DE69535393T2

DE69535393T2 - Bilderzeugungsverfahren und -gerät

Info

Publication number: DE69535393T2
Application number: DE69535393T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Ohta-ku Yoshida; Motoo Ohta-ku Urawa; Shuichi Ohta-ku Aita; Tsutomu Ohta-ku Kukimoto; Yoshifumi Ohta-ku Hano; Yuki Ohta-ku Nishio
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: US5731122A; CN1092348C; CN1151036A; EP0712048B1; DE69535393D1; EP0712048A1; KR960018808A; KR100211268B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildherstellungsverfahren und eine Bildherstellungsvorrichtung, die auf Drucker, Kopierer, Faxgeräte, etc. anwendbar sind. Die vorliegende Erfindung betrifft im Detail ein Bildherstellungsverfahren und eine Bildherstellungsvorrichtung, die auf Drucker, Kopierer, Faxgeräte, etc., anwendbar sind, wobei die Entwicklung elektrostatischer latenter Bildung und die Sammlung von Resttoner nach der Übertragung durch das gleiche Mittel bewirkt werden.
Verwandter Stand der Technik
Eine Anzahl von Methoden sind bisher in der Elektrophotographie bekannt, wobei im Allgemeinen elektrostatische latente Bilder auf einem lichtempfindlichen Element (Bildträgerelement) unter Verwendung eines Licht leitenden Materials und verschiedener Mittel gebildet werden, anschließend die elektrostatischen latenten Bilder mit einem Toner entwickelt werden, um Tonerbilder zu bilden, die auf ein Übertragungsmedium, wie Papier, falls erforderlich, übertragen werden, wonach dann die Tonerbilder auf dem Übertragungsmedium durch Hitze, Druck oder Hitze und Druck unter Herstellung von Kopien oder Drucken fixiert werden.
Als Methoden zum Sichtbarmachen elektrostatischer latenter Bilder sind die Kaskaden-, Magnetbürsten- und Druckentwicklungsmethoden, etc., bereits gut bekannt. Außerdem ist eine Methode bekannt, bei der ein magnetischer Toner und eine Drehtrommel verwendet werden und der magnetische Toner auf der Trommel auf ein lichtempfindliches Element in einem elektrischen Feld gezogen wird.
Neben einem Zweikomponenten-Entwicklungssystem erfordert ein Einkomponentensystem keine Trägerteilchen, wie Glasperlen oder Eisenpulver, und deswegen kann die Entwicklungsvorrichtung selbst kleiner und leichter hergestellt werden. Da außerdem bei dem Zweikomponentensystem die Tonerkonzentration im Entwickler konstant gehalten werden sollte, ist eine Vorrichtung notwendig, um die Tonerkonzentration nachzuweisen und den Toner nachzuliefern. Deswegen wird die Entwicklungsvorrichtung größer und schwerer. Bei dem Einkomponenten-Entwicklungssystem, weil diese Vorrichtung nicht notwendig ist, kann die Entwicklungsvorrichtung kleiner und leichter vorgesehen werden.
In letzter Zeit sind LBP-Drucker und LED-Drucker zu den allgemein üblichen Druckern bei der Anwendung der Elektrophotographie geworden. Die Technik auf diesem Gebiet orientiert sich in Richtung 400, 600 und 800 dpi im Vergleich zu herkömmlichen 240 und 300 dpi, d. h. zu einer höheren Auflösung. Als Folge einer höheren Auflösung ist ein hochgenaues Entwicklungssystem erforderlich. Wenn die Kopierer funktioneller werden, dann müssen sie digitalisiert werden. Gemäß dieser Orientierung werden elektrostatische latente Bilder hauptsächlich unter der Anwendung eines Lasers gebildet, um die Auflösung zu vergrößern. Es ist daher erforderlich, dass die Kopierer und auch die Drucker hoch genau werden. Aus dem obigen Grund sollten auch die Tonerteilchendurchmesser verstärkt kleiner werden. Und Toner, die einen kleinen Teilchendurchmesser in der spezifischen Teilchengrößenverteilung aufweisen, sind in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei 1-112253, offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 1-191156, offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 2-214156, offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 2-284158, offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 3-181952 und offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 1-162048 vorgeschlagen worden.
In den letzten Jahren ist eine Einkomponenten-Kontaktentwicklungsmethode vorgeschlagen worden, wobei die Entwicklung durchgeführt wird, indem eine halbleitende Entwicklungswalze oder eine Entwicklungswalze, auf deren Oberfläche eine dielektrische Schicht ausgebildet ist, gegen die Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements gedrückt wird. Die Technik für diese Einkomponenten-Kontaktmethode ist beispielsweise in „Japan Hardcopy 1989 Article Collection, Seiten 25–28", FUJITSU Sci. Tech. J., 28, 4, Seiten 473–480", der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 5-188765 und offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 5-188752 beschrieben.
Die Einkomponenten-Kontaktentwicklungsmethode hat den Vorteil, dass, weil die Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements und einer Entwicklungselektrode sehr nah angeordnet sind, der Kanteneffekt bei der Entwicklung verringert werden kann.
Wegen des verstärkten Bewusstseins im Hinblick auf die Bewahrung von Ressourcen sollte der Tonerverbrauch (die Tonermenge, die verwendet wird, wenn die Bildfläche konstant gehalten wird) weiterhin verringert werden.
Das Mittel, das normalerweise in der Reinigungsstufe eines lichtempfindlichen Elements verwendet wird, kann beispielsweise eine Rakel-, Pelzbürsten- und Walzenreinigung sein. Mit diesen Mitteln wird der Resttoner nach der Übertragung physikalisch von einem lichtempfindlichen Element abgekratzt, gesammelt und in einem Abfalltonerbehälter aufbewahrt. Deswegen können sich Probleme aufgrund des Pressens von Elementen, die diese Mittel bilden, gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements auftreten. Beispielsweise schleift das starke Pressen eines Reinigungselements die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ab. Außerdem führt das vorhandene Reinigungsmittel unvermeidlich zu einer Vergrößerung der gesamten Vorrichtung, was ein Problem werden kann, wenn die Vorrichtung miniaturisiert werden soll. Aus ökologischer Sicht ist weiterhin eine Vorrichtung, die keinen Abfalltoner entsorgt, stark erwünscht gewesen.
Wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei 2-51168 beschrieben worden ist, konzentriert sich die Technik, die üblicherweise „Reinigung gleichzeitig mit der Entwicklung" oder „reinigerlos" genannt wird, auf den positiven Speicher oder negativen Speicher von Tonerbildern aufgrund des Resttoners, der nach der Übertragung verblieben ist. Da allerdings heutzutage die Elektrophotographie für verschiedene Zwecke angewendet wird, sollten die Tonerbilder auf eine Vielfalt von Übertragungsmedien übertragen werden. Aus dieser Sicht war bisher der Stand der Technik noch nicht zufrieden stellend.
In der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei 2-51168 ist beschrieben worden, dass ein kugelförmiger Toner und ein kugelförmiger Träger in einem reinigerlosen elektrophotographischen Druckverfahren verwendet werden, um eine stabile Ladbarkeit zur Verfügung zu stellen. Allerdings gibt es in diesem Dokument keinen Hinweis auf die Teilchengrößenverteilung. Während außerdem Techniken, die sich auf den reinigerlosen Typ beziehen, in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Sho 59-133573, japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Sho 62-203182, japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Sho 63-133179, japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Sho 64-10587, japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei 2-302772, japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei 5-53482 und japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei 5-61383 beschrieben worden sind, ist der Aufbau eines lichtempfindlichen Elements, das für die reinigerlose Technik geeignet ist, nicht erwähnt worden.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0330498 offenbart einen Entwickler zum Entwickeln elektrostatischer Bilder, der einen nicht magnetischen Toner mit einer spezifischen Tonerteilchengrößenverteilung umfasst.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0395026 betrifft einen Entwickler zur Entwicklung elektrostatischer latenter Bilder, wobei dieser Entwickler mindestens ein feines hydrophobes Siliciumoxidpulver und einen magnetischen Toner mit Teilchen, die eine spezifische Teilchengrößenverteilung erfüllen, umfasst.
Die deutsche Patentanmeldung Nr. 2551306 offenbart ein elektrophotographisches lichtempfindliches Material, das eine lei tende Rückschicht und eine lichtempfindliche Schicht umfasst. Die lichtempfindliche Schicht ist aus einem Licht leitenden Material, einem Harzbindemittel und einem Fluor enthaltenden Harz gebildet.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0578094 offenbart ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element, das eine lichtempfindliche Schicht ausgebildet auf einem elektrisch leitenden Träger umfasst. Die lichtempfindliche Schicht enthält eine Ladungserzeugungssubstanz, eine Ladungstransportsubstanz und ein Bindemittelharz. Eine Oberflächenschicht enthält ein teilchenförmiges Fluoratom enthaltendes Harz, eine Ladungstransportsubstanz und ein Bindemittelharz, das aus den gleichen Bestandteilen wie das Bindemittelharz in der lichtempfindlichen Schicht zusammengesetzt ist.
Das US-Patent Nr. 5,253,023 offenbart eine elektrostatographische Vorrichtung ohne Reiniger, in der ein Bild, das auf einem endlosbandähnlichen Aufzeichnungsmedium gebildet ist, gleichzeitig in der Hitze übertragen und auf das Bild empfangende Aufzeichnungsblatt fixiert wird. Das bandähnliche Aufzeichnungsmedium kann auf der Oberfläche mit einem Fluorharz beschichtet sein.
Der Kanteneffekt kann verhindert werden, indem ein lichtempfindliches Element und ein Trägerelement sehr nahe aneinander gebracht werden, es ist allerdings sehr schwierig, die Entfernung zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Tonerträgerelement kleiner als die Tonerschichtdicke auf dem Tonerträgerelement einzustellen.
Wenn das Tonerträgerelement gegen das lichtempfindliche Element gedrückt wird, um den Kanteneffekt zu verhindern, wenn die Oberflächenbewegungsrate des Tonerträgerelements die gleiche wie die Oberflächenbewegungsrate des lichtempfindlichen Elements ist, dann ist es schwierig, elektrostatische latente Bilder auf dem lichtempfindlichen Element mit dem Toner zu entwickeln, um gute Tonerbilder herzustellen. Wenn es einen Unterschied zwischen ihren Oberflächenbewegungsraten gibt, wird der Toner auf dem Tonerträgerelement auf das lichtempfindliche Element entsprechend den elektrostatischen latenten Bildern übertragen, und es können Tonerbilder, die sehr verlässliche elektrostatische latente Bilder liefern und den Kanteneffekt nicht zeigen, hergestellt werden. Allerdings ist die herkömmliche Kontaktentwicklungsmethode nicht ausreichend, um den Resttoner, der nach der Übertragung verblieben ist, gleichzeitig in der Entwicklung effizient wieder zu gewinnen.
Die herkömmliche, gleichzeitig mit der Entwicklung durchgeführte Reinigungsmethode oder die reinigerlose Bilderherstellungsmethode kann nicht ausreichend für verschiedene Arten von Übertragungsmedien, wie Kartonpapier und transparente Folien für Overhead-Projektoren, durchgeführt werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bildherstellungsverfahren und eine Bildherstellungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen die zuvor genannten Probleme des Standes der Technik gelöst werden können.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bildherstellungsverfahren und eine Bildherstellungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die so ausgestaltet sind, dass die Reinigung mit der Entwicklung gleichzeitig durchge führt wird und die frei hinsichtlich des Einflusses des positiven oder negativen Speichers aufgrund des Resttoners, der nach der Übertragung verbleibt, sind.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bildherstellungsverfahren und eine Bildherstellungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen Systeme ausgestaltet werden können, die ein gutes Übertragungsvermögen auf verschiedene Arten von Übertragungsmedien, wie Kartonpapier und transparente Folien für Overhead-Projektoren, aufweisen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bildherstellungsverfahren und -vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen der Tonerverbrauch im Vergleich mit herkömmlichen Verfahren verringert werden kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bilderherstellungsverfahren und -vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die Bilder mit hoher Dichte produzieren können, wobei die Bilder deutlich und scharf sind, selbst im Hinblick auf latente Bilder mit kleinen Punkten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bilderherstellungsverfahren und -vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen elektrostatische latente Bilder auf einem lichtempfindlichen Element gebildet werden, und, wenn die elektrostatischen latenten Bilder entwickelt werden, der Toner auf dem Trägerelement mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt steht, wobei verhindert wird, dass sich der Toner verschlechtert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bilderherstellungsverfahren und -vorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei verhindert wird, dass die Oberfläche des Tonerträgerelements verschlechtert wird.
Des Weiteren besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Bilderherstellungsverfahren und -vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen die Geschwindigkeit einer Entwicklungsvorrichtung beschleunigt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht weiterhin, ein Bilderherstellungsverfahren und -vorrichtung zur Verfügung zu stellen, worin ein lichtempfindliches Element verwendet wird, das gegenüber Schädigungen beständig ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist entdeckt worden, dass die zuvor genannten Aufgaben gelöst werden können, indem ein Bildherstellungsverfahren zur Verfügung gestellt wird, das folgendes aufweist:

(a) einen Ladeprozess zum Laden eines lichtempfindlichen Elements;
(b) einen Belichtungsprozess zum Belichten des geladenen lichtempfindlichen Elements, um ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden;
(c) einen Entwicklungsprozess, um einen Toner, der von einem Tonerträgerelement getragen wird, in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zu bringen und das elektrostatische latente Bild zu entwickeln und ein Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element zu bilden;
(d) einen Übertragungsprozess zum Übertragen des Tonerbilds auf dem lichtempfindlichen Element auf ein Übertragungsmaterial durch Anlegen einer Spannung an ein Übertragungsmittel von einer Vorspannungsvorrichtung;
(e) einen Fixierprozess zum Fixieren des übertragenen Tonerbilds auf dem Übertragungsmaterial durch Anwenden von Hitze und Druck und
(f) einen Wiedergewinnungsprozess zum Wiedergewinnen von restlichem Toner, der auf dem lichtempfindlichen Element verblieben ist, worin der Toner mindestens Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen und ein anorganisches feines Pulver umfasst; und der Toner einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen, DV (μm) in einem Bereich von 3 μm ≤ DV ≤ 8 μm, einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht, D4 (μm) in einem Bereich von 3,5 μm ≤ D4 ≤ 9 um aufweist und die Prozentzahl der Teilchen, deren Teilchendurchmesser kleiner als 5 μm in der Teilchendurchmesserverteilung, bezogen auf die Anzahl (Nr) ist, in einem Bereich von 17 %, bezogen auf die Anzahl, ≤ Nr ≤ 90 %, bezogen auf die Anzahl, ist;

(i) Verwenden eines Harzes mit einer niedrigen Oberflächenenergie als Harz, das diese äußerste Schicht bildet;
(ii) Zugeben eines Materials in diese äußerste Schicht, um Wasser abweisende Eigenschaften oder lipophile Eigenschaften darauf zu vermitteln oder
(iii) Pulverisieren eines Materials, das ein hohes Abtrennvermögen besitzt und Dispergieren des Materials in der äußersten Schicht,

Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls eine Bildherstellungsvorrichtung zur Verfügung, die aufweist:
ein Lademittel zum Laden eines lichtempfindlichen Elements;
ein Belichtungsmittel zum Belichten des geladenen lichtempfindlichen Elements, um ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden;
ein Entwicklungsmittel, um einen Toner, der von einem Tonerträgerelement getragen wird, in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zu bringen und das elektrostatische latente Bild zu entwickeln und ein Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element zu bilden;
ein Übertragungsmittel zum Übertragen des Tonerbilds auf dem lichtempfindlichen Element auf ein Übertragungsmaterial durch Anlegen einer Spannung an das Übertragungsmittel von einer Vorspannungsvorrichtung; und
ein Fixiermittel zum Fixieren des übertragenen Tonerbilds auf dem Übertragungsmaterial durch Anwenden von Hitze und Druck;
wobei der Toner mindestens Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, und ein anorganisches feines Pulver umfasst; und der Toner einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen, DV (μm) in einem Bereich von 3 μm ≤ DV ≤ 8 μm, einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht, D4 (μm) in einem Bereich von 3,5 μm ≤ D4 ≤ 9 μm aufweist und die Prozentzahl der Teilchen, deren Teilchendurchmesser kleiner als 5 μm in der Teilchendurchmesserverteilung, bezogen auf die Anzahl (Nr), ist, in einem Bereich von 17%, bezogen auf die Anzahl ≤ Nr ≤ 90%, bezogen auf die Anzahl, ist;
wobei die äußerste Schicht des lichtempfindlichen Elements ein hohes Abtrennvermögen aufweist, wobei dieses Abtrennvermögen durch eine Technik vermittelt wird, die aus dem Folgenden gewählt ist:

(i) Verwenden eines Harzes mit einer niedrigen Oberflächenenergie als Harz, das diese äußerste Schicht bildet;
(ii) Zugeben eines Materials in diese äußerste Schicht, um wasserabweisende Eigenschaften oder lipophile Eigenschaften darauf zu vermitteln oder
(iii) Pulverisieren eines Materials, das ein hohes Abtrennvermögen besitzt und Dispergieren des Materials in der äußersten Schicht,

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Teilquerschnittsansicht eines lichtempfindlichen Elements.
2 bis 6 sind erklärende Zeichnungen, die einen elektrophotographischen Prozess erläutern.
7 ist eine erklärende Zeichnung hinsichtlich des Kontaktwinkels einer Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements bezüglich Wasser.
8 ist eine Zeichnung, die die Belichtungsstärke/Oberflächenpotenzial-Kurve des lichtempfindlichen Elements Nr. 4 erläutert.
9 ist eine erklärende Zeichnung für eine Vorrichtung zur Messung der Menge der Reibungselektrifizierung des Toners.
10 bis 12 sind Zeichnungen, die für die Bewertung verwendete Bildmuster erläutern.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung verwendet ein lichtempfindliches Element, das eine Oberfläche mit hohem Abtrennvermögen besitzt, wodurch die Reibung zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Toner oder Tonerträgerelement verringert wird, die Verschlechterung des Toners aufgrund langer Anwendung verhindert, eine hohe Auflösung erreicht und die Schädigung der Oberfläche des Tonerträgerelements verhindert.
Weiterhin verwendet die vorliegende Erfindung ein lichtempfindliches Element, das eine Oberfläche mit einem hohen Abtrennvermögen besitzt, so dass die Menge des Resttoners, der nach der Übertragung übrig bleibt, drastisch verringert werden kann und die Herstellung von negativen Geisterbildern wegen von nicht vorhandenen Schatten aufgrund des Resttoners verhindert wird und die Reinigungseffizienz des Resttoners in der Entwicklung ebenfalls erhöht wird, so dass die Herstellung von positiven Geisterbildern gut verhindert werden kann.
Der Mechanismus der Geisterbildherstellung wird wie folgt beschrieben: Die Schattenbildung aufgrund von Resttoner nach der Übertragung ergibt ein Problem, wenn die Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements (z. B. eine lichtempfindliche Trommel oder ein lichtempfindliches Band) wiederholt für ein Blatt eines Übertragungsmaterials verwendet wird. Wenn der Umfang eines lichtempfindlichen Elements kürzer als die Länge des Übertragungsmaterials in der Richtung ist, in der das Übertragungsmaterial zugeführt wird, muss das lichtempfindliche Element dem nächsten Ladungs-Belichtungsentwicklungsprozess in dem Zustand unterworfen werden, indem Resttoner darauf nach der Übertragung verblieben worden ist, während ein Blattübertragungsmaterial dadurch geht. Im Ergebnis kann der Entwicklungskontrast unzureichend sein, weil das Potential nicht ausreichend von der lichtempfindlichen Oberfläche mit dem Resttoner gereinigt ist. Bei der inversen Entwicklung, wenn Resttoner vorhanden ist, treten negative Geister, deren Dichte niedriger als die umgebende Fläche ist, auf den Bildern auf. Wenn die Entfernung des Resttoners zum Zeitpunkt der Entwicklung unzureichend ist, haftet der Toner weiterhin an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, auf der der Resttoner vorhanden ist, was positive Geister verursacht, deren Dichte höher als der umgebende Bereich ist. Die vorliegende Erfindung kann in günstiger Weise die Geisterbildherstellung aufgrund der Verwendung eines spezifischen lichtempfindlichen Elements und eines spezifischen Toners steuern.
Die vorliegende Erfindung ist effektiv, wenn die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements hauptsächlich aus Polymerbindemitteln zusammengesetzt ist, beispielsweise, wenn ein Schutzfilm, der hauptsächlich aus einem Harz zusammengesetzt ist aus einem anorganischen lichtempfindlichen Element, wie Selen oder amorphes Silicium, vorgesehen ist; wenn eine Oberflächenschicht, gebildet aus einem Ladungstransportmittel und Harz, als Ladungstransportfilm eines organischen lichtempfindlichen Elements vom Funktionstrennungstyp, vorliegt und eine Schutzschicht über der Ladungstransportschicht vorgesehen ist.
Die folgenden Mittel können als Mittel zur Verleihung eines Abtrennvermögens für diese äußerste Schicht aufgeführt werden: (i) die Verwendung eines Harzes mit einer niedrigen Oberflächenenergie als Harz zur Bildung der äußersten Schicht selbst; (ii) die Zugabe eines Additivs in die äußerste Schicht, um dieser wasserabweisende Eigenschaften oder lipophile Eigenschaften zu verleihen; (iii) die Pulverisierung eines Materials, das ein hohes Abtrennvermögen besitzt und die Dispersion des Materials in der äußersten Schicht. Im Fall von (i) kann dieses durchgeführt werden, indem Chlor enthaltende Radikale und/oder Silicium enthaltende Radikale in die Struktur des Harzes gegeben werden. Im Fall von (ii), kann dieses durchge führt werden, indem ein oberflächenaktives Mittel als Additiv verwendet wird. Im Fall von (iii), können Verbindungen, die Fluoratome (z. B. Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid, Fluorkohlenstoff, etc.) enthalten, als Material genannt werden. Unter diesen ist ein Polytetrafluorethylenpulver insbesondere bevorzugt. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, ein Pulver mit hohem Abtrennvermögen, wie ein Fluor enthaltendes Harz, in der äußersten Schicht zu dispergieren.
Unter Verwendung der obigen Mittel kann der Kontaktwinkel der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gegenüber Wasser auf 85° C oder größer, (bevorzugt 90° C oder größer), eingestellt werden. Wenn dieser Winkel weniger als 85° C beträgt, kann es zu einer Verringerung der Tonerübertragungsrate und zu einer Verschlechterung des Toners und des Tonerträgerelements kommen.
Damit die äußerste Schicht diese Pulver enthält, wird eine Schicht des Pulvers, das in dem Bindemittelharz dispergiert ist, auf der äußersten Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebildet. Wenn alternativ das lichtempfindliche Element ein lichtempfindliches OPC-Element, das ursprünglich hauptsächlich ein Harz umfasst, ist, kann das Pulver in der äußersten Schicht dispergiert werden, ohne eine neue Schicht vorzusehen. Die hinzuzufügende Menge beträgt 1 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der äußersten Schicht, bevorzugt 2 bis 50 Gew.-%. Bei weniger als 1 Gew.-% ist die Reduktion des Resttoners nicht ausreichend und es ist schwierig, den übertragenen Resttoner zu entfernen, was die Wirkung auf die Verhinderung des Geisterbilds verschlechtert und ebenfalls die Tonerwiedergewinnungseffizienz im Entwicklungsprozess verringert. Bei mehr als 60 Gew.-% ist die Stärke der äußersten Schicht verringert, und die Menge des einfallenden Lichts auf das lichtempfindliche Element wird weniger, was nicht erwünscht ist. Im Hinblick auf die Bildqualität ist es wünschenswert, dass der Teilchendurchmesser des Pulvers 1 μm oder weniger, bevorzugt 0,5 μm oder weniger, beträgt. Wenn der Teilchendurchmesser größer als 1 μm ist, kann sich die Linienauflösung aufgrund der Diffusion des einfallenden Lichts verschlechtern.
Die vorliegende Erfindung ist effektiv bei der direkten Lademethode, wobei das Lademittel in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element gebracht wird. Wenn eine Menge von Resttoner vorhanden ist, dann haftet dieser an dem Direktladeelement in der folgenden Stufe, d. h. der Ladestufe, so dass eine schlechte Ladung auftreten kann. Demzufolge ist es sogar noch wichtiger, die Menge des Resttoners in der Ladestufe zu verringern, im Vergleich zur Corona-Entladung, etc., wo das Lademittel nicht in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element kommt.
Eine bevorzugte Ausführungsform des in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden lichtempfindlichen Elements wird nachfolgend beschrieben: Als leitende Basismaterialien, können die folgenden genannt werden: Metalle, wie Aluminium oder rostfreier Stahl, eine Aluminiumlegierung oder eine Indiumoxid/Zinnoxid-Legierung, Kunststoffmaterialien mit einer Beschichtung der Metalle oder Legierungen, Papier oder Kunststoffmaterialien, die mit leitenden Teilchen imprägniert sind, zylindrisch geformtes Kunststoffmaterial und ein Film, der ein leitendes Polymer enthält, etc..
Auf diesen leitenden Basismaterialien kann man eine Unterschicht vorsehen, um die Haftung des lichtempfindlichen Elements zu erhöhen, die Anwendungseigenschaften zu verbessern, die Basis zu schützen, Defekte auf der Basis aufzubringen, Ladungen von der Basissubstanz zu injizieren, die lichtempfindliche Schicht vor mechanischer Zerstörung zu schützen, etc.. Die Unterschicht ist aus Materialien, wie Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Methylcellulose, Nitrocellulose, Ethylen/Acrylsäure-Copolymere, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Casein, Polyamid, Copolymernylon, Leim, Gelatine, Polyurethan, Aluminumoxid, etc., gebildet sein. Die Filmdicke beträgt im Allgemeinen 1–10 μm, bevorzugt 0,1 bis 3 μm.
Die Ladungserzeugungsschicht wird gebildet, indem ein Ladungserzeugungsmaterial in einem geeigneten Bindemittel dispergiert wird und dann die Beschichtung oder Dampfabscheidung durchgeführt wird, wobei das Ladungserzeugungsmaterial ein anorganisches Material, wie ein Azopigment, Phthalocyaninpigment, Indigopigment, Perylenpigment, polyzyklisches Chinon, ein Squariliumfarbstoff, Pyryliumpigment, Thiopyryliumsalze und Triphenylmethanpigmente; oder anorganische Materialien, wie amorphes Silicium. Das Bindemittel umfasst ein Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polyvinylbutyralharz, Polystyrolharz, Acrylharz, Methacrylharz, Phenolharz, Siliconharz, Epoxidharz und Vinylacetat. Die Menge des in der Ladungserzeugungsschicht enthaltenen Bindemittels beträgt weniger als 80 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 40 Gew.-%. Die Filmdicke der Ladungserzeugungsschicht beträgt 5 μm oder weniger, bevorzugt 0,05 bis 2 μm.
Die Ladungstransportschicht hat die Funktion des Empfangens der Ladungsträger aus der Ladungserzeugungsschicht in Gegen wart eines elektrischen Films und des Transports der Träger. Die Ladungstransportschicht wird gebildet, indem ein Ladungstransportmaterial in einem Lösungsmittel zusammen mit einem Bindemittelharz, falls notwenig, gelöst wird und dann die Beschichtung durchgeführt wird. Die Filmdicke der Ladungstransportschicht beträgt im Allgemeinen 5 bis 40 μm. Das Ladungstransportmaterial umfasst polyzyklische aromatische Verbindungen mit einer Struktur, wie Biphenylen, Anthracen, Pyren oder Phenanthren in ihrer Haupt- oder Seitenkette; heterozyklische Verbindungen, die Stickstoff enthalten, wie Indol, Carbozol, Oxadiazol, Pyrazol; Hydrazonverbindungen; Styrylverbindungen und anorganische Verbindungen, wie Selen, Selen-Tellur, amorphes Silicium, Cadmiumsulfid.
Das Bindemittelharz, in dem das Ladungstransportmaterial dispergiert ist, umfasst Harze, wie ein Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polymethacrylatester, Polystyrolharz, Acrylharz und Polyamidharz und organische lichtleitende Polymere, wie Poly-N-vinylcarbozol und Polyvinylanthracen.
Eine Schutzschicht kann als Oberflächenschicht vorgesehen werden. Harze, die für die Schutzschicht verwendet werden, umfassen Polyester, Polycarbonat, ein Acrylharz, Epoxidharz, Phenolharz oder eine Mischung daraus mit einem Härtungsmittel. Diese Harze können allein oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Die leitenden feinen Teilchen können in dem Harz der Schutzschicht dispergiert sein. Die leitenden feinen Teilchen können aus einem Metall oder Metalloxid hergestellt sein. Sie sind bevorzugt ultrafeine Teilchen aus einem Material, wie Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Wismut oxid, Titanoxid, das mit Zinnoxid beschichtet ist, Indiumoxid, das mit Zinn beschichtet ist, Zinnoxid, das mit Antimon beschichtet ist, und Zirkoniumoxid. Diese können allein oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden. Wenn im Allgemeinen Teilchen in der Schutzschicht dispergiert sind, ist es wünschenswert, dass der Teilchendurchmesser der Teilchen kleiner als die Wellenlänge des einfallenden Lichts ist, um eine Diffusion des einfallenden Lichts aufgrund der dispergierten Teilchen zu verhindern. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Teilchendurchmesser der leitenden Teilchen oder isolierenden Teilchen, die in der Schutzschicht dispergiert sind, 0,5 μm oder weniger beträgt. Die Menge der Teilchen, die in der Schutzschicht enthalten sind, beträgt 2 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schutzschicht, bevorzugter 5 bis 80 Gew.-%. Die Dicke der Schutzschicht beträgt bevorzugt 0,1 bis 10 μm, bevorzugter 1 bis 7 μm. Die Beschichtung der Oberflächenschicht kann durch Sprühbeschichten, Strahlenbeschichten oder Permeationsbeschichten mit der Harzdispersion durchgeführt werden.
Als Beispiel für die Entwicklungseinheit der vorliegenden Erfindung gibt es eine Entwicklungseinheit, bei der die Einkomponenten-Methode angewendet wird, wobei Toner auf die Oberfläche einer elastischen Walze aufgetragen wird, die in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gebracht wird. In diesem Fall ist es wichtig, dass der Toner auf dem Tonerträgerelement mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt ist, sei es ein magnetischer Toner oder ein nichtmagnetischer Toner. Es ist allerdings bevorzugt, dass der Gehalt des magnetischen Materials kleiner ist, um weiterhin den Einfluss einer winzigen Menge von Resttoner auf die Schattenbildung weiterhin zu eliminieren. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass der Teilchendurchmesser der Teilchen des magnetischen Materials kleiner ist. Das Tonerträgerelement ist tatsächlich mit der Oberfläche der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt. Dieses bedeutet, dass, wenn der Toner vom Tonerträgerelement entfernt wird, das Tonerträgerelement in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element ist. Zu diesem Zeitpunkt kann man ein Bild, das keinen Kanteneffekt aufweist, in einem elektrischen Feld, das durch den Toner zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Tonerträgerelement wirkt, während die Reinigung gleichzeitig durchgeführt wird, erhalten. Es ist notwendig, dass entweder die Oberfläche der elastischen Walze oder die Nachbarschaft ihrer Oberfläche ein Potential aufweist, und es befindet sich ein elektrisches Feld zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und der Oberfläche des Tonerträgerelements. Dieses kann ebenfalls erreicht werden durch Anwenden einer Methode, wobei der elastische Kautschuk der elastischen Walze in einem mittleren Widerstandsbereich gesteuert wird, so dass, während die Kontinuität zwischen der Walze und dem lichtempfindlichen Element verhindert wird, ein elektrisches Feld aufrecht erhalten wird, oder einer Methode, wobei eine dielektrische Dünnschicht auf der Oberfläche einer leitenden Walze vorgesehen wird. Es ist weiterhin ebenfalls möglich, eine Anordnung vorzusehen, bei der die leitende Walze mit einer leitenden Harzwalze, die mit einem isolierenden Material auf der Seite gegenüber des lichtempfindlichen Elements beschichtet ist, versehen wird oder eine isolierende Trommel mit einer leitenden Schicht auf der Seite nicht gegenüber zum lichtempfindlichen Element versehen wird.
Wenn die Einkomponentenentwicklungsmethode angewendet wird, kann sich die Tonerträgerwalze, die den Toner trägt, in die gleiche Richtung wie das lichtempfindliche Element oder in die entgegen gesetzte Richtung drehen. Wenn die Drehrichtung die gleiche wie bei dem lichtempfindlichen Element ist, ist es wünschenswert, dass das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis des Tonerträgerelements zum lichtempfindlichem Element bevorzugt 100 % oder größer beträgt. Wenn dieses Verhältnis 100 % oder weniger ist, gibt es Probleme hinsichtlich der Bildqualität, wie eine Verschlechterung der Linienbildschärfe. Je höher das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis ist, umso mehr wird Toner auf die Entwicklungsfläche geführt, die Häufigkeit der Tonerhaftung und die dessen Entfernung von den elektrostatischen Bildern wird erhöht und die Bilder entsprechend den elektrostatischen latenten Bildern können hergestellt werden, indem der Toner, der auf unnötigen Flächen haftet, wiederholt abgekratzt wird und der Toner auf die notwendigen Flächen aufgetragen wird. Das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis beträgt bevorzugter 110 % oder mehr. Im Hinblick auf die Reinigung gleichzeitig mit der Entwicklung kann gesagt werden, da der Effekt der physikalischen Ablösung des Resttoners, der am lichtempfindlichen Element haftet, durch den Unterschied der Umfangsgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und dem Bereich, wo der Toner haftet und des Sammelns des Toners in einem elektrischen Feld erwartet werden kann, dass je höher das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis des Tonerträgerelements zum lichtempfindlichen Element ist, um so besser das Sammeln des Resttoners ist. Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf ein Element angewendet werden, das mit dem lichtempfindlichen Element zwischen der Übertragung und der Ladung in Kontakt kommt.
Der Toner, der erfindungsgemäß verwendet wird, weist ein feines anorganisches Pulver auf der Oberfläche der Tonerteilchen auf. Dieses zeigt Wirkungen auf die Verbesserung der Entwick lungseffizienz, das Reproduktionsvermögen und die Übertragungseffizienz des elektrostatischen latenten Bilds und der Verringerung der Nebelbildung.
Das in dieser Erfindung verwendete feine anorganische Pulver umfasst ein feines anorganisches Pulver, das aus kolloidalem Siliciumoxid, Titanoxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Calciumtitanat, Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Magnesiumtitanat, Ceroxid, Zirconiumoxid, etc. gebildet ist. Diese können allein oder in einer Mischung aus zwei oder mehreren verwendet werden. Titanoxid, Aluminiumoxid oder Siliciumoxid ist bevorzugt. Es ist bevorzugt, dass diese feinen anorganischen Pulver so behandelt werden, dass sie hydrophob werden. Es ist insbesondere bevorzugt, dass das feine anorganische Pulver auf der Oberfläche mit Siliconöl behandelt worden ist.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Toner ist eine Mischung aus Tonerteilchen mit mindestens einem feinen anorganischen Pulvermaterial, wozu ein feines organisches Pulver oder ein feines Harzpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von kleiner als der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Tonerteilchen gegeben werden kann.
Weiterhin besitzt der Toner eine spezifische Teilchengrößenverteilung. Wenn die Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5 μm oder kleiner zu weniger als 17 %, bezogen auf die Anzahl, vorliegen, verringert sich der Effekt der Verbrauchsreduzierung, und wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen, D_v (μm) 8 μm oder weniger beträgt und der durchschnittliche Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht, D₄ (μm) 9 μm oder größer ist, verschlechtert sich die Auflösung von 100 μm oder feineren Punkten. Wenn die Entwick lung durch die Steuerung der Entwicklungsbedingungen oder dergleichen verstärkt wird, kann es zu einer Quellung der Linien und Tonerstreuung kommen, und der Tonerverbrauch erhöht sich. Wenn die Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5 μm oder kleiner zu mehr als 90 %, bezogen auf die Anzahl, vorliegen, verringert sich die Bilddichte. 60 %, bezogen auf die Anzahl < N_r ≤ 88 %, bezogen auf die Anzahl, ist bevorzugt. Um weiterhin die Auflösung zu verbessern, ist ein Toner mit einem winzigen Durchmesser von 3,0 μm ≤ D_v ≤ 6,0 μm, 3,5 μm ≤ D₄ ≤ 6,5 μm bevorzugt. Weiter bevorzugter ist 3,2 μm ≤ D_v ≤ 5,8 μm, 3,6 μm ≤ D₄ ≤ 6,3 μm.
Um den Verbrauch zu Verringern und die Auflösung von kleineren isolierten Punkten zu verbessern, ist es bevorzugt, dass der durchschnittliche Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen D_v (μm) 3 μm ≤ D_v ≤ 6,5 μm beträgt, der durchschnittliche Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht, D₄ (μm) 3,5 μm ≤ D₄ ≤ 6,5 μm beträgt, das Verhältnis N_r der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5 μm oder kleiner in einer Teilchengrößenverteilung, bezogen auf die Anzahl 60 %, bezogen auf die Anzahl ≤ N_r ≤ 90 %, bezogen auf die Anzahl beträgt, das Volumenverhältnis von Teilchen mit 8 μm oder größer in einer Teilchengrößenverteilung, bezogen auf das Volumen 15 % oder weniger, bezogen auf das Volumen, beträgt und das Verhältnis N_m/N_v des Verhältnisses N_m der Teilchen mit 3,17 μm oder kleiner in der Teilchengrößenverteilung, bezogen auf die Anzahl zum Verhältnis N_v der Teilchen mit 3,17 μm oder kleiner in der Teilchengrößenverteilung, bezogen auf das Volumen 2,0 bis 8,0 beträgt. Es ist bevorzugter, dass das Verhältnis N_r der Teilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5 μm oder kleiner 60 %, bezogen auf die Anzahl ≤ N_r ≤ 88 %, bezogen auf die Anzahl be trägt, und D_v 3,2 μm ≤ D_v ≤ 5,8 μm beträgt und D₄ 3,6 μm ≤ D₄ ≤ 6,3 μm beträgt.
Wenn das Verhältnis N_m/N_v des Verhältnisses N_m der Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,17 μm oder kleiner in der Teilchengrößenverteilung, bezogen auf die Anzahl zum Verhältnis N_v der Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,17 μm oder kleiner in der Teilchengrößenvolumenverteilung weniger als 2,0 beträgt, kann es zu einer Nebelbildung kommen und bei mehr als 8,0, kann es zu einer Verschlechterung der Auflösung von etwa 50 μm isolierten Punkten kommen. 3,0 bis 7,0 ist bevorzugter. Hier beträgt das Verhältnis N_m der Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 3,17 μm oder kleiner in der Teilchengrößenverteilung, bezogen auf die Anzahl, 5 bis 40 %, bevorzugt 7 bis 35 %.
Das Volumenverhältnis der Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 8 μm oder größer in der Tonerteilchengrößenverteilung, bezogen auf das Volumen, beträgt bevorzugt 10 oder weniger, bezogen auf das Volumen, um das Streuen zu verringern, die Änderung der Teilchengröße in einer Entwicklungsvorrichtung während einer Verarbeitung über einen langen Zeitraum zu steuern und eine stabile Dichte zu erhalten.
Der absolute Wert (mC/g) der Ladung des Toners sollte 14 ≤ Q ≤ 80 (Q bedeutet die Menge der Reibungsladung der Reibungselektrifizierung gegen Eisenpulver), bevorzugt 24 ≤ Q ≤ 60 betragen. Wenn Q < 14, dann ist die Menge zu klein und der Effekt der Verringerung des Tonerverbrauchs ist verschlechtert. Wenn 80 < Q, ist die Menge zu groß und es kann zu einem Abfall der Dichte kommen.
Der kleine Teilchendurchmesser des Toners erreicht weiterhin eine hohe Bildqualität, die Erhöhung der Menge des feinen Pulvers mit 5 μm oder weniger, das größer hinsichtlich der Ladungsmenge ist und die Wiedergewinnung des Resttoners, der nach der Übertragung in der Entwicklungsstufe verbleibt, erreichen viel niedrigere Verbrauchsmengen und der Gebrauch eines lichtempfindlichen Elements mit einem Kontaktwinkel von 85° oder mehr gegenüber Wasser verbessert das Übertragungsvermögen des Toners mit einem winzigen Teilchendurchmesser. Der Einfluss des Resttoners auf die Schattenbildung kann ebenfalls verringert werden, indem der Tonerteilchendurchmesser kleiner eingestellt wird und der Resttoner reduziert wird. Turbolenzen der elektrostatischen latenten Bilder aufgrund der Diffusion von Belichtungslicht sind verringert, und man kann Bilder mit einer hohen Bildqualität erhalten.
Der Grund, dass im Allgemeinen der für die Entwicklung verwendete Toner pro Einheit Bildfläche größer in den Linienbildbereichen als in den festen Bildbereichen ist, kann wie folgt erklärt werden. Bei einem elektrostatischen latenten Bild mit Linienbildflächen auf dem lichtempfindlichen Element, außer festen Bildbereichen, krümmen sich elektrische Kraftlinien dicht nach innen von der äußeren Seite der latenten Linienbilder in die Innenseite des latenten Linienbilds, so dass bei den Linienbildflächen die Kraft, die den Toner an die Oberfläche des photoempfindlichen Elements für das latente Bild zieht und den Toner drückt groß ist, und deswegen wird wohl mehr Toner für die Entwicklung von latenten Linienbildern verwendet.
Da das elektrostatisch geladene latente Bild mit kleinen Mengen Toner gefüllt werden kann, wenn der Toner eine hohe Rate an Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von 5 μm oder weniger, die eine hohe Ladbarkeit aufweisen, enthält, kann überschüssiger Toner, der einmal auf den Linienbildflächen des lichtempfindlichen Elements entwickelt worden ist, zum Tonerträgerelement zurückkehren durch Widerstehen der nach innen gehenden Krümmungskraft der elektrischen Kraftlinien das latenten Bilds, so dass nur die geeignete Menge auf dem Linienbildbereich verbleiben kann. Da die Tonerteilchen mit einem Durchmesser von 5 μm oder weniger eine größere Ladung pro Einheit Gewicht aufweisen, schwächt selbst eine kleine Menge das elektrische Entwicklungsfeld, so dass andere Tonerteilchen nicht ohne weiteres durch die elektrischen Kraftlinien des latenten Bilds, die sich nach innen krümmen, beeinträchtigt werden. Außerdem kann die Wiedergewinnung des Resttoners in der Entwicklungsstufe den Tonerverbrauch in großem Ausmaß reduzieren.
Das für den Toner verwendete Bindemittelharz umfasst Polystyrol; Homopolymere von substituierten Styrol, wie Poly-p-chlorstyrol oder Polyvinyltoluol; Styrolcopolymere, wie Styrol/-p-Chlorstyrol-Copolymere, Styrol/Vinyltoluol-Copolymer, Styrol/Vinylnaphthalin-Copolymere, Styrol/Acrylester-Copolymere, Styrol/Methacrylester-Copolymere, Styrol/α-Methylchlormethacrylat-Copolymere, Styrol/Acrylonitril-Copolymere, Styrol/Vinylmethylether-Copolymere, Styrol/Vinylethylether-Copolymere, Styrol/Vinylmethylketon-Copolymere, Styrol/Butadien-Copolymere, Styrol/Isopren-Copolymere oder Styrol/Acrylonitril/Inden-Copolymere; Polyvinylchlorid, Phenolharz, natürliches, modifiziertes Phenolharz, natürliches Harz-modifiziertes Maleinsäureharz, Acrylharz, Methacrylharz, Polyvinylacetat, Polyesterharz, Polyurethan, Polyamidharz, Furanharz, Epoxidharz, Exlenharz, Polyvinylbutyral, Terpenharz, Coumaron-Indenharz-Erdölharz, etc. Styrolhar ze, wie vernetze Styrolpolymere oder vernetzte Styrolcopolymere sind ebenfalls bevorzugte Bindemittelharze.
Comonomere, die mit Styrolmonomeren für die Styrolcopolymere verwendet werden, umfassen substituierte oder unsubstituierte Monocarbonsäuren mit einer Doppelbindung, wie Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Phenylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Octylmethacrylat, Acrylonitril, Metacrylonitril oder Acrylamid; substituierte oder unsubstituierte Dicarbonsäuren mit einer Doppelbindung wie Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat oder Dimethylmaleat; Vinylester, wie Vinylchlorid, Vinylacetat oder Vinylbenzoat; Olefine vom Ethylentyp wie Ethylen, Propylen, Butylen; Vinylketone, wie Vinylmethylketon oder Vinylhexylketon und Vinylether, wie Vinyldimethylether, Vinyldiethylether oder Vinylisobutylether. Diese Vinylmonomere werden allein oder in Kombination verwendet. Für das Vernetzungsmittel werden Verbindungen mit zwei oder mehreren polymerisierbaren Doppelbindungen hauptsächlich verwendet. Diese Verbindungen umfassen aromatische Divinylverbindungen, wie Divinylbenzol oder Divinylnaphtahlin; Carbonsäureether, die zwei Doppelbindungen besitzen, wie Ethylenglykoldimethacrylat oder 1,3-Butandioldimethacrylat; Divinylverbindungen, wie die Divinylether, Divinylsulfid oder Divinylsulfon und Verbindungen, die drei oder mehrere Vinylradikale besitzen. Diese können allein oder in Kombination verwendet werden.
Bindemittelharze für einen druckfixierenden Toner umfassen Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht, Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Ethylen/Esteracrylester-Copolymere, höhere Fettsäuren, Polya midharz und Polyesterharz. Diese können allein oder in Kombination verwendet werden.
Aus Sicht der Verbesserung des Abtrennvermögens vom Fixierelement und der Fixierbarkeit ist es wünschenswert, in den Toner das folgende Wachs einzugeben: Paraffinwachs und Derivate davon, mikrokristalliner Wachs und Derivate davon, Fischer-Tropsch-Wachs und Derivate davon, Polyolefinwachs und Derivate davon, Carnaubawachs und Derivate davon, etc.. Für die Derivate können Oxide, Blockcopolymere mit Vinylmonomeren und Pfropfmodifizierte genannt werden. Es können weiterhin ein langkettiger Alkohol, langkettige Fettsäuren, Säureamidverbindungen, Esterverbindungen, Ketonverbindungen, gehärtetes Rizinusöl und Derivate davon, pflanzliche Wachse, tierische Wachse, Mineralwachse, Petrolactam, etc. verwendet werden.
Herkömmlicherweise bekannte anorganische Pigmente und organische Pigmente können für das Farbmittel verwendet werden. Beispielsweise können die folgenden genannt werden: Ruß, Anillinschwarz, Acetylenschwarz, Naphtholgelb, Hansagelb, Rhodaminlack, Alizarinlack, Eisenoxidrot, Phthaloxyaninblau, Indanthrenblau, etc.. Diese werden im Allgemeinen zu 0,5 bis 20 Gew.-teilen, bezogen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes, eingesetzt.
Es kann ein magnetisches Material als Tonerkomponente verwendet werden. Magnetische Metalloxide, die Elemente, wie Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Magnesium, Mangan, Aluminium, Silicium, etc. enthalten, können als magnetische Substanz genannt werden. Insbesondere ist das Material, das als Hauptkomponente ein magnetisches Eisenoxid, wie Trieisentetroxid oder γ-Eisenoxid, bevorzugt. Nigrosinfarbstoff, ein quaternäres Ammo niumsalz, Salicylsäure-Metallkomplexsalicylat, Metallsalicylat, Salicylderivat-Metallkomplex, Salicylsäure, Acetylaceton, etc. können verwendet werden, um die Tonerladung zu steuern.
Andere Additive können weiterhin in den Toner innerhalb eines Bereichs gegeben werden, in dem der Toner nicht im Wesentlichen beeinträchtigt wird. Beispielsweise können die folgenden als Additive genannt werden: Schmiermittelpulver, wie Teflonpulver, Zinkstearatpulver oder Polyvinylidenfluoridpulver; Poliermittel, wie Ceroxidpulver, Siliciumcarbidpulver oder Strontiumtitanatpulver; fluiditätsverleihende Mittel, wie Titanoxidpulver oder Aluminiumoxidpulver, Antibackmittel; Mittel zum Verleihen einer leitenden Eigenschaft, wie Rußpulver, Zinkoxidpulver oder Zinnoxidpulver und Mittel zur Verbesserung des Entwicklungsvermögens, wie feine organische und anorganische Teilchen mit einer Polarität umgekehrt zum Toner.
Es ist weiterhin bevorzugt, dass der in der vorliegenden Erfindung verwendete Toner ein Material mit Schmierfähigkeit darin besitzt, um die Reinigung gleichzeitig mit der Entwicklung zu bewirken. Diese Materialien sind feste Schmiermittel und flüssige Schmiermittel. Die festen Schmiermittel umfassen Schmiermittelpulver, wie Polytetrafluorethylenpulver, Zinkstearatpulver, Polyvinylidenfluoridpulver oder feine Siliconharzteilchen oder spaltende feine Pulver, wie Molybdänbisulfid, Graphit oder Bornitrid.
Die flüssigen Schmiermittel umfassen tierische Öle, pflanzliche Öle, Erdölschmiermittel, synthetische Schmiermittel, etc.. Synthetische Schmiermittel werden wegen der Stabilität bevorzugt. Die synthetischen Schmiermittel umfassen Siliconöle, wie Dimethylsiliconöl, Methylphenylsiliconöl oder verschiedene mo difizierte Siliconöle; flüssige Polyolester, wie Pentaerytritester oder Trimethylolpropanester; flüssige Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, Polybuten oder Poly-α-olefin; flüssige Polyglykole, wie Polyethylglykol oder Polypropylenglykol; flüssige Estersilicate, wie Tetradecylsilicat oder Tetraoctylsilicat; flüssige Diester, wie Di-2-ethylhexylsebacat oder Di-2-ethylhexyladipat; Esterphosphate, wie Propylphenylphosphat; fluorierte Kohlenwasserstoffverbindungen, wie Polychlortrifluorethylen, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid oder Polyfluorethylen; Polyphelylether; Alkylnaphthalin und Alkylaromaten. Unter diesen sind wegen der Hitzestabilität und der Oxidationsstabilität flüssiges Silicium oder flüssige fluorierte Kohlenwasserstoffe bevorzugt. Die flüssigen Silicone umfassen reaktive Silicone, die aminomodifiziert, epoxymodifiziert, carboxylmodifiziert, carbinolmodifiziert, methacrylmodifiziert, mercaptomodifiziert, phenolmodifiziert oder mit verschienen funktionellen Gruppen modifiziert worden sind; nicht reaktive Silicone, die polyethermodifiziert, methylstyrylmodifiziert, alkylmodifiziert, fettsäuremodifiziert, alkoxylmodifiziert oder fluormodifiziert worden sind und geradkettige Silicone, wie Dimethylsilicon, Methylphenylsilicon oder Methylwasserstoffsilicon.
Das flüssige Schmiermittel zeigt seine Wirkungen, wenn es von Trägerteilchen getragen wird oder von diesen frei gesetzt wird und auf der Oberfläche der Tonerteilchen vorhanden ist. Demzufolge wird diese Wirkung mit einem Silicon vom Härtungstyp aufgrund seiner Natur verringert. Mit einem reaktiven Silicon oder Silicon, das polare Gruppen besitzt, kann sich die Wirkung verschlechtern, weil seine freigesetzte Menge abnimmt, die Haftung an die Teilchen, die das flüssige Schmiermittel tragen, verstärkt ist oder sich eine Mischbarkeit mit dem Bin demittelharz zeigt. Selbst bei nicht reaktivem Silicon kann eine Mischbarkeit mit dem Bindemittelharz je nach Struktur der Seitenkette auftreten, was zu einer Verschlechterung der Wirkung führt. Demzufolge werden flüssiges Dimethylsilicon, flüssiges fluormodifiziertes Silicon und flüssiges Kohlenwasserstofffluorid bevorzugt verwendet, weil die Reaktivität und die Polarität klein sind und die Haftung nicht stark ist, und es gibt keine Mischbarkeit mit dem Bindemittelharz.
Es ist für die Viskosität des flüssigen Schmiermittels wünschenswert, dass sie 360 bis 720 m²/h (100.000 bis 200.000 cSt) bei 25° C, bevorzugt 720 bis 360 m²/h (200.000 bis 100.000 cSt) und insbesondere 180 bis 252 m²/h (50.000 bis 70.000 cSt) beträgt. Seine Viskosität wird mit einem Viscotester VT500 (hergestellt von MAKEH) gemessen. Jeder der Viskositätssensoren für VT500 wird optional ausgewählt, und es wird eine Probe in die Zelle für den Sensor eingesetzt, um die Messung durchzuführen. Die am Gerät ermittelte Viskosität (PaxSec) wird in cSt umgewandelt.
In der vorliegenden Erfindung wird das flüssige Schmiermittel bevorzugt verwendet, indem das Schmiermittel von einem von außen hinzugefügten Mittel getragen wird oder in dem das Schmiermittel durch magnetische oder nicht magnetische Farbmittel, die auf dem Toner vorhanden sind, getragen wird. Dies ist weit aus besser als die Zugabe des Schmiermittels allein im Hinblick auf das Dispersionsvermögen des flüssigen Schmiermittels im Inneren und Äußeren der Tonerteilchen. Die Menge des flüssigen Schmiermittels auf der Oberfläche der Tonerteilchen kann in geeigneter Weise eingestellt werden durch Erhalten des flüssigen Schmiermittels auf der Oberfläche des von außen hinzugefügten Mittels, so dass das flüssige Schmiermit tel auf der Oberfläche der Tonerteilchen oder in ihrer Nachbarschaft vorhanden sein kann.
Als besonderes Mittel dafür, dass das Schmiermittel auf der Oberfläche der Trägerteilchen getragen wird, verwendet man eine Knetmaschine vom Rad-Typ oder einen Kneter. Wenn eine Knetmaschine vom Rad-Typ verwendet wird, werden die folgenden Handlungen wiederholt: die Druckwirkung bewirkt, dass sich das flüssige Schmiermittel, das sich zwischen den Trägerteilchen befindet, gegen die Oberfläche der Trägerteilchen gedrückt wird und es werden ebenfalls die Räume zwischen den Teilchen aufgedrückt, damit der enge Kontakt zwischen dem flüssigen Schmiermittel und den Teilchen erhöht wird; die Scherwirkung streut das flüssige Schmiermittel aus, während die Scherkraft die Teilchengruppen wieder lokalisiert und aufbricht; des weiteren streut die Glättungswirkung unter Verwendung eines Spatels gleichmäßig das flüssige Schmiermittel, das sich auf der Oberfläche der Teilchen befindet, und aufgrund dieser drei wiederholt durchgeführten Aktionen werden Klumpen des Trägermittels aufgebrochen, damit das flüssige Schmiermittel auf der Oberfläche von jedem der Teilchen getragen wird. Deswegen ist dieses Verfahren insbesondere bevorzugt. Knetmaschinen vom Rad-Typ, die bevorzugt angewendet werden können, sind: ein Simpson-Misch-Maller, Multimal, Stock-Mühle, Irich-Mühle und ein Umkehrstrommischer.
Es sind ebenfalls Methoden bekannt, wobei man Knetmaschinen, wie Henschel-Mischer und Kugel-Mischer, verwendet werden, um das flüssige Schmiermittel, wie es ist, oder mit einem Lösungsmittel verdünnt, mit den Trägerteilchen direkt zu mischen und zu bewirken, dass die Trägerteilchen das flüssige Schmiermittel tragen oder das flüssige Schmiermittel auf den Träger teilchen direkt aufzusprühen, womit ermöglicht wird, dass die Trägerteilchen das flüssige Schmiermittel tragen. Allerdings ist Vorsicht geboten bei diesen Methoden, wenn die Trägerteilchen ein feines Pulver sind, weil es dann schwierig sein kann, zu bewirken, dass die Trägerteilchen kleine Mengen an flüssigem Schmiermittel darauf tragen, oder eine lokale Scherung oder Hitze kann bewirken, dass das flüssige Schmiermittel zu stark haftet oder weiterhin ein Verkleben bewirkt, so dass das flüssige Schmiermittel nicht effizient von den Trägerteilchen frei gesetzt werden kann.
Hinsichtlich der Menge des flüssigen Schmiermittels bezüglich der Trägerteilchen, ist die Menge des flüssigen Schmiermittels bezogen auf die Menge des Bindemittelharzes wegen seiner Wirkung wichtig. Ihr optimaler Bereich soll die Trägerteilchen dazu bringen, dass sie das flüssige Schmiermittel tragen, so dass die Menge des flüssigen Schmiermittels 0,1 bis 7 Gew.-teile, bezogen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes, bevorzugt 0,2 bis 5 Gew.-teile insbesondere 0,3 bis 2 Gew.-teile, beträgt.
Schmiermittelteilchen mit dem flüssigen Schmiermittel werden hergestellt durch Granulierung oder Koagulierung von feinen Teilchen organischer Verbindungen oder anorganischer Verbindungen und eines Farbmittels mit dem flüssigen Schmiermittel.
Die organischen Verbindungen umfassen Harzteilchen, wie ein Styrolharz, Acrylharz, Siliconharz, Polyesterharz, Urethanharz, Polyamidharz, Polyethylenharz und Fluorharz. Als anorganische Verbindungen können die folgenden genannt werden: Oxide, wie SiO₂, BeO₂, TiO₂, SnO₂, Al₂O₃ oder B₂O₃, Metalloxidsalze, wie ein Silicat, Borat, Phosphat, Borosilicat, Aluminosilicat, Aluminoborat, Aluminoborosilicat, Wolframat, Molybdat oder Tellurat sowie Kompositverbindungen davon, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, amorpher Kohlenstoff. Diese können entweder allein oder im Gemisch verwendet werden.
Anorganische feine Pulversubstanzen, die entweder nach der Trockenmethode oder Nassmethode hergestellt werden, können als feine anorganische Pulversubstanzen verwendet werden. Die Methode, auf die hier als „Trockenmethode" Bezug genommen wird, ist ein Herstellungsverfahren von feinem anorganischen Pulver, das durch die Halogeniddampfphase erzeugt wird. Dieses ist eine Methode, bei der die thermische Zersetzungsoxidationsreaktion von Halogenidgas, beispielsweise in Sauerstoff/Wasserstoff angewendet wird. Die Basisformel dafür ist wie folgt: MX_n + 1/2_nH₂ + 1/40₂ → MO₂ + _nHCl
Dieses ist eine Reaktionsformel, worin beispielsweise M ein Metall oder Metalloid bedeutet, X ein Halogenelement bedeutet und n eine ganze Zahl bedeutet. Wenn insbesondere AlCl₃, TiCl₄, GeCl₄, SiCl₄, POCl₃ und BBr₃ verwendet werden, können sich Al₂O₃, TiO₂, GeO₂, SiO₂, P₂O₅ und B₂O₃ jeweils ergeben. Man kann Kompositverbindungen erhalten, wenn das Halogenid zu diesem Zeitpunkt gemischt worden ist.
Andere Herstellungsmethoden zur Herstellung eines feines Pulvers unter Anwendung der Trockenmethode umfassen die Hitze-CVD und Plasma-CVD. Insbesondere werden bevorzugt SiO₂, Al₂O₃ und TiO₂ verwendet.
Verschiedene übliche bekannte Methoden können zur Herstellung der anorganischen feinen Pulversubstanz unter Anwendung der Nassmethode verwendet werden. Ein Beispiel ist unten angegeben; dasjenige der Zersetzung von Natriumsilikat durch eine Säure: Na₂O·XsiO₂ + HCl + H₂O → SiO₂·nH₂O + NaCl
Hier gibt es die folgenden Methoden: die Zersetzung von Natriumsilikat durch Ammoniumsalze oder Alkalisalze, die Methode der Erzeugung von Erdalkalimetallsilikat aus Natriumsilikat und anschließende Zersetzung desselben durch einen Säure, um Kieselsäure zu bilden, die Methode zur Bildung von Kieselsäure aus einer Natriumsilikatlösung durch ein Ionenaustauschharz und die Methode unter Anwendung von natürlich auftretender Kieselsäure oder Silikat. Es gibt ebenfalls eine andere Methode unter Anwendung der Hydrolyse eines Metallalkoxids. Die allgemeine Reaktionsformel ist unten gezeigt: M(OR)_nO + 1/2nH₂O → MO₂ + ROH
In dieser Formel bedeutet beispielsweise M ein Metall oder ein metalloides Element, bedeutet R eine Alkylgruppe und n bedeutet eine ganze Zahl. Ein Komplex kann zu diesem Zeitpunkt erhalten werden, wenn zwei oder mehrere Metallalkoxide verwendet werden. Von diesen oben angegebenen sind die anorganischen Verbindungen wünschenswert, wobei die Metalloxide insbesondere bevorzugt sind, weil sie einen geeigneten elektrischen Wider stand aufweisen. Oxide oder Doppeloxide von Si, Al oder Ti sind sogar noch mehr bevorzugt.
Ein Material, deren Oberfläche zuvor behandelt worden ist, damit sie unter Verwendung eines Kupplungsmittels hydrophob gemacht wird, kann ebenfalls verwendet werden. Allerdings tendieren einige der flüssigen Schmiermittel dazu, überladen zu werden, wenn sie die Oberfläche der Tonerteilchen bedecken. Die Verwendung dieses Materials, das nicht behandelt worden ist, damit es hydrophob wird, als Trägerteilchen ermöglicht einen geeigneten Ladungsabfluss, wodurch das Aufrechterhalten einer guten Entwicklungseigenschaft erleichtert wird. Dem zu folge ist die Verwendung von Trägerteilchen, die nicht behandelt worden sind, damit sie hydrophob werden, eine der am meisten wünschenswerten Formen.
Es ist für den Teilchendurchmesser der feinen Trägerteilchen wünschenswert, dass er 0,001 bis 20 μm beträgt und besonders bevorzugt ist, dass er 0,005 bis 10 μm beträgt. Es ist wünschenswert für ihre spezifische Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption nach der BET-Methode, dass sie 5 bis 500 m²/g, bevorzugter 10 bis 400 m²/g und weiterhin bevorzugt 20 bis 350 m²/g beträgt. Wenn ihre spezifische Oberfläche weniger als 5 m²/g beträgt, wird es schwierig, das flüssige Schmiermittel der vorliegenden Erfindung als Schmiermittelteilchen mit einem gewünschten Teilchendurchmesser zu erhalten.
Es ist wünschenswert für die Menge des flüssigen Schmiermittels auf den Schmiermittelteilchen, dass sie 20 bis 90 Gew.-%, bevorzugter 27 bis 87 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 40 bis 80 Gew.-% beträgt.
Es ist wünschenswert, dass der Teilchendurchmesser des Schmiermittelteilchens 0,5 μm oder größer ist, um das flüssige Schmiermittel frei zu setzen, während es erhalten bleibt, weiterhin bevorzugt 1 μm oder größer ist, und es ist ebenfalls wünschenswert, dass der Hauptbestandteil nach der Standardvolumenverteilung einen größeren Durchmesser aufweist als der Teilchendurchmesser der Tonerteilchen. Da die Schmiermittelteilchen schwer mit dem flüssigen Schmiermittel beladen und brüchig sind, kollabieren einige der Teilchen während der Herstellung des Toners und verstreuen sich gleichmäßig durch den Toner, und setzten zur gleichen Zeit das flüssige Schmiermittel frei und üben somit eine Schmiermitteleigenschaft und Ablöseeigenschaft auf die Tonerteilchen aus. Andererseits existieren die Schmiermittelteilchen innerhalb des Toners in einem Zustand, wobei die Eigenschaften des Tragens des flüssigen Schmiermittels aufrechterhalten bleiben, so dass deren Durchmessern innerhalb der Tonerteilchen nicht eingeschränkt ist.
Das flüssige Schmiermittel bewegt sich nicht übermäßig zur Oberfläche der Tonerteilchen, und es gibt keine Verschlechterung der Fließbarkeit oder Entwicklungsfähigkeit des Toners. Selbst wenn andererseits ein Teil des flüssigen Schmiermittels von der Oberfläche der Tonerteilchen verloren geht, ist es möglich, diesen aus den Schmiermittelteilchen nach zu liefern, wodurch die Trennungs- oder Ablöseeigenschaft und die Gleitfähigkeit der Tonerteilchen für längere Zeiträume erhalten bleiben. Diese Schmiermittelteilchen können in einem Mischer hergestellt werden, wobei Tropfen aus dem flüssigen Schmiermittel oder eine Lösung des flüssigen Schmiermittels, das in einem gewünschten Lösungsmittel verdünnt ist, auf den Trägerteilchen absorbiert werden. Das Lösungsmittel kann nach der Pelletisierung verdampft werden, und die erhaltene Substanz kann nach Bedarf weiterhin pulverisiert werden. Eine Methode wird hier verwendet, wobei das flüssige Schmiermittel oder eine Lösung davon, zu den Trägerteilchen gegeben werden und dann in einer Knetmaschine verknetet werden, wonach dann eine Pulverisierung für die Pellethisierung angewendet werden kann und dann anschließend das Lösungsmittel verdampft wird. Es ist bevorzugt für die zuvor erwähnten Schmiermittelteilchen, dass sie in einem Verhältnis von 0,01 bis 50 Gew.-teilen bezogen auf das Bindemittelharz zu 100 Gew.-teilen, bevorzugter 0,05 bis 50 Gew.-teilen und insbesondere bevorzugt 0,1 bis 20 Gew.-teilen, enthalten sind. Wenn sie weniger als 0,01 Gew.-teile betragen, können die Schmier- und Ablösungseffekte nicht erhalten werden, und wenn sie 50 Gew.-teile überschreiten, können Probleme mit der Ladungsstabilität und Produktivität auftreten.
Die Schmiermittelteilchen können in Form einer porösen Pulversubstanz eingesetzt werden, wobei das flüssige Schmiermittel imprägniert und enthalten ist. Die poröse Pulversubstanz kann beispielsweise die folgende sein: Molekularsiebe, wie Zeolit, Tonermineralien, wie Bentonit, Aluminiumoxid, Titanoxid, Zinkoxid und ein Harzgel. Selbst bei porösem Pulvermaterial gibt es keine Einschränkung hinsichtlich seines Teilchendurchmessers, solange wie die Teilchen im Knetprozess während der Tonerherstellung, wie bei einem Harzgel, zerkleinert werden. Es ist andererseits wünschenswert für den Primärdurchmesser der porösen Pulversubstanz, die schwierig zu zerkleinern ist, dass er 15 μm oder weniger beträgt. Es ist wünschenswert für die spezifische Oberfläche des porösen Pulvermaterials, gemessen mit der Stickstoffadsorption nach der BET-Methode vor der Imprägnierung des flüssigen Schmiermittels, das sie 10 bis 50 m²/g beträgt. Die poröse Pulversubstanz kann mit einem flüssigen Schmiermittel imprägniert werden, indem die poröse Pulver substanz unter vermindertem Druck behandelt wird und diese in das flüssige Schmiermittel getaucht wird. Es ist für die poröse Pulversubstanz, die mit dem flüssigen Schmiermittel imprägniert ist, wünschenswert, dass sie 0,1 bis 20 Gew.-teile, bezogen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes, beträgt. Man kann ebenfalls Schmiermittelteilchen vom Kapseltyp, in denen das flüssige Schmiermittel enthalten ist, und Harzteilchen, worin sie dispergiert, enthalten, verteilt oder imprägniert ist, verwenden.
Es ist notwendig, das flüssige Schmiermittel innerhalb der Tonerteilchen in Form von Schmiermittelteilchen zu dispergieren, allerdings, da die Schmiermittelteilchen und ihre zerkleinerten Teilchen durch die Tonerteilchen gleichmäßig dispergiert sind, kann das flüssige Schmiermittel gleichmäßig gegenüber jedem Tonerteilchen dispergiert sein. Herkömmlicherweise ist Silicon verwendet worden, das an verschiedene Träger adsorbiert ist, um das Silicon gleichmäßig durch den Toner zu dispergieren, diese Methode ist besser im Hinblick auf die gleichmäßige Dispersion als eine Methode, wobei einfach nur direkt Silicon hinzugefügt wird. Allerdings besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht nur darin, das Dispersionsvermögen zu verbessern, sondern das flüssige Schmiermittel sollte sich von den Trägerteilchen ablösen, um auf diese Weise die Schmiermitteleffekte und die Abtrenneffekte zu zeigen, während zur gleichen Zeit durch Ausüben einer geeigneten Haltekraft an die Trägerteilchen verhindert wird, dass übermäßig viel flüssiges Schmiermittel frei gesetzt wird. Deswegen ist es wünschenswert, Schmiermittelteilchen zu verwenden, und es werden Schmiermittelteilchen mit verschiedenen Trägerteilchen, die das flüssige Schmiermittel tragen, verwendet.
Es ist möglich, die Menge des flüssigen Schmiermittels an der Oberfläche der Tonerteilchen durch magnetische Substanzen oder andere winzige Teilchen, die entweder in der Oberfläche der Tonerteilchen oder in naher Nachbarschaft dazu vorhanden sind, einzustellen. Das flüssige Schmiermittel wird von den Schmiermittelteilchen freigesetzt und bewegt sich auf die Oberfläche der Tonerteilchen. Da die Haltekraft des Trägerteilchens stark ist, wird es für das flüssige Schmiermittel schwierig, frei zu werden, was zu einer nur geringen Bewegung derer zur Oberfläche der Tonerteilchen führt, und deswegen kann es schwierig werden, eine Gleitfähigkeit und Abtrennvermögen oder das Freisetzungsvermögen der Tonerteilchen zu erhalten. Wenn andererseits die Haltekraft schwach ist, wird das flüssige Schmiermittel ohne weiteres frei gesetzt, was zu einer übermäßigen Bewegung zur Oberfläche der Tonerteilchen führt, und demzufolge wird die Ladung instabil, so dass sich Probleme bei der Entwicklung ergeben können. Die Fluidität des Toners ist ebenfalls verschlechtert, so dass es zu Problemen kommen kann, wie Unregelmäßigkeiten der Bilddichte. Wenn weiterhin das gesamte flüssige Schmiermittel von den Trägerteilchen freigesetzt ist, gehen die Effekte der Gleitfähigkeit und des Abtrennvermögens verloren. Da die Haltekraft der Schmiermittelteilchen in geeigneter Weise eingestellt ist, wird das flüssige Schmiermittel in geeigneter Weise von den Tonerteilchen freigesetzt, die Gleitfähigkeit und das Trennvermögen der Tonerteilchen bleibt erhalten, da flüssiges Schmiermittel allmählich auf die Oberfläche der Tonerteilchen geführt wird, selbst wenn flüssiges Schmiermittel von der Oberfläche der Tonerteilchen verloren geht. Da die Trägerteilchen aus der magnetischen Substanz oder den winzigen Teilchen entweder auf der Oberfläche des Toners oder in naher Nachbarschaft dazu vorhanden sind, kann flüssiges Schmiermittel, das sich auf die Oberfläche der Tonerteil chen bewegt hat, wieder absorbiert werden, wobei ein übermäßiges Durchsickern des flüssigen Schmiermittels verhindert wird. Es ist demzufolge für die Trägerteilchen wichtig, dass sie entweder auf der Oberfläche der Tonerteilchen oder in naher Nachbarschaft dazu vorhanden sind, um die Menge des flüssigen Schmiermittels auf der Oberfläche der Tonerteilchen auf einen geeigneten Gehalt zu halten. Dieses schafft eine Funktion, wobei übermäßiges flüssiges Schmiermittel adsorbiert wird, allerdings verbrauchtes flüssiges Schmiermittel schnell zugefügt wird.
Aus dem obigen folgt, dass der Toner einen Punkt des Gleichgewichts bei den Wirkungen der Gleitfähigkeit und der Trennbarkeit erreicht, wobei diese Wirkungen durch eine gewisse Anzahl an Zeitdurchgängen maximiert werden. Dieses bedeutet, dass diese Effekte sich durch eine gewisse Anzahl von Zeitdurchgängen nach der Herstellung des Toners verstärken und einen Gleichgewichtszustand mit der Adsorption auf den Trägerteilchen erreichen, wodurch verhindert wird, dass übermäßige Mengen des flüssigen Schmiermittels auf die Oberfläche der Tonerteilchen kommen. Es ist andererseits wünschenswert, Wärme von 30° C bis 45° C auf die Tonerteilchen zu bringen, da diese Zeit verkürzt werden kann und die größten Wirkungen auf stabile Weise erreicht werden können. Die Hitze führt ebenfalls zu einem Gleichgewicht, so dass eine gewisse Wirkung ohne nachteilige Effekte erhalten bleibt. Die Wärme kann zu jeder Zeit nach der Herstellung der Tonerteilchen angewendet werden, und im Fall der Pulverisierungsmethode nach der Pulverisierung.
Es ist wichtig und wünschenswert, dass eine magnetische Substanz oder Schmiermittelteilchen hinzu gegeben werden, so dass die Menge des flüssigen Schmiermittels 0,1 bis 7 Gew.-teile, bezogen auf 100 Gew.-teile des Bindemittelharzes, bevorzugter 0,2 bis 5 Gew.-teile und insbesondere bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.-teile, beträgt.
Die Methode des Hinzufügens von winzigen Teilchen eines Metalloxids, wie SiO₂, Al₂O₃ oder TiO, in den Toner, die adsorbierte organische Siliciumverbindungen, wie Siliconöl aufweisen, ist eine andere bevorzugte Form.
Die feinen anorganischen Pulversubstanzen, wie das feine Pulver aus Kieselsäure, Titanoxid oder Aluminiumoxid sind für die feine anorganische Pulversubstanz, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bevorzugt. Beispielswiese gibt es die folgenden Typen von feinen Pulvern aus Kieselsäure, die als trockenes Siliciumoxid verwendet werden können, das ebenfalls pyrogene Kieselsäure (fumed silica) genannt wird und nach der Trockenmethode durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids hergestellt wird und das sogenannte nasse Siliciumoxid, das aus Wasserglas hergestellt wird; allerdings ist trockenes Siliciumoxid bevorzugt, weil es weniger Silanolgruppen auf der Oberfläche und innerhalb der feinen Siliciumoxidpulversubstanz aufweist, und ebenfalls gibt es weniger Herstellungsrückstände, wie Na₂O oder SO₃ ^2–. Es ist ebenfalls mit dem trockenen Siliciumoxid möglich, feine Kompositpulversubstanzen aus Siliciumoxid und Metalloxiden im Herstellungsverfahren unter Verwendung anderer Metallhalogenidverbindungen, wie Aluminiumchlorid und Titanchlorid, zusammen mit Siliciumhalogenidverbindung zu erhalten.
Es ist wünschenswert, dass der Toner der vorliegenden Erfindung eine feine anorganische Pulversubstanz verwendet, die or ganisch behandelt worden ist, wegen der Verbesserung der Umweltsicherheit, Ladungssicherheit, des Entwicklungsvermögens, Fluidität und der Haltbarkeit. Dieses erhält man aus einer feinen anorganischen Pulversubstanz, die organisch behandelt, gerührt und in einem Mischer, wie ein Henschel-Mischer gemischt worden ist.
Hinsichtlich dieser organischen Behandlungsmethode können die folgenden Methoden genannt werden: das Verarbeitungsverfahren, wobei eine Reaktion oder physikalische Adsorption zwischen der feinen anorganischen Pulversubstanz und den organischen Metallverbindungen, wie ein Silankupplungsmittel oder Titankupplungsmittel, stattfindet und das Verfahren, wobei die Verarbeitung mit einer organischen Siliciumverbindung, wie Siliconöl, durchgeführt wird, wonach dann eine Behandlung mit einem Silankupplungsmittel erfolgt oder gleichzeitig mit einem Silankupplungsmittel behandelt wird.
Das folgende kann für die Silankupplungsmittel, die bei der organischen Verarbeitung verwendet werden, aufgeführt werden: Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzoldimethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, α-Chlorethyltrichlorsilan, β-Chlorethyltrichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilylmercaptan, Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylat, Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, und Dimethylpolysiloxsan, das 2 bis 12 Siloxaneinheiten pro Molekül aufweist und wobei jede Hydroxidgruppe mit einem Siliciumatom an der am Ende befindlichen Einheit verbunden ist.
Silankupplungsmittel, die Stickstoffatome enthalten, können wie folgt angegeben werden: Aminopropyltrimethoxysilan, Aminoproryltriethoxysilan, Dimethylaminopropyltrirnethoxysilan, Diethylaminopropyltrimethoxysilan, Dipropylaminopropyltriemethoxysilan, Dibutylaminopropyltrimethoxysilan, Monobutylaminopropyltrimethoxysilan, Dioctylaminopropyldimethoxysilan, Dibutylaminopropyldimethoxysilan, Dibutylaminopropylmonomethoxysilan, Dimethylaminophenyltriethoxysilan, Trimethoxysilyl-γ-propylphenylamin und Trimethoxysilyl-γ-propylbenzylamin. Ein günstiges Silankupplungsmittel, das angegeben werden kann, ist Hexamethyldisilazan (HMDS).
Es ist für die Oberfläche des einen anorganischen Pulvers wünschenswert, dass sie entweder mit einem Siliconöl oder einem Lack behandelt worden ist. Der bevorzugt verwendete Lack hat eine Viskosität von 0,018 bis 36 m²/h (0,5 bis 10.000 Centistokes) bei 25° C und bevorzugt 0,036 bis 3,6 m²/h (1 bis 1.000 Centistokes). Beispielsweise sind Dimethylsiliconöl, Methylphenylsiliconöl, α-Methylstyrol-modifiziertes Siliconöl, Chlorphenylsiliconöl und Fluorid-modifiziertes Siliconöl insbesondere bevorzugt. Die Methoden, die zur Verarbeitung des Siliconöls verwendet werden, umfassen die folgenden, wie: direktes Vermischen der feinen Siliconpulversubstanz, die mit einem Silankupplungsmittel behandelt worden ist, mit Siliconöl zusammen in einem Mischer, wie ein Henschel-Mischer oder Sprühen des Siliconöls auf die feine Siliciumoxidpulversubstanz als Basis. Weiterhin kann man eine Methode anwenden, wobei man das Siliconöl in einem geeigneten Lösungsmittel lösen oder dispergieren lässt, wonach dieses feine Siliciumoxidpulver hinzugefügt und vermischt wird, wobei das Lösungsmittel danach entfernt wird.
Die feine anorganische Pulversubstanz zeigt wünschenswerte Ergebnisse, wenn ihre spezifische Oberfläche, gemessen durch Stickstoffadsorption nach der BET-Methode, 30 m²/g oder mehr beträgt und insbesondere innerhalb eines Bereichs von 50 bis 400 m²/g liegt. Es ist für die hydrophob behandelte anorganische Substanz bevorzugt, dass sie in einem Verhältnis von 0,01 bis 8 Gew.-teilen, bezogen auf 100 Gew.-teile der Tonerteilchen, bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-teilen und insbesondere bevorzugt 0,2 bis 3 Gew.-teilen verwendet wird.
Es werden bekannte Methoden zur Herstellung des Toners angewendet. Beispielsweise kann man den in der vorliegenden Erfindung verwendeten Toner erhalten durch: sorgfältiges Mischen des Bindemittelharzes, Wachses, Metallsalzes oder metallischen Komplexes, der Farbmittel, wie Pigment, Farbstoff oder metallische Substanz, Ladungssteuermittel, nach Bedarf und andere Additive in einem Mischer, wie ein Henschel-Mischer oder Kugelmischer; anschließendes Verschmelzen und Verkneten der oben erwähnten Bestandteile mit einer Hitzeknetmaschine, wie einer Heizwalze, Kneter oder Extruder, wobei man die Harze miteinander mischen lässt, in denen man die metallischen Verbindungen, Pigmente, Farbstoffe und magnetische Substanz lösen lässt, anschließendes Durchführen einer Abkühlung und Verfestigung des Ganzen, und es wird dann auf genaue Weise pulverisiert und klassifiziert. Wegen der erhöhten Produktivität ist es wünschenswert, dass man einen Klassifizierer mit mehreren Siebeinheiten für den Klassifizierungsprozess anwendet.
Weiterhin kann der Toner als magnetisches Einkomponenten-Entwicklungsmittel oder als nicht magnetisches Einkomponenten-Entwicklungsmittel verwendet werden oder mit Trägerteilchen vermischt werden, um als Zweikomponenten-Entwicklungsmittel verwendet zu werden.
In der vorliegenden Erfindung werden das Entwicklungsmittel und die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt gebracht und man wendet bevorzugt die inverse Entwicklungsmethode an. Wenn die magnetische Bürstenentwicklungsmethode, die einen Toner und magnetische Trägerteilchen verwendet, angewendet wird, bestehen die hier verwendeten magnetischen Teilchen aus magnetischem Ferrit, Magnetit, Eisenspänen oder diese sind mit einem Harz, wie ein Acrylharz, Siliconharz oder Fluoridharz, beschichtet. Hier wird eine Vorspannung aus einer DC-Komponente oder AC-Komponente entweder während der Entwicklung oder während der Leerzustände vor und nach dem Entwickeln angelegt, um das Tonerträgerelement bei einem Potential zu steuern, bei dem sowohl der Entwicklungsprozess als auch die Wiedergewinnung des Resttoners auf dem lichtempfindlichen Element durchgeführt werden können. Die am Tonerträgerelement angelegte DC-Komponente befindet sich zwischen dem Hellflächenpotential und dem Dunkelflächenpotential.
Eine der kritischen Faktoren hier ist die Ladungspolarität und die Menge der Ladung in den verschiedenen Prozessen der Elektrophotographie. Wenn beispielsweise ein negativ geladenes lichtempfindliches Element und ein negativ geladener Toner verwendet werden, wird der Toner auf das Übertragungsmaterial durch ein Übertragungspotential positiver Polarität, abhängig vom Typ des Übertragungsmaterials (Unterschiede hinsichtlich der Dicke, Widerstand, Leitvermögen, etc.), übertragen und die Ladungspolarität des Resttoners ändert sich von positiv nach negativ. Selbst wenn allerdings nicht nur das lichtempfindliche Element, sondern auch der Resttoner in Richtung positive Polarität zwischen dem Übertragungsprozess schwankt, werden beide auf eine negative Polarität aufgrund des negativen Corona-Schauers geladen, der während der Ladung des negativ geladenen lichtempfindlichen Elements auftritt. Somit verbleibt negativ geladener Resttoner auf dem Hellflächenpotentialbereich, wo der Toner entwickelt werden sollte, während am Dunkelflächenpotentialbereich, wo der Toner nicht entwickelt werden sollte, der Toner nach oben zum Tonerträgerelement aufgrund des elektrischen Entwicklungsfelds gezogen wird, so dass der Toner nicht auf dem lichtempfindlichen Element verbleibt, das das Dunkelflächenpotential besitzt.
Bei der reversen Entwicklungsmethode können Bedingungen, die zur Durchführung einer gleichzeitigen Entwicklung/Reinigung erwünscht sind, wie folgt erreicht werden: es ist wünschenswert, die Beziehung des Dunkelflächenpotentials (V_d) und des Hellflächenpotentials (V₁) auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und der DC-Vorspannung (V_DC), die am Tonerträgerelement angelegt ist, so einzustellen, so dass diese folgendes erfüllen: |Vd – VDC| > |V1 – VDC|
Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Wert für |V_d – V_DC| den von |V₁– V_DC| um 10 V oder mehr überschreitet.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung waren durch Untersuchungen in der Lage, ein graphisches Bild mit Abstufungen und guter Reproduktion isolierter Punkte mit der gleichzeitigen Entwicklungs/Reinigungs-Methode, aufgrund der Herstellung ei nes elektrostatischen latenten Bildes bei einer Belichtungsstärke, die weniger als das 5-fache der Halbwertsbelichtungsstärke und größer als die Belichtungsstärke des Punkts, an dem sich die folgenden Linien treffen, beträgt bzw. ist, zu erhalten: eine gerade Linie, die eine Neigung von 1/20 der Neigung der geraden Linie, die V_a verbindet, aufweist, die die Belichtungsstärke/Oberflächenpotentialeigenschaften-Kurve des lichtempfindlichen Elements und (V_d + V_r)/2 ist und die Oberflächenstärken/Oberflächenpotentialeigenschaften-Linie, die in 8 gezeigt ist.
Die Entwicklungsmethode ist nicht auf irgendeine bestimmte Methode beschränkt, allerdings wird günstiger Weise ein Laser verwendet, wegen des kleinen Punktdurchmessers und der Stärke.
Wenn die Belichtungsmenge schwach ist, treten ein Einengen und ein Kleckern der Linienbereiche auf, und wenn die Belichtungsmenge das 5-fache oder größer als die Halbwertslichtmenge beträgt, sind die Ergebnisse ungünstig, wobei das erhaltene graphische Bild derart ist, dass isolierte Punkte kollabiert sind und ohne Abstufung auftreten, selbst wenn kein Geisterbild auftritt.
Weiterhin kann erfindungsgemäß wegen der Reproduktion von isolierten Punkten die Punktreproduktion verbessert werden, wenn die Halbwertsbelichtungsstärke des lichtempfindlichen Elements auf 0,5 cJ/cm² oder weniger eingestellt wird. Der Grund dafür ist, dass die Verwendung dieses lichtempfindlichen Elements relativ hoher Empfindlichkeit die Potentialschwankung erniedrigt, so dass eine Stärke von mehr als eins mit relativ geringer Empfindlichkeit zu Tage tritt, was zu einer Schattenbildung in der Belichtung aufgrund von Resttoner führt. Selbst bevorzugtere Ergebnisse erhält man mit einer Halbwertsbelichtungsstärke von 0,3 cJ/cm² oder weniger.
Ein weiterer Auswahlbereich der Belichtung ist gegeben und ebenfalls eine bevorzugte Wirkung hinsichtlich des Vorrichtungsdesigns wird erhalten, wenn der Koeffizient (Belichtungsbereich)/(Halbwertsbelichtungsmenge) erhöht ist, wobei der Belichtungsbereich, der größer als die Belichtungsstärke des Punkts ist, bei dem eine gerade Linie, die eine Neigung von 1/20 der Neigung der geraden Linie, die V_d und (V_d + V_r)/2 verbindet, und die Linie der Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements sich treffen, und weniger als das 5-fache der Halbwertsbelichtungsstärke beträgt, und die Halbwertsbelichtungsmenge wird als Einheit für die Belichtungsmenge verwendet. Es ist für diesen Koeffizienten wünschenswert, dass er 0,7 oder größer ist, und bevorzugter 1,0 oder größer ist.
Weiterhin basiert die Belichtungsmenge/Oberflächenpotentialeigenschaften-Kurve des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements der vorliegenden Erfindung auf Werten, die bei Prozessbedingungen der Vorrichtung gemessen werden, bei denen das lichtempfindliche Element tatsächlich verwendet wird. Die Meßmethode ist wie folgt: eine Elektrometersonde wird direkt hinter dem Belichtungsbereich positioniert. Als erstes wird das Dunkelflächenpotential des Potentials des lichtempfindlichen Elements, wenn kein Licht dort vorhanden ist, als V_d aufgezeichnet. Dann wird die Belichtungsstärke allmählich verändert, und das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements während dieser Zeit wird aufgenommen. Die Halbwertsbelichtungsstärke bezieht sich auf die Belichtungsstärke, bei der das Oberflächenpotential des photoempfindlichen Elements die Hälfte von V_d wird, d. h. V_d/2. Das Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements, wenn die Belichtung beim 30-fachen der Halbwertsbelichtungsstärke durchgeführt wird, wird ebenfalls als das Restpotential V_r definiert.
Das Folgende ist eine detaillierte Beschreibung von 8, die die Belichtungsstärke/Oberflächenpotential-Kurve des später erwähnten lichtempfindlichen Elements Nr. 4 zeigt. Die lichtempfindlichen Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements Nr. 4 wurden unter Anwendung eines Lasterstrahldruckers (LBP-860: hergestellt von Canon Inc.) für eine elektrophotographische Vorrichtung gemessen. Die Prozessgeschwindigkeit betrug 47 mm/s. Die Bildung des elektrostatischen latenten Bildes wurde auf 300 dpi und binär eingestellt. Das Ladelement des lichtempfindlichen Elements ist von einer Ladewalze in einen Corona-Lader geändert worden.
Die Messung der Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements wurde durch Verändern der Lichtmenge des Laserstrahls (etwa 780 mm) und Aufzeichnen seines Potentials durchgeführt. Hier bedeckt die Laserbelichtung die gesamte Oberfläche aufgrund kontinuierlicher Bestrahlung in Richtung der Unterabtastung (subscanning).
Das geänderte Oberflächenpotential des lichtempfindlichen Elements Nr. 4 wird gemessen, und weiterhin wird sein Oberflächenpotential bei verschiedenen Belichtungsstärken gemessen, um auf diese Weise eine Belichtungsstärke/Oberflächenpotential-Kurve zu erzeugen.
Wie in 8 gezeigt ist, beträgt das Dunkelflächenpotential (V_d) des lichtempfindlichen Elements Nr. 4-800V, und sein Restpotential (V_r) beträgt –60V. Da somit (V_d + V_r)/2 –430V ist, beträgt die Belichtungsstärke 0,09 cJ/m². Die Neigung der geraden Linie, die die beiden Punkte verbindet, nämlich das Potential –800V und das Potential –430V, beträgt etwa 4.100 Vm²/cJ. Deswegen beträgt der Wert von 1/20 der Neigung 4.100 Vm²/cJ 205 Vm²/cJ. Der Punkt, wo sich die gerade Linie der Neigung 205 Vm²/cJ und die Belichtungsstärke/Oberflächenpotential-Kurve trifft, beträgt 0,43 cJ/m². Andererseits beträgt 1/2 des Dunkelflächenpotentials (V_d) des lichtempfindlichen Elements Nr. 4 –400V, und da die Belichtungsstärke dabei (das heißt, die Halbwertsbelichtungsstärke) 0,10 cJ/m² beträgt, beträgt das 4-fache der Halbwertsbelichtungsstärke 0,50 cJ/m². Es ist demzufolge wünschenswert, dass das lichtempfindliche Element Nr. 4 ein Hellflächenpotential (V₁) von etwa –100V bei einer Belichtungsstärke von 0,43 bis 0,50 cJ/m² aufweist.
Das Folgende beschreibt die Messmethode des Durchmessers der Tonerteilchen und die Messmethode für die Reibungsladung.
Es gibt verschiedne Methoden, den durchschnittlichen Teilchendurchmesser und die Teilchengrößenverteilung des Toners zu messen, wie mit dem Coulter-Zähler TA-II oder dem Coulter-Multisizer (hergestellt von Coulter), allerdings wurde ein Coulter-Multisizer (hergestellt von COULTER) in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet. Eine Schnittstelle (hergestellt von HITACHI) zum Ausgeben der Zahlenverteilung und Volumenverteilung und ein PC9801 Personalcomputer (hergestellt von NEC) wurden miteinander verbunden, und es wird eine wässrige 1 %ige NaCl-Lösung unter Verwendung von Natriumchlorid ersten Grades für die Elektrolytlösung hergestellt. Beispielsweise kann ISOTON R-II (hergestellt von Coulter Scientific Japan) verwendet werden. Die Messung wird wie folgt durchge führt: 0,1 bis 5 ml eines Detergens (bevorzugt Alkylbenzolsulfonat) wird als Dispersionsmittel in 100 bis 150 ml der Elektrolytlösung gegeben, und dann werden 2 bis 20 mg der Messprobe weiterhin hinzu gegeben. Die Elektrolytlösung, in der die Probe dispergiert worden ist, wird einem Dispersionsprozess für 1 bis 3 Minuten mit einer Ultraschalldispersionsmaschine unterworfen, und dann werden das Volumen und die Zahl der Tonerteilchen mit 2 μm oder mehr Durchmesser gemessen, unter Anwendung des zuvor erwähnten Coulter-Multisizers mit einer Öffnung von 100 μm für seine Öffnung, und dann werden die Volumenverteilung und die Zahlenverteilung der Tonerteilchen berechnet. Auf der Basis dieser Daten berechnet man den durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen (D_v: man errechnet das Mittel von jedem Kanal als repräsentativen Wert für den Kanal) des Volumenstandards, errechnet aus der Volumenverteilung und dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht (D₄), und dann berechnet man den durchschnittlichen Teilchendurchmesser durch Zählen oder die durchschnittliche Teilchenlänge (D₁), errechnet aus der Zahlenverteilung und die Teilchenprozentzahl, bezogen auf das Volumen, errechnet aus der Volumenverteilung (8,00 μm oder größer und 3,17 μm oder kleiner) und die Teilchenprozentzahl, bezogen auf die Zahl, errechnet aus der Zahlenverteilung (5 μm oder größer und 3,17 μm oder kleiner).
Es wird nun eine Beschreibung der Messmethode des triboelektrischen Werts des Toners gegenüber dem Eisenpulverträger mit Bezug auf 9 angegeben. In einer Umgebung mit 23°C und 60 % relativer Feuchtigkeit und unter Verwendung von EFV 200/300 (hergestellt von POWDERTEC) für den Eisenpulverträger wird eine Mischung aus 1,0 g Toner und 9,0 g Träger in eine Polyethylenflasche für 50 bis 100 ml gegeben und mit der Hand 50 mal geschüttelt. Als nächstes gibt man 1,0 g bis 1,2 g der zuvor erwähnten Mischung in den Metallmessbehälter 72, der an seinem Boden ein Sieb 73 mit #500 mesh aufweist und schließt den Metalldeckel 74. An diesem Punkt misst man das Gesamtgewicht des Messbehälters 72; dieser soll W₁ (g) sein. Als nächstes, unter Verwendung eines Sauggebläses 71 (der Bereich, der mit dem Messbehälter 72 verbunden ist, ist mindestens ein isolierendes Element), führt man eine Vakuumbildung von der Vakuumentlüftungsöffnung 77 durch und stellt das Luftvolumeneinstellventil 76 so ein, dass der Druck des Vakuummessers 75 2.450 hPa (250 mmAg) beträgt. Man führt dann das Vakummanlegen in diesem Zustand für 1 Minute fort und entfernt dabei den Toner. Das Potential des Elektrometers 79 zu diesem Zeitpunkt soll V (Volt) betragen. Hier ist 78 ein Kondensor und seine Kapazität soll C (μF) sein. Weiterhin sollte die Masse des gesamten Messbehälters nach dem Vakuum W₂ (g) betragen. Die Reibungsladung (mC/g) dieses Toners wird, wie in der folgenden Gleichung gezeigt ist, berechnet: (mC/g) = CV/(W1 – W2).
Bevorzugte Ausführungsformen
Das Folgende soll die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsformen erläutern. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt.
Herstellungsbeispiel 1 des lichtempfindlichen Elements
Es wurde ein Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 254 mm als Basis für das lichtempfindliche Element verwendet. Das lichtempfindliche Element Nr. 1 wurde durch aufeinander folgendes Eintauchenbeschichten auf der Basis hergestellt, um die in 1 dargestellte Schichtenstruktur auszubilden.

(1) Leitende Beschichtung: Die verwendeten Hauptbestandteile waren Zinnoxid- und Titanoxidpulver, die in einem Phenolharz dispergiert waren. Ihre Dicke betrug 15 μm.
(2) Unterschicht: Die verwendeten Hauptbestandteile waren modifiziertes Nylon und Copolymernylon. Ihre Dicke betrug 0,6 μm.
(3) Ladungserzeugungsschicht: Der verwendete Hauptbestandteil war ein Azopigment mit einer Absorption im Langwellenbereich, das in einem Butyralharz dispergiert war. Ihre Dicke betrug 0,6 μm.
(4) Ladungstransportschicht: Der verwendete Hauptbestandteil war eine Loch-transportierende Triphenylaminverbindung, die in einem Polycarbonatharz (Molekulargewicht 20.000 nach der Ostwald-Viskositätsmethode) im Gewichtsverhältnis 8:10 gelöst war, zu der ein Polytetrafluorethylenpulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser, 0,2 μm) zu 10 Gew.-%, bezogen auf alle Feststoffe, gegeben wurde, und gleichförmig dispergiert und verwendet wurde. Ihre Dicke betrug 25 μm. Der Kontaktwinkel der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Wasser betrug 95 %.

Der Kontaktwinkel wurde unter Verwendung von reinem Wasser und einem Kontaktwinkelmesser, Modell CA-DS, hergestellt von Kyowa Kaimen Kagaku K.K. gemessen.
Herstellungsbeispiel 2 für das lichtempfindliche Element (Vergleichsbeispiel)
Es wurde ein lichtempfindliches Element Nr. 2 in der gleichen Weise wie in dem Herstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Polytetrafluorethylenpulver nicht hinzugefügt wurde. Der Kontaktwinkel der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Wasser betrug 74°.
Herstellungsbeispiel 3 des lichtempfindlichen Elements
Es wurde ein lichtempfindliches Element Nr. 3 nach dem Herstellungsbeispiel 1 bis zur Stufe der Herstellung der Ladungstransportschicht hergestellt. Für die Ladungstransportschicht wurde eine Loch-transportierende Triphenylaminverbindung, die in einem Polycarbonatharz im Gewichtsverhältnis 10:10 gelöst war, in einer Dicke von 20 μm aufgetragen. Weiterhin wurden. auf ihrer Oberfläche, als Schutzschicht, die gleichen Bestandteile, allerdings in einem Gewichtsverhältnis von 5:10 gelöst, wozu Tetrafluorethylenpulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser von 0,2 μm) zu 30 Gew.-%, bezogen auf alle Feststoffe, gegeben und gleichmäßig dispergiert wurde, durch Sprühbeschichtung auf die Ladungstransportschicht aufgetragen. Die Dicke wurde auf 5 μm eingestellt. Der Kontaktwinkel der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Wasser betrug 102°. Die Belichtungsstärke/Oberflächenpotential-Kurven der oben erwähnten lichtempfindlichen Elemente Nrn. 1–3 wurden unter Verwendung eines Laserstrahldruckers (LBP-8 Mark IV) bestimmt.
Herstellungsbeispiel 4 des lichtempfindlichen Elements
Es wurde ein Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 254 mm als Basis für das lichtempfindliche Element verwendet. Das lichtempfindliche Element wurde durch aufeinander folgendes Eintauchbeschichten darauf hergestellt, um die in 1 dargestellte Schichtenstruktur auszubilden.

(1) Leitende Beschichtung: Die verwendeten Hauptbestandteile waren Zinnoxid- und Titaniumoxidpulver, die in einem Phenolharz dispergiert waren. Ihre Dicke betrug 15 μm.
(2) Unterschicht: Die verwendeten Hauptbestandteile waren modifiziertes Nylon und ein Copolymernylon. Ihre Dicke betrug 0,6 μm.
(3) Ladungserzeugungsschicht: Der verwendete Hauptbestandteil war ein Titanylphthalocyaninpigment, das eine Absorption im Langwellenbereich zeigte und in einem Butyralharz dispergiert war. Ihre Dicke betrug 0,6 μm.
(4) Ladungstransportschicht: Der verwendete Hauptbestandteil war eine Loch-transportierende Triphenylaminverbindung, die in einem Polycarbonatharz im Gewichtsverhältnis von 9:10 gelöst war, wozu Polytetrafluorethylenpulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser, 0,2 μm) zu 10 Gew.-%, bezogen auf alle Feststoffe, gegeben und gleichförmig dispergiert und dann verwendet wurde. Ihre Dicke betrug 25 μm. Der Anfangskontaktwinkel des lichtempfindlichen Elements mit Wasser betrug 95°.

Herstellungsbeispiel 5 des lichtempfindlichen Elements

Das lichtempfindliche Element wurde nach dem Herstellungsbeispiel 1 bis zur Herstellungsstufe der Ladungstransportschicht hergestellt. Es wurde eine Loch-transportierende Triphenylaminverbindung, die in einem Polycarbonatharz im Gewichtsverhältnis 10:10 gelöst war, für die Ladungstransportschicht verwendet. Ihre Dicke betrug 20 μm. Weiterhin wurden auf ihrer Oberfläche, als Schutzbeschichtung, die gleichen Bestandteile, die allerdings in einem Gewichtsverhältnis von 5 : 10 gelöst waren, in die Tetrafluorethylenpulver (durchschnittlicher Teilchendurchmesser von 0,1 μm) zu 30 Gew.-%, bezogen auf alle Feststoffe, gegeben und gleichmäßig dispergiert wurde, durch Sprühbeschichten aufgetragen. Ihre Dicke betrug 5 μm. Der Kontaktwinkel des lichtempfindlichen Elements Nr. 5 mit Wasser betrug 102°. Die Potentialeigenschaften und die Kontaktwinkel mit Wasser der lichtempfindlichen Elemente 1–5 sind in der Tabelle 1 gezeigt. Tonerherstellungsbeispiel A

Styrol-Acrylharz (gewichtsmittleres Molekulargewicht 200.000):	100 Gew.-teile
Eisenkomplex eines Azopigments (negatives Ladungssteuermittel):	2 Gew.-teile
Ruß (Farbmittel):	6 Gew.-teile
Niedrigmolekulares Propylen/Ethylen-Copolymer (Abtrennmittel)	4 Gew.-teile

Nachdem die obigen Materialien trocken vermischt waren, wurde die Mischung mit einem Doppelschraubenextruder, der auf 130°C eingestellt war, geknetet. Das geknetete Material wurde gekühlt und dann mit einem Luftstrahl pulverisiert, mit einem Multidivisionsklassifizierer klassifiziert, so dass man Tonerteilchen mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 5,2 μm und einer gewünschten Teilchenverteilung erhielt. Die in dieser Weise erhaltenen Tonerteilchen wurden in einer Menge von 98,5 Gew.-% mit 1,5 Gew.-% hydrophobem feinen Siliciumoxidpulver (BET 200 m²/g), deren Oberfläche mit einem Siliconöl behandelt worden war, gemischt, um auf diese Weise den Toner A zu erhalten.
Tonerherstellungsbeispiel B
Die Tonerteilchen wurden in der gleichen Weise wie der Toner A mit Ausnahme seiner Teilchengrößenverteilung hergestellt, in einer Menge von 99 Gew.-% mit 1,0 Gew.-% hydrophobem feinen Siliciumoxidpulver (BET 250 m²/g) vermischt, um auf diese Weise den Toner B mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 5,2 μm herzustellen. Tonerherstellungsbeispiele C–F

Styrol-Acrylharz: 100 Gew.-teile

Metallischer Salzkomplex eines Azopigments: 2 Gew.-teile

Ruß: 6 Gew.-teile

Propylen/Ethylen-Copolymer mit niedrigem Molekulargewicht: 4 Gew.-teile
Nachdem die obigen Materialien trocken vermischt waren, wurde die Mischung mit einem Doppelschraubenextruder, der auf 130°C eingestellt war, geknetet. Das erhaltene geknetete Material wurde gekühlt, dann mit einem Luftstrahlpulverisierer pulverisiert und mit Luft klassifiziert, so dass man die Tonerteilchen C–F mit gewichtsmittleren Durchmessern von 4,0 μm, 5 μm, 6,8 μm und 9,8 μm mit den gewünschten Teilchenverteilungen erhielt. Die erhaltenen Tonerteilchen wurden jeweils mit 1,5 Gew.-% hydrophoben feinen Siliciumoxidteilchen (BET 200 m²/g), deren Oberflächen mit Siliconöl behandelt worden waren, vermischt, um auf diese Weise die Toner C, D, E und F herzustellen.
Tonerherstellungsbeispiel G
Die im Herstellungsbeispiel A hergestellten Tonerteilchen wurden in einer Menge von 98,8 Gew.-% mit 1,0 Gew.-% hydrophoben feinen Siliciumoxidteilchen (BET 200 m²/g), deren Oberfläche mit Siliconöl behandelt worden war und mit 0,2 Gew.-% hydrophoben feinen Titanoxidteilchen (BET 100 m²/g) vermischt, um auf diese Weise den Toner G mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 5,2 μm herzustellen.
Tonerherstellungsbeispiel H

Die im Herstellungsbeispiel H hergestellten Tonerteilchen wurden in einer Menge von 98,8 Gew.-% mit 1,0 Gew.-% hydrophoben feinen Siliciumoxidteilchen (BET 200 m²/g), deren Oberflächen mit Siliconöl behandelt worden waren und mit 0,2 Gew.-% hydro phoben feinen Aluminiumoxidteilchen (BET 100 m²/g) vermischt, um auf diese Weise den Tuner H mit einem gewichtsmittieren Teilchendurchmesser von 5,2 μm herzustellen. Tonerherstellungsbeispiel I

Polyesterharz (gewichtsmittleres Molekulargewicht 100.000):	100 Gew.-teile
Magnetit (magnetische Substanz und Farbmittel, durchschnittlicher Teilchendurchmesser von 0,2 μm):	30 Gew.-teile
Metallkomplex eines Azopigments (negatives Ladungssteuermittel):	2 Gew.-teile
Ruß (Farbmittel):	6 Gew.-teile
Propylen/Ethylen-Copolymer mit niedrigem Molekulargewicht (Abtrennmittel):	4 Gew.-teile

Nachdem die obigen Materialien trocken vermischt worden waren, wurde die Mischung mit einem Doppelschraubenextruder, der auf 130°C eingestellt war, verknetet. Das erhaltene geknetete Material wurde gekühlt, dann unter Verwendung eines Luftstrahlpulverisierers pulverisiert und mit Luft klassifiziert, so dass man Tonerteilchen mit einem gewichtsmittleren Durchmesser von 5,5 μm mit einer gewünschten Teilchenverteilung erhielt. Die erhaltenen Tonerteilchen wurden in einer Menge von 98,5 Gew.-% mit 1,5 Gew.-% hydrophoben feinen Siliciumoxidteilchen (BET 200 m²/g) vermischt, um den Toner I herzustellen.
Die Eigenschaften der obigen Toner A bis I sind in der Tabelle 2 gezeigt.
Herstellungsbeispiel eines Zweikomponenten-Entwicklungsmittels
Ein Zweikomponenten-Entwickler J wurde durch Vermischen von 5 Gew.-teilen eines Toners mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 5,2 μm mit 100 Gew.-teilen eines magnetischen Ferritträgers (gewichtsmittlerer Teilchendurchmesser, 50 μm) hergestellt, wobei der Toner eine Mischung aus 98 Gew.-% Tonerteilchen, die in dem Herstellungsbeispiel A hergestellt worden sind und 2 Gew.-% hydrophoben feinen kolloidalen Siliciumoxidteilchen (BET 200 m²/g) ist.
Das Folgende ist eine Erklärung für ein Systembeispiel zur Implementierung des erfindungsgemäßen Bildherstellungsverfahrens, wobei auf 2 Bezug genommen wird. In 2 bedeutet 100 eine lichtempfindliche Trommel, deren Kontaktwinkel mit Wasser 85° oder größer ist, um die eine Primärladewalze 117, eine Entwicklungsanordnung 140, eine Übertragungsladewalze 114 und eine Registrierwalze 124 angeordnet ist. Die lichtempfindliche Trommel 100 wird mit der Primärladewalze 117 auf beispielsweise –700 V geladen. Die angelegte Ladung an diesem Punkt beträgt –2,0 kV_pp in AC und –700 V_dc in DC. Ein Laserstrahl 123, der durch die Lasererzeugungsvorrichtung 121 erzeugt wird, wird auf die lichtempfindliche Trommel 100 gestrahlt, um ein elektrostatisches latentes Bild zu belichten und zu bilden. Das elektrostatische latente Bild auf der lichtempfindlichen Trommel wird mit dem Toner 142 mit der Entwicklungsanordnung 140 entwickelt und auf das Übertragungsmaterial 127 durch die Übertragungswalze 114 übertragen, die in Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel über das Übertragungsmaterial 127 gebracht wird. Das Übertragungsmaterial, auf dem das übertragene Bild übertragen worden ist, wird mit dem Transportband 125 zur Fixieranordnung 126 transportiert, wo das übertragene Bild am Übertragungsmaterial fixiert wird. An der Entwicklungsanordnung 140 befindet sich ein Tonerträgerelement 102, das eine elastische Walze mit einem Metalldorn ist, dergestalt, dass es sich gegen die lichtempfindliche Trommel 100 presst. Eine Toner-limitierende Rakel 103 wird als Element vorgesehen, um die Menge des Toners, die haftend am Tonerträgerelement 102 transportiert wird, einzuschränken, das bedeutet, die Toner-limitierende Rakel 103 steuert die Menge des Toners, der zur Entwicklungszone transportiert wird, durch den Kontaktdruck gegen das Tonerträgerelement 102. Ein Rührstab 141 ist innerhalb der Entwicklungsanordnung 140 vorgesehen. An der Entwicklungszone ist entweder eine AC oder DC zwischen der lichtempfindlichen Tromel 100 und dem Tonerträgerelement 102 angelegt, womit der Toner auf dem Tonerträgerelement 102 auf die lichtempfindliche Trommel 100 gemäß dem elektrostatischen latenten Bild wandert, um somit ein Tonerbild zu bilden.
BEISPIEL 1
Es wurde ein 600 dpi Laserstrahldrucker (LBP-8 Mark IV: hergestellt von Canon) als elektrophotographische Vorrichtung verwendet. Der Drucker war so modifiziert, dass seine Prozessgeschwindigkeit 24 mm/s (Umfangsgeschwindigkeit des Tonerträgerelements variabel) betrug, wobei 4 Blätter Papier der Größe LTR pro Minute gedruckt wurden. Weiterhin wurde die Reinigungskautschukrakel, die an der Prozesspatrone des LBP-8 Mark IV vorgesehen war, entfernt, und die Ladungsanordnung zum Laden des lichtempfindlichen Elements wurde durch eine Corona-Ladeeinheit 21 ersetzt.
Ein Überblick der Vorrichtung ist weiterhin in 5 beschrieben. In der Vorrichtung wird das lichtempfindliche Element 26 (Durchmesser 30 mm) gleichmäßig durch die Corona-Ladeanordnung 21 geladen. Nach dem Laden bildet sich ein elektrostatisches latentes Bild durch Bild-weise Belichtung mit dem Laserstrahl 20, ein Tonerbild bildet sich auf der Grundlage es elektrostatischen latenten Bilds mit dem Toner 32 durch die Umkehrentwicklungsmethode, dann wird das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial 28 durch die Übertragungswalze 27, an die eine Spannung von einem Vorspannungsanlegungsmittel 29 angelegt worden ist, übertragen.
Als Nächstes wurde der Entwicklerbehälter 22 in der Prozesspatrone modifiziert. Anstelle einer Aluminiumtrommel mit einem darin enthaltenen Magneten, wird eine Kautschukwalze mit mittleren Widerstand (16 mm Durchmesser, wobei ihr Metallkern einen Durchmesser von 6 mm aufweist, gebildet aus einem geschäumten Siliconkautschuk, mit einem elektrischen Widerstandswert von 5 × 10⁵ Ω·cm) als Tonerträgerelement 24 verwendet und in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element 26 gebracht. Das Tonerträgerelement wird bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 200 % der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements angetrieben, mit der gleichen Drehrichtung am Kontaktpunkt. Die Umfangsgeschwindigkeit des Tonerträgerelements beträgt 48 mm/s, und die Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements beträgt 24 mm/s.
Es wurde eine Auftragungswalze 25 in Kontakt mit dem Tonerträgerelement als Mittel zum Auftragen des Toners darauf vorgesehen. Durch Drehen der Auftragungswalze in einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen des Trägerelements, wird der Toner auf die Oberfläche des Tonerträgerelements 24 aufgetragen. Weiterhin wurde eine Rakel aus rostfreiem Stahl 23, die mit einem Harz beschichtet war, als Mittel zur Steuerung der Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement 24 angebracht. Eine vorbestimmte Spannung wurde an den Metallkern des Tonerträgerelements 24 mit dem Vorspannungsanlegungsmittel 30 angelegt.
Unter Verwendung des lichtempfindlichen Elements Nr. 1 als lichtempfindliches Element und unter Verwendung des Toners A als Toner, wurden die Prozessbedingungen so eingestellt, dass die folgenden Entwicklungsbedingungen erfüllt waren. Dunkelflächenpotential des lichtempfindlichen Elements (Vd)
–800 V
Hellflächenpotential des lichtempfindlichen Elements (Vl)
–100 V
Entwicklungsvorspannung (VDC)
–400 V (nur DC-Komponente)
Das Tonerbild auf dem Übertragungsmaterial wurde mit dem Hitze- und Druck-Mittel 31 fixiert.
Die Bewertung des Bilds wurde unter Verwendung eines ausgegebenen Musters, das feste schwarze 5 × 5 mm Quadrate bildet, die mit 5 mm Abständen in der weißen Fläche, beginnend vom oberen Ende eines Übertragungsmediums der Größe A4 angeordnet sind, was einer Drehung des lichtempfindlichen Elements entspricht und dann die verbleibende Fläche mit einem Halbtonbild füllt, das eine Punktlinie und zwei Punkträume aufweist, durchgeführt.
Für das Übertragungsmaterial 28 wurden unbeschichtetes Papier mit 75 g/m², ein Doppelgewichtpapier mit 130 g/m² und eine Overhead-Projektorfolie verwendet. Die Bewertung wurde durchgeführt, indem unter Verwendung eines Macbeth-Reflexionsdichtemessers der Unterschied der Reflexionsdichte zwischen den Flä-chen der zweiten Drehung des lichtempfindlichen Elements entsprechend der Bildfläche (gedruckter Bereich) und dem Bereich, wo sich kein gedrucktes Bild (nicht bedruckte Fläche) während der ersten Drehung des lichtempfindlichen Elements genommen wurde. Der Reflexionsdichteunterschied wird berechnet durch Subtraktion der Reflexionsdichte der Fläche entsprechend des Nicht-Bildbereichs von der Reflexionsdichte der Fläche, die dem Bildbereich entspricht. Je kleiner der Reflexionsunterschied ist, umso besser ist der Geistergrad. Die Geisterbewertung wurde im Anfangsstadium und nach dem Lauftest mit 500 Blättern durchgeführt, und man erhielt gute Ergebnisse. Andere Bildbewertungstests wurden ebenfalls durchgeführt, und die Ergebnisse waren gut im Hinblick auf die Nebelbildung, Punktstreuung und Auflösung, so dass die Bildqualität so gut wie die Anfangsqualität war.
Die Bewertung des Punktstreuens in der vorliegenden Erfindung wird durchgeführt anhand der Punktstreuung, um die feinen Kurvenlinien, die die Qualität graphischer Bilder beeinträchtigt, das heißt, die Streuung um 1-Punktlinien, wo ein Streuen leichter auftritt als mit Linientypen.
Die Auflösung wurde im Hinblick auf das Reproduktionsvermögen von kleinen isolierten Punktmustern, wie in 11 erläutert, bewertet, wo das elektrische Feld leicht schließt, was die Reproduktion schwierig macht. Die Nebelbildung wurde unter Verwendung eines Reflektometers (REFLECTOMETER ODEL TC-6DS, hergestellt von TOKYO DENSHOKU CO., LTD.) bewertet. Die Nebelmenge wurde durch Subtrahieren von Dr, das heißt der Mittelwert der reflektierten Dichte des Papiers vor dem Druck, von Ds, das heißt, der am schlechtesten reflektierte Dichtewert der weißen Fläche des Papiers nach dem Drucken berechnet. Eine Nebelbildung von 2 % oder weniger ist ein gutes Bild ohne tatsächliche Nebelbildung, und 5 % oder mehr ist ein undeutliches Bild mit augenscheinlicher Nebelbildung.
Es wurde ein Buchstabenmuster mit 4 % gedruckter Fläche in einem A4-Blatt auf 500 Blättern nacheinander gedruckt, dann wurde die verbrauchte Tonermenge aus der Änderung der Tonermenge in der Entwicklungsvorrichtung berechnet. Die betrug 0,025 g Toner pro Blatt. Weiterhin wurde ein latentes Bild mit 600 dpi 10-Punkt vertikalen Linienmustern (Linienbreite 420 μm, bei 1 cm-Abständen) auf dem lichtempfindlichen Element durch Laserstrahlbelichtung hergestellt, das mit dem Toner entwickelt wurde und dann auf einen Polyethylenterephthalat (PET)-OHP-Film übertragen und fixiert. Es wurde ein Oberflächenkörnungsmesser, Surfcorder SE-30H (hergestellt von Kosaka Kenkyusho) verwendet, um den Zustand des Toners auf den vertikalen Linien des erhaltenen Bildes als Oberflächenkörnungsprofil zu bewerten, und es wurde die Linienbreite aus dieser Profilbreite bestimmt. Im Ergebnis wurde bestätigt, dass die Linienbreite 430 μm betrug, wobei die Linien mit hoher Dichte und Deutlichkeit reproduziert worden sind, und dass der Tonerverbrauch erreicht wurde, während die Reproduktion des latenten Bildes aufrechterhalten wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt.
Beispiel 2
Es wurden die Bildherstellung und -bewertung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit Ausnahme des folgenden:
Das Tonerträgerelement 24 wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 250 % der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 26 in der gleichen Richtung am Kontaktpunkt gedreht. Die Umfangsgeschwindigkeit des Tonerträgerelements 24 betrug 60 mm/s, und die Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 26 betrug 34 mm/s.
Unter Verwendung des lichtempfindlichen Elements Nr. 3 als lichtempfindliches Element 26 und unter Verwendung des Toners B als Toner 32, wurden die Prozessbedingungen so eingestellt, dass sie die folgenden Entwicklungsbedingungen erfüllten:
Entwicklungsvorspannung –300 V (nur DC-Komponente).
Wie in 3 gezeigt ist, wurde eine Kontaktwalzenladeeinheit 33 als Ladungsanordnung (wobei nur 1.400 V DC angelegt wurde) verwendet, und das lichtempfindliche Element 26 wurde gleichmäßig geladen. Nach dem Laden wurde ein elektrostatisches latentes Bild durch Bild-weise Belichtung mit einem Laserstrahl 20 gebildet, das in ein sichtbares Bild mit dem Toner 32 gebracht wurde, wonach dann das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial 28 durch die Übertragungswalze 27, an die eine Spannung angelegt war, übertragen worden ist.
Der Bildherstellungstest wurde mit 500 Blättern durchgeführt, und man erhielt gute Ergebnisse im Hinblick auf das Geisterphänomen, Bilddichte, Nebelbildung, Streuung, Auflösung und Menge an Tonerverbrauch; somit wurde die gleiche gute Bildqualität wie die Anfangsbildqualität erhalten. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Beispiel 3
Die Bildherstellung und -bewertung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit Ausnahme des folgenden:
Es wurde das Tonerträgerelement 24 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 150 % der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements 26 in der gleichen Drehrichtung am Kontaktpunkt gedreht. Unter Verwendung des lichtempfindlichen Elements Nr. 3 und des Toners I, wurden die Prozessbedingungen so eingestellt, dass die folgenden Entwicklungsbedingungen erfüllt waren.
Entwicklungsvorspannung –350 V (nur DC-Komponente)
Der Bildherstellungstest wurde mit 500 Blättern durchgeführt, und man erhielt gute Ergebnisse im Hinblick auf das Geisterphänomen, Bilddichte, Nebelbildung, Streuung, Auflösung und Menge des Tonerverbrauchs, und somit wurde die gleiche gute Bildqualität wie die Anfangsbildqualität erhalten. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Beispiele 4–6
Die Bildherstellung und -bewertung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Toner C, D und E verwendet wurden. Bei der Verwendung von Toner E war die Reproduktion der elektrostatischen latenten Linienbilder mit einer Breite von etwa 50 μm etwas schlecht, und die Menge des Tonerverbrauchs war etwas höher, allerdings erhielt man eine gute Bildqualität, wie in Beispiel 1. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Beispiele 7 und 8
Die Bildherstellung und -bewertung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Toner G und H verwendet wurden. Die Bilddichte war etwas heller, allerdings erhielt man in der Praxis gute Bilder. Die Bewertungsergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt.
Beispiel 9
Als elektrophotographische Vorrichtung wurde ein 600 dpi Laserstrahldrucker (LBP-8 Mark IV: hergestellt von CANON) so modifiziert, dass er einen Coronalader aufwies. Eine schematische Zeichnung ist in 6 gezeigt. Weiterhin wurde die engste Lückenentfernung (S-D) zwischen dem Tonerträgerelement 43, das darin einen Magneten 48 besitzt und dem lichtempfindlichen Element auf 500 μm eingestellt, die Spannung, die mit einem Vorspannungsanlegungsmittel 30 angelegt war, wurde zum Zeitpunkt der Entwicklung durch Überlagern einer AC-Komponente (2.000 Vpp, 200 Hz) auf eine DC-Komponente (–350 V) hergestellt und das Ladungspotential des lichtempfindlichen Ele ments 26 wurde auf –800 V für das Dunkelflächenpotential (Vd) und –100 V für das Hellflächenpotential (Vl) eingestellt.
Der Zweikomponenten-Entwickler J wurde als Entwicklungsmittel verwendet, und das lichtempfindliche Element Nr. 3 des Herstellungsbeispiels 3 wurde als lichtempfindliches Element verwendet.
Als nächstes wurde der Entwicklerbehälter 42 in der Prozesspatrone modifiziert. Die LBP-8 Mark IV-Prozesskartusche, die einen Magneten 48 umhüllt, wurde als Tonerträgerelement ohne Modifikation verwendet. Das Tonerträgerelement 43 wurde mit. einer Umfangsgeschwindigkeit von 150 % der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements in die gleiche Drehrichtung am Kontaktpunkt des lichtempfindlichen Elements 26 und der Schicht aus dem Zweikomponenten-Entraickler gedreht. Die Umfangsgeschwindigkeit des Tonerträgerelements betrug 72 mm/s, und die Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements betrug 48 mm/s.
Als Mittel zur Limitierung der Bürstenbildung des magnetischen Toners auf dem Tonerträgerelement wurde die elastische Kontaktkautschukrakel durch eine magnetische Rakel 49 ersetzt, die so angeordnet war, dass sie dem Schnittmagneten des Magneten 48 gegenübersteht, der in dem Tonerträgerelement 43 (Entwicklungstrommel) eingehüllt ist und bei einer Lückenentfernung von 300 μm angeordnet ist. In der modifizierten Vorrichtung wird das lichtempfindliche Element gleichmäßig durch eine Coronaladung 21 geladen, ein elektrostatisches latentes Bild wurde durch Bild-weise Belichtung mit dem Laserstrahl gebildet, das dann in ein Tonerbild durch Umkehrentwicklung mit einem Zweikomponenten-Entwickler entwickelt wird, dann wird das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial 28 durch die Übertragungswalze 27, an die eine Spannung angelegt war, übertragen, und anschließend an das Übertragungsmaterial durch Anwendung von Hitze und Druck fixiert. Die Prozessgeschwindigkeit dafür betrug 24 mm/s (die Umfangsgeschwindigkeit des Tonerträgerelements ist variabel), und es wurden 4 Blätter Papier der Größe LTR pro Minute gedruckt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Die Bildherstellung und -bewertung wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass das lichtempfindliche Element Nr. 2 (Kontaktwinkel mit Wasser: 74°) verwendet wurde. Die Prozessbedingungen wurden so eingestellt, dass die folgende Entwicklungsbedingung erfüllt war.
Entwicklungsvorspannung: –400V (nur DC-Komponente)
Der Bildherstellungstest wurde mit 500 Blättern durchgeführt, allerdings gab es eine beträchtliche Menge Resttoner nach der Übertragung. Es traten Geisterbilder wegen des Resttoners, der die Belichtung des lichtempfindlichen Elements Nr. 2 beeinträchtigte und Nebelbildung aufgrund unzureichender Wiedergewinnung des Toners auf. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
Die Bildherstellung und -bewertung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Toner F und das lichtempfindliche Element Nr. 2 verwendet wur den. Die Prozessbedingungen wurden so eingestellt, dass die folgende Entwicklungsbedingung erfüllt war.
Entwicklungsvorspannung: –300 V (nur DC-Komponente)
Der Bilddruck wurde mit 500 Blättern durchgeführt, allerdings gab es eine beträchtliche Menge Resttoner nach der Übertragung. Es traten Geisterbilder wegen des Resttoners, der die Belichtung des lichtempfindlichen Elements Nr. 2 beeinträchtigte und Nebelbildung aufgrund unzureichender Wiedergewinnung des Toners auf. Die Bewertungsergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt.
Die Reproduktion isolierter einzelner Punkte mit einem Durchmesser von 100 μm oder kleiner war unzureichend, und es trat augenscheinlich bei den Linienbildern eine Streuung auf. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 3
Die Bildherstellung und -bewertung wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Toner A durch einen Toner, der in der gleichen Weise wie Toner A hergestellt worden war, allerdings wurde kein anorganisches feines Pulvermaterial hinzugefügt, ersetzt wurde. Von Anfang an war die Bilddichte so hell wie 0,8 aufgrund der fehlerhaften Tonerübertragung, und es wurde eine ungleiche Bilddichte in den festen schwarzen Flächen aufgrund der fehlerhaften Tonerzuführung beobachtet. Außerdem gab es viel nicht übertragenen Resttoner, eine Geisterbildung aufgrund der Schattenbildung bei der Belichtung des lichtempfindlichen Elements, und es wurde Nebelbildung aufgrund unzureichender Wiedergewinnung des Toners beobachtet. Die Entwicklungsbedingungen sind in der Tabelle 3 gezeigt, und die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Wie man deutlich aus dem Obigen erkennen kann, verhindert der Toner in der vorliegenden Erfindung eine übermäßige Tonerablagerung auf den Linienbildern, und man erreicht ebenfalls große Verringerungen der Merge des Tonerverbrauchs, weil der nach der Übertragung verbliebene Toner im Entwicklungsprozess mit ausgezeichneter Effizienz wieder gewonnen wird, so dass Bilder hoher Qualität mit wenig Streuung oder Nebelbildung ohne Weiteres zur Verfügung gestellt werden, während die Reproduktion von winzigen latenten Bildern erhalten bleibt. Weiterhin kann die Prozesspatrone kleiner gemacht werden, wenn die in 3 gezeigte Prozesspatrone reinigerlos wie bei der Prozesspatrone, die in 4 gezeigt ist, modifiziert wird.
Herstellungsbeispiel für feine Schmiermittelteilchen, die ein flüssiges Schmiermittel tragen
Feine Schmiermittelteilchen A, die ein flüssiges Schmiermittel tragen, wurden wie folgt hergestellt: Unter Rühren der Trägerteilchen (Siliciumoxid) werden in einem Henschel-Mischer ein flüssiger Schmiermittelträger, ein flüssiges Schmiermittel, das mit n-Hexan verdünnt war, eingetropft. Nach der Zugabe wurde der Druck reduziert, um das n-Hexan unter Rühren zu entfernen, und dann wurde das erhaltene Material unter Anwendung einer Hammermühle pulverisiert, um feine Teilchen A, die ein flüssiges Schmiermittel tragen, herzustellen. Unter Verwendung derselben Methode wurden verschiedene flüssige Schmiermittel auf verschiedenen Trägerteilchen gehalten. Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen feinen Schmiermittelpulver A und B, die das flüssige Schmiermittel tragen, sind in Tabelle 5 gezeigt.
Herstellungsbeispiel für eine magnetische Substanz, die ein flüssiges Schmiermittel trägt

Eine verarbeitete, magnetische Substanz A, die ein flüssiges Schmiermittel trägt, wurde wie folgt erhalten: Es wurden 100 Gew.-teile magnetisches Eisenoxid (BET-Wert 7,8 m²/g, σ_s = 60,5 Am²/kg (emu/g)) und eine vorbestimmte Menge eines flüssigen Schmiermittels in einen Simpson-Mischer (MPVU-2, hergestellt von Matsumoto Chuzo) gegeben, bei Raumtemperatur für 30 Minuten verarbeitet, dann weiterhin mit einer Hammermühle aufgebrochen, um eine magnetische Substanz A, die ein flüssiges Schmiermittel trägt, herzustellen. Unter Anwendung der gleichen Methode wurden verschiedene flüssige Schmiermittel auf verschiedenen magnetischen Substanzen erhalten. Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen verarbeiteten magnetischen Substanzen A und B, die ein flüssiges Schmiermittel tragen, sind in Tabelle 5 gezeigt. Tonerherstellungsbeispiel J

Polyesterharz:	87 Gew.-%
Feines Schmiermittelpulver A, das ein flüssiges Schmiermittel trägt	2 Gew.-%
Metallsalz eines Salicylsäurederivats:	2 Gew.-%
Ruß:	6 Gew.-%
Polyolefin:	3 Gew.-%

Nachdem die obigen Materialien trocken vermischt worden waren, wurde die Mischung in einem Doppelschraubenextruder, der auf 150°C eingestellt war, verknetet. Das erhaltene verknetete Material wurde gekühlt und unter Anwendung eines Luftstrahlpulverisierers pulverisiert, mit einem Multidivisionsklassifizierer klassifiziert, so dass nicht magnetische Tonerteilchen mit. einem Teilchendurchmesser von 8,3 μm mit einer gewünschten Teilchenverteilung erhalten wurden. Es wurde ein feines Siliciumoxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 200 m²/g, dessen Oberfläche mit Hexamethyldisalazan behandelt worden war, in einer Menge von 1,5 Gew.-% zu den erhaltenen Tonerteilchen gegeben, um auf diese Weise den Toner J herzustellen.
Tonerherstellungsbeispiel K
Es wurden in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel J Tonerteilchen hergestellt. Der erhaltene Toner wurde in einer Menge von 98,5 Gew.-% mit 1,5 Gew.-% feinem hydrophoben Siliciumoxidpulver (BET 200 m²/g), dessen Oberfläche mit Hexamethyldilazan und Dimethylsiliconöl behandelt worden war, vermischt, um auf diese Weise einen Toner mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 8,3 μm herzustellen.
Tonerherstellungsbeispiel L
Es wurden in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel J Tonerteilchen mit einem gewichtsmittleren Teilchendurchmesser von 8,5 μm hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Schmiermittelteilchen B verwendet wurden. Tonerherstellungsbeispiel M

Styrol-Acrylharz 84 Gew.-%

Azopigment, das ein Metall enthält 3 Gew.-%

Magnetische Substanz A, die flüssiges Schmiermittel trägt 10 Gew.-%

Niedrigmolekulares Polyolefin 3 Gew.-%
Man erhielt den Toner M, indem zunächst Tonerteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 7,1 μm, bezogen auf das Gewicht, in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel J erhalten wurde, was dann mit einem feinem Siliciumoxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 200 m²/g in einer Menge von 2,0 Gew.-%, dessen Oberfläche mit Hexamethyldisilazan behandelt worden war, vermischt wurde. Der erhaltene magnetische Toner M wurde mit einem Ferritträger (durchschnittlicher Teilchendurchmesser 50 μm) im Verhältnis 5 : 100 vermischt, um einen Entwickler herzustellen.
Tonerherstellungsbeispiel N
Der Toner N wurde hergestellt, indem hydrophobe kolloidale Siliciumoxidteilchen (BET) 200 m²/g, dessen Oberfläche mit Dimethylsilicon behandelt worden war, in einer Menge von 2,5 Gew.-%, mit den magnetischen Tonerteilchen in einer Menge von 97,5 Gew.-%, die in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel M hergestellt worden waren, vermischt werden, um auf diese Weise magnetische Tonerteilchen N mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 7,0 μm, bezogen auf das Gewicht, herzustellen. Der Entwickler wurde hergestellt durch Vermischen der erhaltenen magnetischen Tonerteilchen N mit dem magnetischen Ferritträger (durchschnittlicher Teilchendurchmesser 50 μm) in einem Verhältnis von 5 : 100.
Tonerherstellungsbeispiel O
Es wurden ein magnetischer Toner mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 6,8 μm, bezogen auf das Gewicht und ein Entwickler in der gleichen Weise, wie im Herstellungsbeispiel M, hergestellt mit der Ausnahme, dass eine magnetische Substanz aus octaedrischem Magnetit B, deren Oberfläche mit 1,8 Gew.-% Methylphenylsilicon behandelt worden war, anstelle der magnetischen Substanz A, verwendet wurde.
Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Toner J bis 0 sind in der Tabelle 6 gezeigt.
Beispiel 10
Es wurde ein Laserstrahldrucker (LBP-860: hergestellt von CA-NON) als elektrophotographische Vorrichtung verwendet. Seine Prozessgeschwindigkeit betrug 47 mm/s. Die Kautschukreinigungsrakel in der Prozesspatrone dieses Druckers wurde entfernt, und die Ladungsanordnung für das lichtempfindliche Element wurde durch einen Corona-Lader ersetzt.
Als nächstes wurde die Entwicklungsanordnung in der Prozesskartusche modifiziert. Anstelle einer Trommel aus rostfreiem Stahl wurde eine Kautschukwalze mit einem mittleren Widerstand (Durchmesser von 16 mm), die darin einen Metallkern und eine Schicht aus geschäumtem Urethan darauf besitzt, als Tonerträgerelement verwendet und in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element gebracht. Das Tonerträgerelement wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 120 % der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements in die gleiche Richtung am Kontaktpunkt gedreht.
Als Mittel zum Auftragen des Toners auf das Tonerträgerelement wurde eine Auftragungswalze vorgesehen und in Kontakt mit dem Tonerträgerelement gebracht. Weiterhin wurde eine harzbeschichtete Rakel aus rostfreiem Stahl so angeordnet, dass sie die Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement steuert. Die angelegte Spannung bei der Entwicklung wurde nur auf die DC-Komponente (–400 V) eingestellt. Das Ladungspotential des lichtempfindlichen Elements wurde auf –800 V für das Dunkelflächenpotential und –100 V für das Hellflächenpotential standardisiert.
Die elektrophotographische Vorrichtung wurde modifiziert und ihre Prozessbedingungen wurden so bestimmt, dass sie für die auf diese Weise modifizierte Prozesspatrone geeignet ist.
In der modifizierten Vorrichtung wurde das lichtempfindliche Element gleichmäßig unter Verwendung der Corona-Ladeeinheit geladen. Nach dem Laden wurde ein elektrostatisches latentes Bild gebildet, indem der Bildbereich mit einem Laserstrahl belichtet wurde, der in ein Tonerbild durch die Umkehrentwicklungsmethode mit dem Toner gebildet wurde, wonach das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial durch die Übertragungswalze, an die eine Spannung angelegt war, übertragen wurde, und dann das Tonerbild nach einander an das Übertragungsmaterial durch Anwendung von Hitze und Druck fixiert wurde.
Das lichtempfindliche Element Nr. 4 wurde für das lichtempfindliche Element verwendet, und der Toner J wurde für den Toner verwendet. Die Belichtungsstärke auf dem lichtempfindli chen Element zur Bildung eines latenten Bilds wurde bei 4 Graden eingestellt, was in den Tabellen 7 und 8 gezeigt ist. Diese Grade wurden wie folgt bestimmt: Die Neigung der geraden Linie, die Vd und (Vd + Vr)/2 der lichtempfindlichen Kurve des lichtempfindlichen Elements verbindet, wurde berechnet (wobei Vd das Dunkelflächenpotential bedeutet und Vr das Restpotential bedeutet), und dann wird der Punkt der lichtempfindlichen Kurve mit einer Neigung von 1/20 der oben bestimmten Neigung bestimmt, um die Belichtungsstärke des Punkts zu ermitteln. 0,35 cJ/m² ist kleiner als die Belichtungsstärke am Punkt, 0,80 cJ/m² ist größer als das 5-fache der Halbbelichtungsstärke; und zwei Belichtungsstärken zwischen dem obigen zwei. Das Hellflächenpotential betrug etwa –100 V, als die Belichtungsstärke 0,50 cJ/m² betrug, was standardisiert war.
Die Bewertungsergebnisse des Geisterphänomens sind in der Tabelle 7 gezeigt. Außerdem waren die Reproduktion der isolierten Punkte und die Abstufungsreproduktion ausgezeichnet, was in Tabelle 8 gezeigt ist.
Was die Tonerhaftung angeht, so gab es keine Verschmutzung des Bildes mit dem Toner, selbst nach 2.000 diskontinuierlichen Ausdrucken, und es wurde, wie in Tabelle 9 gezeigt ist, auch keine Tonerhaftung auf dem lichtempfindlichen Element beobachtet. Während weiterhin eine geringe Tonerhaftung auf dem lichtempfindlichen Element bei 4.000 Ausdrucken beobachtet wurde, trat keine Verschmutzung aufgrund Tonerhaftung auf dem gedruckten Bild selbst auf.
Bewertungsmethode
Hinsichtlich der Tonerhaftung am Trägerelement für das elektrostatische latente Bild wurde ein Buchstabenmuster mit Druckfläche diskontinuierlich auf 1.000 Blättern, 2.000 Blättern und 4.000 Blättern gedruckt, womit die Bewertung der Bildverschmutzung auf dem gedruckten Bild und Tonerhaftung auf dem lichtempfindlichen Element durchgeführt wurde.
Die Ergebnisse davon sind in der Tabelle 3 gezeigt. Je kleiner der Reflexionsunterschied ist, umso besser ist der Geistergrad.
Die Bewertung des Geisterbildes wurde unter Verwendung eines ausgegebenen Musters, das feste schwarze Streifen in der weißen Fläche, beginnend vom oberen Ende, entsprechend einer Drehung des lichtempfindlichen Elements bildet und dann die verbleibende Fläche mit einem Halbtonbild, das eine Punktlinie und zwei Punkträume umfasst, auffüllt. Ein Entwurf dieses Musters ist in 10 gezeigt.
Für das Übertragungsmaterial wurden unbeschichtetes Papier mit 75 g/m², ein Doppeltgewichtpapier mit 130 g/m² und eine Oberhead-Projektorfolie verwendet.
Die Bewertung wurde durchgeführt, indem der Unterschied der Reflexionsdichte zwischen den Flächen der zweiten Drehung des lichtempfindlichen Elements entsprechend der Bildfläche (gedruckter Bereich) und dem Bereich, wo kein gedrucktes Bild gebildet war (nicht gedruckter Bereich) während der ersten Drehung des lichtempfindlichen Elements unter Anwendung eines MacBeth-Reflexionsdichtemessers genommen wurde. Der Reflexi onsdichteunterschicht wird berechnet durch Subtrahieren der Reflexionsdichte der Fläche entsprechend der Nichtbildfläche von der Reflexionsdichte der Fläche, die der Bildfläche entspricht. Je kleiner der Reflexionsunterschicht ist, umso besser ist der Geistergrad. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
Die Abstufungsreproduktion wurde durch Messen der Bilddichte von 8 verschiedenen Mustern bewertet.
Aus Sicht der Abstufungsreproduktion ist es bevorzugt, dass die gewünschten Dichtebereiche von jedem der Muster wie unten gezeigt sein sollen; so wurde die Bewertung aus dieser Sicht durchgeführt.
Der die für die Bestimmung verwendete Standard war wie folgt: Diejenigen, die alle der obigen Bereiche erfüllen, wurden als ausgezeichnet bewertet; diejenigen, wobei einer schlecht war, mit gut; diejenigen, wobei zwei oder drei schlecht waren, mit mittelmäßig und diejenigen, wobei vier oder mehr schlecht wa ren, wurde als nicht passabel eingestuft. Die Ergebnisse daraus sind in der Tabelle 4 gezeigt.
Für die Reproduktion eines einzelnen Punkts eines graphischen Bilds wurde die Dichte des Musters 1 bewertet. Das heißt, je mehr ein elektrostatisches Bild verschmiert wird, umso breiter wird die Entwicklungsfläche und die Dichte erhöht sich. Der Bestimmungsstandard wurde eingestellt bei: 0,10–0,15, was ausgezeichnet ist; 0,16–0,17, was mittelmäßig ist und 0,18 --, was nicht passabel ist.
Beispiel 11
Die Bewertung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 10 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Toner K verwendet wurde.
Im Ergebnis, während kaum Geisterbilder auf der OHP-Folie beobachtet wurden, wurde keines auf dem dicken Papier mit 130 g/m² oder dünnen Papier mit 75 g/m², wie in Tabelle 7 gezeigt ist, beobachtet. Die Reproduktion der isolierten Punkte und die Abstufungsreproduktion davon waren ausgezeichnet, wie in der Tabelle 8 gezeigt ist. Weiterhin, bezüglich der Tonerhaftung, war diese Ausführungsform sogar besser als Beispiel 10, was in Tabelle 9 gezeigt ist, ohne Tonerhaftung am lichtempfindlichen Element, selbst bei einem Zeitpunkt von 4.000 Blättern in Kopie, und es gab keine Verschmutzung des Bildes aufgrund von Tonerhaftung, die auf dem gedruckten Bild selbst auftritt.
Beispiel 12
Die Bewertung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 11 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Toner L verwendet wurde.
Im Ergebnis zeigten sich ausgezeichnete Eigenschaften etwa gleich zu denjenigen von Beispiel 11 hinsichtlich der Geisterbildung, Reproduktion isolierter Punkte, Abstufungsreproduktion und Tonerhaftung.
Beispiel 13
Die Bewertung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 11 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass das lichtempfindliche Element Nr. 5 mit einer Schutzschicht, in der Polytetrafluorethylenpulver dispergiert ist, als lichtempfindliches Element verwendet wurde.
Die Bewertungsergebnisse für die Geisterbildung sind in Tabelle 7 gezeigt. Weiterhin waren die Reproduktion isolierter Punkte und die Abstufungsreproduktion ausgezeichnet, wie in 8 gezeigt ist. Weiterhin, hinsichtlich der Tonerhaftung, war diese Ausführungsform sogar besser als Beispiel 1, was in Tabelle 9 gezeigt ist, ohne Tonerhaftung auf dem lichtempfindlichen Element, selbst nach 4.000 Blättern und es gab keine Verschmutzung des Tonerbilds aufgrund Tonerhaftung, die auf dem gedruckten Bild selbst auftritt.
Beispiel 14
Es wurde ein Laserstrahldrucker (LBP-8 Mark IV: hergestellt von CANON) als elektrophotographische Vorrichtung hergestellt. Seine Prozessgeschwindigkeit betrug 47 mm/s. Die Kautschukreinigungsrakel in der Prozesspatrone dieses Druckers wurde herausgenommen. Die Lademethode ist die direkte Ladung, wobei eine Kautschukwalze in Kontakt gebracht wird. Die angelegte Spannung wurde bei der DC-Komponente (–1400 V) eingestellt.
Als Nächstes wurde die Entwicklungsanordnung in der Prozesspatrone modifiziert. Anstelle der Trommel aus rostfreiem Stahl, die das Tonerlieferelement ist, wurde eine Walze (Durchmesser von 16 mm) aus einer multipolaren Magnetwalze, mit deren Oberfläche eine Leitfähigkeitsverarbeitung durchgeführt wurde und die dann mit einem geschäumten Urethan aus einem Kautschuk mittleren Widerstands umhüllt wurde, als Trägerelement verwendet und in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element gebracht. Das Tonerträgerelement wurde so angetrieben, dass es eine Umfangsgeschwindigkeit von 200 % der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements aufwies, wobei seine Drehrichtung die gleiche am Kontaktpunkt war.
Weiterhin wurde eine Rakel aus rostfreiem Stahl, die mit einem Harz beschichtet war, so angeordnet, dass sie die Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement steuerte. Die angelegte Spannung zum Zeitpunkt der Entwicklung wurde auf nur die DC-Komponente (–400 V) eingestellt.
Das Ladungspotential des lichtempfindlichen Elements wurde auf –800 V für das Dunkelflächenpotential und –100 V für das Hellflächenpotential eingestellt.
Die elektrophotographische Vorrichtung wurde modifiziert und ihre Prozessbedingungen wurden so eingestellt, dass sie für diese Modifikationen, die für die Prozesspatrone gemacht worden sind, geeignet waren.
In der modifizierten Vorrichtung wurde das lichtempfindliche Element gleichmäßig unter Verwendung der Walzenladeanordnung (wobei nur die DC-Komponente gelegt war) geladen. Die Vorrichtung führt folgende Prozesse durch: Nach dem Laden wird ein elektrostatisches latentes Bild durch Belichten der Bildfläche mit einem Laserstrahl gebildet, das in ein sichtbares Bild mit dem Toner umgewandelt wird, und danach wird das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial durch die Übertragungswalze, an die eine Spannung angelegt ist, übertragen.
Das lichtempfindliche Element Nr. 4 wurde als lichtempfindliches Element verwendet, und der Entwickler, der den Toner N enthielt, wurde für den Entwickler verwendet. Die Belichtungsstärke auf dem lichtempfindlichen Element zur Bildung eines latenten Bildes wurde bei 4 Graden eingestellt, wie in den Tabellen 7 und 8 gezeigt ist. Diese Grade werden wie folgt bestimmt: Die Neigung der geraden Linie, die Vd und (Vd + Vr)/2 der lichtempfindlichen Kurve des lichtempfindlichen Elements verbindet, wurde berechnet (wobei Vd das Dunkelflächenpotential bedeutet und Vr das Restpotential bedeutet), und dann wurde der Punkt der lichtempfindlichen Kurve mit einer Neigung von 1/20 der oben bestimmten Neigung bestimmt, um die Belichtungsstärke des Punkts zu erkennen. 0,20 cJ/m² ist kleiner als die Belichtungsstärke an dem Punkt, 3,10 cJ/m² ist größer als das 5-fache der halben Belichtungsstärke und zwei Belichtungsstärken zwischen den obigen zwei. Das Hellflächenpotential betrug etwa –150 V als die Belichtungsstärke 2,80 cJ/m² betrug, was standardisiert war.
Wie in den Bewertungsergebnissen, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 10 durchgeführt wurden, erläutert ist, und in den Tabellen 7 und 8 gezeigt sind, war die Geisterbildung minimal und man erhielt ein gutes Bild mit ausgezeichneter Reproduktion der isolierten Punkte und Abstufungsreproduktionen.
Weiterhin gab es keine Verschmutzung des Bildes durch den Toner, es wurde auch keine Tonerhaftung auf dem lichtempfindlichen Element beobachtet, selbst nach einem Haltbarkeitstest mit 4.000 Blättern.
Beispiel 15
Die Bewertung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Toner N verwendet wurde.
Im Ergebnis, während kaum Geisterbildung auf der OHP-Folie beobachtet wurde, wurde keine auf dem dicken. Papier mit 130 g/m² oder dünnen Papier mit 75 g/m² beobachtet, was in der Tabelle 7 gezeigt ist. Die Reproduktion der isolierten Punkte und die Abstufungsreproduktion dafür waren ebenfalls ausgezeichnet. Weiterhin, im Hinblick auf die Tonerhaftung, war diese Ausführungsform sogar besser als Beispiel 14, was in Tabelle 9 gezeigt ist, ohne Tonerhaftung auf dem lichtempfindlichen Element selbst bei 4.000 Blättern, und es gab keine Verschmutzung des Bildes aufgrund Tonerhaftung, die auf dem gedruckten Bild selbst auftritt.
Beispiel 16
Die Bewertung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 14 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Toner O im Entwickler verwendet wurde. Im Ergebnis zeigten sich ausgezeichnete Eigenschaften etwa gleich zu denjenigen von Beispiel 6 im Hinblick auf das Geisterphänomen, Reproduktion isolierter Punkte, Abstufungsreproduktion und Tonerhaftung. Siehe Tabellen 7, 8 und 9.

Claims

Bildherstellungsverfahren, das aufweist: (a) einen Ladeprozess zum Laden eines lichtempfindlichen Elements (26, 100); (b) einen Belichtungsprozess zum Belichten des geladenen lichtempfindlichen Elements (26, 100), um ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden; (c) einen Entwicklungsprozess, um einen Toner (32, 142), der von einem Tonerträgerelement (24, 43, 102) getragen wird, in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zu bringen und das elektrostatische latente Bild zu entwickeln und ein Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element (26, 100) zu bilden; (d) einen Übertragungsprozess zum Übertragen des Tonerbilds auf dem lichtempfindlichen Element (26, 100) auf ein Übertragungsmaterial (P, 28, 127) durch Anlegen einer Spannung an ein Übertragungsmittel (27, 114) von einer Vorspannungsvorrichtung (29); (e) einen Fixierprozess zum Fixieren des übertragenen Tonerbilds auf dem Übertragungsmaterial (29, 127) durch Anwenden von Hitze und Druck und (f) einen Wiedergewinnungsprozess zum Wiedergewinnen von restlichem Toner, der auf dem lichtempfindlichen Element (26, 100) verblieben ist, worin der Toner (32, 142) mindestens Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, und ein anorga nisches feines Pulver umfasst; und der Toner (32, 142) einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen, DV (μm) in einem Bereich von 3 μm ≤ DV ≤ 8 μm, einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht, D4 (μm) in einem Bereich von 3,5 μm ≤ D4 ≤ 9 μm aufweist und die Prozentzahl der Teilchen, deren Teilchendurchmesser kleiner als 5 μm in der Teilchendurchmesserverteilung, bezogen auf die Anzahl (Nr) ist, in einem Bereich von 17 %, bezogen auf die Anzahl, ≤ Nr ≤ 90 %, bezogen auf die Anzahl, ist; wobei die äußerste Schicht des lichtempfindlichen Elements ein hohes Abtrennvermögen aufweist, wobei dieses Abtrennvermögen durch eine Technik vermittelt wird, die aus dem Folgenden gewählt ist: (i) Verwenden eines Harzes mit einer niedrigen Oberflächenenergie als Harz, das diese äußerste Schicht bildet; (ii) Zugeben eines Materials in diese äußerste Schicht, um wasserabweisende Eigenschaften oder lipophile Eigenschaften darauf zu vermitteln oder (iii) Pulverisieren eines Materials, das ein hohes Abtrennvermögen besitzt und Dispergieren des Materials in der äußersten Schicht, so dass der Kontaktwinkel der äußersten Schicht des lichtempfindlichen Elements mit Wasser 85° oder größer ist, wobei die Wiedergewinnungsprozessstufe (f) die Wiedergewinnung des Resttoners an das Tonerträgerelement (24, 43, 102) gleichzeitig mit der Entwicklungsprozessstufe (c) umfasst, wobei kein zu sätzlicher Reinigungsprozess zur Entfernung des Resttoners zwischen dem Übertragungsprozess (d) und dem Ladeprozess (a) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Kontaktwinkel der äußersten Schicht des lichtempfindlichen Elements (26, 100) mit Wasser 90° oder größer ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die äußerste Schicht des photoempfindlichen Elements (26, 100) ein fluorenthaltendes Schmiermittelpulver enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Toner (32, 142) einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen, DV (μm) in einem Bereich von 3 μm ≤ DV < 6 μm, einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht D4, (μm) in einem Bereich von 3,5 μm ≤ D4 < 6,5 μm aufweist und die Prozentzahl der Teilchen, deren Teilchendurchmesser kleiner als 5 μm in der Teilchendurchmesserverteilung, bezogen auf die Anzahl (Nr) ist, in einem Bereich von 60%, bezogen auf die Anzahl < Nr ≤ 90%, bezogen auf die Anzahl, ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, worin der Toner (32, 142) die Prozentzahl der Tonerteilchen, deren Durchmesser 3,17 μm oder kleiner in der Teilchengrößenanzahlverteilung (Nm) ist und die Prozentzahl der Tonerteilchen, deren Teilchendurchmesser 3,17 μm oder kleiner in der Teilchengrößenvolumenverteilung (Nv) ist, aufweist, wobei das Verhältnis von Nm/Nv 2,0 bis 8,0 beträgt, und die Volumenprozentzahl der Teilchen, deren Teilchendurchmesser 8 μm oder größer in der Volumenteilchenverteilung ist, 10 Volumen-% oder weniger beträgt.
Verfahren nach Anspruch 5, worin das Verhältnis von Nm/Nv 3,0 bis 7,0 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das anorganische feine Pulver aus einer Gruppe gewählt ist, die Titanoxid, Aluminiumoxid, Siliciumoxid und Doppeloxide davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, worin die Oberfläche des anorganischen feinen Pulvers mit einem Schmiermittel behandelt wird, das eine Flüssigkeit bei Raumtemperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 8, worin die Oberfläche des anorganischen feinen Pulvers mit einem Silikonöl behandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Toner (32, 142) die triboelektrische Eigenschaft aufweist, dass die triboelektrische Ladungsmenge (Q) gegenüber pulverförmigem Eisenträger 14 bis 80 mC/kg, als absoluter Wert, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 10, worin der Toner (32, 142) die triboelektrische Eigenschaft aufweist, dass die triboelektrische Ladungsmenge (Q) gegenüber pulverförmigem Eisenträger 24 bis 60 mC/kg, als absoluter Wert, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Toner (32, 142) eine Schmiermittelsubstanz besitzt.
Verfahren nach Anspruch 12, worin der Toner (32, 142) Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz, ein flüssiges Schmiermittel und ein Farbmittel enthalten, und ein organisch behandeltes anorganisches feines Pulver umfasst, wobei der Toner (32, 142) das flüssige Schmiermittel auf seiner Oberfläche aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, worin das Farbmittel ein flüssiges Schmiermittel trägt.
Verfahren nach Anspruch 13, worin das Farbmittel eine magnetische Substanz ist.
Verfahren nach Anspruch 13, worin das flüssige Schmiermittel in den Tonerteilchen in Form von Schmiermittelteilchen enthalten ist, das das Schmiermittel bei einer Prozentzahl von 20 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmiermittelteilchen enthält.
Verfahren nach Anspruch 13, worin die Viskosität des flüssigen Schmiermittels 0,1 × 10^–6 m²/s bis 0,2 × 10^–6 m²/s (100.000 cSt bis 200.000 cSt) bei 25°C beträgt.
Verfahren nach Anspruch 12, worin der Toner (32, 142) Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und ein organisch behandeltes anorganisches feines Pulver und ein festes feines Schmiermittelpulver umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, worin die Oberfläche des anorganischen feinen Pulvers mit mindestens einem Silikonöl oder Silikonlack behandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das elektrostatische latente Bild durch eine Belichtungsstärke gebildet wird, die nicht mehr als die Belichtungsstärke entsprechend einem Kontaktpunkt, wo eine gerade Linie mit einer Neigung von 1/20 der Neigung der geraden Linie, die ein Dunkelflächenpotential Vd verbindet, auf einer Kurve des lichtempfindlichen Elements (26, 100) bezüglich Belichtungsstärke/lichtempfindliches Oberflächenpotential, ist, und der Durchschnitt des Dunkelflächenpotentials Vd und des Restpotentials Vr(Vd + Vr)/2 die Kurve bezüglich Belichtungsstärke/lichtempfindliches Oberflächenpotential erfüllt, und nicht mehr als das 5-fache der Halbwertsbelichtungsstärke.
Verfahren nach Anspruch 20, worin die Halbwertbelichtungsstärke des lichtempfindlichen Elements (26, 100) 0,5 cJ/m² oder weniger beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das lichtempfindliche Element (26, 100) ein lichtempfindliches OPC-Element, das ein Phthalocyaninpigment enthält, ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das elektrostatische latente Bild durch ein Umkehrentwicklungsverfahren entwickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 23, worin das lichtempfindliche Element (26, 100) das Dunkelflächenpotential Vd und das Hellflächenpotential V1 besitzt und die DC-Vorspannung VDC an dem Tonerträgerelement angelegt wird, um die Bedingungen |Vd – VDC| > |V1 – VDC|zu erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 24, worin die DC-Vorspannung VDC eine Spannung zwischen dem Dunkelflächenpotential Vd und dem Hellflächenpotential V1 besitzt.
Verfahren nach Anspruch 24, worin der absolute Wert |Vd – VDC| 10 V oder größer als der absolute Wert |V1 – VDC| ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Toner (32, 142) ein nicht magnetischer Toner ist und das elektrostatische latente Bild nach einer nicht magnetischen Einkomponenten-Entwicklungsmethode entwickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Toner (32, 142) ein nicht magnetischer Toner, der mit einem magnetischen Träger vermischt ist, ist und das elektrostatische latente Bild nach einer Magnetbürstenentwicklungsmethode entwickelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Toner (32, 142) ein magnetischer Toner ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Tonerbild auf das Übertragungsmaterial (28, 127) durch ein Pressübertragungsmittel, an dem eine Vorspannung angelegt ist, übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Tonerträgerelement (24, 43, 102) bei einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht wird, die schneller als die Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements (26, 100) ist.
Verfahren nach Anspruch 31, worin das Tonerträgerelement (24, 43, 102) bei einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht wird, die nicht weniger als 110 der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements beträgt.
Bildherstellungsvorrichtung, die aufweist: ein Lademittel (21, 33, 117) zum Laden eines lichtempfindlichen Elements (26, 100); ein Belichtungsmittel (121) zum Belichten des geladenen lichtempfindlichen Elements (26, 100), um ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden; ein Entwicklungsmittel (22, 42, 140), um einen Toner (32, 142), der von einem Tonerträgerelement (24, 43, 102) getragen wird, in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zu bringen und das elektrostatische latente Bild zu entwickeln und ein Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element (26, 100) zu bilden; ein Übertragungsmittel (27, 114) zum Übertragen des Tonerbilds auf dem lichtempfindlichen Element (26, 100) auf ein Übertragungsmaterial (P, 28, 127) durch Anlegen einer Spannung an das Übertragungsmittel (27, 114) von einer Vorspannungsvorrichtung (29); und ein Fixiermittel (31, 126) zum Fixieren des übertragenen Tonerbilds auf dem Übertragungsmaterial (P, 28, 127) durch Anwenden von Hitze und Druck; wobei der Toner (32, 142) mindestens Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz und ein Farbmittel umfassen, und ein anorganisches feines Pulver umfasst; und der Toner (32, 142) einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen, DV (μm) in einem Bereich von 3 μm ≤ DV ≤ 8 μm, einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht, D4 (μm) in einem Bereich von 3,5 μm ≤ D4 ≤ 9 μm aufweist und die Prozentzahl der Teilchen, deren Teilchendurchmesser kleiner als 5 μm in der Teilchendurchmesserverteilung, bezogen auf die Anzahl (Nr), ist, in einem Bereich von 17%, bezogen auf die Anzahl ≤ Nr ≤ 90%, bezogen auf die Anzahl, ist; wobei die äußerste Schicht des lichtempfindlichen Elements ein hohes Abtrennvermögen aufweist, wobei dieses Abtrennvermögen durch eine Technik vermittelt wird, die aus dem Folgenden gewählt ist: (i) Verwenden eines Harzes mit einer niedrigen Oberflächenenergie als Harz, das diese äußerste Schicht bildet; (ii) Zugeben eines Materials in diese äußerste Schicht, um wasserabweisende Eigenschaften oder lipophile Eigenschaften darauf zu vermitteln oder (iii) Pulverisieren eines Materials, das ein hohes Abtrennvermögen besitzt und Dispergieren des Materials in der äußersten Schicht, so dass der Kontaktwinkel der äußersten Schicht des lichtempfindlichen Elements (26, 100) mit Wasser 85° oder größer ist, wobei kein Reinigungselement zwischen dem Übertragungsmittel (27, 114) und dem Lademittel (21, 32, 117) zum Laden des lichtempfindlichen Elements (26, 100) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, worin der Kontaktwinkel der äußersten Schicht des lichtempfindlichen Elements (26, 100) mit Wasser 90° oder größer ist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, worin die Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elements (26, 100) ein fluorenthaltendes Schmiermittelpulver enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 33, worin der Toner (32, 142) einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen, DV (μm) in einem Bereich von 3 μm ≤ DV < 6 μm, einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht, D4 (μm) in einem Bereich von 3,5 μm ≤ D4 < 6,5 μm aufweist und die Prozentzahl der Teilchen, deren Teilchendurchmesser kleiner als 5 μm in der Teilchendurchmesserverteilung, bezogen auf die Anzahl (Nr), ist, in einem Bereich von 60%, bezogen auf die Anzahl < Nr ≤ 90%, bezogen auf die Anzahl, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 33 oder 36, worin der Toner (32, 142) die Prozentzahl der Tonerteilchen, deren Durchmesser 3,17 μm oder kleiner in der Teilchengrößenanzahlverteilung (Nm) ist und die Prozentzahl der Tonerteilchen, deren Teilchendurchmesser 3,17 μm oder kleiner in der Teilchengrößenvolumenverteilung (Nv) ist, aufweist, wobei das Verhältnis von Nm/Nv 2,0 bis 8,0 beträgt, und die Volumenprozentzahl der Teilchen, deren Teilchendurch messer 8 μm oder größer in der Volumenteilchenverteilung ist, 10 Volumen-% oder weniger beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 37, worin das Verhältnis von Nm/Nv 3,0 bis 7,0 beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 33, worin das anorganische feine Pulver aus einer Gruppe gewählt ist, die Titanoxid, Aluminiumoxid, Siliciumoxid und Doppeloxide davon umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 33 oder 39, worin die Oberfläche des anorganischen feinen Pulvers mit einem Schmiermittel behandelt ist, das eine Flüssigkeit bei Raumtemperatur ist.
Vorrichtung nach Anspruch 40, worin die Oberfläche des anorganischen feinen Pulvers mit einem Silikonöl behandelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, worin der Toner (32, 142) die triboelektrische Eigenschaft aufweist, dass die triboelektrische Ladungsmenge (Q) gegenüber pulverförmigem Eisenträger 14 bis 80 mC/kg, als absoluter Wert, beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 42, worin der Toner (32, 142) die triboelektrische Eigenschaft aufweist, dass die triboelektrische Ladungsmenge (Q) gegenüber pulverförmigem Eisenträger 24 bis 609 mC/kg, als absoluter Wert, beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 33, worin der Toner (32, 142) eine Schmiermittelsubstanz besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 44, worin der Toner (32, 142) Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz, ein flüssiges Schmiermittel und ein Farbmittel enthalten, und ein organisch behandeltes anorganisches feines Pulver umfasst, wobei der Toner das flüssige Schmiermittel auf seiner Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 45, worin das Farbmittel ein flüssiges Schmiermittel trägt.
Vorrichtung nach Anspruch 45, worin das Farbmittel eine magnetische Substanz ist.
Vorrichtung nach Anspruch 45, worin das flüssige Schmiermittel in den Tonerteilchen in Form von Schmiermittelteilchen enthalten ist, das das Schmiermittel bei einer Prozentzahl von 20 bis 90 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmiermittelteilchen, enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 45, worin die Viskosität des flüssigen Schmiermittels 0,1 × 10^–6 m²/s bis 0,2 × 10^–6 m²/s (100.000 cSt bis 200.000 cSt) bei 25°C beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 44, worin der Toner (32, 142) Tonerteilchen, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und ein organisch behandeltes anorganisches feines Pulver und ein festes feines Schmiermittelpulver umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 45, worin die Oberfläche des anorganischen feinen Pulvers mit mindestens einem Silikonöl oder Silikonlack behandelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, worin das lichtempfindliche Element (26, 100) ein lichtempfindliches OPC-Element, das ein Phthalocyaninpigment enthält, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 33, worin das Übertragungsmittel (27, 114) eine Vorspannung angelegt aufweist und in der Weise angeordnet ist, dass das Übertragungsmaterial (28, 127) mit dem lichtempfindlichen Element (26, 100) gepresst wird.
Verwendung eines Toners (32, 142), der für eine reinigerlose Entwicklung in dem Bildherstellungsverfahren von Anspruch 1 geeignet ist, wobei dieser Toner (32, 142) mindestens Tonerteilchen, die ein Bindemittelharz, ein Farbmittel und ein anorganisches feines Pulver enthalten, umfasst; wobei dieser Toner einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Volumen, DV (μm) in einem Bereich von 3 um ≤ DV < 8 μm, einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, bezogen auf das Gewicht, D4 (μm) in einem Bereich von 3,5 μm ≤ D4 ≤ 9 μm aufweist und die Prozentzahl der Teilchen, deren Teilchendurchmesser kleiner als 5 μm in der Teilchendurchmesserverteilung, bezogen auf die Anzahl (Nr) ist, in einem Bereich von 17 %, bezogen auf die Anzahl ≤ Nr ≤ 90 %, bezogen auf die Anzahl, ist.
Verwendung eines Toners (32, 142) nach Anspruch 54, worin der Toner ein solcher ist, wie er in irgendeinem der Ansprüche 36 bis 51 spezifiziert ist.