bilderzeugungseinheit Pd versehen, und Bilder mit jeweils unterschiedlichen Farben werden auf einem Transferaufnahmemedium durch den Prozeß der latenten Bilderzeugung, Entwicklung und Übertragung erzeugt.
Die jeweilige Bilderzeugungseinheit, die Seite an Seite in dem Bilderzeugungsgerät angeordnet sind, sind jeweils so ausgebildet, wie nachstehend beschrieben ist, wobei die erste Bilderzeugungseinheit Pa als ein Beispiel dient.
Die erste Bilderzeugungseinheit Pa weist eine elektrophotographische lichtempfindliche Trommel 61a von 30 mm Durchmesser als das Latentbild-Tragelement auf. Diese lichtempfindliche Trommel 61a wird in die Richtung eines Pfeils a gedreht. Das Bezugszeichen 62a bezeichnet eine Primäraufladebaugruppe als eine Aufladevorrichtung, und eine Magnetbürsten-Aufladebaugruppe wird verwendet, welche eine Hülse mit einem Durchmesser von 16 mm aufweist, auf welcher leitfähige magnetische Teilchen in Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel 61a getragen werden. Das Bezugszeichen 67a bezeichnet eine Belichtungsvorrichtung als eine Latentbilderzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bilds auf der lichtempfindlichen Trommel 61a, deren Oberfläche mittels der Primäraufladevorrichtung 62a gleichmäßig aufgeladen wird. Das Bezugszeichen 63a bezeichnet eine Entwicklungsbaugruppe als eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des elektrostatischen latenten Bilds, das auf der lichtempfindlichen Trommel 61a festgehalten ist, um ein Farbtonerbild zu erzeugen, welches einen Farbtoner festhält. Das Bezugszeichen 64a bezeichnet eine Transferklinge als eine Transfervorrichtung zum Übertragen des Farbtonerbilds, das auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Tommel 61a erzeugt ist, auf die Oberfläche eines Transfermediums, das durch ein bandförmiges Transfermedium-Tragelement 68 transportiert wird. Diese Transferklinge 64a gelangt mit der Rückseite des Transfermedium-Tragelements 68 in Berührung und kann eine Transfervorspannung anlegen.
In dieser ersten Bilderzeugungseinheit Pa wird ein lichtempfindliches Element der lichtempfindlichen Trommel 61a durch die Primäraufladebaugruppe 62a gleichförmig primär aufgeladen, und daraufhin wird das elektrostatische latente Bild durch die Belichtungsvorrichtung 67a auf dem lichtempfindlichen Element erzeugt. Das elektrostatische latente Bild wird durch die Entwicklungsbaugruppe 63a unter Verwendung eines Farbtoners entwickelt. Das Tonerbild, das auf diese Weise durch Entwicklung erzeugt ist, wird durch Anlegen einer Transfervorspannung von der Transferklinge 64a, die mit der Rückseite des bandförmigen Transfermedium-Tragelements 68, welches das Transfermedium trägt und transportiert, in Berührung gelangt, in einem ersten Transferbereich (in welchem das lichtempfindliche Element mit dem Transferaufnahmemedium in Kontakt gelangt) auf die Oberfläche des Transfermediums übertragen.
Der Toner, der nach der Übertragung auf der lichtempfindlichen Trommel 61a rückständig ist, wird der Drehung der lichtempfindlichen Trommel 61a folgend transportiert, tritt durch den Teil, der durch die Primäraufladevorrichtung 62a aufgeladen ist, und wird durch die Entwicklungsbaugruppe 63a in dem Entwicklungsbereich gesammelt und entfernt, wodurch ein reinigungsvorrichtungsfreies System Anwendung findet.
In dem Bilderzeugungsgerät sind die zweite Bilderzeugungseinheit Pb, die dritte Bilderzeugungseinheit Pc und die vierte Bilderzeugungseinheit Pd, die in der gleichen Weise wie die erste Bilderzeugungseinheit Pa ausgebildet, weisen jedoch jeweils unterschiedliche Farbtoner auf, die in den Entwicklungsbaugruppen vorgehalten sind, die Seite an Seite angeordnet sind, wie in 6 gezeigt ist. Z. B. wird ein Gelbtoner in der ersten Bilderzeugungseinheit Pa verwendet, ein Magentatoner in der zweiten Bilderzeugungseinheit Pb, ein Cyantoner in der dritten Bilderzeugungseinheit Pc und ein Schwarztoner in der vierten Bilderzeugungseinheit Pd, und die jeweiligen Farbtoner werden zu dem Transferaufnahmemedium in den Transferbereichen der jeweiligen Bilderzeu gungseinheiten aufeinanderfolgend übertragen. In diesem Verlauf überdecken die jeweiligen Farbtoner, während die Ausrichtung auf dem gleichen Transferaufnahmemedium immer dann eingestellt wird, wenn sich das Transferaufnahmemedium einmal bewegt. Nachdem der Transfer abgeschlossen ist, wird das Transfermedium von der Oberfläche des Transfermedium-Tragelements 68 durch eine Trennaufladebaugruppe 69 abgetrennt und dann durch eine Transportvorrichtung, wie z. B. ein Transportband, einer Fixierbaugruppe 70 zugeleitet, in welcher ein endgültiges Vollfarbenbild durch einmaliges Ausführen der Fixierung erzeugt wird.
Die Fixierbaugruppe 70 weist eine Fixierwalze 71 mit einem Durchmesser von 40 mm auf und eine Druckwalze 72 mit einem Durchmesser von 30 mm paarweise auf. Die Fixierwalze 71 weist Heizvorrichtungen 75 und 76 auf. Das Bezugszeichen 73 bezeichnet ein Gewebe zum Entfernen von Verunreinigungen auf der Fixierwalze.
Die unfixierten Farbtonerbilder, die auf das Transfermedium übertragen sind, werden durch den Druckkontaktbereich zwischen der Fixierwalze 71 und der Druckwalze 72 geleitet, wobei sie durch die Wirkung von Wärme und Druck auf dem Transfermedium fixiert werden.
In dem in 6 gezeigten Gerät ist das Transfermedium-Tragelement 68 ein endloses bandförmiges Element. Dieses bandförmige Element wird durch eine Antriebswalze 80 in die Richtung eines Pfeils e bewegt. Das Bezugszeichen 79 bezeichnet eine Transferband-Reinigungsvorrichtung, 81 bezeichnet eine Bandschleppwalze und 82 bezeichnet eine Bandladungsableitvorrichtung. Das Bezugszeichen 83 bezeichnet ein Paar von Widerstandswalzen zum Transportieren des Transferaufnahmemediums, das in einer Transfermedium-Vorhaltevorrichtung vorgehalten ist, zu dem Transferaufnahmemedium-Tragelement 68.
Hinsichtlich der Transfervorrichtung kann die Transferklinge, die mit der Rückseite des Transferaufnahmemedium-Tragelements in Berührung gelangt, durch eine Kontakttransfervorrichtung ersetzt werden, die mit der Rückseite des Transferaufnahmemedium-Tragelements in Kontakt gelangt und eine Transfervorspannung direkt anlegen kann, wie durch eine Transferwalze der Walzenausführung beispielhaft gezeigt ist.
Die vorstehend beschriebene Kontakttransfervorrichtung kann auch durch eine kontaktlose Transfervorrichtung ersetzt werden, die den Transfer durch Anlegen einer Transfervorspannung von einer Koronaaufladebaugruppe ausführt, die mit der Rückseite des Transferaufnahmemedium-Tragelements, wie es herkömmlich verwendet ist, nicht in Kontakt gelangt.
Im Hinblick auf einen solchen Vorteil, daß die Menge des erzeugten Ozons, wenn die Transfervorspannung angelegt ist, gesteuert werden kann, ist jedoch die Verwendung der Kontakttransfervorrichtung mehr zu bevorzugen.
In dem Bilderzeugungsverfahren, das den vorstehend erwähnten Zweikomponentenentwickler verwendet, kann als eine Bewegungsgeschwindigkeit (S2) der Oberfläche des Entwicklertragelements in bezug auf eine Bewegungsgeschwindigkeit (S1) der Oberfläche des Latentbild-Tragelements die Oberfläche des Entwicklertragelements vorzugsweise mit 100 bis 300% bewegt werden, und in mehr bevorzugter Weise mit 120 bis 200% in der Gegenrichtung zu der Richtung der Bewegung der Oberfläche des Latentbild-Tragelements. Dies ist zu bevorzugen, weil die Frequenz ansteigt, mit der die Magnetbürste des magnetischen Entwicklungsträgers mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements in Kontakt gelangt, und daher die Entwicklungsleistungen, wie z. B. die Festbildgleichförmigkeit und die Halbton-Bildgradation, weiter verbessert werden können.
In der Beziehung zwischen der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements so wie der Bewegungsrichtung und der Oberfläche des Entwicklertragelements, wie vorstehend beschrieben, ist die Frequenz, daß die Magnetbürste des magnetischen Entwicklungsträgers mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements in Kontakt gebracht wird, so hoch, daß die Neigung zur Erscheinung der Ladungsinjektion in die Oberfläche des Latentbild-Tragelements, bewirkt durch die Entwicklungsvorspannung, die zu dem Zeitpunkt der Entwicklung an die Entwicklungshülse angelegt ist, eintritt, wodurch die Tendenz zum fehlerhaften elektrostatischen latenten Bild besteht, das auf dem Latentbild-Tragelement festgehalten ist.
In der vorliegenden Erfindung erfüllen jedoch der Volumenwiderstand D1 des magnetischen Entwicklungsträgers und der Volumenwiderstand A der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements die Bedingung A < D1, wie vorstehend beschrieben, und daher kann die Erscheinung der Ladungsinjektion in die Oberfläche des Latentbild-Tragelements gesteuert werden. Wenn somit die Entwicklung bei der vorstehend erwähnten Beziehung zwischen der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit der Oberfläche des Latentbild-Tragelement sowie der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit der Oberfläche des Entwicklertragelements erfolgt, kann die Fehlerhaftigkeit von elektrostatischen latenten Bildern in einem solchen Grad gesteuert werden, daß im praktischen Einsatz kein Problem entsteht.
Wenn weiterhin das Latentbild-Tragelement eine zylindrische Form aufweist, kann das Verhältnis des Durchmessers (d1) eines solchen zylinderförmigen Latentbild-Tragelements zu dem Durchmesser (d2) des zylinderförmigen Entwicklertragelements, das den magnetischen Entwicklungsträger magnetisch darauf festhält, d. h. d1/d2, vorzugsweise von 1,0 bis 3,0 betragen, in mehr bevorzugter Weise von 1,0 bis 2,2 und in noch mehr bevorzugter Weise von 1,0 bis 2,0. Der Grund besteht darin, daß die Fläche der Magnetbürste des magnetischen Entwicklungsträgers in Kontakt mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements so abnimmt, daß die Erscheinung der Ladungsinjektion, die durch die Entwicklungsvorspannung bewirkt ist, welche zum Zeitpunkt der Entwicklung anliegt, zum Eintreten neigt, und das elektrostatische latente Bild dazu neigt, fehlerhaft zu werden, doch das Gerät kann als ein Ganzes miniaturisiert werden.
Wenn die vorstehend erwähnte Beziehung des Verhältnisses des Durchmessers des Latentbild-Tragelements zu dem Durchmesser des Entwicklertragelements erfüllt ist, wird die Fläche der Magnetbürste des magnetischen Entwicklungsträgers verringert, die mit dem Latentbild-Tragelement in Kontakt ist, und daher besteht die Neigung zum Sinken der Entwicklungsleistung. Da jedoch in der vorliegenden Erfindung der Volumenwiderstand D1 des magnetischen Entwicklungsträgers und der Volumenwiderstand A der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements die Bedingung A < D1 erfüllen, wie vorstehend beschrieben, kann die Erscheinung der Ladungsinjektion in die Oberfläche des Latentbild-Tragelements zu dem Zeitpunkt der Entwicklung gesteuert werden. Somit kann die elektrische Feldstärke der Entwicklungsvorspannung, die an das Entwicklertragelement zum Zeitpunkt der Entwicklung angelegt ist, höher eingestellt werden, um die Entwicklungsleistung zu erhöhen, ohne ein fehlerhaftes latentes Bild zu verursachen.
Wie vorstehend beschrieben, bezieht sich in der vorliegenden Erfindung das System ohne Reinigungsvorrichtung auf ein System, in welchem (I) der Tragelement-Aufladebereich in dem Aufladeschritt, (II) der elektrostatische Latentbild-Entwicklungsbereich in dem Entwicklungsschritt und (III) der Tonerbild-Transferbereich in dem Transferschritt aufeinanderfolgend in der Bewegungsrichtung des Latentbild-Tragelements angeordnet werden, wobei eine Reinigungsvorrichtung, um in Kontakt mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements den rückständigen Toner auf dessen Oberfläche nach dem Transferschritt zwischen dem Transferbereich und dem Aufladebereich sowie zwischen dem Aufladebereich und dem Entwicklungsbereich nicht vorgesehen ist, und der Toner, der auf der Oberfläche des Latentbild-Tragelements nach dem Transferschritt rückständig ist, durch die Entwicklungsbaugruppe in dem Entwicklungsschritt gleichzeitig entfernt wird.
In der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck „Aufladebereich" auf einen Bereich, in welchem die Kontaktaufladevorrichtung mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements in Kontakt gelangt, wobei das Latentbild-Tragelement elektrostatisch aufgeladen wird, bezieht sich der Ausdruck „Entwicklungsbereich" auf einen Bereich, in welchem der Zweikomponentenentwickler oder der Einkomponentenentwickler, der auf dem Entwicklertragelement getragen wird, mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements in Kontakt gelangt, wobei das elektrostatische latente Bild entwickelt wird, und bezieht sich der Ausdruck „Transferbereich" auf einen Bereich, in welchem das Tonerbild, das auf dem Latentbild-Tragelement erzeugt ist, mit dem Transferaufnahmemedium (oder dem Aufzeichnungsmedium) in Kontakt gelangt und auf das Transferaufnahmemedium (oder das Aufzeichnungsmedium) übertragen wird.
5 zeigt schematisch eine Magnetbürsten-Aufladebaugruppe als eine Ausführungsform der Kontaktaufladevorrichtung, die in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet wird.
Die Magnetbürsten-Aufladebaugruppe 94 ist aus einer nichtmagnetischen Hülse 96 ausgebildet, einer Magnetwalze 95, die innerhalb der Hülse 96 angeordnet ist, und aufladbaren leitfähigen Magnetteilchen 97, die auf der Hülse 96 magnetisch festgehalten werden.
Für die aufladbaren leitfähigen Magnetteilchen können verschiedene Materialien verwendet werden, welche Einzelkomponentenkristalle oder Mischkristalle von leitfähigen Metallen einschließen, wie z. B. Ferrit und Magnetit. Diese sind leitfähige Teilchen, die einmal gesintert sind, welche dann der Reduktions- und der Oxidationsbehandlung unterzogen werden, um deren Widerstand zu steuern. Die aufladbaren leitfä higen Magnetteilchen können wie folgt ausgebildet werden:
die leitfähigen und magnetischen Feinteilchen werden in ein Bindepolymer eingeknetet und zu Teilchen geformt, um Teilchen zu erhalten, welche leitfähige und magnetische Teilchen aufweisen, die in dem Bindepolymer dispergiert sind, und vorzugsweise werden die vorstehend beschriebenen leitfähigen Magnetteilchen ferner mit einem Harz überzogen. In diesem Fall wird der Widerstand der aufgetragenen Harzschicht durch Einstellen des Anteils an einem leitfähigen Mittel gesteuert, wie z. B. Kohlenstoff, so daß der Widerstand der gesamten leitfähigen Magnetteilchen gesteuert wird.
Die Magnetbürsten-Aufladebaugruppe 94 ist an einer lichtempfindlichen Trommel 90 durch ein Abstandselement (nicht gezeigt) an dessen jeweiligen Ende in der Längsrichtung fest angeordnet, so daß ein Abstand von 0,1 bis 1 mm zwischen den Oberflächen der Hülse 96 und der Trommel 90 verbleibt. Die Magnetbürste wird mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 90 in Berührung gebracht, und die Hülse 96 wird in die gleiche Richtung wie die Trommel 90 gedreht (in der Uhrzeigerrichtung, wie in 5 gesehen, und in der Gegenrichtung zu der Trommeloberfläche) während die Magnetwalze 95 feststehend angeordnet ist, wodurch die lichtempfindliche Trommel elektrostatisch aufgeladen wird.
Hinsichtlich der Aufladevorspannung, die verwendet wird, um die lichtempfindliche Trommel mittels dieser Magnetbürsten-Aufladebaugruppe aufzuladen, wird bevorzugt, ein elektrisches Wechselfeld einem elektrischen Gleichfeld zu überlagern. Das elektrische Wechselfeld kann vorzugsweise mit einer Rechteckwellenspannung von 0,5 bis 3 kV (Spitze-Spitze-Wert) mit einer Frequenz von 0,5 bis 3 kHz erzeugt werden. In mehr bevorzugter Weise werden eine Frequenz von 0,8 bis 2,2 kHz und einer Spannung von 1,0 bis 2,1 kV bevorzugt, weil eine große Breite zur Verhinderung von Verschleierung, die durch ungleichmäßigen Aufladeabstand infolge der Frequenz verursacht wird.
Meßverfahren, die in der vorliegenden Erfindung angewendet werden, sind nachstehend beschrieben.

(1) Messung der magnetischen Eigenschaften von magnetischem Entwicklungsträger: Eine BHU-60-Magnetisierungmeßvorrichtung (hergestellt von Riken Sokutei Co.) wird als ein Meßgerät verwendet. Etwa 1,0 g einer Probe zur Messung wird abgewogen und in einer Zelle von 7 mm Durchmesser und 10 mm Höhe verpackt, welche dann in dem vorstehend erwähnten Gerät angeordnet wird. Die Messung erfolgt, während ein angelegtes magnetisches Feld allmählich verstärkt wird, um es auf den Maximalwert von 3000 Oersted zu ändern. Anschließend wird das angelegte magnetische Feld verringert, und es wird schließlich eine Hysteresiskurve der Probe auf einem Aufzeichnungspapier erhalten. Die Sättigungsmagnetisierung, die Restmagnetisierung und die Koerzitivkraft werden daraus bestimmt.
(2) Messung der Teilchengrößenverteilung des magnetischen Entwicklungsträgers: Eine SRA-Microtrack-Teilchengröße-Analysiervorrichtung (hergestellt von Nikkiso K. K.) wird als ein Meßgerät verwendet. Der Meßbereich wird von 0,7 bis 125 μm eingestellt, und der 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser wird aus den volumenbasierten Daten berechnet.
(3) Messung der scheinbaren Dichte des magnetischen Entwicklungsträgers: Verwendung einer Pulverprüfvorrichtung (hergestellt durch Hosokawa Micron Co.). Ein Sieb mit 75 μm Maschenweite wird mit einer Schwingungsamplitude von 1 mm in Schwingungen versetzt, und die scheinbare Dichte wird in dem Zustand gemessen, wenn die Teilchen hindurchgetreten sind.
(4) Messung der Impedanz von magnetischem Entwicklungsträger: Messung unter Verwendung einer in 2 gezeigten Zelle. In dem in 2 gezeigten Meßgerät bezeichnet das Bezugszeichen 31 eine untere Elektrode, 32 bezeichnet eine obere Elektrode, 33 bezeichnet eine zu messende Probe, 34 bezeichnet ein Amperemeter, 35 bezeichnet ein Voltmeter, 36 bezeichnet eine Spannungsstabilisiervorrichtung, 37 bezeichnet ein Isoliermaterial, 38 bezeichnet einen Führungsring, und A bezeichnet eine Widerstandsmeßzelle. Die Zelle A ist mit der Probe 33 beladen, und die Elektroden 31 und 32 sind so angeordnet, um mit der Probe 33 in Kontakt zu gelangen, wenn eine sinusförmige Wechselspannung mit einer Frequenz von 2 kHz und einer Spitze-Spitze-Spannung von 2 kVpp an die Elektroden angelegt ist und die Wechselströme, die zu diesem Zeitpunkt fließen, werden gemessen, um die Impedanz zu bestimmen. Die Messung wird unter den Bedingungen der Kontaktfläche S zwischen der eingebrachten Probe 33 und der Zelle von 2 cm², Dicke d: 3 mm und Belastung der oberen Elektrode: 15 kg ausgeführt. Hier wird der Wert der Impedanz gemäß dem folgenden Ausdruck bestimmt. (Wechselspannungsamplitude/elektrischer Stromwert) × (S/d)
(5) Messung der Volumenwiderstände des magnetischen Entwicklungsträgers, der magnetischen leitfähigen Aufladeteilchen und des externen Zuschlagstoffs: Der Volumenwiderstand wird unter Verwendung der in 2 gezeigten Zelle, die vorstehend beschrieben ist, gemessen. Im mehr spezifischer Weise, die Zelle A wird mit der Probe 33 beladen, und die Elektroden 31 und 32 werden so angeordnet, daß sie mit der Probe 33 in Kontakt gelangen, wenn eine Gleichspannung von 1000 V über die Elektroden angelegt ist, und die Ströme, die zu diesem Zeitpunkt fließen, werden unter Verwendung des Amperemeters gemessen. Diese Messung er folgt unter Bedingungen der Kontaktfläche S zwischen der beschickten Probe 33 und der Zelle von 2 cm², der Dicke d: 3 mm und der Belastung der oberen Elektrode: 15 kg.
(6) Messung der Volumenwiderstände der leitfähigen Aufladewalze und der leitfähigen Faser der leitfähigen Faserbürste: Der Volumenwiderstand wird nach dem in 10 gezeigten Verfahren gemessen. Die Belastung ist auf 500 g eingestellt, die angelegte Spannung beträgt 100 V und die Spaltweite beträgt etwa 2 mm. In dem in 10 gezeigten Meßgerät bezeichnen die Bezugszeichen 201, 202, 203, 204 und 205 jeweils eine Aluminiumplatte, einen Dorn, eine Last, eine Walze oder eine Bürste und ein Ohmmeter.
(7) Messung des Dispersionsteilchendurchmessers des externen Zuschlagstoffs auf Tonerteilchen: Unter Verwendung eines Abtastelektronenmikroskops wird eine Photographie bei einer Vergrößerung von 30000 aufgenommen. Teilchendurchmesser von 100 Teilchen des externen Zuschlagstoffs auf Tonerteilchen werden gemessen und ein Mittelwert davon wird als Dispersionsteilchendurchmesser betrachtet.
(8) Messung von Volumenwiderständen der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements und der Oberflächenschicht des Entwicklertragelements: Volumenwiderstände der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements und der Oberflächenschicht des Entwicklertragelements werden in der folgenden Weise gemessen Eine Oberflächenschicht wird auf einer Polyethylenterephthalat-(PET)-Schicht auf der Oberfläche erzeugt, auf welcher Gold vakuumabgeschieden ist. Deren Widerstand wird unter Verwendung eines Volumenwiderstand-Meßgeräts (4140 BpAMATER, hergestellt durch Hewlett Packard Co.) in einer Umgebung mit 23°C und 65% relativer Luftfeuchtigkeit bei Anlage von 100 V gemessen.
(9) Messung der Hydrophobie von Feinpulver: 0,2 g einer Probe werden 50 ml Wasser zugefügt, das in einem Erlenmeyerkolben mit einem Volumen von 250 ml enthalten ist. Methanol wird aus einer Bürette tropfenweise zugegeben, bis die gesamte Probe aufgequollen ist. Hier wird die Lösung in dem Kolben mittels einer magnetischen Rührvorrichtung kontinuierlich gerührt. Der Endpunkt kann bei Suspension der gesamten Probe in der Lösung beobachtet werden. Die Hydrophobie wird als ein prozentualer Anteil des Methanols ausgedrückt, der in der Flüssigkeitsmischung von Methanol und Wasser vorliegt, wenn die Reaktion den Endpunkt erreicht hat.
(10) Messung des gewichtsgemittelten Teilchendurchmessers der Feinteilchen: Eine Mikrotrack-Teilchengrößen-Analysevorrichtung, Modell 9230UPA (hergestellt von Nikkiso K. K.), wird als ein Gerät zur Messung verwendet, welche in der folgenden Weise ausgeführt wird.
1) 20 ml Ethanol werden in einen 50-cm³-Becherglas gegeben.
2) Eine Probe wird hinzugefügt, um 200 mV reflektierter Spannung bereitzustellen.
3) Die Probe wird unter Verwendung eines Ultraschallwellengenerators UD200 (Tomih Seiko K. K.) für 3 Minuten dispergiert.
4) 6 ml der Probe werden entnommen. Die Messung erfolgt dreimal unter Temperaturbedingungen von 22°C, und der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser wird aus der Volumenteilchengrößenverteilung berechnet.
(11) Messung des gewichtsgemittelten Teilchendurchmessers (50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser) der magnetischen leitfähigen Aufladeteilchen: Eine SRA-Mikrotack-Teilchengröße-Analysevorrichtung (hergestellt von Nikkiso K. K.) wird als ein Gerät zur Messung ver wendet. Der Meßbereich wird von 0,7 bis 125 μm eingestellt, und der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser wird aus den volumenbasierenden Daten berechnet.
(12) Messung des Teilchendurchmessers (gewichtsgemittelter Teilchendurchmesser) von Toner: Der Durchschnittsteilchendurchmesser und die Teilchengrößenverteilung des Toners können unter Verwendung einer Coulter-Zählvorrichtung Modell TA-II oder einer Coulter Multisizer-Meßvorrichtung gemessen werden. In der vorliegenden Erfindung wird eine Coulter Multisizer-Meßvorrichtung (hergestellt von Coulter Electronics, Inc.) verwendet. Eine Schnittstelle (hergestellt von Nikkaki K. K.), welche die Zahlenverteilung und die Volumenverteilung ausgibt, und ein Personalcomputer PC9801 (hergestellt von NEC.) sind miteinander verbunden. Als eine elektrolytische Lösung wird eine wäßrige 1%ige NaCl-Lösung unter Verwendung von Natriumchlorid erster Wahl erzeugt. Z. B. kann ISOTON R-II (Coulter Scientific Japan Co.) verwendet werden. Die Messung wird ausgeführt, indem ein Dispersionsmittel von 0,1 bis 5 ml eines oberflächenaktiven Mittels zugegeben wird, vorzugsweise ein Alkylbenzensulfonat von 100 bis 150 ml der vorstehend erwähnten wäßrigen elektrolytischen Lösung zugegeben wird und ferner von 2 bis 20 mg einer zu messenden Probe hinzugefügt wird. Die elektrolytische Lösung, in welcher die Probe suspendiert ist, wird für etwa 1 Minute bis etwa 3 Minuten der Dispersion in einer Ultraschalldispersionsmaschine unterzogen. Die Volumenverteilung und die Zahlenverteilung werden durch Messung des Volumens und der Anzahl von Tonerteilchen mit Durchmessern von nicht kleiner als 2 μm mittels der vorstehend erwähnten Coulter Multisizer-Meßvorrichtung unter Verwendung einer Öffnung von 100 μm als deren Öffnung gemessen. Dann werden die Werte gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt, welche die volumenbasierenden, volumengemittelten Teilchendurchmesser sind (Dv: der Mittelwert jedes Kanals wird als der repräsentative Wert für jeden Kanal verwendet) und die gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser (D4), die aus der Volumenverteilung bestimmt sind, die zahlenbasierenden, längengemittelten Teilchendurchmesser (D1), die aus der Zahlenverteilung bestimmt sind, der volumenbasierte prozentuale Anteil von Teilchen, der aus der Volumenverteilung bestimmt ist, und der zahlenbasierende prozentuale Anteil von Teilchen, der aus der Zahlenverteilung bestimmt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden der Volumenwiderstand jedes Aufladeelements, der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements, des magnetischen Entwicklungsträgers oder des Entwicklertragelements und des externen Zuschlagstoffs des Toners definiert, wodurch das Bilderzeugungsverfahren aufgezeigt werden kann, welches hinsichtlich der Aufladeleistung der Ladungsinjektion in das Latentbild-Tragelement zu dem Zeitpunkt der Aufladung verbessert ist, und kann keine Fehler der elektrostatischen latenten Bilder in dem Entwicklungsbereich zu dem Zeitpunkt der Entwicklung verursachen, kann eine hohe Bildqualität und eine hohe Durchsatzleistung gewährleisten.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend aufgezeigt. Die vorliegende Erfindung ist auf keinen Fall auf diese begrenzt. In den folgenden Erläuterungen bezeichnen „Teil(e)" „Gewichtsteil(e)"
Magnetischer Entwicklungsträger
Herstellungsbeispiel
In einem wäßrigen Medium wurde ein Phenol/Formaldehyd-(50 : 50)-Monomer vermischt und dispergiert. Daraufhin wurden auf der Grundlage des Gewichts des Monomers 600 Teile von 0,25-μm-Magnetitteilchen, die mit einem Titanhaftmittel oberflächenbehandelt sind, und 400 Teile von 0,6-μm-Hämatitteilchen gleichmäßig dispergiert, und das Monomere wurde polymerisiert, während Ammoniak in einer angemessenen Menge hinzugefügt wurde, um einen Magnetteilchen einschließenden kugelförmigen magnetischen Harzträgerkern zu erhalten (mitt lerer Teilchendurchmesser: 33 μm, Sättigungsmagnetisierung: 38 Am²/kg).
Zwischenzeitlich wurden 20 Teile Toluol, 20 Teile Butanol, 20 Teile Wasser und 40 Teile Eis in einen Vierhalskolben eingegeben, und 40 Teile einer Mischung aus 15 Mol CH₃SiCl₃ und 10 Mol (CH₃)₂SiCl₂ wurden unter Rühren diesen zugefügt. Nach weiterem Rühren für 30 Minuten wurde die Kondensationsreaktion bei 60°C für 1 Stunde ausgeführt. Daraufhin wurden die Siloxane mit Wasser gut gewaschen und dann in einem Toluol/Methylethylketon/Butanol-Lösungsmittelgemisch aufgelöst, um einen Silikonlack mit 10% Feststoffanteil zu erhalten.
Zu dem auf diese Weise erhaltenen Silikonlack auf der Grundlage von 100 Teilen des Siloxanfestanteils wurden 2,0 Teile Ionenaustauschwasser, 2,0 Teile des Härtungsmittels (2), wie nachstehend gezeigt, 1,0 Teile Aminosilanhaftmittel (11), wie nachstehend gezeigt, und 5,0 Teile Silanhaftmittel (18), wie nachstehend gezeigt, gleichzeitig zugegeben, um eine Trägerauftraglösung I zu erzeugen. Diese Lösung I wurde auf 100 Teile des vorstehend erwähnten Trägerkerns mittels einer Beschichtungsmaschine (SPIRACOATER, hergestellt von Okada Seiko K. K.) aufgetragen, so daß ein Harzauftraggewicht von 1 Teil vorliegt, um den beschichteten Träger I zu erhalten. Dieser Träger hatte einen 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser von 33 μm, einen Volumenwiderstand von 4 × 10¹³ Ω·cm und eine Impedanz von 2 × 10¹⁰ Ω·cm.
(CH₃)₂N-C₃H₆-Si-(OCH₃)₃ (11) n·C₃H₇-Si-(OCH₃)₃ (18)
Magnetischer Entwicklungsträger
Herstellungsbeispiel 2
Der beschichtete Träger II wurde in derselben Weise wie in dem Herstellungsbeispiel I erhalten, mit der Ausnahme, daß die Magnetitteilchen in einer Menge von 100 Teilen verwendet wurden.
Magnetischer Entwicklungsträger
Herstellungsbeispiel 3
Unter Verwendung von 15 Teilen NiO, 15 Teilen ZnO und 70 Teilen Fe₂O₃ wurden diese zu Feinteilchen verarbeitet, und daraufhin wurde Wasser hinzugegeben, um die Granulation zu bewirken, gefolgt vom Sintern bei 1200°C, und dann erfolgte die Einstellung der Teilchengröße, um einen Ferritträgerkern mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 35,8 μm zu erhalten.
Der vorstehend erwähnte Kern wurde mit einer Lösung beschichtet, die durch Einbringung von 1 Gew.-% von Rußschwarz in die Lösung I erzeugt wurde, in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1, um den beschichteten Träger III zu erhalten.
Magnetischer Entwicklungsträger
Herstellungsbeispiel 4
Der beschichtete Träger IV wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 3 erhalten, mit der Ausnahme, daß der Trägerkern unter Verwendung von 15 Teilen MgO, 10 Teilen MnO und 75 Teilen Fe₂O₃ erzeugt wurde.
Magnetischer Entwicklungsträger
Herstellungsbeispiel 5
Der beschichtete Träger V wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß ein Vinylidenfluorid-Methylmethacrylat-Copolymer als das Beschichtungsmaterial verwendet wurde.
Magnetischer Entwicklungsträger
Herstellungsbeispiel 6
Der beschichtete Träger VI wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß ein Methylmethacrylat-Copolymer als das Beschichtungsmaterial verwendet wurde und fünfmalig beschichtet wurde, um ein Beschichtungsgewicht von 5 Teilen zu erhalten.
Magnetischer Entwicklungsträger
Herstellungsbeispiele 7 und 8
Beschichtete Träger VII und VIII wurden in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß das Ammoniak unter unterschiedlichen Bedingungen hinzugefügt wurde.
Magnetischer Entwicklungsträger
Herstellungsbeispiel 9
Der beschichtete Träger IX wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß der Trägerkern unter Verwendung von 15 Teilen MnO und 85 Teilen Fe₂O₃ erzeugt wurde und das Beschichtungsmaterial mit einem Auftraggewicht von 3 Teilen aufgetragen wurde.
Magnetischer Entwicklungsträger
Herstellungsbeispiel 10
Der beschichtete Träger X wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Magnetitteilchen und Hämatitteilchen jeweils in Mengen von 300 Teilen und 700 Teilen verwendet wurden.
Die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen beschichteten Träger I bis X sind in Tabelle I gezeigt.
Magnetische Aufladeteilchen
Herstellungsbeispiel 1
10 Teile MgO, 10 Teile MnO und 80 Teile Fe₂O₃ wurden jeweils zu Feinteilchen verarbeitet, und daraufhin wurde Wasser hinzugegeben und vermischt, um die Granulation zu bewirken, gefolgt vom Sintern bei 1300°C, und dann erfolgte die Einstellung der Teilchengröße, um einen Ferritträgerkern mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 28 μm zu erhalten (Sättigungsmagnetisierung: 63 Am²/kg).
Der Ferritkern, der auf diese Weise erhalten ist, wurde mit einem Vinylidenfluorid/Methylmethacrylat-Copolymer beschichtet, in welchem 2 Teile Rußschwarz dispergiert waren, um ein Auftraggewicht von 1 Teil auszubilden, um magnetische Teile a zu erhalten.
Diese magnetischen Teile a hatten einen 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser von 28,5 μm und einen Volumenwiderstand von 6 × 10⁶ Ω·cm.
Magnetische Aufladeteilchen
Herstellungsbeispiel 2
Magnetische Teilchen 2 wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß der Ferritkern mit einem Material oberflächenbehandelt wurde, der durch Vermischen von 7 Teilen Methylhydrogen in 99 Teilen Toluol und 1 Teil Wasser erzeugt wurde, um ein Auftraggewicht von 0,3 Teilen (Feststoffgehalt) auszubilden.
Magnetische Aufladeteilchen
Herstellungsbeispiel 3
Magnetische Teilchen c wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß Rußschwarz nicht verwendet wurde.
Magnetische Aufladeteilchen
Herstellungsbeispiel 4
Magnetische Teilchen d wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß der Ferritkern mit dem gleichen Copolymer beschichtet wurde, doch in welchem Rußschwarz in einer Menge von 5 Teilen dispergiert wurde, um ein Auftraggewicht von 2 Teilen auszubilden.
Magnetische Aufladeteilchen
Herstellungsbeispiel 5
Magnetische Teilchen e wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Bedingungen für die Granulation verändert wurden.
Magnetische Aufladeteilchen
Herstellungsbeispiel 6
Magnetische Teilchen f wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß der Ferritkern unter Verwendung einer Strahlmühle pulverisiert wurde.
Die physikalischen Eigenschaften der Magnetteilchen im Hinblick auf f, die auf diese Weise erhalten wurden, sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Lichtempfindliches Element
Herstellungsbeispiel 1
Das lichtempfindliche Element war ein lichtempfindliches Element, das ein organisches photoleitendes Material zum negativen Aufladen verwendet. Auf einem Aluminiumzylinder von 30 mm Durchmesser wurden als erste bis fünfte Schicht fünf funktionelle Schichten erzeugt.
Die erste Schicht ist eine Harzschicht von etwa 20 μm Dicke, in welcher leitfähige Teilchen dispergiert sind, die angeordnet ist, um Fehler auf dem Aluminiumzylinder auszugleichen und auch das durch die Reflexion von Laserbelichtungslicht verursachte Moiré zu verhindern.
Die zweite Schicht ist eine Schicht (Unterschicht) zur Verhinderung von Positivladungsinjektion, die eine Schicht mittleren Widerstands von etwa 1 μm Dicke ist, welche die Funktion zur Verhinderung der Positivladungsinjektion von dem Aluminiumsubstrat, begleitet vom Aufheben der negativen Ladungen, die auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch Aufladung erzeugt ist, und eingestellt ist, einen Widerstand von etwa 10⁶ Ω·cm aufzuweisen, wobei 6-, 6,6-6,10- und 12-Nylon und methoxymethyliertes Nylon verwendet werden.
Die dritte Schicht ist eine Ladungserzeugungsschicht, welche eine Schicht von etwa 0,3 μm Dicke ist, die aus einem Harz mit einem Disazopigment ausgebildet ist, das darin dispergiert ist, und beim Bestrahlen mit Laserlicht positive und negative Ladungspaare erzeugt.
Die vierte Schicht ist eine Ladungstransportschicht, welche aus einem Polycarbonatharz mit darin dispergierten Hydrazonteilchen erzeugt ist und ein p-leitender Halbleiter ist. Daher können sich die negativen Ladungen, die auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch Aufladung erzeugt sind, nicht durch diese Schicht bewegen, und nur die positiven Ladungen, die in der Ladungserzeugungsschicht erzeugt sind, können zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements transportiert werden.
Die fünfte Schicht ist eine Ladungsinjektionsschicht, welche aus einem photohärtbaren Acrylharz erzeugt ist, in welchem ultrafeine SnO₂-Teilchen vorliegen, und um die Kontaktzeitdauer des Aufladeelements mit dem lichtempfindlichen Element zu verlängern, um die gleichmäßige Aufladung zu ermöglichen, sind Tetrafluorethylenharzteilchen mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,25 μm darin dispergiert. Auf der Grundlage des Gewichts des Harzes sind 160 Gew.-% von sauerstofffreien SnO₂-Teilchen mit niedrigem Widerstand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,03 μm und auch 30 Gew.-% der Tetrafluorethylenharzteilchen und 1,2 Gew.-% eines Dispergiermittels dispergiert.
Der Volumenwiderstand der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements 1, das auf diese Weise erhalten wurde, wies einen niedrigen Wert von 5 × 10¹¹ Ω·cm auf, im Vergleich allein mit dem der Ladungstransportschicht, welcher 5 × 10¹⁵ Ω·cm betrug.
Lichtempfindliches Element
Herstellungsbeispiel 2
Das lichtempfindliche Element 2 wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 des lichtempfindlichen Elements erzeugt, mit der Ausnahme, daß die fünfte Schicht auf diesem unter Verwendung eines Materials erzeugt wurde, in welchem 300 Gew.-% von sauerstofffreien SnO₂-Teilchen mit niedrigem Widerstand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,03 μm in einem photohärtbaren Acrylharz dispergiert wurden.
Demzufolge war der Volumenwiderstand der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements mit 4 × 10⁷ Ω·cm niedrig.
Lichtempfindliches Element
Herstellungsbeispiel 3
Das lichtempfindliche Element 3 mit einer Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand von 5 × 10¹⁵ Ω·cm wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 des lichtempfindlichen Elements erzeugt, mit der Ausnahme, daß die SnO₂-Teilchen nicht verwendet wurden.
Lichtempfindliches Element
Herstellungsbeispiel 4
Das lichtempfindliche Element 4 mit einer Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand von 2 × 10¹³ Ω·cm wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 des lichtempfindlichen Elements erzeugt, mit der Ausnahme, daß die SnO₂-Teilchen in einer Menge von 100 Teilen verwendet wurden.
Lichtempfindliches Element
Herstellungsbeispiel 5
Das lichtempfindliche Element 5 wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 des lichtempfindlichen Elements erzeugt, mit der Ausnahme, daß die gleichen fünfschichtigen funktionellen Schichten auf einem Aluminiumzylinder von 80 mm Durchmesser erzeugt wurden.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel 1
In 710 g von Ionenaustauschwasser wurden 450 g einer wäßrigen 0,1 M-Na₃PO₄-Lösung eingegeben, gefolgt vom Erhitzen auf 60°C und dann Rühren mit 12000 min^–1 unter Verwendung eines TK-Homomixers (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Der sich ergebenden Mischung wurden 68 g einer wäßrigen 1,0 M-CaCl₂-Lösung nacheinander zugegeben, um ein wäßriges Medium zu erhalten, das Ca₃(PO₄)₂ aufweist. Monomere

Styren 165 g

n-Butylacrylat 35 g

Farbmittel

C. I. Pigment Blue 15 : 3 15 g

Ladungssteuermittel

Salicylsäure-Metall-Verbindung 3 g

Polares Harz

gesättigtes Polyesterharz 10 g

Freigabemittel

Esterwachs (Schmelzpunkt: 70°C) 50 g
Materialien, die wie vorstehend formuliert sind, wurden auf 60°C erhitzt, gefolgt von der gleichmäßigen Auflösung und Dispersion bei 12000 min^–1 unter Verwendung eines TK-Homomixers (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). In der erhaltenen Mischung wurden 10 g eines Polymerisationsinitiators 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) aufgelöst. Dadurch wurde eine polymerisierbare Monomerkomposition erzeugt.
Die vorstehend erwähnte polymerisierbare Monomerkomposition wurde in das vorstehend erwähnte wäßrige Medium eingeleitet, gefolgt vom Rühren bei 60°C in einer Stickstoffatmosphäre unter Verwendung des TK-Homomixers bei 10000 min^–1 für 10 Minuten, um die polymerisierbare Monomerkomposition zu granulieren. Daraufhin wurde dessen Temperatur auf 80°C erhöht, während das Rühren mit einem Blattrührer erfolgte, und die Reaktion wurde für 10 Stunden ausgeführt. Nachdem die Polymerisation abgeschlossen war, wurden rückständige Monomere unter verringertem Druck verdampft, das Reaktionssystem wurde gekühlt und daraufhin wurde Salzsäure hinzugefügt, um das Kalziumphosphat zu lösen, gefolgt von der Filtration, dem Waschen mit Wasser und dann Trocknen, um intensiv blaue Suspensionsteilchen (Cyantonerteilchen) mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm zu erhalten. Die Cyantonerteilchen wiesen Formfaktoren SF-1 von 105 und SF-2 von 113 auf.

Auf der Grundlage von 100 Teilen der auf diese Weise erhaltenen Cyantonerteilchen wurden 2,0 Teile von wasserabweisendem Anatas-Titanoxid-Feinpulver 1 (Volumenwiderstand: 7 × 10⁹ Ω·cm, Hydrophobie: 65%) mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 0,05 μm, die mit 10 Teilen von Isobutyltrimethoxysilan in einem wäßrigen Medium behandelt sind, extern hinzugegeben, um Cyantoner 1 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm zu erhalten. Cyantoner-Herstellungsbeispiel 2

Polyesterharz, das durch Kondensation von propoxyliertem Bisphenol und Fumarsäure erzeugt ist	100 Teile
Phthalocyaninpigment	4 Teile
Aluminiumverbindung von Di-tert-butylsalicylsäure	4 Teile
Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht	4 Teile.

Die vorstehend erwähnten Materialien wurden unter Verwendung eines Henschelmischers vorgemischt und dann unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders der Schmelzmischung unterzogen. Nach dem Abkühlen wurde das geknetete Produkt unter Verwendung einer Hammermühle zerkleinert, um grobe Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm zu gewinnen, welche dann unter Verwendung einer Feinmahlmühle eines Luftstrahlsystems feinpulverisiert wurden. Das auf diese Weise erhaltene feinpulverisierte Produkt wurde ferner klassifiziert und daraufhin durch mechanischen Aufprall behandelt, um es kugelförmig auszubilden. Somit wurde ein blaues Pulver (Cyantonerteilchen) mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,8 μm erhalten. Die Cyantonerteilchen wiesen Formfaktoren SF-1 von 133 und SF-2 von 121 auf.
100 Gewichtsteile der vorstehend erwähnten Cyantonerteilchen und 1,5 Teile wasserabweisendes Anatas-Titanoxid-Feinpulver 2 (Volumenwiderstand: 3 × 10¹⁰ Ω·cm) mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 0,05 μm und einer Hydrophobie von 55%, die mit 20 Teilen n-C₄H₉-Si-(OCH₃)₃ behandelt sind, auf der Grundlage von 100 Teilen hydrophilem Anatas-Titanoxid-Feinpulver in einem wäßrigen Medium, wurden unter Verwendung eines Henschelmischers vermischt, um Cyantoner 2 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,8 μm zu erhalten.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel 3
Cyantoner 3 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm wurde in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß das Anatas-Titanoxid-Feinpulver 1, das darin verwendet wurde, durch Feinsilikateilchen 3 (gewichtsgemittelter Teilchendurchmesser: 0,04 μm, Hydrophobie: 80%, Volumenwiderstand: 4 × 10¹⁴ Ω·cm), die mit 10 Teilen Dimethyldichlorsilan behandelt wurden, ersetzt sind.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel 4
Cyantoner 4 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,6 μm wurde in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß das Anatas-Titanoxid-Feinpulver 1, das dort verwendet wurde, durch leitfähige Titanoxid-Feinteilchen 4 (gewichtsgemittelter Teilchendurchmesser: 0,15 μm, Hydrophobie: 50%, Volumenwiderstand: 14 × 10³ Ω·cm), die mit 10 Teilen Isobutyltrimethoxysilan behandelt wurden, ersetzt sind.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel 5
Cyantoner 5 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm wurde in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß als der externe Zuschlagstoff, der dort verwendet wurde, 1 Gew.-% des Anatas-Titanoxid-Feinpulvers 1 und 1 Gew.-% Feinsilikateilchen 5 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 0,05 μm, einer Hydrophobie von 90% und einem Volumenwiderstand von 2 × 10¹⁴ Ω·cm in Kombination verwendet wurden.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel 6
Cyantoner 6 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm wurde in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß das Anatas-Titanoxid-Feinpulvers 1, das dort verwendet wurde, durch Rutil-Titanoxidteilchen 6 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 0,05 μm, einer Hydrophobie von 50% und einem Volumenwiderstand von 8 × 10¹³ Ω·cm ersetzt wurde.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel 7
Cyantoner 7 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm wurde in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß das Anatas-Titanoxid-Feinpulvers 1, das dort verwendet wurde, durch nickelbeschichtete Styren/Methylmethacrylat-Harzteilchen 7 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 0,05 μm und einem Volumenwiderstand von 3 × 10¹⁰³ Ω·cm ersetzt wurde.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel 8
Cyantoner 8 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 6,1 μm wurde in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 2 erhalten, mit der Ausnahme, daß das feinpulverisierte Produkt nicht behandelt wurde, um es kugelförmig auszubilden.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel 9
Cyantoner 9 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,6 μm wurde in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 6 erhalten, mit der Ausnahme, daß das Anatas-Titanoxid-Feinpulver 1, das darin verwendet wurde, durch koaleszierte Anatas-Titanoxid-Feinteilchen 8 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 0,5 μm ersetzt wurde.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel 10
Cyantoner 10 mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm wurde in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 2 erhalten, mit der Ausnahme, daß das hydrophile Anatas-Titanoxid-Feinpulver, das darin verwendet wurde, durch Titanoxid-Feinteilchen 9 ersetzt wurde, die unter Verwendung der Strahlmühle pulverisiert wurden, bis die Teilchen infolge der Behandlung einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 0,95 μm aufwiesen.
Gelbtoner-Herstellungsbeispiel
Gelbtonerteilchen wurden in der gleichen Weise wie in dem Gelbtoner-Herstellungsbeispiel 1 erhalten, und Gelbtoner 1 wurde auch in der gleichen Weise erhalten, mit der Ausnahme, daß das Phthalocyaninpigment, das darin verwendet ist, durch C. I. Pigment Yellow 17 ersetzt wurde.
Magentatoner-Herstellungsbeispiel
Magentatonerteilchen wurden in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 1 erhalten, und Magentatoner 1 wurde auch in der gleichen Weise erhalten, mit der Ausnahme, daß das Phthalocyaninpigment, das darin verwendet ist, durch Quinacridonpigment ersetzt wurde.
Schwarztoner-Herstellungsbeispiel
Schwarztonerteilchen wurden in der gleichen Weise wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel 1 erhalten, und Schwarztoner 1 wurde auch in der gleichen Weise erhalten, mit der Ausnahme, daß Phthalocyaninpigment, das darin verwendet ist, durch Rußschwarz ersetzt wurde.
Der Aufbau und die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen jeweiligen Toner sind in Tabelle 3 gezeigt.
Der Cyantoner 1 und der beschichtete Träger 1 wurden in einer Tonerkonzentration von 8 Gew.-% gemischt, um einen Zweikomponenten-Cyanentwickler 1 zu erzeugen.
Danach wurde die Entwicklungsbaugruppe einer kommerziell verfügbaren Kopiermaschine GP55 (hergestellt von CANON INC.) abgewandelt, wie in 1 gezeigt ist. Als die Entwicklungshülse wurde eine Hülse aus rostfreiem Stahl SUS von 16 mm Durchmesser verwendet, welche durch Sandstrahlen behandelt wurde, um deren Oberflächenform auf Ra = 1,8 und Sm = 25,1 einzustellen. Als das Aufladeelement wurde die in 5 gezeigte Magnetbürsten-Aufladebaugruppe verwendet, in welcher die magnetischen Teilchen verwendet wurden, und wurde 120% in der Gegenrichtung zu dem lichtempfindlichen Element gedreht. Elektrische Gleich- und Wechselfelder (–700 V, 1 kHz/1,2 KVpp) wurden überlagernd angelegt, um die lichtempfindliche Trommel 1 elektrostatisch aufzuladen. Die Reinigungseinheit war abgenommen, und der Entwicklungskontrast und der Umkehrkontrast zur Verschleierung wurden jeweils auf 250 V und –150 V eingestellt. Eine Entwicklungsvorspannung mit dem diskontinuierlichen elektrischen Wechselfeld, wie in 3 gezeigt, wurde angelegt, und die Bilder wurden unter Verwendung des vorstehend erwähnten Zweikomponenten-Cyanentwicklers 1 in einer Umgebung mit einer Temperatur von 23°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65% reproduziert. Ein Original mit einem prozentualen Bildflächenanteil von 10 wurde ebenfalls fortgesetzt auf 10000 Blätter kopiert. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Wie aus 4 deutlich wird, kann die vorstehend beschriebene Bilderzeugungsvorrichtung eine gute Bildqualität erzielen, bewirkt nur eine kleine Änderung in Bildern, die durch kontinuierliches Kopieren verursacht ist und weist keine Probleme hinsichtlich Tonerstreuung auf, so daß sehr gute Ergebnisse vorliegen.
Die Beziehung von Volumenwiderständen in dem vorliegenden Beispiel 1 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 1
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß das lichtempfindliche Element durch das lichtempfindliche Element 2 ersetzt wurde. Demzufolge sank die Bilddichte und verschwommene Bilder wurden erzeugt. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Volumenwiderstands der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Element war, welcher zu niedrig war, um die Latentbildladungen gut zu erhalten.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 1 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < A (4 × 107 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 2
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß das lichtempfindliche Element durch das lichtempfindliche Element 3 ersetzt wurde. Demzufolge war die Verschleierungssteuerung schwach und mit der Drehung des lichtempfindlichen Elements traten periodisch Phantombilder auf. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Volumenwiderstands der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Element war, welcher zu hoch war, um durch Injektion ausreichend aufgeladen zu werden.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 2 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm) < A (5 × 1015 Ω·cm).
Beispiel 2
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die magnetischen Teilchen, der magnetische Entwicklungsträger und der Cyantoner, die darin verwendet sind, jeweils durch die magnetischen Teilchen b, den magnetischen Entwicklungsträger II und den Cyantoner 2 ersetzt wurden. Demzufolge wurden die gleichen guten Ergebnisse wie im Beispiel 1 bis 20000 Blätter erhalten, wodurch die Laufleistung im Beispiel 1 als ausgezeichnet angesehen wird. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge der magnetischen Teilchen war, die mit einem unterschiedlichen Mittel behandelt sind.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 2 war wie folgt: B (3 × 107 Ω·cm) < C (3 × 1010 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (9 × 1011 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 3
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der magnetische Entwicklungsträger, der darin verwendet wurde, durch den magnetischen Entwicklungsträger III ersetzt wurde. Demzufolge war die Verschleierungssteuerung schwach und auch die Bilddichte war vermindert. Es wird davon ausgegangen, daß dies vorlag, weil Ladungen durch den Entwicklungsträger in dem Entwicklungsbereich in die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements injiziert wurden, wodurch die latenten Bilder fehlerhaft wurden.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 3 war wie folgt: D1 (6 × 104 Ω·cm) < B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A1 (5 × 1011 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 4
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die magnetischen Teilchen der Magnetbürsten-Aufladebaugruppe durch die magnetischen Teilchen c ersetzt wurden. Demzufolge war die Verschleierungssteuerung schwach, und mit der Drehung des lichtempfindlichen Elements traten periodisch Phantombilder auf. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Volumenwiderstands des Aufladeelements war, welcher zu hoch war, um durch Injektion ausreichend aufgeladen zu werden.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 4 war wie folgt: C (7 × 108 Ω·cm) < D1 (8 × 1010 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < B (4 × 1013 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 5
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die magnetischen Teilchen der Magnetbürsten-Aufladebaugruppe durch die magnetischen Teilchen d ersetzt wurden. Demzufolge wurden gute Ergebnisse in der Anfangsstufe erhalten, doch die Verschleierung begann nach etwa 5000 Kopierblättern auffällig zu werden, und die Bilddichte begann zu sinken. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Volumenwiderstands des Aufladeelements war, welcher so niedrig war, daß die aufgeladenen magnetischen Teilchen an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements hafteten und in diesem Zustand festgehalten wurden und sich auf dem Entwicklertragelement ansammelten, was zur fehlerhaften Erzeugung von latenten Bildern in dem Entwicklungsbereich führte, wodurch die Bildverschlechterung verursacht wurde.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 5 war wie folgt: B (7 × 103 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 6
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete Cyantoner durch den Cyantoner 3 ersetzt wurde. Demzufolge wurden gute Ergebnisse in der Anfangsstufe erhalten, doch die Verschleierung begann nach etwa 5000 Kopierblättern auffällig zu werden, und mit der Drehung des lichtempfindlichen Ele ments traten periodisch Phantombilder auf. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge der Beziehung der Volumenwiderstände war, in welchen, wie nachstehend gezeigt, der Volumenwiderstand C des externen Zuschlagstoffs Silikafeinteilchen größer war als der Volumenwiderstand A der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements und daher wurde die Silika, die nach dem Transfer rückständig war, in das Aufladeelement aufgenommen, so daß die Aufladeleistung eingeschränkt war.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 6 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm) < C (7 × 1014 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 7
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete Cyantoner durch den Cyantoner 4 ersetzt wurde. Demzufolge trat starke Verschleierung ein, und auch die Bilddichte war verringert. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Volumenwiderstands des externen Zuschlagstoffs leitfähiges Titanfeinpulver 4 ist, welcher so niedrig war, daß latente Bilder in dem Entwicklungsbereich fehlerhaft wurden.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 7 war wie folgt: C (4 × 103 Ω·cm) < B (6 × 106 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 3
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete magnetische Entwicklungsträger durch den magnetischen Entwicklungsträger IV ersetzt wurde. Demzufolge wurden gute Ergebnisse erzielt, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 3 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (9 × 1012 Ω·cm).
Beispiel 4
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete magnetische Entwicklungsträger durch den magnetischen Entwicklungsträger V ersetzt wurde. Demzufolge wurden gute Ergebnisse erzielt, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 4 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (5 × 1014 Ω·cm).
Beispiel 5
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß das lichtempfindliche Element, das darin verwendet wurde, durch das lichtempfindliche Element 4 ersetzt wurde. Demzufolge wurden gute Ergebnisse erzielt, obgleich geringfügig Verschleierung eintrat, wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Volumenwiderstands der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements ist, welcher höher war und geringfügig die Injektionsaufladeleistung verringerte.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 5 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (2 × 1013 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 6
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Magnetbürsten-Aufladebaugruppe, welche die magnetischen Teilchen a verwendet, durch eine Leitfaserbürsten-Aufladevorrichtung ersetzt wur de, die eine leitfähige Rayon-Bürste e mit einem Volumenwiderstand von 9 × 10⁵ Ω·cm aufweist. Demzufolge wurden gute Ergebnisse erzielt, obgleich nach dem Kopieren von 10000 Blättern geringfügig Verschleierung eintrat. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge der leitfähigen Rayon-Bürste vorliegt, deren Zustand der Rubbelreibung gegenüber dem lichtempfindlichen Element als ein Ergebnis des Dauerbetriebs sich geringfügig verändert.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 6 war wie folgt: B (9 × 105 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 7
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete Cyantoner durch den Cyantoner 5 ersetzt wurde. Demzufolge wurden in der Anfangsstufe gute Ergebnisse erzielt, obgleich nach dem Kopieren von 10000 Blättern geringfügig Verschleierung eintrat. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge der Silikafeinteilchen mit hohem Widerstand vorlag, die als der externe Zuschlagstoff in Kombination verwendet wurden, wobei die in das Aufladeelement aufgenommenen Silikafeinteilchen die Injektionsaufladeleistung geringfügig verringerten, obgleich wenig verglichen mit den Vergleichsbeispielen, in welchen Silika allein verwendet wurde.
Vergleichsbeispiel 8
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete Cyantoner durch den Cyantoner 6 ersetzt wurde. Demzufolge wurden in der Anfangsstufe gute Ergebnisse erzielt, aber nach dem Kopieren von 5000 Blättern trat auffällig Verschleierung ein. Es wird davon ausgegangen, daß dies, wie im Vergleichsbeispiel 6 infolge des Titanoxids ist, das durch eines ersetzt wurde, welches eine Kristallform der Rutiltype auf weist, welche eine Erhöhung des Volumenwiderstands des externen Zuschlagstoffs bewirkt.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 8 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm) < C (8 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 8
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete Cyantoner durch den Cyantoner 7 ersetzt wurde. Demzufolge wurden in der Anfangsstufe gute Ergebnisse erzielt, aber nach dem Kopieren von 10000 Blättern nahm die Bilddichte geringfügig ab, und auch die Raumbildgleichmäßigkeit verringerte sich geringfügig. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des externen Zuschlagstoffs ist, welcher aus Harzteilchen bestand, und dies führte zu einer geringfügigen Verringerung der Fließfähigkeit des Toners.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 8 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (3 × 1010 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 9
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete magnetische Entwicklungsträger durch den magnetischen Entwicklungsträger VI ersetzt wurde. Demzufolge wurde die Verschleierung nach dem Kopieren von etwa 5000 Blättern auffällig. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Volumenwiderstands des magnetischen Entwicklungsträgers ist, welcher zu hoch war, um einen ausreichenden Ladungsaufbau des zugeführten Toners zu gewährleisten.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 9 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (3 × 1015 Ω·cm).
Beispiel 9
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete magnetische Entwicklungsträger durch den magnetischen Entwicklungsträger VII ersetzt wurde. Demzufolge begann nach dem Kopieren von etwa 7000 Blättern die Tonerstreuung geringfügig auffällig zu werden, was jedoch im praktischen Einsatz kein Problem darstellt. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Teilchendurchmessers des Trägers ist, welcher so groß war, daß sich dessen Fähigkeit verringerte, Toner festzuhalten.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 9 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (7 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 10
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete magnetische Entwicklungsträger durch den magnetischen Entwicklungsträger VIII ersetzt wurde. Demzufolge wurde ein Gradient der Bilddichte geringfügig auf der Vorderseite und der Rückseite der Bilder nach dem Kopieren von etwa 3000 Blättern erkannt, was jedoch im praktischen Einsatz kein Problem darstellt. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Teilchendurchmessers des Trägers ist, welcher so klein war, daß sich dessen Entwicklertransportleistung geringfügig unbeständig war.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 10 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (1 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 11
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete magnetische Entwicklungsträger durch den magnetischen Entwicklungsträger IX ersetzt wurde. Demzufolge trat nach dem Kopieren von etwa 7000 Blättern die geringfügige Verringerung der Bilddichte ein, was jedoch im praktischen Einsatz kein Problem darstellt. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge der magnetischen Eigenschaften des Trägers war, welche so hoch waren, daß sich der Entwickler eher geringfügig verschlechterte.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 11 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (2 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 12
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete magnetische Entwicklungsträger durch den magnetischen Entwicklungsträger X ersetzt wurde. Demzufolge wurde ein Gradient der Bilddichte geringfügig auf der Vorderseite und der Rückseite der Bilder nach dem Kopieren von etwa 3000 Blättern erkannt, was jedoch im praktischen Einsatz kein Problem darstellt. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge der magnetischen Eigenschaften des Trägers ist, welche so gering waren, daß sich das Entwicklerbeschichtungsvermögen geringfügig minderte.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 12 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (3 × 1014 Ω·cm).
Beispiel 13
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die magnetischen Teilchen a der Magnetbürsten-Aufladebaugruppe durch die magnetischen Teilchen e ersetzt wurden. Demzufolge wurde die Verschleierung nach dem Kopieren von etwa 5000 Blättern geringfügig auffällig. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen war, welcher so groß war, daß sich die Aufladeleistung verminderte, um den Potentialkontrast zum Unterbinden von Verschleierung (die Differenz zwischen dem Potential in dem bildfreien Bereich des Latentbild-Tragelements und dem Potential der Gleichspannungskomponente der Entwicklungsvorspannung, die zu dem Zeitpunkt der Entwicklung angelegt ist) zu verringern.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 13 war wie folgt: B (9 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 14
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die magnetischen Teilchen a der Magnetbürsten-Aufladebaugruppe durch die magnetischen Teilchen f ersetzt wurden. Demzufolge wurde die Verschleierung nach dem Kopieren von etwa 3000 Blättern geringfügig auffällig, was jedoch im praktischen Einsatz kein Problem darstellte. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Teilchendurchmessers der magnetischen Teilchen war, welcher so klein war, daß sich die magnetischen Teilchen bis in den Entwicklungsbereich nach oben bewegten, um die latenten Bilder störend zu beeinflussen.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 14 war wie folgt: B (2 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 15
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete Cyantoner durch den Cyantoner 8 ersetzt wurde. Demzufolge wurde die Verschleierung nach dem Kopieren von etwa 3000 Blättern geringfügig deutlich, was jedoch im praktischen Einsatz kein Problem darstellte. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge der Form der Tonerteilchen war, welche so amorph war, daß rückständiger Transfertoner zunahm, wodurch die latenten Bilder störend beeinflußt wurden.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 15 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 16
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete Cyantoner durch den Cyantoner 9 ersetzt wurde. Demzufolge wurden gute Ergebnisse erzielt, obgleich die Bilddichte vom Beginn geringfügig abnahm. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Teilchendurchmessers des externen Zuschlagstoffs ist, welcher so groß war, daß die Entwicklungsleistung geringer wurde.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 16 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (1 × 1010 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 17
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der darin verwendete Cyantoner durch den Cyantoner 10 ersetzt wurde. Demzufolge wurden in der Anfangsstufe sehr gute Ergebnisse erzielt, doch nach dem Kopieren von etwa 8000 Blättern war eine geringfügige Verschleierung erkennbar, die jedoch im praktischen Einsatz kein Problem darstellte. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Teilchendurchmessers des externen Zuschlagstoffs ist, welcher so klein war, daß dieser früher in der Oberfläche des Tonerteilchens vergraben wurde.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 17 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (4 × 109 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D1 (4 × 1013 Ω·cm).
Die Ergebnisse der Bewertung der vorstehenden Beispiele 1 bis 17 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 9 sind in den Tabellen 4 und 5 gezeigt.
In Tabellen 4 und 5
*1) Raumgleichmäßigkeit

Rang 1: Auf CLC-SK-Papier, Fünf-Punkt-Dichtedifferenz: 0,05 oder weniger.
Rang 2: Auf CLC-SK-Papier, Fünf-Punkt-Dichtedifferenz: 0,05 bis 0,1.
Rang 3: Auf CLC-SK-Papier, Fünf-Punkt-Dichtedifferenz: mehr als 0,1 bis 0,15.
Rang 4: Auf CLC-SK-Papier, Fünf-Punkt-Dichtedifferenz: mehr als 0,15.

*2) Tonerstreuung
Die Tonerstreuung wurde bewertet durch Prüfung jeder Verunreinigung infolge Toner auf den äußeren Oberflächen des zugangsseitigen Tonerstreuung-Verhinderungsteils und des abgangsseitigen Tonerstreuung-Verhinderungsteils des Entwicklungsbehälters und jeder Verunreinigung infolge Toner auf Abschnitten anders als der Entwicklungsbehälter und gemäß den folgenden Bewertungskriterien.

Rang 1: nichts zu sehen.
Rang 2: Verunreinigung auf äußerer Oberfläche der Zugangsseite des Tonerstreuung-Verhinderungsteils geringfügig zu sehen, aber nicht zu erkennen auf der äußeren Oberfläche des abgangsseitigen Tonerstreuung-Verhinderungsteils.
Rang 3: Verunreinigung ist auf der äußeren Oberfläche des zugangsseitigen Tonerstreuung-Verhinderungsteils und der äußeren Oberfläche des abgangsseitigen Tonerstreuung-Verhinderungsteils des Entwicklungsbehälters zu sehen, aber keine Verunreinigung ist auf Abschnitten anders als der Entwicklungsbehälter zu sehen.
Rang 4: Verunreinigung ist auch in Abschnitten anders als der Entwicklungsbehälter zu sehen.

Beispiel 18
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Entwicklung anstelle des Anlegens der Entwicklungsvorspannung mit einem diskontinuierlichen elektrischen Wechselfeld, wie in 3 gezeigt, mit einer Entwicklungsvorspannung erfolgte, welche das in 4 gezeigte diskontinuierliche elektrische Wechselfeld erzeugt. Demzufolge wurde eine Raumbildgleichförmigkeit erzielt, die nach dem Kopieren von etwa 7000 Blättern geringfügig verringert war, doch gute Ergebnisse wurden erreicht.
Beispiel 19
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Entwicklung anstelle des Anlegens der Entwicklungsvorspannung mit einem diskontinuierlichen elektrischen Wechselfeld, wie in 3 gezeigt, mit einer Rechteck-Entwicklungsvorspannung erfolgte, die ein kontinuierliches elektrisches Wechselfeld von 2 kHz und 2 kVpp erzeugt. Demzufolge trat geringfügig Verschleierung ein, aber gute Ergebnisse wurden erzielt.
Beispiel 20
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Entwicklungshülse gegen eine ersetzt wurde, die eine Oberflächenform Ra = 5,5 μm und Sm = 95 μm aufwies. Demzufolge wurde die Hochlicht-Reproduzierbarkeit geringfügig verringert, doch gute Ergebnisse wurden erzielt. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge der Rauhigkeit der Hülsenoberfläche bewirkt ist, welche so groß war, daß die Hülse eine ungleichmäßige Entwicklungsleistung des Toners bewirkte.
Beispiel 21
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Entwicklungshülse gegen eine ersetzt wurde, die eine Oberflächenform Ra = 0,18 μm und Sm = 8 μm aufwies. Demzufolge war die Bilddichte geringfügig verringert, doch gute Ergebnisse wurden erzielt. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge der Rauhigkeit der Hülsenoberfläche bewirkt ist, welche so klein war, daß das Entwicklertragvermögen der Hülse verringert war.
Beispiel 22
Bilder wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß unter Verwendung einer CCL500 (hergestellt von CANON INC.) die Entwicklungshülse durch eine mit einem Durchmesser von 24,5 mm ersetzt wurde, das lichtempfindliche Element 1 durch das lichtempfindliche Element 5 ersetzt wurde und die Fixierwalze durch eine PFA-Rohrwalze ersetzt wurde. Demzufolge wurden gute Ergebnisse erzielt, obgleich der Vorderende/Hinderende-Bilddichteunterschied geringfügig auftrat. Es wird davon ausgegangen, daß dies infolge des Trommel/Hülsen-Durchmesserverhältnisses ist, welches so groß war, daß der Entwicklerstau in dem Entwicklungsbereich in einen instabilen Zustand gelangte.
Beispiel 23
In der gleichen Weise wie der Cyan-Zweikomponentenentwickler des Beispiels 1 wurden ein Gelb-Zweikomponentenentwickler, ein Magenta-Zweikomponentenentwickler und ein Schwarz-Zweikomponentenentwickler unter Verwendung jeweils des Gelbtoners 1, des Magentatoners 1 und des Schwarztoners 1 erzeugt. Die Vierfarben-Zweikomponentenentwickler wurden in dem Bilderzeugungsgerät angeordnet, das ausgebildet war, wie in 6 gezeigt ist, und Bilder wurden auf 20000 Blättern unter Verwendung einer Primäraufladebaugruppe der Magnetbürsten-Aufladebaugruppe reproduziert, wie in 5 gezeigt, ohne die Verwendung einer Reinigungseinheit. Demzufolge wurden gute Vollfarbenbilder erzeugt.
Beispiel 24
Bilder wurden auf 3000 Blättern in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 reproduziert, jedoch unter Verwendung einer Entwicklungsbaugruppe des nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklungssystems, wie in 7 gezeigt, unter Verwendung einer elastischen Urethangummihülse, die mit einer Silikonharzschicht versehen ist, in welcher Methylmethacrylatharzteilchen so dispergiert waren, daß diese einen Volumenwiderstand von 3 × 10¹² Ω·cm aufwies, und unter Verwendung eines Silikongummis, der mit Polyamidharz beschichtet war, als die Klinge. Demzufolge wurden gute Ergebnisse erzielt.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 24 war wie folgt: B (6 × 106 Ω·cm) < C (7 × 108 Ω·cm) < A (5 × 1011 Ω·cm) < D2 (3 × 1012 Ω·cm).
Trägerkern-Herstellungsbeispiel A
7 Teile MgO, 3 Teile CaO und 90 Teile Fe₂O₃ wurden alle zu Feinteilchen verarbeitet, und daraufhin wurde Wasser hinzugegeben und vermischt, um die Granulation zu bewirken, gefolgt vom Sintern bei 1100°C und dann der Einstellung der Teilchengröße, um einen Trägerkern A zu erhalten, der aus Ferrit mit einem 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser von 35,3 μm besteht (Sättigungsmagnetisierung: 44 Am²/kg).
Trägerkern-Herstellungsbeispiel B
Ein Ferritträgerkern B mit einem 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser von 35,8 μm (Sättigungsmagnetisierung: 55 Am²/kg) wurde in der gleichen Weise wie in dem Trägerkern-Herstellungsbeispiel A erhalten, mit der Ausnahme der Verwendung von 15 Teilen NiO, 15 Teilen ZnO und 70 Teilen Fe₂O₃.
Trägerkern-Herstellungsbeispiel C
In einem wäßrigen Medium wurde ein Phenol/Formaldehyd-(50 : 50)-Monomer vermischt und dispergiert. Daraufhin wurden auf der Grundlage des Gewichts des Monomeren 60 Teile 0,4-μm-Magnetitteilchen, die mit einem Titanhaftmittel oberflächenbehandelt waren, und 40 Teile 1,2 μm Hämatitteilchen gleichmäßig dispergiert, und das Monomer wurde hinzugefügt, um den Trägerkern C zu erzeugen, welcher ein magnetteilcheneinschließender, kugelförmiger, magnetischer Harzträgerkern war (Sättigungsmagnetisierung: 38 Am²/kg).
Trägerkern-Herstellungsbeispiel D
Ein Trägerkern D (Sättigungsmagnetisierung: 28 Am²/kg) wurde in der gleichen Weise wie in dem Trägerkern-Herstellungsbeispiel C erhalten, mit der Ausnahme, daß die Magnetitteilchen und Hämatitteilchen jeweils in Mengen von 40 Teilen und 60 Teilen verwendet wurden.
Trägerkern-Herstellungsbeispiel E
Ein Trägerkern E (Sättigungsmagnetisierung: 59 Am²/kg) wurde in der gleichen Weise wie in dem Trägerkern-Herstellungsbeispiel D erhalten, mit der Ausnahme, daß die Hämatitteilchen nicht verwendet wurden.
Trägerherstellungsbeispiel A
20 Teile Toluol, 20 Teile Butanol, 20 Teile Wasser und 40 Teile Eis wurden in einen Vierhalskolben gegeben, und 40 Teile einer Mischung von 15 Mol CH₃SiCl₃ und 10 Mol (CH₃)₂SiCl₂ wurden unter Rühren hinzugefügt. Nach weiterem Rühren für 30 Minuten wurde die Kondensationsreaktion bei 60°C für 1 Stunde ausgeführt. Daraufhin wurden die Siloxane mit Wasser gut gewaschen und dann in einem Toluol/Methylethylketon/Butanol-Mischlösungsmittel aufgelöst, um einen Silikonlack mit 10% Festanteil zu erzeugen.
Dem auf diese Weise erhaltenen Silikonlack wurden auf der Grundlage von 100 Teilen des Siloxanfestanteils 2,0 Teile Ionenaustauschwasser, 2,0 Teile Härtungsmittel (2), nachstehend gezeigt, und 3,0 Teile Aminosilanhaftmittel (8), nachstehend gezeigt, gleichzeitig zugefügt, um eine Trägerbeschichtungslösung A zu erzeugen.
Diese Lösung A wurde mittels einer Beschichtungsmaschine (SPIRACOATER, hergestellt von Okada Seiko K. K.) auf 100 Tei le Trägerkern A aufgetragen, um ein Harzbeschichtungsgewicht von 1,0 Teilen auszubilden, um den beschichteten Träger A zu erzeugen. Dieser Träger hatte einen 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser von 35,5 μm, einen Volumenwiderstand von 2 × 10¹³ Ω·cm und eine Impedanz von 4 × 10⁸ Ω·cm.
Trägerherstellungsbeispiel B
Beschichteter Träger B wurde in der gleichen Weise erhalten wie in dem Trägerherstellungsbeispiel A, mit der Ausnahme, daß der Trägerkern A durch den Trägerkern B ersetzt wurde.
Trägerherstellungsbeispiele C bis E
Beschichtete Träger C bis E wurden in der gleichen Weise wie in dem Trägerherstellungsbeispiel A erhalten, mit der Ausnahme, daß der Trägerkern A jeweils durch die Trägerkerne C bis E ersetzt wurde.
Trägerherstellungsbeispiel F
Beschichteter Träger F wurde in der gleichen Weise wie in dem Trägerherstellungsbeispiel A erhalten, mit der Ausnahme, daß als die Beschichtungslösung eine Beschichtungslösung verwendet wurde, welche durch Vermischen von 50 Teilen eines Styren/2-Ethylhexylacrylat/Methylmethacrylat-(50 : 20 : 30)-Copolymers und 50 Teilen eines Vinylidenfluorid/Tetrafluorethylen-(50 : 50)-Copolymers und Lösen der sich ergebenden Mischung in einem Toluol/Methylethylketon-Mischlösungsmittels erzeugt wurde.
Die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen beschichteten Träger A bis F sind in Tabelle 6 gezeigt.
Lichtempfindliches Element
Herstellungsbeispiel A
Das lichtempfindliche Element A war ein lichtempfindliches Element, das ein organisches photoleitendes Material zum negativen Aufladen verwendet. Auf einem Aluminiumzylinder von 30 mm Durchmesser wurden als erste bis fünfte Schicht fünf funktionelle Schichten erzeugt.
Die erste Schicht der funktionellen Schichten ist eine leitfähige Schicht von etwa 20 μm Dicke, in welcher leitfähige Teilchen dispergiert sind, die angeordnet ist, um Fehler auf dem Aluminiumzylinder auszugleichen und auch das durch die Reflexion von Laserbelichtungslicht verursachte Moiré zu verhindern.
Die zweite Schicht ist eine Schicht (Unterschicht) zur Verhinderung von Positivladungsinjektion, die eine Schicht mittleren Widerstands von etwa 1 μm Dicke ist, welche die Funktion zur Verhinderung der Positivladungsinjektion von dem Aluminiumsubstrat, begleitet vom Aufheben der negativen Ladungen, die auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch Aufladung erzeugt ist, und eingestellt ist, einen Widerstand von etwa 10⁶ Ω·cm aufzuweisen, wobei 6-, 6,6-6,10- und 12-Nylon und methoxymethyliertes Nylon verwendet werden.
Die dritte Schicht ist eine Ladungserzeugungsschicht, welche eine Schicht von etwa 0,3 μm Dicke ist, die aus einem Harz mit einem Disazopigment ausgebildet ist, das darin dispergiert ist, und beim Bestrahlen mit Laserlicht positive und negative Ladungspaare erzeugt.
Die vierte Schicht ist eine Ladungstransportschicht, welche aus einem Polycarbonatharz mit darin dispergierten Hydrazonteilchen erzeugt ist und ein p-leitender Halbleiter ist. Daher können sich die negativen Ladungen, die auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch Aufladung erzeugt sind, nicht durch diese Schicht bewegen, und nur die positi ven Ladungen, die in der Ladungserzeugungsschicht erzeugt sind, können zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements transportiert werden.
Die fünfte Schicht ist eine Ladungsinjektionsschicht, welche aus einem photohärtbaren Acrylharz erzeugt ist, in welchem ultrafeine SnO₂-Teilchen vorliegen, die mit einem Silanhaftmittel behandelt sind, und um die Kontaktzeitdauer des Aufladeelements mit dem lichtempfindlichen Element zu verlängern, um die gleichmäßige Aufladung zu ermöglichen, sind Tetrafluorethylenharzteilchen mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,25 μm darin dispergiert. Spezifisch ausgedrückt, auf der Grundlage des Gewichts des Harzes sind 140 Gew.-% sauerstofffreier SnO₂-Teilchen mit niedrigem Widerstand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,03 μm und auch 30 Gew.-% der Tetrafluorethylenharzteilchen und 1,2 Gew.-% eines Dispergiermittels dispergiert.
Der Volumenwiderstand der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements, das auf diese Weise erhalten wurde, wies einen niedrigen Wert von 5 × 10¹² Ω·cm auf, im Vergleich allein mit dem der Ladungstransportschicht, welcher 5 × 10¹⁵ Ω·cm betrug.
Lichtempfindliches Element
Herstellungsbeispiel B
Das lichtempfindliche Element B wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel A des lichtempfindlichen Elements erzeugt, mit der Ausnahme, daß die fünfte Schicht auf diesem unter Verwendung eines Materials erzeugt wurde, in welchem 300 Gew.-% sauerstofffreier SnO₂-Teilchen mit niedrigem Widerstand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,03 μm in einem photohärtbaren Acrylharz dispergiert wurden.
Demzufolge war der Volumenwiderstand der Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements B mit 4 × 10¹⁷ Ω·cm niedrig.
Lichtempfindliches Element
Herstellungsbeispiel C
Das lichtempfindliche Element C mit einer Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand von 5 × 10¹⁵ Ω·cm wurde in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel A des lichtempfindlichen Elements erzeugt, mit der Ausnahme, daß die SnO₂-Teilchen in der fünften Schicht nicht hinzugefügt wurden.
Cyantoner-Herstellungsbeispiel A
In 710 g Ionenaustauschwasser wurden 450 g einer wäßrigen 0,1 M-Na₃PO₄-Lösung eingegeben, gefolgt vom Erhitzen auf 60°C und dann Rühren mit 12000 min^–1 unter Verwendung eines TK-Homomixers (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Der sich ergebenden Mischung wurden 68 g einer wäßrigen 1,0 M-CaCl₂-Lösung nacheinander zugegeben, um ein wäßriges Medium zu erhalten, das Ca₃(PO₄)₂ aufwies. Monomere

Styren 165 g

n-Butylacrylat 35 g

Farbmittel

C. I. Pigment Blue 15 : 3 15 g

Ladungssteuermittel

Salicylsäure-Metall-Verbindung 3 g

Polares Harz

gesättigtes Polyesterharz 10 g

Freigabemittel

Esterwachs (Schmelzpunkt: 70°C) 50 g
Materialien, die wie vorstehend formuliert sind, wurden auf 60°C erhitzt, gefolgt von der gleichmäßigen Auflösung und Dispersion bei 12000 min^–1 unter Verwendung eines TK-Homomixers (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). In der erhaltenen Mischung wurden 10 g eines Polymerisationsinitiators 2,2'-Azobis (2,4-dimethylvaleronitril) aufgelöst. Dadurch wurde eine polymerisierbare Monomerkomposition erzeugt.
Die vorstehend erwähnte polymerisierbare Monomerkomposition wurde in das vorstehend erwähnte wäßrige Medium eingeleitet, gefolgt vom Rühren bei 60°C in einer Stickstoffatmosphäre unter Verwendung des TK-Homomixers bei 10000 min^–1 für 10 Minuten, um die polymerisierbare Monomerkomposition zu granulieren. Daraufhin wurde dessen Temperatur auf 80°C erhöht, während das Rühren mit einem Blattrührer erfolgte, und die Reaktion wurde für 10 Stunden ausgeführt. Nachdem die Polymerisation abgeschlossen war, wurden rückständige Monomere unter verringertem Druck verdampft, das Reaktionssystem wurde gekühlt, und daraufhin wurde Salzsäure hinzugefügt, um das Kalziumphosphat zu lösen, gefolgt von der Filtration, dem Waschen mit Wasser und dann Trocknen, um intensiv blaue Suspensionsteilchen (Cyantonerteilchen) mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm zu erhalten. Die Cyantonerteilchen wiesen Formfaktoren SF-1 von 106 und SF-2 von 112 auf.

Auf der Grundlage von 100 Teilen der auf diese Weise erhaltenen Cyantonerteilchen wurden 2,0 Teile von wasserabweisendem Anatas-Titanoxid-Feinpulver A (gewichtsgemittelter Teilchendurchmesser von 0,05 μm, Hydrophobie: 62%, Volumenwiderstand: 9 × 10⁹ Ω·cm), die mit Isobutyltrimethoxysilan behandelt waren und eine spezifische Oberfläche von 100 m²/g aufwiesen, wenn nach dem BET-Verfahren gemessen, extern hinzugegeben, um Cyantoner A mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,5 μm zu erzeugen. Cyantoner-Herstellungsbeispiel B

Die vorstehend erwähnten Materialien wurden unter Verwendung eines Henschelmischers gründlich vorgemischt und dann unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders der Schmelzmischung unterzogen. Nach dem Abkühlen wurde das geknetete Produkt unter Verwendung einer Hammermühle zerkleinert, um grobe Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 2 mm zu gewinnen, welche dann unter Verwendung einer Feinmahlmühle eines Luftstrahlsystems feinpulverisiert wurden. Das auf diese Weise erhaltene feinpulverisierte Produkt wurde ferner klassifiziert, um ein blaues Pulver (Cyantonerteilchen) mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,8 μm erhalten. Die Cyantonerteilchen wiesen Formfaktoren SF-1 von 143 und SF-2 von 156 auf.
100 Gewichtsteile der vorstehend erwähnten Cyantonerteilchen und 1,5 Teile wasserabweisendes Anatas-Titanoxid-Feinpulver B mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 0,05 μm, einer Hydrophobie von 55%, einem Volumenwiderstand von 7 × 10⁹ Ω·cm und einer Lichtdurchlässigkeit von 70%, die mit 20 Teilen n-C₄H₉-Si-(OCH₃)₃ behandelt sind, auf der Grundlage von 100 Teilen hydrophilem Anatas-Titanoxid-Feinpulver in einem wäßrigen Medium, wurden unter Verwendung eines Henschelmischers vermischt, um Cyantoner B mit einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5,8 μm zu erhalten.
Gelbtoner, Magentatoner und Schwarztoner
Herstellungsbeispiele C bis E
Gelbtoner C, Magentatoner D und Schwarztoner E wurden in der gleichen Weise erhalten wie in dem Cyantoner-Herstellungsbeispiel A, mit der Ausnahme, daß C. I. Pigment Blue 15 : 3, das als das Farbmittel verwendet ist, jeweils durch C. I. Pigment Yellow 17, ein Dimethylquinacridonpigment, und Rußschwarz, ersetzt wurde.
Der Aufbau und die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen Toner sind in Tabelle 7 gezeigt.
Beispiel 25
Der Cyantoner A und der beschichtete Träger A wurden in einer Tonerkonzentration von 7 Gew.-% gemischt, um einen Cyan-Zweikomponentenentwickler A zu erzeugen.
Danach wurde die Entwicklungsbaugruppe einer kommerziell verfügbaren Kopiermaschine GP55 (hergestellt von CANON INC.) abgewandelt, wie in 8 gezeigt ist. Deren Primäraufladebaugruppe wurde durch die Magnetbürsten-Aufladebaugruppe ersetzt, wie in 5 gezeigt, in welcher Kupfer-Zink-Eisen-Ferrit mit einem 50-%-Durchschnittsteilchendurchmesser von 28 μm, einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 28,5 μm und einem Volumenwiderstand von 7 × 10⁶ Ω·cm als magnetische Teilchen verwendet wurden. Deren lichtempfindliches Element wurde durch das vorstehend beschriebene lichtempfindliche Element A ersetzt. Das elektrische Wechselfeld wurde zu dem diskontinuierlichen elektrischen Wechselfeld durch die angelegte Entwicklungsvorspannung verändert, wie in 3 gezeigt ist, und der Potentialkontrast zum Unterbinden der Verschleierung (der Unterschied zwischen dem Potential in der bildfreien Fläche des Latentbild-Tragelement und dem Potential der Gleichspannungskomponente der Entwicklungsvorrichtung 10, die zu dem Zeitpunkt der Entwicklung angelegt ist) wurde auf 150 V eingestellt. Ohne Verwendung einer Reinigungseinheit wurden Bilder unter Verwendung des Cyan-Zweikomponentenentwicklers A in einer Umgebung von 23°C und 65% relativer Luftfeuchtigkeit reproduziert, während der Cyantoner A zugeführt wurde. Ein Original mit einem prozentualen Bildflächenverhältnis von 10% wurde auf 10000 Blätter kontinuierlich kopiert. Die erhaltenen Ergebnisse waren so, wie in Tabelle 8 gezeigt ist.
Wie aus Tabelle 8 deutlich wird, kann der vorstehend beschriebene Zweikomponentenentwickler eine gute Bildqualität erreichen, bewirkt eine geringe Änderung der Bilder infolge des kontinuierlichen Kopierens, weist auch kein Problem hinsichtlich der Tonerstreuung auf und zeigt sehr gute Ergebnisse.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 25 war wie folgt: B (7 × 106 Ω·cm) < C (9 × 109 Ω·cm) < A (5 × 1012 Ω·cm) < D1 (2 × 1013 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 10
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der beschichtete Träger, der darin verwendet wurde, durch den beschichteten Träger B ersetzt wurde, um die in 8 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
In dem vorliegenden Vergleichsbeispiel wird deutlich, daß der Träger, der eine Komposition aufweist, die herkömmlich vorzugsweise als der Träger des Entwicklers verwendet ist, in dessen Volumenwiderstand so klein war, daß das Latentbildpotential auf dem lichtempfindlichen Element zu dem Zeitpunkt der Entwicklung fehlerhaft war.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 10 war wie folgt: B (7 × 106 Ω·cm) < D1 (5 × 108 Ω·cm) < C (9 × 109 Ω·cm) < A (5 × 1012 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 11
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß das lichtempfindliche Element, das darin verwendet wurde, durch das lichtempfindliche Element B ersetzt wurde, um die in 8 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
In dem vorliegenden Vergleichsbeispiel wird deutlich, daß die Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements einen so kleinen Volumenwiderstand aufwies, daß das Latentbildpotential diffundierte, wodurch starke Verschleierung und Fehler der Raumbilder verursacht wurden.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 11 war wie folgt: B (7 × 106 Ω·cm) < A (4 × 1017 Ω·cm) < C (9 × 109 Ω·cm) < D1 (2 × 1013 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 12
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß das lichtempfindliche Element, das darin verwendet wurde, durch das lichtempfindliche Element C ersetzt wurde, um die in 8 gezeigten Ergebnisse zu erhalten.
In dem vorliegenden Vergleichsbeispiel wird davon ausgegangen, daß die Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements einen so großen Volumenwiderstand aufwies, daß es schwierig wurde, das Latentbildpotential zu steuern und das Aufladepotential zu steuern, woraus sich die Verschlechterung der Bildqualität ergab.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 12 war wie folgt: B (7 × 106 Ω·cm) < C (9 × 109 Ω·cm) < D1 (2 × 1013 Ω·cm) < A (5 × 1015 Ω·cm).
Beispiel 26
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der beschichtete Träger, der darin verwendet wurde, durch den beschichteten Träger C ersetzt wurde, wodurch die in Tabelle 8 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
In dem vorliegenden Beispiel waren die erhaltenen Ergebnisse gleichwertig oder besser als die in dem Beispiel 26 erzielten.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 26 war wie folgt: B (7 × 106 Ω·cm) < C (9 × 109 Ω·cm) < A (5 × 1012 Ω·cm) < D1 (8 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 27
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der beschichtete Träger, der darin verwendet wurde, durch den beschichteten Träger D ersetzt wurde, wodurch die in Tabelle 8 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
In dem vorliegenden Beispiel wird deutlich, daß die Raumbildgleichmäßigkeit geringfügig vermindert war, doch gute Ergebnisse erhalten wurden. Es wird davon ausgegangen, daß die Verringerung der Raumbildgleichmäßigkeit auf Grund einer hohen Impedanz des Trägers bestand.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 27 war wie folgt: B (7 × 106 Ω·cm) < C (9 × 109 Ω·cm) < A (5 × 1012 Ω·cm) < D1 (7 × 1014 Ω·cm).
Vergleichsbeispiel 13
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der beschichtete Träger, der darin verwendet wurde, durch den beschichteten Träger E ersetzt wurde, wodurch die in Tabelle 8 gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
In dem vorliegenden Vergleichsbeispiel wies der Träger des Entwicklers einen so hohen Volumenwiderstand auf, daß die Bilddichte verringert wurde, wodurch keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt wurden.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Vergleichsbeispiel 13 war wie folgt: B (7 × 106 Ω·cm) < C (9 × 109 Ω·cm) < A (5 × 1012 Ω·cm) < D1 (2 × 1015 Ω·cm).
Beispiel 28
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß unter Verwendung der in 9 gezeigten Entwicklungsbaugruppe die Hülse und die Trommel in der gleichen Richtung wie die durch Pfeile in 9 gezeigte Oberflächenbewegung gedreht wurden.
In dem vorliegenden Beispiel wurde die Drehrichtung der Hülse verändert, wodurch sowohl die Bilddichte als auch die Raumbildgleichmäßigkeit geringfügig verringert wurden, aber gute Ergebnisse erzielt wurden.
Beispiel 29
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß das diskontinuierliche elektrische Wechselfeld, wie in 3 gezeigt, durch das in 4 gezeigte unter Verwendung der in 9 gezeigten Entwicklungsbaugruppe die Hülse und die Trommel in der gleichen Richtung wie die durch Pfeile in 9 gezeigte diskontinuierliche elektrische Wechselfeld ersetzt wurde, um die in Tabelle 8 gezeigten Ergebnisse zu erzielen.
In dem vorliegenden Beispiel wurde die Periode des elektrischen Wechselfelds verändert, wobei geringfügige Verschleierung auftrat, aber gute Ergebnisse erzielt wurden.
Beispiel 30
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der Toner, der darin verwendet wurde, durch den Toner B ersetzt wurde, wodurch die in Tabelle 8 gezeigten Ergebnisse erzielt wurden.
In dem vorliegenden Beispiel wurde die Art und Weise der Herstellung des Toners verändert, so daß die Raumbildgleichmäßigkeit geringfügig verringert wurde, aber gute Ergebnisse erzielt wurden.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 30 war wie folgt: B (7 × 106 Ω·cm) < C (7 × 109 Ω·cm) < A (5 × 1012 Ω·cm) < D1 (2 × 1013 Ω·cm).
Beispiel 31
Die Entwicklung wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 25 ausgeführt, mit der Ausnahme, daß der beschichtete Träger, der darin verwendet wurde, durch den beschichteten Träger F ersetzt wurde, wodurch die in Tabelle 8 gezeigten Ergebnisse erzielt wurden.
In dem vorliegenden Beispiel wurde das Beschichtungsmaterial des Trägers verändert, so daß Verschleierung und Tonerstreuung geringfügig auftraten, aber gute Ergebnisse erzielt wurden.
Die Beziehung der Volumenwiderstände in dem vorliegenden Beispiel 31 war wie folgt: B (7 × 106 Ω·cm) < C (9 × 109 Ω·cm) < A (5 × 1012 Ω·cm) < D1 (7 × 1013 Ω·cm).
Die Bewertungsergebnisse der vorstehend erwähnten Beispiele 25 bis 31 und der Vergleichsbeispiele 10 bis 13 sind in Tabelle 8 gezeigt.
Beispiel 32
In der gleichen Weise wie in dem Cyan-Zweikomponentenentwickler, der im Beispiel 26 verwendet ist, wurden ein Gelb-Zweikomponentenentwickler, ein Magenta-Zweikomponentenentwickler und ein Schwarz-Zweikomponentenentwickler jeweils unter Verwendung des Gelbtoners C, des Magentatoners D und des Schwarztoners E erzeugt. Die Vierfarben-Zweikomponentenentwickler wurden in dem Bilderzeugungsgerät angeordnet, das ausgebildet ist, wie in 6 gezeigt ist, und Bilder wurden auf 20000 Blättern reproduziert. Demzufolge wurden gute Vollfarbenbilder erzeugt.

Claims

Bilderzeugungsverfahren, das die Schritte aufweist: – Herstellen des Kontakts einer Kontaktaufladevorrichtung mit einem Latentbild-Tragelement zur elektrostatischen Aufladung des Latentbild-Tragelements, um ein elektrostatisches latentes Bild darauf festzuhalten, – Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bilds auf dem auf diese Weise geladenen Latentbild-Tragelement, und – Verwenden einer Entwicklungsbaugruppe, die einen Entwicklungsbehälter aufweist, der einen Zweikomponentenentwickler mit einem Toner mit Tonerteilchen und einem magnetischen Träger vorhält, und ein Entwicklertragelement, um darauf den Zweikomponentenentwickler zu tragen und den Entwickler in einen Entwicklungsbereich zu transportieren und das auf dem Latentbild-Tragelement festgehaltene elektrostatische latente Bild durch die Verwendung eines Toners der Zweikomponentenentwicklertype in dem Entwicklungsbereich zu entwickeln, um ein Tonerbild zu erzeugen, wobei – das Latentbild-Tragelement eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand A von 10⁸ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist, – die Kontaktaufladevorrichtung eine Baugruppe zum elektrostatischen Aufladen des Latentbild-Tragelements durch Anlegen einer Spannung an ein Aufladeelement mit einem Volumenwiderstand B von 10⁴ bis 10⁹ Ω·cm aufweist, – der Toner als einen externen Zuschlagstoff Feinteilchen mit einem Volumenwiderstand C von 10⁷ bis 10¹¹ Ω·cm aufweist und – der magnetische Träger einen Volumenwiderstand D1 von 10⁹ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist, wobei der Volumenwiderstand A der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements, der Volumenwiderstand B der Kontaktaufladevorrichtung, der Volumenwiderstand C des externen Zuschlagstoffs des Toners und der Volumenwiderstand D1 des magnetischen Trägers die folgende Beziehung erfüllen: B < C < A < D1.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Feinteilchen, die als der externe Zuschlagstoff enthalten sind, einen Dispersionsteilchendurchmesser von 0,03 μm bis 0,4 μm aufweisen.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements einen Volumenwiderstand von 10¹⁰ bis 10¹³ Ω·cm aufweist, das Aufladeelement einen Volumenwiderstand von 10⁷ bis weniger als 10⁹ Ω·cm aufweist, die Feinteilchen des externen Zuschlagstoffs einen Volumenwiderstand C von 10⁹ bis 10¹⁰ Ω·cm aufweisen und der magnetische Träger einen Volumenwiderstand von 10¹³ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, welches ferner nach dem Entwicklungsschritt einen Transferschritt zum Übertragen des Tonerbilds auf ein Transferaufnahmemedium aufweist, wobei (I), ein Latentbild-Tragelement-Aufladebereich in dem Aufladeschritt, (II), ein Entwicklungsbereich des elektrostatischen latenten Bilds in dem Entwicklungsschritt, und (III), ein Tonerbildtransferbereich in dem Transferschritt in der Bewegungsrichtung des Latentbild-Tragelements aufeinanderfolgend angeordnet werden, in welcher keine Reinigungsvorrichtung in Kontakt mit der Latentbild-Tragelementoberfläche zum Entfernen des nach dem Transferschritt auf dessen Oberfläche rückständigen Toners zwischen dem Transferbereich und dem Aufladebereich sowie zwischen dem Aufladebereich und dem Entwicklungsbereich vor liegt, und der Toner, der nach dem Transferschritt auf der Latentbild-Tragelementoberfläche rückständig ist, durch die Entwicklungsbaugruppe in dem Entwicklungsschritt gleichzeitig entfernt wird.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der externe Zusatzstoff mindestens ein Anatastitanoxid aufweist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der externe Zusatzstoff ein Anatastitanoxid aufweist, das mit mindestens einem der Stoffe, ein Haftvermittler und ein Öl, oberflächenbehandelt ist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der externe Zusatzstoff ein Anatastitanoxid aufweist, das mit mindestens einem der Stoffe, ein Silanhaftmittel und ein Silikonöl, oberflächenbehandelt ist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der externe Zusatzstoff oberflächenbehandelte Feinteilchen aufweist und eine Hydrophobie von 20% bis 80% aufweist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Aufladeelement leitfähige Fasern oder leitfähige Magnetteilchen aufweist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Kontaktaufladevorrichtung eine Magnetbürsten-Aufladebaugruppe aufweist, an welcher leitfähige Magnetteilchen magnetisch haften.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 10, wobei die leitfähigen Magnetteilchen einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5 μm bis 45 μm aufweisen.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 10, wobei die leitfähigen Magnetteilchen einen gewichtsgemittelten Teil chendurchmesser aufweisen, der kleiner als der gewichtsgemittelte Teilchendurchmesser des magnetischen Trägers ist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der magnetische Träger Ferritteilchen aufweist, welche aus einer magnetischen Ferritkomponente bestehen, die durch die folgende Formel (I) dargestellt wird: (Fe₂O₃)_x(A)_y(B)_z (I),wobei A MgO, Ag₂O oder eine Mischung dieser darstellt, B Li₂O, MnO, CaO, SrO, Al₂O₃, SiO₂ oder eine Mischung dieser darstellt und x, y und z jeweils ein Gewichtsverhältnis darstellen und die folgenden Bedingungen erfüllen: 0,2 ≤ x ≤ 0,95, 0,005 ≤ y ≤ 0,3, 0 ≤ z ≤ 0,795 und x + y + z ≤ 1.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der magnetische Träger kugelförmige Trägerteilchen aufweist, die durch einen Polymerisationsprozeß erzeugt sind, in welchem Fe₂O₃, FeO, Fe₃O₄, Al₂O₃, SiO₂, CaO, SrO oder MgO oder eine Mischung dieser oder eine Ferritverbindung in einem Harzbindemittel dispergiert ist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Träger mit mindestens einem der Stoffe, ein vernetzbares Silikonharz und ein fluorhaltiges Harz, beschichtet ist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements einen Volumenwiderstand von 1 × 10⁸ bis 1 × 10¹⁴ Ω·cm aufweist und der magnetische Träger eine Impedanz von 9 × 10⁷ bis 9 × 10¹⁰ Ω·cm und einen 50%-Durchschnittsteilchendurchmesser von 20 μm bis 50 μm aufweist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 16, wobei der magnetische Träger mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet ist, das ein vernetzbares Silikonharz aufweist, welches ein durch die folgende Formel (II) dargestelltes Vernetzungsmittel enthält:
wobei R₁ einen Substituenten darstellt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CH₃, C₂H₅ und
besteht, sowie R₂ und R₃ jeweils einen Substituenten darstellen, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus CH₃, C₂H₅ und deren Derivaten besteht.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Entwicklertragelements in einer Gegenrichtung zu einer Bewegungsrichtung der Oberfläche des Latentbild-Tragelements bewegt wird.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Latentbild-Tragelement eine zylindrische Form mit einem Durchmesser d1 aufweist und das Entwicklertragelement eine zylindrische Form mit einem Durchmesser d2 aufweist und ein Verhältnis des Durchmessers d1 zu dem Durchmesser d2, d. h. d1/d2, von 1,0 bis 3,0 beträgt.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Verhältnis des Durchmessers d1 zu dem Durchmesser d2, d. h. d1/d2, von 1,0 bis 2,2 beträgt.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Entwicklungsvorspannung mit einer diskontinuierlichen Wechselspannung zu dem Zeitpunkt der durch die Entwicklungsbaugruppe ausgeführten Entwicklung an das Entwicklertragelement angelegt ist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Tonerteilchen durch einen Polymerisationsprozeß erzeugte Tonerteilchen aufweisen.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Tonerteilchen Formfaktoren SF-1 von 100 bis 150 und SF-2 von 100 bis 140 aufweisen.
Bilderzeugungsverfahren, das die Schritte aufweist: – Herbeiführen eines Kontakts zwischen einer Kontaktaufladevorrichtung mit einem Latentbild-Tragelement, um das Latentbild-Tragelement elektrostatisch aufzuladen, um darauf ein elektrostatisches latentes Bild festzuhalten, – Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bilds auf dem auf diese Weise aufgeladenen Latentbild-Tragelement, und – Verwenden einer Entwicklungsbaugruppe, die einen Entwicklerbehälter aufweist, um darin einen Einkomponentenentwickler mit Tonerteilchen vorzuhalten, und ein Entwicklertragelement, um darauf den in dem Entwicklerbehälter vorgehaltenen Einkomponentenentwickler zu tragen und den Entwickler in einen Entwicklungsbereich zu transportieren und in dem Entwicklungsbereich das elektrostatische latente Bild zu entwickeln, das auf dem Latentbild-Tragelement festgehalten ist, indem mindestens eine Entwicklerschicht, die aus dem auf dem Entwicklertragelement getragenen Einkomponentenentwickler erzeugt ist, mit der Oberfläche des Latentbild-Tragelements in Kontakt gebracht wird, um ein Entwicklerbild zu erzeugen, wobei – das Latentbild-Tragelement eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand A von 10⁸ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist, – die Kontaktaufladevorrichtung eine Baugruppe zum elektrostatischen Aufladen des Latentbild-Tragelements durch Anlegen einer Spannung an ein Aufladeelement mit einem Volumenwiderstand B von 10⁴ bis 10⁹ Ω·cm aufweist, – der Einkomponentenentwickler als einen externen Zuatzstoff Feinteilchen mit einem Volumenwiderstand C von 10⁷ bis 10¹¹ Ω·cm aufweist, und – das Entwicklertragelement eine Oberflächenschicht mit einem Volumenwiderstand D2 von 10⁹ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist, wobei der Volumenwiderstand A der Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements, der Volumenwiderstand B der Kontaktaufladevorrichtung, der Volumenwiderstand C des externen Zusatzstoffs des Einkomponentenentwicklers und der Volumenwiderstand D2 der Oberflächenschicht des Entwicklertragelements die folgende Beziehung erfüllen: B < C < A < D2.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Feinteilchen, die als der externe Zusatzstoff enthalten sind, einen Dispersionsteilchendurchmesser von 0,03 μm bis 0,4 μm aufweisen.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Oberflächenschicht des Latentbild-Tragelements einen Volumenwiderstand von 10¹⁰ bis 10¹³ Ω·cm aufweist, das Aufladeelement einen Volumenwiderstand von 10⁷ bis weniger als 10⁹ Ω·cm aufweist, die Feinteilchen des externen Zusatzstoffs einen Volumenwiderstand C von 10⁹ bis 10¹⁰ Ω·cm aufweisen und die Oberflächenschicht des Entwicklertragelements einen Volumenwiderstand von 10¹³ bis 10¹⁵ Ω·cm aufweist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, welches ferner nach dem Entwicklungsschritt einen Transferschritt zum Übertragen des Entwicklerbilds auf ein Transferaufnahmemedium aufweist, und wobei (I), ein Latentbild-Tragelement-Aufladebereich in dem Aufladeschritt, (II), ein Entwicklungsbereich des elektrostatischen latenten Bilds in dem Entwicklungsschritt, und (III), ein Entwicklerbildtransferbereich in dem Transferschritt in der Bewegungsrichtung des Latentbild-Tragelements aufeinanderfolgend angeordnet werden, in welcher keine Reinigungsvorrichtung in Kontakt mit der Latentbild-Tragelementoberfläche zum Entfernen des nach dem Transferschritt auf deren Oberfläche rückständigen Einkomponentenentwicklers zwischen dem Transferbereich und dem Auf ladebereich sowie zwischen dem Aufladebereich und dem Entwicklungsbereich vorliegt, und der Einkomponentenentwickler, der nach dem Transferschritt auf der Latentbild-Tragelementoberfläche rückständig ist, durch die Entwicklungsbaugruppe in dem Entwicklungsschritt gleichzeitig entfernt wird.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei der externe Zusatzstoff mindestens ein Anatastitanoxid aufweist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei der externe Zusatzstoff ein Anatastitanoxid aufweist, das mit mindestens einem der Stoffe, ein Vernetzungsmittel und ein Öl, oberflächenbehandelt ist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei der externe Zusatzstoff ein Anatastitanoxid aufweist, das mit mindestens einem der Stoffe, ein Silanhaftmittel und ein Silikonöl, oberflächenbehandelt ist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei der externe Zusatzstoff oberflächenbehandelte Feinteilchen aufweist und eine Hydrophobie von 20% bis 80% aufweist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei das Aufladeelement leitfähige Fasern oder leitfähige Magnetteilchen aufweist.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Kontaktaufladevorrichtung eine Magnetbürsten-Aufladebaugruppe aufweist, an welcher leitfähige Magnetteilchen magnetisch haften.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 33, wobei die leitfähigen Magnetteilchen einen gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 5 μm bis 45 μm aufweisen.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Tonerteilchen durch einen Polymerisationsprozeß erzeugte Tonerteilchen aufweisen.
Bilderzeugungsverfahren gemäß Anspruch 24, wobei die Tonerteilchen Formfaktoren SF-1 von 100 bis 150 und SF-2 von 100 bis 140 aufweisen.