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Dokumentenidentifikation DE69718857T2 11.09.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0822456
Titel Toner zur Entwicklung elektrostatischer Bilder und Bilderzeugungsmethode
Anmelder Canon K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Yusa, Hiroshi, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Urawa, Motoo, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Nozawa, Keita, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Karaki, Yuki, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Maruyama, Kazuo, Mishima-shi, Shizuoka-ken, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69718857
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 30.07.1997
EP-Aktenzeichen 973057144
EP-Offenlegungsdatum 04.02.1998
EP date of grant 05.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.09.2003
IPC-Hauptklasse G03G 9/08
IPC-Nebenklasse G03G 9/087   G03G 9/097   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft einen Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes sowie ein Bilderzeugungsverfahren, die bei Aufzeichnungsverfahren Verwendung finden, die von der Elektrophotographie, der elektrostatischen Aufzeichnung, der magnetischen Aufzeichnung o. ä. Gebrauch machen. Genauer gesagt bezieht sich diese Erfindung auf einen Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes sowie auf ein Bilderzeugungsverfahren, die bei Kopiergeräten, Druckern, Faxgeräten etc. Anwendung finden, bei denen ein Tonerbild vorher auf einem Trägerelement für ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt und das Tonerbild danach auf ein Transfermedium übertragen wird, um ein Bild zu erzeugen.

Für die Elektrophotographie ist eine Reihe von Verfahren bekannt. Fertige Bilder, wie Kopien oder Drucke, werden üblicherweise erhalten, indem ein latentes elektrostatisches Bild auf einem lichtemfpindlichen Element durch Verwendung eines photoleitenden Materiales und über diverse Einrichtungen erzeugt wird, das latente elektrostatische Bild danach unter Verwendung eines Toners entwickelt wird, um das Bild sichtbar zu machen und ein Tonerbild zu erzeugen, das Tonerbild auf ein Transfermedium, wie Papier, falls erforderlich, übertragen wird und danach das Tonerbild durch Wärme, Druck oder Wärme und Druck auf dem Transfermedium fixiert wird.

In den letzten Jahren hat der Bedarf nach einer Farbbilderzeugung in einer Bilderzeugungsvorrichtung, wie Kopiergeräten, Druckern und Faxgeräten, unter Anwendung der Elektrophotographie zugenommen. Als Farbtoner werden normalerweise nichtmagnetische Toner verwendet, da es schwierig ist, magnetische Toner, die magnetische Materialien enthalten, in Relation zu ihren Farbtönungen zu verwenden. In Fällen, in denen ein magnetischer Toner als schwarzer Toner und ein nichtmagnetischer Toner als Farbtoner verwendet werden, neigt der optimale Transferstromwert des nichtmagnetischen Toners dazu, höher zu sein als der optimale Transferstromwert des magnetischen Toners. Wenn die Transferbedingungen des Hauptgehäuses des Gerätes auf den nichtmagnetischen Toner eingestellt werden, kann der magnetische Toner ein Phänomen verursachen, das als "Rückübertragung" bezeichnet wird, bei dem der einmal auf ein Transfermedium übertragene Toner auf das Trägerelement für das latente Bild zurückkehrt, so daß eine Abnahme der Bilddichte bei schwarzen Bildern auftritt.

In den letzten Jahren stehen Papiermaterialien in einer größeren Vielzahl zur Verfügung. Die Kopiergeräte, Drucker und Faxgeräte, bei denen die Elektrophotographie Anwendung findet, sollen daher an diese diversen Papiermaterialien anpaßbar sein. Die optimalen Transferbedingungen können sich jedoch in Abhängigkeit von den Papiermaterialien, die als Transfermedium dienen, unterscheiden. Beispielsweise besitzen Karton und Overheadprojektorfilme (OHP-Filme) einen hohen optimalen Transferstromwert, während dünnes Papier einen niedrigen optimalen Transferstromwert besitzt. Wenn daher die Transferbedingungen des Hauptgehäuses des Gerätes in bezug auf Karton oder OHP-Film optimal gemacht werden, kann das Phänomen der "Rückübertragung" auch dann auftreten, wenn eine Übertragung auf dünnes Papier stattfindet.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 61-279864 beschreibt einen Toner, dessen Formfaktoren SF-1 und SF-2 definiert sind. Diese Veröffentlichung offenbart überhaupt nichts in bezug auf die Übertragung. Ferner wurde als Ergebnis von Versuchen zur Nacharbeitung von Beispielen unter Verwendung von hier beschriebenen Tonern zur Durchführung der Übertragung festgestellt, daß der Toner eine unzureichende Übertragungseffizienz besaß und verbessert werden mußte.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 63-235953 offenbart ebenfalls einen magnetischen Toner, dessen Partikel über eine mechanische Aufprallkraft sphärisch gemacht wurden. Der Toner besitzt jedoch immer noch eine unzureichende Übertragungseffizienz und muß weiter verbessert werden.

Als Drucker nehmen LED-Drucker und LBP-Drucker eine vorherrschende Stellung auf dem jüngsten Markt ein. Als Trend der Technik besteht die Tendenz nach einer höheren Auflösung. Mit anderen Worten, Drucker, die eine Auflösung von 240 oder 300 dpi besitzen, werden durch Drucker mit einer Auflösung von 400, 600 oder 800 dpi ersetzt. Bei einem derartigen Trend müssen die Entwicklungssysteme nunmehr eine höhere Feinheit erhalten.

Kopiergeräte sind ebenfalls weiterentwickelt worden, um bessere Funktionen zu erhalten, wobei heutzutage der Trend in Richtung auf digitale Systeme geht. Diese digitalen Systeme verwenden hauptsächlich ein Verfahren, bei dem latente elektrostatische Bilder unter Verwendung eines Lasers erzeugt werden, so daß auch bei den Kopiergeräten der Trend in Richtung auf eine hohe Auflösung geht und man, wie bei Druckern, nach einem Entwicklungssystem sucht, das eine hohe Auflösung und hohe Feinheit besitzt.

Von einem derartigen Standpuntk aus wurden insbesondere bei Druckern und Kopiergeräten von digitalen Systemen deren lichtempfindliche Schichten zunehmend dünner gemacht, so daß latente elektrostatische Bilder mit höherer Feinheit erzeugt werden konnten. Wenn derartige lichtempfindliche Dünnfilmelemente Verwendung finden, besitzen die latenten elektrostatischen Bilder einen niedrigen Potentialkontrast, so daß man wünscht, daß die bei der Entwicklung verwendeten Toner ein besseres Entwicklungsverhalten besitzen.

In den letzten Jahren besteht aus Umweltschutzgründen eine Tendenz, daß anstelle des Primäraufladungsprozesses und Transferprozesses unter Anwendung einer Koronaentladung, wie beim Stand der Technik, vorzugsweise ein Primäraufladeprozeß und ein Transferprozeß Verwendung finden, bei denen ein lichtempfindliches Kontaktelement eingesetzt wird.

Vorschläge hierzu sind beispielsweise in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 63-149669 und Nr. 2-123385 enthalten. Diese Veröffentlichungen betreffen ein Kontaktaufladeverfahren und ein Kontakttransferverfahren. Eine leitende elastische Aufladerolle wird mit einem Trägerelement für ein latentes elektrostatisches Bild in Kontakt gebracht, und das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild wird gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen, während eine Spannung an die leitende elastische Rolle gelegt wird, wonach Belichtungs- und Entwicklungsschritte durchgeführt werden, um ein Tonerbild zu erzeugen. Während eine andere leitende elastische Transferrolle, an die eine Spannung gelegt wird, gegen das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild gepreßt wird, wird danach ein Transfermedium zwischen das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild und die leitende elastische Transferrolle geführt, um das Transfermedium auf das auf dem Trägerelement gehaltene latente elektrostatische Bild zu übertragen, wonach ein Fixierschritt folgt, um ein übertragenes Bild zu gewinnen.

Bei einem derartigen Kontakttransfersystem, bei dem keine Koronaentladung Anwendung findet, wird jedoch das Transferelement, wie beispielsweise eine Rolle, über das Transfermedium zum Zeitpunkt der Übertragung mit dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild in Kontakt gebracht, so daß daher das Tonerbild gepreßt wird, wenn das auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild erzeugte Tonerbild auf das Transfermedium übertragen wird, so daß ein Problem einer teilweise fehlerhaften Übertragung auftreten kann, das als "durch schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche" bezeichnet wird.

Da ferner Toner hergestellt werden, die einen kleineren Partikeldurchmesser besitzen, wird die Anziehung (Bildkraft, von der Waal'sche Kraft o. ä.) der Tonerpartikel in bezug auf das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild größer als die während der Übertragung auf die Tonerpartikel aufgebrachte Coulomb'sche Kraft, so daß immer mehr Toner nicht übertragen wird.

Darüber hinaus ist bei dem Rollentransferaufladesystem die physikalische und chemische Wirkung auf die Oberfläche des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild, die auf die Entladung zwischen der Aufladerolle und dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild zurückzuführen ist, größer als bei dem Koronaaufladesystem. Insbesondere dann, wenn eine Kombination aus einem organischen lichtempfindlichen Element und einer Blattreinigung Anwendung findet, neigt die Rolle wegen einer Oberflächenverschlechterung des organischen lichtempfindlichen Elementes zum Verschleiß, so daß Probleme hinsichtlich von deren nutzbarer Lebensdauer entstehen. Wenn eine Kombination aus Kontaktaufladung/organischem lichtempfindlichen Elementmagnetischer Einkomponentenentwicklung/Kontakttransfer/Blattreinigung eingesetzt wird, kann jedoch die Bilderzeugungsvorrichtung in einfacher Weise mit niedrigen Kosten, geringer Größe und einem geringen Gewicht hergestellt werden. Ein derartiges System ist daher bei Kopiergeräten, Druckern und Faxgeräten auf dem Sektor vorherrschend, auf dem niedrige Preise, eine geringe Größe und ein geringes Gewicht gefordert werden.

Es wurde daher nach Tonern und lichtempfindlichen Elementen für derartige Bilderzeugungsverfahren gesucht, die bessere Ablöseeigenschaften besitzen.

Die europäische Patentanmeldung 0681218 beschreibt ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung eines Toners mit Tonerpartikeln, die 5 bis 30 Gew.-% einer Verbindung mit niedrigem Erweichungspunkt enthalten, und einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 130 besitzen.

Die europäische Patentanmeldung 0658816 betrifft ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem Tonerpartikel mit einem ersten Formfaktor SF-1 von 100 bis 150 Verwendung finden, die eine Substanz mit einem niedrigen Erweichungspunkt enthalten.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes sowie ein Bilderzeugungsverfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen die vorstehend aufgeführten Probleme des Standes der Technik gelöst werden.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes und eines Bilderzeugungsverfahrens, die unter breiten Transferstrombedingungen (insbesondere hohen Transferstrombedingungen) keine "Rückübertragung" verursachen und mit denen ein Bild mit hoher Dichte erzielt werden kann.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes sowie eines Bilderzeugungsverfahrens, die selbst bei latenten elektrostatischen Bildern mit einem niedrigeren Kontrast des latenten Bildes ein besseres Entwicklungsvermögen aufweisen, zu einer hohen Bilddichte führen und eine in bezug auf feine latente Punktbilder wiedergabegetreue Entwicklung zur Erzielung von scharfen Bildern ermöglichen.

Gemäß einem weiteren Ziel der vorliegenden Erfindung sollen ein Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes und ein Bilderzeugungsverfahren zur Verfügung gestellt werden, die ein besseres Transferverhalten zeigen, bewirken, daß weniger Toner nicht übertragen wird, und keine Leerbereiche verursachen, die durch eine schlechte Übertragung hervorgerufen werden, selbst bei einem Rollentransfersystem, oder die ein derartiges Phänomen weniger verursachen.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes und eines Bilderzeugungsverfahrens, die ein besseres Ablösevermögen und Gleitvermögen zur Verfügung stellen, wobei dieses Verhalten ein Bildträgerelement mit langer Lebensdauer verspricht, das einen geringeren Verschleiß des lichtempfindlichen Elementes verursacht, selbst nach Durchführung eines Drucks über eine lange Zeitdauer bei einer großen Zahl von Blättern.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Schaffung eines Toners zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes und eines Bilderzeugungsverfahrens, die keine fehlerhafte Aufladung und keine fehlerhaften Bilder infolge der Verunreinigung von Elementen, die mit dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild in Druckkontakt kommen, verursachen oder ein derartiges Phänomen weniger bewirken können.

Zum Erreichen der obigen Ziele sieht die vorliegende Erfindung einen Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes vor, der Tonerpartikel umfaßt, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel sowie ein anorganisches Feinpulver enthalten, wobei

der Toner mindestens einen endothermen Peak in einem Temperaturbereich von 120ºC oder darunter bei der Differentialthermoanalyse besitzt;

dadurch gekennzeichnet, daß der Toner bei seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr nicht weniger als 93 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 und weniger als 39 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von minedstens 0,98 besitzt, wobei die Zirkularität aus der folgenden Gleichung (1)

Zirkularität å = Lo/L (1)

gewonnen wird, worin Lo die Umfangslänge eines Kreises mit der gleichen projizierten Fläche wie ein Partikelbild und L die Umfangslänge eines projizierten Bildes eines Partikels bedeuten.

Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Bilderzeugungsverfahren vor, das die folgenden Schritte umfaßt:

Elektrostatisches Aufladen eines Trägerelementes für ein latentes elektrostatisches Bild;

Ausbilden eines latenten elektrostatischen Bildes auf dem auf diese Weise aufgeladenen Trägerelement für das latente elektrostatische Bild;

Entwickeln des latentes elektrostatischen Bildes unter Verwendung eines Toner, der auf einem Tonerträgerelement getragen wird, um ein Tonerbild auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild zu erzeugen; und

Bringen eines Transferelementes, an das eine Spannung angelegt wird, in Kontakt mit einem Transfermedium, um das auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild gehaltene Tonerbild auf das Transfermedium zu übertragen;

wobei der Toner Tonerpartikel umfaßt, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel sowie ein anorganisches Feinpulver enthalten, wobei

der Toner mindestens einen endothermen Peak in einem Temperaturbereich von 120ºC oder weniger bei der Differentialthermoanalyse besitzt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Toner bei seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr nicht weniger als 93 Anzahl% Partikel mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 und weniger als 30 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,98 aufweist, wobei die Zirkularität aus der nachfolgenden Gleichung (1)

Zirkularität å = Lo/L (1)

ermittelt wird, worin Lo die Umfangslänge eines Kreises mit der gleichen projizierten Fläche wie ein Partikelbild und L die Umfangslänge eines projizierten Bildes eines Partikels bedeuten.

Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Bilderzeugungsverfahren vor, das die folgenden Schritte umfaßt:

Elektrostatisches Aufladen eines Trägerelementes für ein latentes elektrostatisches Bild;

Erzeugen eines latenten elektrostatischen Bildes auf dem auf diese Weise aufgeladenen Trägerelement für das latente elektrostatische Bild;

Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes unter Verwendung eines auf einem Tonerträgerelement getragenen Toners zur Ausbildung eines Tonerbildes auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild;

primäres Übertragen des auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild gehaltenen Tonerbildes auf ein Zwischentransferelement; und

Bringen eines Transferelementes, an das eine Spannung gelegt wird, in Kontakt mit einem Aufzeichnungsmedium, um das auf dem Zwischentransferelement gehaltene Tonerbild auf sekundäre Weise auf das Aufzeichnungsmedium zu übertragen;

wobei der Toner Tonerpartikel umfaßt, die mindestens ein Bindemittelharz und Farbmittel sowie ein anorganisches Feinpulver enthalten, und wobei

der Toner mindestens einen endothermen Peak in einem Temperaturbereich von 120ºC oder weniger bei der Differentialthermoanalyse besitzt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Toner bei seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr nicht weniger als 93 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 und weniger als 30 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,98 besitzt, wobei die Zirkularität aus der nachfolgenden Gleichung (1)

Zirkularität å = Lo/L (1)

ermittelt wird, worin Lo die Umfangslänge eines Kreises mit der gleichen projizierten Fläche wie ein Partikelbild und L die Umfangslänge eines projizierten Bildes eines Partikels bedeuten.

Es folgt nunmehr eine Kurzbeschreibung der Zeichnungen. Hiervon zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Beispieles einer Bilderzeugungsvorrichtung, die erfindungsgemäß bevorzugt wird;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Beispieles einer Entwicklungseinheit für eine Einkomponentenentwicklung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Beispieles der Schichtkonfiguration eines bei der vorliegenden Erfindung verwendeten lichtempfindlichen Elementes;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Beispieles einer Kontakttransfereinrichtung;

Fig. 5 ein Diagramm, das ein Beispiel von Tonerherstellschritten (Pulverisierung) zeigt, die zur Gewinnung des erfindungsgemäßen Toners bevorzugt werden;

Fig. 6 ein Beispiel eines isolierten Punktmusters, das bei der Auswertung der Auflösung verwendet wird;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Beispieles einer Bilderzeugungsvorrichtung, die erfindungsgemäß bevorzugt wird;

Fig. 8 eine Darstellung eines Beispieles eines Behandlungssystems zum Steuern der Zirkularität der Tonerpartikel; und

Fig. 9 eine Darstellung einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung vom Aufpralltyp, die bei dem in Fig. 8 gezeigten System Verwendung findet.

Die in der vorliegenden Erfindung erwähnte Zirkularität findet als einfacher Weg Verwendung, um die Form der Partikel quantitativ zu beschreiben. Bei der vorliegenden Erfindung wird mit Hilfe eines Partikelbildanalysators FPIA-1000 vom Durchflußtyp, der von der Firma Toa Iyoudenshi K. K. hergestellt wird, gemessen. Ein aus der nachfolgenden Gleichung (1) ermittelter Wert wird als Zirkularität bezeichnet.

Zirkularität å = Lo/L (1)

worin Lo die Umfangslänge eines Kreises mit der gleichen projizierten Fläche wie ein Partikelbild und L die Umfangslänge eines projizierten Bildes eines Partikels bedeuten.

Als spezieller Weg der Messung werden von 0,1 bis 0,5 ml eines oberflächenaktiven Mittels, vorzugsweise eines Alkylbenzolsulfonates, als Dispergiermittel 100 bis 150 ml Wasser in einem Behälter, von dem feste Verunreinigungen entfernt wurden, zugesetzt. Ferner wird eine Meßprobe in einer Menge von 0,1 bis 0,5 g zugesetzt. Eine Suspension, in der die Probe provisorisch dispergiert wurde, wird einer Dispersionsbehandlung über etwa 1 bis 3 min mit Hilfe eines Ultraschalldispersionsmischers unterzogen, um eine Dispersion mit einer Konzentration von 3.000 bis 10.000 Partikeln/ul zu erhalten, wobei die Form und Größe der Tonerpartikel unter Verwendung dieses Analysators gemessen wird.

Die Zirkularität, auf die erfindungsgemäß Bezug genommen wird, ist ein Index, der den Grad der Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche eines Tonerpartikels wiedergibt. Sie wird mit 1,00 gekennzeichnet, wenn ein Tonerpartikel perfekt sphärisch ist, und mit einem geringeren Wert wiedergegeben, wenn die Oberfläche eine kompliziertere Form besitzt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird ferner die Standardabweichung SD der Zirkularitätsvertteilung verwendet, die aus der nachfolgendne Gleichung (2) auf der Basis der Zirkularität eines jeden Partikels und der durchschnittlichen Zirkularität ermittelt wird.

Standardabweichung SD = (2)

worin ai die Zirkularität eines jeden Partikels, die durchschnittliche Zirkularität und n die Zahl der ganzen Partikel bedeuten.

Die SD der Zirkularitätsverteilung, auf die erfindungsgemäß Bezug genommen wird, ist ein Index in bezug auf die Breite der Verteilung und zeigt an, daß die Verteilung um so freier von einer Streuung und um so schärfer ist, je kleiner der numerische Wert von SD ist.

Die Erfinder untersuchten die Beziehung zwischen der Zirkularitätsverteilung der Tonerpartikel und dem Übertragungsverhalten. Sie haben dabei festgestellt, daß diese beiden Parameter sehr stark miteinander korrelieren, und haben auf diese Weise die vorliegenden Erfindung konzipiert.

Wie vorstehend erläutert, besitzt der Toner der vorliegenden Erfindung bei seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr nicht weniger als 93 Anzahl% (von 93 bis 100 Anzahl%) von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 und weniger als 30 Anzahl% (von 0 bis weniger als 30 Anzahl%) von Partikeln mit einer Zirkulariät å von mindestens 0,98 und kann vorzugsweise bei seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr eine Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von 0,045 oder weniger (0 < SD ≤ 0,045) und bevorzugter von 0,040 oder weniger (0 < SD ≤ 0,040) aufweisen, wodurch die vorstehend erwähnten Probleme ohne Schwierigkeit gelöst werden können.

Wenn die Partikel mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 in einem Anteil von weniger als 29 Anzahl% im Toner vorhanden sind, kann die Übertragungseffizienz niedriger sein, wenn Tonerbilder vom Trägerelement für das latente elektrostatische Bild auf das Transfermedium übertragen werden, und durch eine schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche können in unerwünschter Weise in Symbolen oder Linien auftreten. Wenn die Partikel mit einer Zirkularität å von mindestens 0,98 in einem Anteil von mehr als 30 Anzahl% im Toner vorhanden sind, besteht die Neigung, daß eine fehlerhafte Reinigung auftritt.

Ein viel besseres Übertragungsverhalten kann auch dann erzielt werden, wenn die Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung in den Tonerpartikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder größer 0,045 oder weniger beträgt.

Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß bei Ausbildung einer dünnen Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement während des Entwicklungsschrittes die Tonerbeschichtung selbst dann in einer ausreichenden Menge gehalten werden kann, wenn das Tonerschichtdickensteuerelement auf eine stärkere Steuerkraft als üblich eingestellt wird und somit die Ladungsmenge des Toners auf dem Tonerträgerelement höher gemacht werden kann als üblich, ohne dabei das Tonerträgerelement zu beschädigen.

Aus diesem Grund kann die Fähigkeit zur Entwicklung von latenten Bildern mit einem niedrigen Potential, die einen Potentialkontrast des latenten elektrostatischen Bildes von 400 V oder weniger oder von 350 V oder weniger besitzen, stark verbessert werden, was bislang nur schwierig zu erreichen war. Dies ist insbesondere dann wirksam, wenn kleine latente Punktbilder eines digitalen Systems entwickelt werden.

Gleichzeitig wird es selbst im Falle von magnetischen Tonern unter den gleichen breiten Transferstrombedingungen wie bei nichtmagnetischen Tonern (insbesondere unter hohen Transferstrombedingungen) einfach, eine hohe Bilddichte zu erreichen, ohne eine "Rückübertragung" zu bewirken.

Magnetische Toner besitzen normalerweise einen niedrigeren Widerstand als nichtmagnetische Toner, und die Transferstrombedingungen sind bei magnetischen Tonern etwas niedriger und bei nichtmagnetichen Tonern etwas höher eingestellt.

In den letzten Jahren hat als Verfahren zur Ausbildung von Vollfarbbildern eine Kombination die Aufmerksamkeit auf sich gezogen, bei der ein schwarzer Toner ein magnetischer Toner ist, der eine überlegene Beständigkeit in einem einfarbigen System aufweist und in einfacher Weise eine lange Lebensdauer erhalten kann, während die anderen farbigen Toner nichtmagnetische Toner sind.

Wenn die vorliegende Erfindung bei magnetischem Toner oder sowohl magnetischem Toner als auch nichtmagnetischem Toner bei einem Vollfarbbilderzeugungsverfahren Anwendung findet, bei dem ein magnetischer Toner und ein nichtmagnetischer Toner in Kombination verwendet werden, wird es möglich, im wesentlichen die gleichen Transferstrombedingungen wie bei nichtmagnetischen Tonern einzustellen.

Bei einem Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung eines Zwischentransferelementes, wie später im einzelnen beschrieben, findet der erfindungsgemäß ausgebildete Toner als magnetischer Toner Verwendung, und dieser magnetische Toner wird zusammen mit mindestens einem nichtmagnetischen farbigen Toner eingesetzt, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem nichtmagnetischen Cyantoner, einem nichtmagnetischen gelben Toner und einem nichtmagnetischen Magentatoner besteht, wobei Tonerbilder nacheinander von einem Trägerelement für ein latentes elektrostatisches Bild primär auf das Zwischentransferelement übertragen werden und ein Farbtonerbild, das aus einer Kombination des magnetischen Toners und nichtmagnetischen Farbtoners erzeugt und auf das Zwischentransferelement primär übertragen wurde, zu einem Zeitpunkt auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen wird. In einem solchen Fall kann daher eine fehlerhafte Übertragung selbst dann kaum auftreten, wenn Tonerbilder unter etwas höheren Transferstrombedingungen übertragen werden, die für nichtmagnetische Farbtoner geeignet sind, da der magnetische Toner wie die nichtmagnetischen Farbtoner in gleicher Weise gut übertragen wird.

Der Toner der vorliegenden Erfindung besitzt mindestens einen endothermischen Peak in einem Temperaturbereich von 120ºC oder darunter, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 110ºC oder darunter, in der Differentialthermoanalyse des Toners.

Wenn der endothermische Peak in der Differentialthermoanalyse des Toners nicht in einem Temperaturbereich von 120ºC oder daruner vorhanden ist, kann die vorliegende Erfindung nicht gut funktionieren.

Genauer gesagt, bei einem Toneer mit einem endothermischen Peak im Temperaturbereich von 120ºC oder weniger in der Differentialthermoanalyse des Toners wird, im Unterschied zu Tonern, die keinen endothermischen Peak in dem Temperaturbereich von 120ºC oder darunter aufweisen, davon ausgegangen, daß der Dispersionszustand eines magnetischen Materiales und eines Ladungssteuermittels in einem Bindemittelharz beim Schritt des Schmelzknetens im Herstellprozeß des Toners einen "gewissen unüblichen Zustand" annimmt. Es wird davon ausgegangen, daß dieser gewisse unübliche Zustand die Oberflächeneigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Tonerpartikel beeinflußt, um einen Zustand herbeizuführen, in dem der Effekt der Verbesserung des Übertragungsverhaltens in einfacher Weise zum Ausdruck gebracht wird.

Genauer gesagt, da der Toner einen endothermischen Peak im Temperaturbereich von 120ºC oder weniger in der Differentialthermoanalyse des Toners besitzt, kann die vorstehend genannte Zirkularitätsverteilung des Toners in einfacher Weise erreicht werden. Insbesondere dann, wenn der Toner eine mechanische Stoßbeaufschlagung erfahren muß, um die vorstehend spezifizierte Zirkularitätsverteilung zu erreichen, gibt es einen Effekt einer geeigneten Aufrechterhaltung des Temperaturanstieges in der Herstellvorrichtung, so daß daher geeignete Oberflächeneigenschaften der Tonerpartikel erreicht werden können, ohne daß eine Schmelzadhäsion des Toners an der Vorrichtung verursacht wird.

Bei der vorliegenden Erfindung ist der Toner wirksam, so lange wie er mindestens einen endothermischen Peak im Temperaturbereich von 120ºC oder weniger in der Differentialthermoanalyse des Toners besitzt. Er kann jedoch auch einen anderen endothermischen Peak in dem 120º übersteigenden Temperaturbereich aufweisen. Bei der vorliegenden Erfindung wird mehr bevorzugt, wenn der Toner keinen endothermischen Peak im Temperaturbereich von 60ºC oder darunter, vorzugsweise im Temperaturbereich von 70ºC oder darunter, in der Differentialthermoanalyse des Toners besitzt. Wenn der Toner einen endothermischen Peak in einem Temperaturbereich von 60ºC oder darunter in der Differentialthermoanalyse des Toners aufweist, besteht die Neigung, daß sich die Bilddichte verschlechtert und auch die Speicherstabilität unsicher wird.

Als Mittel, um den Toner in eine Form zu bringen, in der er mindestens einen endothermischen Peak im Temperaturbereich von 120ºC oder weniger in der Differentialthermoanalyse des Toners aufweist, wird bevorzugt ein Verfahren eingesetzt, bei dem eine Verbindung, die einen endothermischen Peak im Temperaturbereich von 120ºC oder darunter in der Differentialthermoanalyse besitzt, intern dem Toner zugesetzt wird.

Die Verbindung oder Substanz, die mindestens einen endothermischen Peak im Temperaturbereich von 120ºC oder darunter in der Differentialthermoanalyse aufweist, kann Harze oder Wachse umfassen.

Die Harze können Polyesterharze und Siliconharze, die beide eine Kristallinität besitzen, umfassen.

Die Wachse können Petroleumwachse, wie Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs und Petrolatumwachs, sowie Derivate hiervon, Montanwachs und Derivate hiervon, Kohlenwasserstoffwachse, die durch das Fischer-Tropsch-Verfahren erhalten wurden, und Derivate hiervon, Polyolefinwachse, wie Polyethylen, und Derivate hiervon, natürliche Wachse, wie Carnaubawachs und Candelillawachs, und Derivate hiervon, Alkohole, wie höhere aliphatische Alkohole, Fettsäuren, wie Stearinsäure und Palmitinsäure, und Derivate hiervon, Säureamide, Ester und Ketone und Derivate hiervon, gehärtetes Castoröl und Derivate hiervon, pflanzliche Wachse und tierische Wachse umfassen. Die Derivate können Oxide und Blockcopolymere oder pfropfmodifizierte Produkte mit Vinylmonomeren enthalten.

Von diesen Substanzen werden Polyolefine, Kohlenwasserstoffwachse des Fischer-Tropsch-Verfahrens, Petroleumwachse oder höhere Alkohle besonders bevorzugt für den Toner der vorliegenden Erfindung, da diese Substanzen das Aufladen der Tonermatrix stabilisieren und den Effekt der Verhinderung einer "Rückübertragung" verbessern.

Durch die Verwendung der obigen spezifischen Verbindungen wird der Effekt einer Verhinderung einer "Rückübertragung" verbessert.

Diese Verbindungen besitzen als solche eine relativ niedrige Polarität und stabilisieren das Aufladen des Toners, wie angenommen wird.

Eine "Rückübertragung" kann wirksamer verhindert werden, wenn die Verbindung mit einem endothermischen Peak im Temperaturbereich von 120ºC oder weniger in der Differentialthermoanalyse ein Wachs ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyolefinen, Kohlenwasserstoffwachsen des Fischer-Tropsch-Verfahrens, Petroleumwachsen und höheren Alkoholen besteht, und ein Verhältnis zwischen dem gewichtsgemittelten Molekulargewicht (Mw) und dem anzahlgemittelten Molekulargewicht (Mn), gemessen durch GPC, Mw/Mn von 1,0 bis 2,0, vorzugsweise von 1,0 bis 1,5, besitzt.

Es wird angenommen, daß durch den Einbau des Wachses mit einem Verhältnis zwischen dem gewichtsgemittelten Molekulargewicht (Mw) und dem anzahlgemittelten Molekulargewicht (Mn) Mw/Mn von 1,0 bis 2,0, das eine ziemlich scharfe Molekulargewichtsverteilung besitzt, der Dispersionszustand eines magnetischen Materiales und eines Ladungssteuermittels in einem Bindemittelharz beim Schritt des Schmelzknetens bei der Herstellung des Toners bevorzugter gestaltet wird.

Der endothermische Peak des erfindungsgemäß ausgebildeten Toners wird unter Verwendung einer DSC-Kurve gemessen, die mit Hilfe eines Differentialscanningcalorimeters einer hohen Genauigkeit mit Kompensation der inneren Wärme, wie ein DSC-7, hergestellt von der Firma Parkin Eimer Co., ermittelt wird.

Es wird gemäß ASTM D3418-82 gemessen. Als erfindungsgemäß verwendete DSC-Kurve wird eine DSC-Kurve eingesetzt, die gemessen wird, wenn die Temperatur einer Probe einmal angestiegen ist und in einem Temperaturbereich von 0 bis 200ºC mit einer Rate von 10ºC/min abgefallen und angestiegen ist.

Die endothermische Peaktemperatur ist eine Peaktemperatur in Plusrichtung der DSC-Kurve, d. h. betrifft den Punkt, an dem der Differentialwert einer Peakkurve zu 0 wird, wenn die Kurve von Plus auf Minus übergeht.

Erfindungsgemäß kann bei dem im Toner verwendeten Bindemittelharz eine Hauptpeak des Molekulargewichtes in der Molekulargewichtsverteilung, gemessen durch GPC (Gelpermeationschromatographie), in einem Molekulargewichtsbereich vorhanden sein, der ein Molekulargewicht von 15.000 übersteigt. Dies wird bevorzugt, um die Standardabweichung der Zirkularitätsverteilung des Toners zu steuern. Besonders bevorzugt kann eine Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr 10.000 in einem Anteil von 25% oder weniger, bevorzugter in einem Anteil von 20% oder weniger, verwendet werden.

Wenn bei der Molekulargewichtsverteilung des Bindemittelharzes des Toners, gemessen durch GPC, der Hauptpeak in einem Molekulargewichtsbereich von nicht mehr als 15.000 vorhanden ist oder die Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000 in einem Anteil von mehr als 25% vorliegt, neigt der Toner dazu, in bezug auf einen mechanischen Aufprall spröde und übermäßig stark pulverisiert zu werden, so daß daher die Zirkularitätsverteilung des Toners breit und es schwierig werden kann, seinen Wert in dem erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereich zu steuern. Des weiteren neigen Elemente, mit denen der Toner in Kontakt tritt, wie beispielsweise das Trägerelement für das elektrostatische latente Bild, dazu, aufgrund der Schmelzadhäsion des Toners verunreinigt zu werden, so daß eine fehlerhafte Aufladung und fehlerhafte Bilder resultieren.

Insbesondere dann, wenn die Tonerpartikel durch mechanische Stoßbeaufschlagung nach ihrer Pulverisierung sphärisch gemacht werden, macht es das Bindemittelharz, dessen Hauptpeak in seiner Molekulargewichtsverteilung in einem Molekulargewichtsbereich vorhanden ist, der ein Molekulargewicht von 15.000 übersteigt, möglich, die Zirkularität der Tonerpartikel zum Zeitpunkt der Beendigung des Pulverisierungsschrittes in einem gewissen Ausmaß gleichmäßig zu halten. Dies wird im Hinblick auf das Übertragungsverhalten bevorzugt, da in dem nachfolgend durchgeführten Prozeß, um die Tonerpartikel sphärisch zu machen, es einfach wird, die Zirkularitätsverteilung in dem erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereich zu steuern. Dies wird ferner im Hinblick auf die Verbesserung des Betriebsverhaltens bevorzugt, da die Elemente, mit denen der Toner in Kontakt tritt, wie beispielsweise das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild, an einer Verunreinigung wegen einer Schmelzadhäsion des Toners gehindert werden können.

Das Bindemittel kann in seiner Molekulargewichtsverteilung keinen Peak oder keine Schulter in einem Molekulargewichtsbereich von nicht mehr als einem Molekulargewicht von 15.000 aufweisen. Dies wird besonders bevorzugt, da verhindert werden kann, daß ultrafeines Pulver, das die Entwicklung nachteilig beeinflussen kann, in dem Schritt, in dem die Tonerpartikel sphärisch gemacht werden und in dem mechanische Prallkräfte aufgebracht werden, gebildet wird.

Genauer gesagt, der Toner der vorliegenden Erfindung wird mit einem Herstellverfahren erzeugt, bei dem, wie in Fig. 5 gezeigt, Tonermaterialien im Schmelzknetschritt schmelzgeknetet werden, das geknetete Produkt im Zerkleinerungsschritt zerkleinert wird, das zerkleinerte Produkt im Pulverisierungsschritt feingemahlen wird, das pulverisierte Produkt im Schritt einer ersten Klassierung in Partikel innerhalb der vorgeschriebenen Partikeldurchmesser und Partikel mit größeren Durchmessern als den vorgeschriebenen Partikeldurchmessern klassiert wird, die Partikel innerhalb der vorgeschriebenen Partikeldurchmesser aus den klassierten Partikeln im Schritt einer zweiten Klassierung weiter klassiert werden, um nur Partikel mit Partikeldurchmessern im angegebenen Bereich zu erhalten, das klassierte Produkt mit Partikeldurchmessern innerhalb des angegebenen Bereiches sphärisch gemacht wird, indem das Produkt im Schritt des Sphärischmachens behandelt wird, und die Partikel, die größer sind als die vorgeschriebenen Partikeldurchmesser, welche im Schritt der ersten Klassierung klassiert wurden, wiederum dem Schritt der Pulverisierung zugeführt werden, um die nachfolgenden Schritte zu wiederholen.

Bei einem deartigen Herstellverfahren können in dem Fall, in dem der Toner ein solches hartes Bindemittelharz enthält, dessen Hauptpeak in der Molekulargewichtsverteilung, gemessen durch GPC, des Bindemittelharzes im Toner in einem Molekulargewichtsbereich vorliegt, der ein Molekulargewicht von 15.000 übersteigt, die Tonerpartikel im Pulverisierungsschritt nur mit Schwierigkeit pulverisiert werden, so daß daher viele Partikel wieder zum Schritt der Pulverisierung zurückgeführt werden, nachdem die Tonerpartikel im Schritt der ersten Klassierung klassiert wurden. In üblichen Fällen werden diese Partikel diverse Male auf wiederholte Weise dem Schritt der Pulverisierung zugeführt.

Infolge der Wiederholung des Pulverisierungsschrittes diverse Male wird das klassierte Produkt auf geeignete Weise sphärisch gemacht, bevor es dem Schritt zum Sphärischmachen zugeführt wird, und in einen Zustand gebracht, in dem die Zirkularität auf geeignete Weise gleichmäßig gemacht worden ist. Daher kann die Zirkularitätsverteilung des Toners, die nach dem darauffolgenden Schritt des Sphärischmachens erhalten wird, in bevorzugter Weise in dem erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereich gesteuert werden. Insbesondere im FAlle von Tonern mit kleinem Partikeldurchmesser kann die Zirkularität besser gleichmäßig gemacht werden, da Tonerpartikel eine größere Anzahl von Malen zum Schritt der Pulverisierung zurückgeführt werden.

Bei der vorliegenden Erfindung wird das Molekulargewicht des Bindemittelharzes im Toner durch GPC (Gelpermeationschromatographie) gemessen. Bei einem speziellen Verfahren zur Messung durch GPC wird der Toner vorher mit THF (Tetrahydrofuran) 20 h lang mit einem Soxhlet-Extraktor extrahiert. Unter Verwendung der auf diese Weise erhaltenen Probe und unter Anschluß der Säulenkonstitution A-801, A-802, A-803, A-804, A-805, A-806 und A-807, erhältlich von der Firma Showa Denko K. K., kann die Molekulargewicht Verteilung bei Gebrauch einer Kalibrierungskurve eines Standardpolystyrolharzes gemessen werden.

Als erfindungsgemäß verwendetes Bindemittelharz ist es möglich, folgende Substanzen zu verwenden: Styrol und Homopolymere von dessen Substitutionsprodukten, wie Polystyrol, Poly-p-chlorostyrol und Polyvinyltoluol; Styrolcopolymere, wie Styrol-p-chlorostyrolcopolymer, Styrol-vinyltoluolcopolymer, ein Styrol-vinylnaphthalincopolymer, ein Styrol-acrylatcopolymer, ein Styrol- methacrylatcopolymer, ein Styrol-methyl α-chloromethacrylatcopolymer, ein Styrol-acrylnitrilcopolymer, ein Styrol-methylvinylethercopolymer, ein Styrol-ethylvinylethercopolymer, ein Styrol-methylvinylketoncopolymer, ein Styrol-butadiencopolymer, ein Styrol-isoprencopolymer und ein Styrol-acrylnitril-indencopolymer; Polyvinylchlorid, Phenolharze, mit Naturharz modifizierte Phenolharze, mit Naturharz modifizierte Maleinsäureharze, Acrylharze, Methacrylharze, Polyvinylacetat, Siliconharze, Polyesterharze, Polyurethanharze, Polyamidharze, Furanharze, Epoxidharze, Xylolharze, Polyvinylbutyral, Terpenharze, Cumaronindenharze und Petroleumharze. Ein vernetztes Styrolharz ist ebenfalls ein bevorzugtes Bindemittelharz.

Comonomere, die mit Styrolmonomeren in den Styrolcopolymeren copolymerisierbar sind, können umfassen: Monocarbonsäuren mit einer Doppelbindung und Substitutionsprodukte hiervon, wie beispielsweise Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Phenylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Octylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid; Dicarbonsäuren mit einer Doppelbindung und Substitutionsprodukte hiervon, wie beispielsweise Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat und Dimethylmaleat; Vinylester, beispielsweise Vinylchlroid, Vinylacetat und Vinylbenzoat; Olefine, wie beispielsweise Ethylen, Propylen und Butylen; Vinylketone, wie beispielsweise Methylvinylketon und Hexylvinylketon; und Vinylether, wie beispielsweise Methylvinylether, Ethylvinylether und Isobutylvinylether. Jedes dieser Vinylmonomeren kann allein oder in Kombination eingesetzt werden.

Ein Vernetzungsmittel, d. h. eine Verbindung mit mindestens zwei polymerisierbaren Doppelbindungen, kann verwendet werden. Beispielsweise kann diese aromatische Divinylverbindungen, wie Divinylbenzol und Divinylnaphthalin; Carbonsäureester mit zwei Doppelbindungen, wie Ethylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat und 1,3-Butandioldimethacrylat; Divinylverbindungen, wie Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid und Divinylsulfon; und Verbindungen mit mindestens drei Vinylgruppen umfassen. Jede dieser Substanzen kann allein oder in Form eines Gemisches verwendet werden.

Als Bindemittelharz für den Toner, wenn dieser zum Druckfixieren verwendet wird, können Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht, Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht, ein Ethylen-vinylacetatcopolymer, ein Ethylen- acrylatcopolymer, höhere Fettsäuren, Polyamidharze und Polyesterharze verwendet werden. Jede dieser Substanzen kann vorzugsweise allein oder in Kombination eingesetzt werden.

Bei dem Toner der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise ein Ladungssteuermittel verwendet werden, indem dieses an die Tonerpartikel gebunden (interne Zugabe) oder mit den Tonerpartikeln vermischt wird (externe Zugabe). Dieses Ladungssteuermittel ermöglicht die Steuerung einer optimalen Ladungsmenge in Übereinstimmung mit den Entwicklungssystemen. Es kann beim Toner der vorliegenden Erfindung das Gleichgewicht zwischen der Partikelgrößenverteilung und der Ladungsmenge beständiger machen. Steuermittel zum Steuern des negativ aufzuladenden Toners können die folgenden Materialien umfassen.

Beispielsweise sind organische Metallkomplexe oder Chelatverbindungen wirksam. Diese umfassen Monoazometallkomplexe, Acetylacetonmetallkomplexe, aromatische Hydroxycarbonsäuremetallkomplexe und aromatische Dicarbonsäuremetallkomplexe. Sie umfassen ferner aromatische Hydroxycarbonsäuren, aromatische Monocaronsäure, aromatische Polycaronsäuren und Metallsalze, Anhydride oder Ester hiervon sowie Phenolderivate, wie Bisphenol.

Steuermittel zum Steuern des positiv aufzuladenden Toners können die folgenden Materialien umfassen.

Beispielsweise Nigrosin und mit einem Fettsäuremetallsalz modifizierte Produkte; Quaternäre Ammoniumsalze, wie Tributylbenzylammonium 1-hydroxy-4-naphthosulfonat und Tetrabutylammoniumtetrafluoroborat und Analoge hiervon einschließlich Oniumsalze, wie Phosphoniumsalze und Lackpigmente hiervon; Triphenylmethanfarbstoffe und Lackpigmente hiervon (lackbildende Mittel können Wolframatophosphorsäure, Molybdophosphorsäure, Wolframatomolybdophosphorsäure, Tanninsäure, Laurinsäure, Gallussäure, Ferricyanide und Ferrocyanide umfassen); Metallsalze von höheren Fettsäuren; Diorganozinnoxide, wie Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid und Dicyclohexylzinnoxid; und Diorganozinnborate, wie Dibutylzinnborat, Dioctylzinnborat und Dicyclohexylzinnborat.

Jedes dieser Ladungssteuermittel kann allein oder in Kombination von zwei oder mehr Arten eingesetzt werden. Die vorstehend beschriebenen Ladungssteuermittel können vorzugsweise in der Form von feinen Partikeln eingesetzt werden. Diese Ladungssteuermittel können vorzugsweise einen anzahlgemittelten Partikeldurchmesser von 4 um oder weniger, vorzugsweise von 3 um oder weniger, besitzen. In dem Fall, in dem das Ladungssteuermittel intern dem Toner zugesetzt wird, kann es vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichtsteilen, insbesondere von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen, auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes eingesetzt werden.

Was das erfindungsgemäß verwendete Farbmittel anbetrifft, so können schwarze Farbmittel Ruß, magnetische Materialien und Farbmittel umfassen, die so kombiniert sind, daß sie durch chromatische Farbmittel, wie die nachfolgend aufgeführten gelben Farbmittel, Magentafarbmittel und Cyanfarbmittel, eine schwarze Tönung erhalten.

Das gelbe Farbmittel umfaßt Verbindungen, wie Kondensationsazoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azometallkomplexe, Methinverbindungen und Allylamidverbindungen. Die Substanzen C.I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 97, 109, 110, 111, 120, 127, 128, 129, 147, 168, 174, 176, 180 und 191 werden vorzugsweise verwendet.

Das Magentafarbmittel umfaßt Kondensationsazoverbindungen, Diketopyrrolopyrolverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Chinacridonverbindungen, basische Farbstofflackverbindungen, Naphtholverbindungen, Benzimidazolonverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen. Besonders bevorzugt werden die Substanzen C.I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48:2, 48:3, 48:4, 57:1, 81:1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 und 254.

Das Cyanfarbmittel umfaßt Kupferphthalocyaninverbindungen und Derivate hiervon, Anthrachinonverbindungen und basische Farbstofflackverbindungen. Vorzugsweise finden die Substanzen C.I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 60, 62 und 66 Verwendung.

Diese Farbmittel können allein, in der Form eines Gemisches oder im Zustand einer festen Lösung verwendet werden. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Farbmittel unter Berücksichtigung des Farbtonwinkels, der Chromatizität, der Helligkeit, der Verwitterungsfestigkeit, der Transparenz auf OHP-Filmen und dem Dispersionsvermögen in Tonerpartikeln ausgewählt. Jedes dieser chromatischen Farbmittel kann im Toner in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes enthalten sein.

Das magnetische Material umfaßt Metalloxide, die ein Element, wie Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Magnesium, Mangan, Aluminium oder Silicium, enthalten. Insbesondere werden die bevorzugt, die hauptsächlich ein Eisenoxid enthalten, wie Trieisentetraoxid oder τ-Eisenoxid. Im Hinblick auf die Steuerung des Aufladeverhaltens des Toners kann das magnetische Material ein anderes Element, wie elementares Silicium oder elementares Aluminium, enthalten. Diese magnetischen Materialien besitzen eine spezifische BET-Oberfläche, gemessen durch Stickstoffgasabsorption, von 2 bis 30 m²/g, insbesondere von 3 bis 29 m²/g, und können vorzugsweise magnetische Materialien mit einer Mohs'schen Härte von 5 bis 7 sein.

Was die Form des magnetischen Materiales anbetrifft, so kann dieses achtflächig, sechsflächig, sphärisch, nadelförmig oder flockig sein. Formen mit geringerer Anisotrophie, wie achtflächig, sechsflächig, sphärisch und amorph, werden im Hinblick auf eine Verbesserung der Bilddichte bevorzugt.

Das magnetische Material kann vorzugsweise einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,05 bis 1,0 um, bevorzugter von 0,1 bis 0,6 um und noch bevorzugter von 0,1 bis 0,4 um besitzen.

Das magnetische Material kann vorzugsweise in einem Anteil von 30 bis 200 Gewichtsteilen, bevorzugter von 40 bis 200 Gewichtsteilen und noch bevorzugter von 50 bis 150 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes vorhanden sein. Wenn es in einem Anteil von weniger als 30 Gewichtsteilen vorliegt, kann das Transportverhalten unzureichend sein und die Neigung bestehen, die Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement uneben zu machen und unebene Bilder im Falle von Entwicklungseinheiten zu erzeugen, bei denen eine magnetische Kraft zum Fördern des Toners eingesetzt wird. Auch kann die Größe der Triboelektrizität des Toners zunehmen, so daß eine Verschlechterung der Bilddichte auftritt. Wenn das Material in einem Anteil von mehr als 200 Gewichtsteilen vorliegt, wird das Fixierverhalten in Frage gestellt.

Bei der vorliegenden Erfindung können als anorganisches feines Pulver, das zusammen mit den Tonerpartikeln im Toner enthalten ist, bekannte Materialien verwendet werden. Um die Ladungsstabilität, das Entwicklungsverhalten, die Fluidität und die Speicherstabilität zu verbessern, kann das Pulver vorzugsweise aus feinem Siliciumdioxidpulver, feinem Aluminiumoxidpulver, feinem Titanoxidpulver und feinem Pulver von Doppeloxiden hiervon ausgewählt werden. Feines Siliciumdioxidpulver wird besonders bevorzugt. Siliciumdioxid umfaßt Trockenprozeß-Siliciumdioxid oder Kieselpuder, hergestellt durch Dampfphasenoxidation von Siliciumhalogeniden oder Alkoxiden, und sogenanntes Naßprozeß-Siliciumdioxid, hergestellt aus Alkoxiden oder Wasserglas, wobei beide Substanzen Verwendung finden können. Das Trockenprozeß- Siliciumdioxid wird bevorzugt, da es weniger Silanolgruppen auf der Oberfläche und im Inneren des feinen Siliciumdioxidpulvers aufweist und weniger Herstellreste, wie Na&sub2;O und SO&sub3;²&supmin;, zurückläßt. Beim Trockenprozeß-Siliciumdioxid ist es ferner möglich, in dessen Herstellschritt ein anderes Metallhalogenid, wie Aluminiumchlorid oder Titanchlorid, zusammen mit dem Siliciumhalogenid zu verwenden, um ein feines Verbundpulver aus Siliciumdioxid mit einem anderen Metalloxid herzustellen. Solche Pulver sind ebenfalls geeignet.

Das erfindungsgemäß verwendete anorganische Feinpulver kann eine spezifische Oberfläche, gemessen durch das BET-Verfahren unter Verwendung der Stickstoffgasabsorption, von 30 m²/g oder mehr, insbesondere von 50 bis 400 m²/g, besitzen, wobei hiermit gute Ergebnisse erzielt werden. Das Siliciumdioxidfeinpulver kann vorzugsweise im Toner in einer Menge von 0,1 bis 8 Gewichtsteilen, bevorzugter von 0,5 bis 5 Gewichtsteilen und noch bevorzugter von mehr als 1,0 bis 3,0 Gewichtsteilen, auf der Basis von 100 Gewichtsteilen der Tonerpartikel vorhanden sein.

Zum Zwecke des Hydrophobmachens und Steuerns des Aufladevermögens kann das erfindungsgemäß verwendete anorganische Feinpulver vorzugsweise mit einem Behandlungsmittel behandelt werden, falls erforderlich, wie Siliconlack, modifiziertem Siliconlack verschiedener Typen, Siliconöl, modifiziertem Siliconöl verschiedener Typen, einem Silankopplungsmittel, einem Silankopplungsmittel mit einer funktionalen Gruppe, anderen organischen Siliciumverbindungen oder einer organischen Titanverbindung. Das Behandlungsmittel kann allein oder in Kombination verwendet werden.

Die spezifische BET-Oberfläche wird mit dem BET-Verfahren bestimmt, bei dem Stickstoff auf Probenoberflächen unter Verwendung einer Meßvorrichtung für die spezifische Oberfläche mit der Bezeichnung AUTOSOBE 1 (hergestellt von der Firma Yuasa Ionics Co.) adsorbiert und die spezifische Oberfläche mit dem BET-Mehrpunktverfahren berechnet wird.

Damit der Toner eine hohe Ladungsmenge aufrechterhält und ein geringerer Tonerverbrauch sowie eine hohe Übertragungseffizienz erreicht werden, kann das anorganische Feinpulver bevorzugt mit Siliconöl behandelt werden.

Im Toner der vorliegenden Erfindung können auch andere Additive verwendet werden, so lange wie sie den Toner nicht wesentlich nachteilig beeinflussen. Diese Additive können Schmiermittelpulver umfassen, wie Teflonpulver, Stearinsäurezinkpulver und Polyvinylidenfluoridpulver; abrasive Materialien, wie Ceroxidpulver, Siliciumcarbidpulver und Strontiumtitanatpulver; fluiditätsverbessernde Mittel, wie Titanoxidpulver und Aluminiumoxidpulver; Antianbackungsmittel; Leitfähigkeit verleihendene Mittel, wie Rußpulver, Zinkoxidpulver und Zinnoxidpulver; und Mittel zum Verbessern des Entwicklungsvermögens, wie organische Partikel mit reverser Polarität und anorganische Partikel mit reverser Polarität.

Um den Toner gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, werden beispielsweise das Bindemittelharz, das Wachs, das Pigment oder der Farbstoff als Farbmittel, das magnetische Material und wahlweise das Ladungssteuermittel und die anderen Additive unter Verwendung einer Mischmaschine, wie eines Henschel-Mischers oder einer Kugelmühle, gründlich vermischt, wonach das Gemisch unter Verwendung einer Wärmeknetmaschine, wie beispielsweise einer Heizrolle, eines Kneters oder eines Extruders, schmelzgeknetet wird, um ein Aneinanderschmelzen der Harze zu bewirken, wobei die Metallverbindung, das Pigment, der Farbstoff oder das magnetische Material dispergiert oder gelöst werden.

Hiernach folgen eine Kühlung zur Verfestigung und danach eine Pulverisierung und wahlweise Klassierung und Oberflächenbehandlung zum Erhalt von Tonerpartikeln, wobei das anorganische Feinpulver wahlweise zugesetzt und vermischt wird. Ein solcher Herstellprozeß kann vorzugsweise Anwendung finden.

Um die spezifische Zirkularitätsverteilung des Toners der vorliegenden Erfindung zu erhalten, kann der Toner, der mindestens einen endothermischen Peak im Temperaturbereich von 120ºC oder darunter in der Differentialthermoanalyse aufweist, nur durch ein Verfahren unter Verwendung eines allgemein erhältlichen Pulverisators, beispielsweise eines mechanischen Aufprall-Pulverisators oder eines Strahl- Pulverisators, pulverisiert (und wahlweise klassiert) werden und vorzugsweise weiterbehandelt werden, indem ergänzend eine mechanische Stoßbelastung aufgebracht wird, um auf diese Weise vorteilhaft eine schärfere Zirkularitätsverteilung erzielen und die Übertragungsbedingungen in einem großen Bereich einstellen zu können.

Ein Heißwasserbadverfahren, bei dem feingemahlene (und wahlweise klassierte) Tonerpartikel in heißem Wasser dispergiert werden, oder ein Verfahren, bei dem diese Partikel durch einen Heißstrom geleitet werden, kann Anwendung finden. Diese Verfahren können jedoch zu einer niedrigen Ladungsmenge des Toners führen. Auch im Hinblick auf das Übertragungsverhalten und andere Bildeigenschaften sowie die Produktivität wird ein Behandlungsverfahren durch Aufbringung einer mechanischen Stoßbelastung besonders bevorzugt.

Die Behandlung durch Aufbringung von mechanischen Stoßkräften kann beispielsweise die folgenden Verfahren umfassen: ein Verfahren unter Verwendung eines mechanischen Prall- Pulverisators, wie das von der Firma Kawasaki Heavy Industries, Ltd hergestellten Crypton-Systems, mit einer von der Firma Turbo Kogyo K. K. hergestellten Turbomühle, und ein Verfahren, bei dem Tonerpartikel gegen die Innenseite eines Gehäuses durch Zentrifugalkräfte mit Hilfe von mit Hochgeschwindigkeit rotierenden Blättern gepreßt werden, um die Tonerpartikel durch die Wirkung der Druckkraft und Reibkraft mit einer mechanischen Prallbeaufschlagung zu versehen, wie bei einer Vorrichtung eines Mechanofusionssystems, hergestellt von der Firma Hosokawa Mikuron K. K., oder eines Hybridisierungssystems, hergestellt von der Firma Nara Kikai Seisakusho.

Ein Behandlungssystem unter Verwendung einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung vom Pralltyp zum Steuern der Zirkularität des Toners der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 8 und 9 beschrieben.

Mit 51 ist ein Hauptgehäuse bezeichnet, mit 58 ein Stator, mit 77 eine Statorumhüllung, mit 63 ein Rohr zum Recyclen, mit 59 ein Auslaßventil, mit 19 eine Abführrinne und mit 64 ein Materialzuführtrichter.

Bei der Oberflächenbehandlungsvorrichtung vom Pralltyp, wie sie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, wird eine Welle 61 von einer Antriebseinrichtung angetrieben, um einen Rotor 62 mit einer solchen Umfangsgeschwindigkeit rotieren zu lassen, daß aufgrund der Eigenschaften der einer Oberflächenbehandlung zu unterziehenden Materialien keine Partikeldesintegration auftritt, wobei gleichzeitig mit der Drehung des Rotors 62 erzeugte abrupte Luftströme einen Zirkulationsstrom bewirken, der durch das Rohr 63 zum Recyclen, das sich in eine Prallkammer 68 öffnet, geleitet wird und zur Mitte des Rotors 62 zurückkehrt.

Bei dieser Vorrichtung erfährt Objektpulver (zu behandelndes Pulver), das vom Materialzuführtrichter 64 zugeführt wurde, eine momentane Schlagwirkung in der Prallkammer 68 hauptsächlich über eine Vielzahl von Rotorblättern 55, die im mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Rotro 62 vorgesehen sind, wobei die Partikel des weiteren mit dem Stator 58, der den Rotor umgibt, kollidieren und einen Aufprallvorgang erfahren, so daß sie abgerundet oder sphärisch gemacht werden. Dieser Zustand schreitet mit den fliegenden Partikeln und der Kollision derselben voran. Genauer gesagt, mit den durch die Drehung der Rotorblätter 55 erzeugten Luftströmen werden die Partikel durch das zum Recyclen dienende Rohr 63 eine Vielzahl von Malen geleitet und auf diese Weise bearbeitet. Die Partikel erfahren ferner auf wiederholte Weise eine Schlagwirkung durch die Rotorblätter 55 und den Stator 58, so daß die Partikel des Objektpulvers auf kontinuierliche Weise sphärisch gemacht werden.

Das Objektpulver, mit dem die Verarbeitung zum Spärischmachen der Partikel beendet worden ist, passiert nach dem Öffnen des Auslaßventiles 59 durch ein Auslaßventilsteuersystem 28 die Abführrinne 19 und wird in einem Taschenfilter 22, der mit einem Sauggebläse 24 in Verbindung steht, gesammelt.

Der Rotor kann vorzugsweise so gedreht werden, daß die Rotorblätter 55 eine Umfangsgeschwindigkeit in einem Bereich von 60 m/sec bis 150 m/sec besitzen.

Diese Oberflächenbehandlungsvorrichtung kann gekühlt werden, indem Kühlwasser durch die Ummantelung 77 geführt wird. Auf diese Weise kann die Behandlungstemperatur in einem gewissen Ausmaß gesteuert werden.

Die Behandlung durch Aufbringung einer mechanischen Stoßkraft wird besonders bevorzugt, wenn sie durchgeführt wird, nachdem die Tonerpartikel den Pulverisierungsschritt erfahren haben oder nachdem sie weiter den Klassierschritt passiert haben, da die "Rückübertragung" wirksamer verhindert werden kann.

Was die Reihenfolge der Klassierung und der Oberflächenbehandlung anbetrifft, so kann jede zuerst durchgeführt werden. Vorzugsweise kann die Oberflächenbehandlung ausgeführt werden, nachdem die Klassierung durchgeführt wurde, da auf diese Weise eine Schmelzadhäsion der feinen Tonerpartikel in der Maschine verhindert werden kann. Im Schritt der Klassierung kann vorzugsweise ein Klassierer mit Mehrfachunterteilung im Hinblick auf die Produktionseffizienz verwendet werden.

Beim mechanischen Aufprallverfahren kann ein thermomechanischer Aufprall verursacht werden, während die Prozeßtemperatur auf eine Temperatur um den Glasübergangspunkt Tg der Tonerpartikel herum, d. h. (Tg ± 10ºC) eingestellt wird. Dies wird im Hinblick auf die Verhinderung einer Agglomeration und im Hinblick auf die Produktivität bevorzugt. In besonders bevorzugter Weise kann die Behandlung bei einer Temperatur durchgeführt werden, die innerhalb des Bereiches Tg ± 5ºC liegt. Dies ist besonders wirksam für Verbesserungen im Entwicklungsverhalten und der Übertragungseffizienz.

Der Toner kann einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 10,0 um oder weniger, vorzugsweise von 3,0 bis 8,0 um, aufweisen. Die "Rücküberführung" kann wirksamer verhindert werden, wenn der Toner einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 10,0 um oder weniger besitzt. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß ein Toner auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild vor der Übertragung auf das Zwischentransferelement eine höhere Ladungsmenge besitzt, wenn er einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 10,0 um oder weniger hat.

Wenn der Toner einen zu geringen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser besitzt, kann die Bilddichte wegen einer Verunreinigung o. ä. des Tonerträgerelementes abfallen.

Der gewichtsgemittelte Partikeldurchmesser des Toners der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung eines Coulter Counter Model TA-II oder Coulter Multisizers (hergestellt von der Firma Coulter Electronics, Inc.) gemessen. Als Elektrolytlösung wird eine wäßrige 1%ige NaCl-Lösung unter Verwendung von Natriumchlorid ersten Grades hergestellt. Beispielsweise kann ISOTON R-II (erhältlich von der Firma Coulter Scientific Japan Co.) verwendet werden. Die Messung wird durchgeführt, indem als Dispergiermittel 0,1 bis 5 ml eines oberflächenaktiven Mittels (vorzugsweise eines Alkylbenzolsulfonates) 100 bis 150 ml der obigen wäßrigen Elektrolytlösung zugesetzt werden und des weiteren 2 bis 20 mg einer zu messenden Probe zugesetzt werden. Die Elektrolytlösung, in der die Probe suspendiert wurde, wird über etwa 1 min bis etwa 3 min einer Dispergierbehandlung in einer Ultraschalldispersionsmaschine unterzogen. Die Volumenverteilung und die Anzahlverteilung werden berechnet, indem das Volumen und die Anzahl der Tonerpartikel mit Durchmessern von nicht weniger als 2 um mit Hilfe der vorstehend genannten Meßvorrichtung unter Verwendung einer Öffnung von 100 um gemessen werden. Dann wird der Wert gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt, bei dem es sich um den gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser (D4) auf Volumenbasis handelt, der aus der Volumenverteilung bestimmt wurde.

Die vorliegende Erfindung ist wirksam, wenn die Oberfläche des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild hauptsächlich aus einem polymeren Bindemittel geformt ist, wenn beispielsweise ein Schutzfilm, der hauptsächlich aus einem Harz besteht, auf dem anorganischen Trägerelement für das latente elektrostatische Bild vorgesehen ist, der ein Material, wie Selen oder amorphes Silicium umfaßt, wenn ein funktionsgetrenntes Trägerelement für ein latentes elektrostatisches Bild als Ladungstransportschicht eine Oberflächenschicht besitzt, die aus einem Ladungstransportmaterial und einem Harz gebildet ist, und wenn die vorstehend beschriebene Schutzschicht des weiteren darauf vorgesehen ist. Als Mittel, um einer derartigen Oberflächenschicht ein Ablösungsvermögen zu verleihen, ist es möglich (1), ein Material mit einer niedrigen Oberflächenenergie in dem die Schicht bildenden Harz selbst zu verwenden, (2) ein Additiv zuzusetzen, das in der Lage ist, wasserabstoßvermögen und Lipophilizität zu verleihen, und (3) ein Material in pulvriger Form mit einem hohen Ablösungsvermögen zu dispergieren. Als Beispiel von (1) wird das Ziel erreicht, indem in die Harzstruktur eine Fluor enthaltende Gruppe oder eine Silicium enthaltende Gruppe eingeführt wird. Als Beispiel von (2) kann ein oberflächenaktives Mittel als Additiv verwendet werden. Als Beispiel von (3) kann das Material Pulver von Fluor enthaltenden Verbindungen, wie Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluordid und Kohlenstoffluorid, enthalten. Hiervon wird Polytetrafluorethylen besonders bevorzugt. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Mittel (3) besonders bevorzugt, d. h. um das Pulver mit Ablösungsvermögen, wie Fluor enthaltendes Harz, in der äußersten Oberflächenschicht zu dispergieren.

Unter Verwendung von einem dieser Mittei kann die Oberfläche des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild so ausgebildet werden, daß sie einen Kontaktwinkel gegenüber Wasser von nicht weniger als 85º, vorzugsweise von nicht weniger als 90º, besitzt. Wenn der Kontaktwinkel gegenüber Wasser nicht kleiner ist als 85º, neigen der Toner und das Tonerträgerelement dazu, sich durch den Betrieb zu verschlechtern.

Um ein derartiges Pulver in die Oberfläche einzuarbeiten, kann eine Schicht auf der äußersten Oberfläche des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild vorgesehen werden, die ein Bindemittelharz mit dem darin dispergierten Pulver aufweist. Alternativ dazu kann im Falle eines Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild, das ursprünglich hauptsächlich aus einem Harz besteht, das Pulver lediglich in der äußersten Schicht dispergiert werden, ohne daß erneut die Oberflächenschicht vorgesehen wird.

Das Pulver kann vorzugsweise der Oberlfächenschicht in einer Menge von 1 bis 60 Gew.-%, bevorzugter von 2 bis 50 Gew.-%, auf der Basis des Gesamtgewichtes der Oberflächenschicht zugesetzt werden. Eine Zugabe in einer Menge von weniger als 1 Gew.-% kann in bezug auf die beabsichtigte Verbesserung des Betriebsverhaltens des Toners und des Tonerträgerelementes weniger wirksam sein. Eine Zugabe in einer Menge von mehr als 60 Gew.-% wird nicht bevorzugt, da hierdurch die Filmfestigkeit absinken oder die Menge des auf das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild fallenden Lichtes abfallen kann.

Die vorliegende Erfindung ist besonders wirksam im Falle eines Direktaufladungsverfahrens, bei dem eine Aufladeeinrichtung ein Aufladeelement ist, das mit dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild in Kontakt gebracht wird. Da bei einer derartigen direkten Aufladung die Belastung auf die Oberfläche des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild im Vergleich mit einer Koronaaufladung, bei der eine Aufladeeinrichtung nicht in Kontakt mit dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild steht, groß ist, kann ein solches Trägerelement für das latente elektrostatische Bild eine besonders wirkungsvolle Verbesserung seiner Lebensdauer bewirken und stellt daher eine der bevorzugten Ausführungsformen bei der Anwendung dar.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild, das bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, wird nachfolgend beschrieben.

Diese Ausführungsform umfaßt hauptsächlich ein leitendes Substrat und eine lichtempfindliche Schicht, die funktionsmäßig in eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht unterteilt ist.

Als leitendes Substrat findet ein zylindrisches Element oder ein Film Verwendung, die aus einem Material, einschließlich Metallen, wie Aluminium und rostfreiem Stahl, geformt sein können, ein Kunststoffmaterial mit einer Überzugsschicht aus einer Legierung, wie einer Aluminiumlegierung oder einer Indiumoxid-Zinnoxidlegierung, Papier- oder Kunststoffmaterialien, die mit leitenden Partikeln imprägniert sind, und Kunststoffmaterialien mit einem leitenden Polymer.

Auf dem leitenden Substrat kann eine Unterschicht vorgesehen werden, um die Adhäsion der lichtempfindlichen Schicht zu verbessern, die Überzugseigenschaften zu verbessern, das Substrat zu schützen, Defekte auf dem Substrat abzudecken, die Eigenschaften der Ladungsinjektion vom Substrat zu verbessern und die lichtempfindlichen Schicht gegenüber einem elektrischen Durchschlag zu schützen. Die Unterschicht kann aus einem Material, wie Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylzellulose, Methylzellulose, Nitrozellulose, einem Ethylen-acrylsäurecopolymer, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Kasein, Polyamid, Copolymernylon, Leim, Gelatine, Polyurethan oder Aluminiumoxid, geformt werden. Sie kann üblicherweise eine Dicke von 0,1 bis 10 um, vorzugsweise von 0,1 bis 3 um, besitzen.

Die Ladungserzeugungsschicht wird durch Aufbringen einer Lösung, die durch Dispergieren eines Ladungserzeugungsmateriales in einem geeigneten Bindemittel hergestellt wurde, oder durch Vakuumbedampfen des Ladungserzeugungsmateriales ausgebildet. Das Ladungserzeugungsmaterial kann umfassen: organische Materialien, wie Azopigmente, Phthalocyaninpigmente, Indigopigmente, Perylenpigmente, polyzyklische Chinonpigmente, Squariliumfarbstoffe, Pyryliumsalze, Thiopyryliumsalze, Triphenylmethanfarbstoffe, und anorganische Materialien, wie Selen und amorphes Silicium. Das Bindemittel kann aus einem großen Bereich von Bindemittelharzen ausgewählt werden, einschließlich Harzen, wie Polycarbonatharz, Polyesterhart, Polyvinylbutyralharz, Polystyrolharz, Acrylharz, Methacrylharz, Phenolharz, Siliconharz, Epoxidharz und Vinylacetatharz. Das in der Ladungserzeugungsschicht enthaltene Bindemittel kann in einer Menge von nicht mehr als 80 Gew.-%, vorzugsweise von 0 bis 40 Gew.-%, auf der Basis des Gewichtes des Ladungserzeugungsmateriales vorliegen. Die Ladungserzeugungsschicht kann vorzugsweise eine Dicke von 5 um oder kleiner, insbesondere von 0,05 bis 2 um, aufweisen.

Die Ladungstransportschicht besitzt die Funktion, Ladungsträger von der Ladungserzeugungsschicht zu empfangen und diese zu transportieren. Die Ladungstransportschicht wird durch Aufbringen einer Lösung, die durch Dispergieren eines Ladungstransportmateriales in einem Lösungsmittel wahlweise zusammen mit einem Bindemittelharz hergestellt wurde, geformt. Üblicherweise kann sie vorzugsweise eine Schichtdicke von 5 bis 40 um besitzen. Das Ladungstransportmaterial kann umfassen: polyzyklische aromatische Verbindungen, die in der Hauptkette oder Seitenkette eine Struktur wie Biphenylen, Anthracen, Pyren oder Phenanthren besitzen, Stickstoff enthaltende zyklische Verbindungen, wie Indol, Carbazol, Oxadiazol und Pyrazolin, Hydrozonverbindungen, Styrylverbindungen und anorganische Verbindungen, wie Selen, Selentellur, amorphes Silicium und Cadmiumsulfid.

Das Bindemittelharz, in dem das Ladungstransportmaterial dispergiert ist, kann umfassen: thermoplastische Harze, wie Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polymethacrylat, Polystyrolharz, Acrylharz und Polyamidharz, und organische photoleitende Polymere, wie Poly-N-vinylcarbazol und Polyvinylanthracen.

Eine Schutzschicht kann als die Oberflächenschicht vorgesehen sein. Harze für die Schutzschicht umfassen Harze, wie Polyester, Polycarbonat, Acrylharz, Epoxidharz und Phenolharz, oder ein durch Aushärten dieser Harze mit einem Härtungsmittel erhaltenes Produkt, wobei alle diese Substanzen allein oder in Kombination verwendet werden können.

Im Harz der Schutzschicht können leitende feine Partikel dispergiert sein. Beispiele dieser leitenden feinen Partikel können feine Partikel aus Metall oder Metalloxid sein. Vorzugsweise können diese Partikel ultrafeine Partikel aus Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Wismutoxid, mit Zinnoxid beschichtetes Titanoxid, mit Zinn beschichtetes Titanoxid, mit Antimon beschichtetes Zinnoxid oder Zirconoxid umfassen. Alle diese Substanzen können allein oder in der Form eines Gemisches von zwei oder mehr Substanzen verwendet werden.

Wenn Partikel in der Schutzschicht dispergiert sind, können diese Partikel generell vorzugsweise einen Partikeldurchmesser besitzen, der kleiner ist als die Wellenlänge des einfallenden Lichtes, um zu verhindern, daß die Partikel eine Streuung des einfallenden Lichtes verursachen. Die in der Schutzschicht erfindungsgemäß dispergierten leitenden isolierenden feinen Partikel können vorzugsweise Partikeldurchmesser von 0,5 u oder weniger haben.

Solche Partikel in der Schutzschicht können vorzugsweise in einem Anteil von 2 bis 90 Gew.-%, bevorzugter von 5 bis 80 Gew.-%, auf der Basis des Gesamtgewichtes der Schutzschicht vorhanden sein.

Die Schutzschicht kann vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,1 bis 10 um, bevorzugter von 1 bis 7 um, aufweisen.

Die Oberflächenschicht kann durch Aufbringen einer Harzdispersion durch Sprühbeschichten, Strahlbeschichten oder Tauchbeschichten geformt werden.

Ein Kontaktübertragungsprozeß, der bei dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung Anwendung finden kann, wird nachfolgend im einzelnen beschrieben.

Im Kontaktübertragungsprozeß wird das entwickelte Bild auf elektrostatische Weise auf das Transfermedium übertragen, während eine Transfereinrichtung gegen das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild oder das Zwischentransferelement gepreßt wird, wobei das Transfermedium dazwischen angeordnet wird. Die Transfereinrichtung kann vorzugsweise in Druckkontakt mit einem linearen Druck von 2,9 N/m (3 g/cm) oder mehr, bevorzugter von 19,6 N/m (20 g/cm) oder mehr, gebracht werden. Wenn der lineare Druck als Kontaktdruck geringer ist als 2,9 N/m (3 g/cm), besteht die Neigung, daß eine Transportaberration der Transfermedien und eine fehlerhafte Übertragung in unerwünschter Weise auftreten.

Als Transfereinrichtung, die im Kontakttransferprozeß Anwendung findet, findet eine Einheit mit einer Transferrolle oder einem Transferband Verwendung. Die Transferrolle umfaßt mindestens einen Dorn und eine leitende elastische Schicht. Die leitende elastische Schicht kann vorzugsweise aus einem elastischen Material mit einem spezifischen Volumenwiderstand von etwa 10&sup6; bis 10¹&sup0; Ω·cm hergestellt sein, wie Urethanharz und EPDM, in denen ein leitendes Material, wie Kohlenstoff, dispergiert ist.

Die vorliegende Erfindung findet besonders wirksam Verwendung in einer Bilderzeugungsvorrichtung, die ein Trägerelement für ein latentes elektrostatisches Bild (lichtempfindliches Element) aufweist, dessen Oberflächenschicht aus einer organischen Verbindung geformt ist. Wenn die organische Verbindung die Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elementes bildet, neigt nämlich das in den Tonerpartikeln enthaltene Bindemittel mehr dazu, an der Oberflächenschicht zu haften als an anderen lichtempfindlichen Elementen, die von einem anorganischen Material Gebrauch machen, wodurch eine größere Verschlechterung des Übertragungsverhaltens verursacht wird.

Das Oberflächenmaterial des lichtempfindlichen Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung kann umfassen: Siliconharze, Vinylidenchlorid, ein Ethylen-vinylidenchloridcopolymer, ein Styrol-acrylnitrilcopolymer, ein Styrol- methylmethacrylatcopolymer, Styrolharze, Polyethylenterephthalat und Polycarbonat. Ohne Beschränkung auf diese Substanzen ist es auch möglich, Copolymere mit anderen Monomeren oder die vorstehend erwähnten Bindemittelharze sowie Harzmischungen zu verwenden.

Die vorliegende Erfindung kann auf besonders wirksame Weise insbesondere bei einer Bilderzeugungsvorrichtung Verwendung finden, die ein lichtempfindliches Element mit einem kleinen Durchmesser besitzt, der 50 mm oder weniger beträgt. Im Falle eines derartigen lichtempfindlichen Elementes mit kleinem Durchmesser ist die Krümmung relativ zu einem entsprechenden Lineardruck so groß, daß der Druck dazu neigt, sich am Kontaktabschnitt zu konzentrieren. Ein entsprechendes Phänomen tritt auch bei lichtempfindlichen Elementen vom Bandtyp auf. Die vorliegende Erfindung ist auch für eine Bilderzeugungsvorrichtung wirksam, deren lichtempfindliches Element vom Bandtyp einen Krümmungsradius von 25 mm oder kleiner am Übertragungsabschnitt besitzt.

Bei der vorliegenden Erfindung kann im Hinblick auf den Umweltschutz ein Aufladeelement vorzugsweise so mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht werden, daß kein Ozon erzeugt wird.

Wenn die Aufladerolle verwendet wird, sind die bevorzugten Prozeßbedingungen wie folgt: Kontaktdruck der Aufladerolle ist 5 bis 500 g/cm. Wenn eine durch Überlagerung einer Wechselspannung auf einer Gleichspannung gebildete Spannung Anwendung findet, beträgt die Wechselspannung 0,5 bis 5 kVpp, die Wechselstromfrequenz 50 bis 5 kHz und die Gleichspannung ±0,2 bis ±5 kV.

Als andere Aufladungsmittel stehen ein Verfahren, das von einem Aufladeblatt Gebrauch macht, und ein Verfahren, das von einer leitenden Bürste Gebrauch macht, zur Verfügung. Diese Kontaktauflademittel haben die Vorteile, daß keine hohe Spannung erforderlich ist und weniger Ozon erzeugt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung kann als Einrichtung zur Ausbildung einer dünnen Schicht des Toners auf dem Tonerträgerelement beim Entwicklungsschritt ein Element, das die Schichtdicke des Toners steuert, über eine elastische Kraft in Berührung mit der Oberfläche des Tonerträgerelementes vorgesehen sein. Dies führt dazu, daß der die Entwicklung bewirkende Toner eine höhere Ladungsmenge besitzt und insbesondere im Hinblick auf das Übertragungsverhalten bevorzugt wird. Das Tonerschichtdickensteuerelement, das über eine elastische Kraft in Berührung gebracht wird, kann beispielsweise ein Element umfassen, das von der Elastizität von Gummi oder der Elastizität einer metallischen Blattfeder Gebrauch macht.

Die Aufladerolle oder das Aufladeblatt, die bzw. das als Kontaktaufladeeinrichtung dient, kann vorzugsweise aus leitendem Gummi hergestellt sein, wobei ein Ablöseüberzug auf seiner Oberfläche vorgesehen ist. Um diese Ablöseschicht zu bilden, ist es möglich, Nylonharz, PVDF (Polyvinylidenfluorid), PVDC (Polyvinylidenchlorid) oder Fluoracrylharze zu verwenden.

Das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Bilderzeugungsvorrichtung eines Typs, bei dem Tonerbilder auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild direkt auf das Transfermedium übertragen werden.

In Fig. 1 ist mit 100 eine lichtempfindliche Trommel bezeichnet, die als Trägerelement für ein latentes elektrostatisches Bild dient und um die herum eine Primäraufladerolle 117, eine Entwicklungseinheit 140, eine Transferaufladerolle 114, ein Reiniger (Reinigungseinrichtung) 116 und eine Widerstandsrolle 124 vorgesehen sind. Die lichtempfindliche Trommel 100 wird durch den Betrieb der Primäraufladerolle 117 auf -700 V aufgeladen (angelegte Spannung: Wechselspannung von -2,0 kVpp und Gleichspannung von -700 Vdc). Die lichtempfindliche Trommel 100 wird durch einen Laserlichtgenerator 121 mit Laserlicht 123 bestrahlt, um eine Belichtung zur Ausbildung eines latenten elektrostatischen Bildes durchzuführen. Das latente elektrostatische Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 100 wird durch den von der Entwicklungseinheit 140 zugeführten magnetischen Einkomponententoner entwickelt, und das auf diese Weise ausgebildete Tonerbild wird durch die Funktion der Transferaufladerolle 114 auf ein Transfermedium übertragen, wobei die Transferaufladerolle 114 mit der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt gebracht wird und sich das Transfermedium dazwischen befindet. Das das Transfermedium haltende Tonerbild wird mit einem Förderband 125 zu einer Fixiereinheit 126 gefördert und auf dem Transfermedium fixiert. Der teilweise auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild zurückbleibende Toner wird durch Reinigen unter Verwendung der Reinigungseinrichtung 116 entfernt.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Entwicklungseinheit 140 in Nachbarschaft zur lichtempfindlichen Trommel 100 mit einem zylindrischen Tonerträgerelement 102 (hiernach als "Entwicklungshülse" bezeichnet) versehen, das aus einem nichtmagnetischen Metall, wie Aluminium oder rostfreiem Stahl, besteht, wobei der Spalt zwischen der lichtempfindlichen Trommel 100 und der Entwicklungshülse 102 beispielsweise mit Hilfe eines Elementes (nicht gezeigt) zum Halten der Hülse und der Trommel auf Abstand auf etwa 300 um eingestellt wird. In der Entwicklungseinheit 140 ist ein Agitationstab 141 vorgesehen. Die Entwicklungshülse 102 ist intern mit einer Magnetrolle 104 versehen, die konzentrisch zur Entwicklungshülse 102 befestigt ist. Die Entwicklungshülse 102 ist drehbar eingestellt. Die Magnetrolle 104 besitzt eine Vielzahl von Magnetpolen, wie in der Zeichnung gezeigt. Der Magnetpol S1 beeinflußt die Entwicklung, der Magnetpol N1 steuert die Tonerbeschichtungsmenge (Tonerschichtdicke), der Magnetpol S2 bewirkt das Einführen und Fördern des Toners, und der Magnetpol N2 verhindert ein Ausgießen des magnetischen Toners. Als Element zur Steuerung der Menge des geförderten magnetischen Toners, während dieser an der Entwicklungshülse 102 haftet, ist ein elastisches Blatt 103 vorgesehen, so daß die Menge (Schichtdicke) des zur Entwicklungszone geförderten Toners in Abhängigkeit von dem Druck, unter dem das elastische Blatt 103 mit der Entwicklungshülse 102 in Berührung gebracht wird, gesteuert wird. In der Entwicklungszone wird eine Gleichstrom- und Wechselstromentwicklungsvorspannung über die lichtempfindliche Trommel 100 und die Entwicklungshülse 102 aufgebracht, und der Toner auf der Entwicklungshülse 102 fliegt in Übereinstimmung mit dem latenten elektrostatischen Bild auf die lichtempfindliche Trommel 100, um ein sichtbares Bild zu erzeugen.

Fig. 7 zeigt eine Bilderzeugungsvorrichtung eines Typs, bei dem Tonerbilder auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild primär auf ein Zwischentransferelement übertragen werden, wonach die Tonerbilder auf dem Zwischentransferelement auf sekundäre Weise auf das Aufzeichnungsmedium übertragen werden.

Ein lichtempfindliches Element 1 umfaßt ein Substrat 1a, auf dem eine lichtempfindliche Schicht 1b mit einem organischen Photohalbleiter vorgesehen ist und das in Richtung eines Pfeiles gedreht wird. Mit Hilfe einer Aufladerolle 2 (einer leitenden elastischen Schicht 2a und eines Dornes 2b) wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 elektrostatisch aufgeladen, so daß sie ein Oberflächenpotential von etwa -600 V erhält. Unter Verwendung eines Polygonspiegels wird eine Belichtung durch eine Ein-Aus-Steuerung auf dem lichtempfindlichen Element 1 gemäß einer digitalen Bildinformation durchgeführt, wobei ein latentes elektrostatisches Bild mit einem Belichtungsbereichpotential von -100 V und einem Dunkelbereichpotential von -600 V erzeugt wird. Unter Verwendung einer Vielzahl von Belichtungseinheiten 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 werden der Magentatoner, Cyantoner, gelbe Toner oder schwarze Toner auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 aufgebracht, um Tonerbilder durch Umkehrentwicklung zu erzeugen. Die Tonerbilder werden auf ein Zwischentransferelement 5 (eine elastische Schicht 5a mit einem Dorn 5b als Träger) für jede Farbe übertragen, um vierfarbige, farbüberlagerte entwickelte Bilder auf dem Zwischentransferelement 5 zu erzeugen. Der nach der Übertragung auf dem lichtempfindlichen Element 1 zurückbleibende Toner wird in einem Resttonerbehälter 9 mit Hilfe eines Reinigungselementes 8 gesammelt.

Da der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Übertragungseffizienz besitzt, können selbst in einem System mit einer einfachen Vorspannungsrolle oder ohne Reinigungselement kaum Probleme auftreten.

Das Zwischentransferelement 5 umfaßt den rohrförmigen Dorn 5b und die darauf durch Beschichten ausgebildete elastische Schicht 5a, die aus Nitril-butadienkautschuk (NBR) besteht, in dem Ruß als leitfähig machendes Mittel gut dispergiert worden ist. Die auf diese Weise gebildete Überzugsschicht besitzt eine Härte gemäß JUS K-6301 von 30 Grad und einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup9; Ω·cm. Der elektrische Transferstrom, der für die Übertragung vom lichtempfindlichen Element T auf das Zwischentransferelement 5 erforderlich ist, beträgt etwa 5 uA und kann erhalten werden, indem eine Spannung von +2.000 V von einer Stromquelle an den Dorn 5a gelegt wird. Nachdem die Tonerbilder vom Zwischentransferelement 5 auf das Transfermedium 6 übertragen worden sind, kann die Oberfläche des Zwischentransferelementes mit Hilfe eines Reinigungselementes 10 gereinigt werden.

Die Transferrolle 7 wird durch Beschichten eines aufschäumbaren Materiales aus einem Ethylen-propylen-dienterpolymer (EPDM), in das Ruß als leitfähig machendes Mittel gut dispergiert worden ist, auf einem Dorn 7b mit einem Durchmesser von 20 mm hergestellt. Eine Transferrolle, deren elastische Schicht 7a auf diese Weise ausgebildet worden ist und einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup6; Ω·cm sowie eine Härte gemäß JTS K-6301 von 35 Grad besitzt, findet Verwendung. An die Transferrolle wird eine Spannung gelegt, damit ein Transferstrom von 15 uA fließt. Was den Toner anbetrifft, der als Verunreinigung auf der Transferrolle 7 zurückbleibt, wenn die Tonerbilder einmal vom Zwischentransferelement 5 auf das Transfermedium 6 übertragen worden sind, so ist es üblich, einen Pelzbürstenreiniger als Reinigungselement oder ein reinigerfreies System zu verwenden.

Bei der vorliegenden Erfindung wird irgendeine der Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 von einem magnetischen Einkomponenten-Springentwicklungssystem gebildet, das von einem magnetischen Toner Gebrauch macht, und es findet die in Fig. 2 dargestellte Entwicklungseinheit Verwendung. Als die anderen drei Entwicklungseinheiten für die nichtmagnetischen Farbtoner finden Entwicklungseinheiten für eine Zweikomponenten-Magnetbürstenentwicklung oder Entwicklungseinheiten für eine nichtmagnetische Einkomponenten-Entwicklung Verwendung.

Erfindungsgemäß macht es die Verwendung eines Toners mit mindestens einem endothermischen Peak im Temperaturbereich von 120ºC oder darunter in der Differentialthermoanalyse, dessen Partikel Partikeldurchmesser von 3 um oder mehr besitzen, wobei nicht weniger als 93 Anzahl% von Partikeln eine Zirkularität ä von mindestens 0,90 und weniger als 30 Anzahl% von Partikeln eine Zirkularität ä von mindestens 0,98 besitzen, möglich, scharfe Bilder mit hoher Qualität zu erzeugen, ohne eine "Rückübertragung" zu verursachen, während eine hohe Bilddichte und eine hohe Reproduzierbarkeit des latenten Bildes aufrechterhalten werden. Insbesondere kann ein größerer Übertragungsspielraum als bei herkömmlichen magnetischen Tonern erreicht werden.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand von Herstellbeispielen und Beispielen in größeren Einzelheiten erläutert, wobei diese Beispiele jedoch in keiner Weise die vorliegende Erfindung einschränken. Nachfolgend beziehen sich die Bezeichnungen "Teil" oder "Teile" in allen Fällen auf "Gewichtsteil" oder "Gewichtsteile".

Tonerherstellbeispiel 1

Styrol/butylacrylat/butylmaleathalbestercopolymer (Bindemittelharz; Hauptpeakmolekulargewicht: etwa 40.000; kein Peak im Bereich eines Molekulargewichtes von nicht mehr als 15.000; Anteil der Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000: 20%; Glasübergangspunkt Tg: 60ºC; Mw/Mn: 31) 100 Teile

Magnetisches Material (durchschnittlicher Partikeldurchmessser: 0,22 um) 100 Teile

Eisenkomplex eines Monoazofarbstoffes (Steuermittel für negative Ladung) 2 Teile

Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht (endothermischer Peak in der Differentialthermoanalyse: 106,7ºC) 4 Teile

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Mischers vermischt und dann unter Verwendung eines auf 130ºC erhitzten Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann mit einer Hammermühle zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde mit Hilfe einer Strahlmühle pulverisiert (feingemahlen). In diesem Stadium wurden magnetische Tonerpartikel wiederholt im Pulverisierungsschritt der Fig. 5 pulverisiert, bis sie die angegebenen Partikeldurchmesser aufwiesen. Danach wurde das erhaltene pulverisierte Produkt unter Verwendung eines Klassierers mit Mehrfachunterteilung unter Ausnutzung des Coanda-Effektes streng klassiert, um klassierte magnetische Tonerpartikel zu erhalten.

Die erhaltenen klassierten magnetischen Tonerpartikel wurden bei 1.600 UpM (Umfangsgeschwindigkeit: 80 m/sec) über 3 min unter Verwendung der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Oberflächenbehandlungsvorrichtung vom Pralltyp oberflächenbehandelt. Hierbei handelte es sich um eine Oberflächenmodifiziervorrichtung eines Typs mit rotierendem Rotor zur Aufbringung einer mechanischen Aufprallkraft, um magnetische Tonerpartikel zu erhalten. In dieser Oberflächenmodifiziervorrichtung wurde Kühlwasser von 20ºC hindurchgeleitet, um die Innentemperatur der Vorrichtung zum Zeitpunkt der Oberflächenmodifikation innerhalb des gewünschten Bereiches zu steuern. Die Luftstromtemperatur innerhalb der Behandlungsvorrichtung vor dem Zuführen der klassierten magnetischen Tonerpartikel betrug 30ºC. Nach dem Zuführen der klassierten magnetischen Tonerpartikel wurde die Luftstromtemperatur innerhalb der Behandlungsvorrichtung allmählich höher, und nach 3 min erreichte die Luftstromtemperatur im Innerem maximal 59ºC.

Von den klassierten magnetischen Tonerpartikeln lag ein Feinpulver mit Partikeldurchmessern von 4 um oder weniger in der Partikelgrößenverteilung der klassierten Partikel in einem Anteil von 16 Anzahl% vor. Nach der Bearbeitung war das Feinpulver mit Partikeldurchmessern von 4 um oder weniger in den magnetischen Tonerpartikeln in einem Anteil von 19 Anzahl% vorhanden.

Danach wurden 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen magnetischen Tonerpartikel 1, 2 Teile von Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem primären Partikeldurchmesser von 12 nm, das durch Behandlung mit Siliconöl und Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden war (spezifische BET-Oberfläche nach der Behandlung: 120 m²/g), zugesetzt, wonach mit Hilfe einer Mischmaschine gemischt wurde, um einen magnetischen Toner 1 zu erhalten.

Der auf diese Weise erhaltene magnetische Toner 1 besaß einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,7 um und wies von seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr 96,7 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 und 23,2 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,98 auf. Ihre Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung in den Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr betrug 0,031.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 1 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiele 2 bis 4

Magnetische Toner 2, 3 und 4 wurden in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Bedingungen der verwendeten Oberflächenmodifiziervorrichtung verändert wurden.

Die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toner 2, 3 und 4 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Der Anteil des Feinpulvers (Anzahl% der Partikel von 4 um oder kleiner) in jedem magnetischen Toner 2, 3 und 4 betrug 21%, 18,5% und 18%.

Tonerherstellbeispiel 5

Styrol/butylacrylat/butylmaleathalbestercopolymer (Bindemittelharz; Hauptpeakmolekulargewicht: etwa 41.000; kein Peak im Molekulargewichtsbereich nicht größer als 15.000; Anteil der Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000: 22%; Glasübergangspunkt Tg: 62ºC; Mw/Mn: 27) 100 Teile

Magnetisches Material (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 um) 100 Teile

Eisenkomplex von Monoazofarbstoff (Steuermittel für negative Ladung) 3 Teile

Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht (endothermischer Peak in der Differentialthermoanalse: 104,4ºC) 3 Teile

Ein magnetischer Toner 5 wurde in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die obigen Materialien verwendet wurden. Der auf diese Weise erhaltene magnetische Toner hatte einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,7 um und besaß von seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr 93,8 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität a von mindestens 0,90 und 22,2 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität a von mindestens 0,98. Seine Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von den Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr betrug 0,036. Die Temperatur des inneren Luftstromes zum Zeitpunkt der Behandlung war aufgrund der durch den Aufprall der Partikel gegen den Rotor erzeugten Hitze maximal 60ºC groß.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 6

Ein magnetischer Toner 6 wurde in der gleichen Weise wie bei Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Bedingungen der verwendeten Oberflächenmodifiziervorrichtung verändert wurden, so daß diese mit 1.200 UpM (Umfangsgeschwindigkeit: 60 m/sec) über 1 min angetrieben wurde.

Die physikalischen Eigenschafte des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 6 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 7

Styrol/butylacrylat/butylmaleathalbestercopolymer (Bindemittelharz; Hauptpeakmolekulargewicht: etwa 30.000; kein Peak im Molekulargewichtsbereich von nicht mehr als 15.000; Anteil der Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000: 25%; Glasübergangspunkt Tg: 62ºC; Mw/Mn: 33) 100 Teile

Magnetisches Material (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 um) 100 Teile

Eisenkomplex von Monoazofarbstoff (Steuermittel für negative Ladung) 2 Teile

Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht (endothermischer Peak in der Differentialthermoanalyse: 116ºC) 3 Teile

Ein magnetischer Toner 7 wurde in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die obigen Materialien verwendet und die Bedingungen der Oberflächenmodifiziervorrichtung verändert wurden, so daß diese mit 1.200 UpM (Umfangsgeschwindigkeit: 60 m/sec) über 1 min angetrieben wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 7 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 8

Polyesterharz (Bindemittelharz; Hauptpeakmolekulargewicht: etwa. 7.000; Anteil der Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000: 40%; Glasübergangspunkt Tg: 63ºC; Mw/Mn: 35) 100 Teile

Magnetisches Material (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 um) 60 Teile

Eisenkomplex von Monoazofarbstoff (Steuermittel für negative Ladung) 2 Teile

Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht (endothermischer Peak in der Differentialthermoanalyse: 140ºC) 3 Teile

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Mischers vermischt und dann unter Verwendung eines auf 130ºC erhitzten Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann mit einer Hammermühle zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde mit Hilfe einer Strahlmühle pulverisiert (feingemahlen). Das erhaltene pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung eines Klassierers mit Mehrfachunterteilung unter Ausnutzung des Coanda-Effektes streng klassiert, um klassierte magnetische Tonerpartikel zu erhalten.

Danach wurden 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen klassierten magnetischen Tonerpartikel 0,8 Teile von Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem primären Partikeldurchmesser von 16 nm, das durch Behandlung mit Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden war (spezifische BET-Oberfläche nach der Behandlung: 100 m²/g), zugesetzt, wonach mit Hilfe einer Mischmaschine eine Vermischung erfolgte, um magnetischen Toner 8 zu erhalten.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 8 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 9

Unter Verwendung der in Tonerherstellbeispiel 8 erhaltenen klassierten Tonerpartikel wurde ein magnetischer Toner 9 in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 8 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Partikel behandelt wurden, indem sie über einen Moment durch 300ºC heiße Luft geleitet wurden.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 9 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 10

Unter Verwendung der in Tonerherstellbeispiel 8 erhaltenen klassierten Tonerpartikel wurde ein magnetischer Toner 10 in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Bedingungen der Oberflächenmodifiziervorrichtung so verändert wurden, daß diese mit 1.200 UpM (Umfangsgeschwindigkeit: 60 m/sec) über 1 min angetrieben wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 10 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 11

Styrol/butylacrylat/butylmaleathalbestercopolymer (Bindemittelharz; Hauptpeakmolekulargewicht: etwa 41.000; kein Peak im Molekulargewichtsbereich von nicht mehr als 15.000; Anteil der Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000: 22%; Glasübergangspunkt Tg: 62ºC; Mw/Mn: 27) 100 Teile

Magnetisches Material (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 um) 100 Teile

Eisenkomplex von Monoazofarbstoff (Steuermittel für negative Ladung) 3 Teile

Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht (endothermischer Peak in der Differentialthermoanalyse: 140ºC) 3 Teile

Ein magnetischer Toner 11 wurde in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die obigen Materialien verwendet wurden. Der auf diese Weise erhaltene magnetische Toner besaß einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,9 um und hatte von seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr 96,3 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 und 32,0 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,98. Seine Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von den Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr betrug 0,036. Die Temperatur des inneren Luftstromes zum Zeitpunkt der Behandlung betrug maximal 73ºC aufgrund der durch den Aufprall der Partikel gegen den Toner erzeugten Wärme.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 11 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Das zum Zeitpunkt der Behandlung verwendete Kühlwasser der Behandlungsvorrichtung wurde auf eine Temperatur von 30ºC eingestellt.

Tonerherstellbeispiel 12

Styrol/butylacrylat/butylmaleathalbestercopolymer (Bindemittelharz; Molekulargewichtshauptpeak: etwa 20.000; kein Peak im Molekulargewichtsbereich von nicht mehr als 15.000; Anteil der Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000: 42%; Glasübergangspunkt Tg: 62ºC; Mw/Mn: 22) 100 Teile

Magnetisches Material (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 um) 100 Teile

Eisenkomplex von Monoazofarbstoff (Steuermittel für negative Ladung) 3 Teile

Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht (endothermischer Peak in der Differentialthermoanalyse: 104,4ºC) 3 Teile

Ein magnetischer Toner 12 wurde in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die obigen Materialien verwendet wurden. Der auf diese Weise erhaltene magnetische Toner besaß einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,5 um und hatte von seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr 90,2 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 und 8,5 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,98. Seine Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung in den Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr betrug 0,047. Die Temperatur des inneren Luftstromes zum Zeitpunkt der Behandlung betrug maximal 45ºC aufgrund der durch den Aufprall der Partikel gegen den Toner erzeugten Wärme.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 12 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Im magnetischen Toner 12 war nach der Klassierung das Feinpulver mit Partikeldurchmessern von 4 um oder weniger in der Partikelgrößenverteilung der klassierten magnetischen Tonerpartikel in einem Anteil von 15 Anzahl% vorhanden. Nach der Behandlung war das Feinpulver mit Partikeldurchmessern von 4 um oder weniger in den magnetischen Tonerpartikeln in einem Anteil von 26 Anzahl% vorhanden.

Tonerherstellbeispiel 13

Styrol/butylacrylat/butylmaleathalbestercopolymer (Bindemittelharz; Molekulargewichtshauptpeak: etwa 8.000; Molekulargewichtsunterpeak: etwa 650.000; Anteil der Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000: 52%; Glasübergangspunkt Tg: 62ºC; Mw/Mn: 38) 100 Teile

Magnetisches Material (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 um) 100 Teile

Eisenkomplex von Monoazofarbstoff (Steuermittel für negative Ladung) 3 Teile

Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht (endothermischer Peak in der Differentialthermoanalyse: 104,4ºC) 3 Teile

Ein magneticher Toner 13 wurde in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die obigen Materialien verwendet wurden. Der auf diese Weise erhaltene magnetische Toner hatte einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,4 um und besaß von seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr 87,0 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 und 4,5 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,98. Seine Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung in den Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr betrug 0,046. Die Temperatur des inneren Luftstromes zum Zeitpunkt der Behandlung betrug maximal 37ºC aufgrund der durch den Aufprall der Partikel gegen den Toner erzeugten Wärme.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 13 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Im magnetischen Toner 13 war nach der Klassierung Feinpulver mit Partikeldurchmessern von 4 um oder weniger in der Partikelgrößenverteilung der klassierten magnetischen Tonerpartikel in einem Anteil von 14 Anzahl% vorhanden. Nach der Behandlung war das Feinpulver mit Partikeldurchmessern von 4 um oder weniger in den magnetischen Tonerpartikeln in einem Anteil von 27 Anzahl% vorhanden.

Tabelle 1

Herstellbeispiel 1 des lichtempfindlichen Elementes

Um ein lichtempfindliches Element herzustellen, wurde ein Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm als Substrat verwendet. Auf diesem Substrat wurden die Schichten mit der in Fig. 3 gezeigten Konfiguration und die nachfolgenden Schichten nacheinander durch Tauchbeschichten übereinander angeordnet, um das lichtempfindliche Element herzustellen.

(1) Leitende Überzugsschicht: hauptsächlich gebildet aus Phenolharz mit darin dispergiertem Zinnoxidpulver und Titanoxidpulver. Schichtdicke: 15 um.

(2) Unterschicht: hauptsächlich gebildet aus modifiziertem Nylon und Copolymernylon. Schichtdicke: 0,6 um.

(3) Ladungserzeugungsschicht: hauptsächlich gebildet aus Butyralharz mit einem darin dispergierten Azopigment, wobei das Azopigment eine Absorption im langen Wellenbereich besaß. Schichtdicke: 0,6 um.

(4) Ladungstransportschicht: hauptsächlich gebildet aus Polycarbonatharz (Molekulargewicht, gemessen durch Ostwald-Viskometrie: 20.000) mit einer darin gelösten lochtransportierenden Triphenylaminverbindung in einem Gewichtsverhältnis von 8 : 10, wonach Polytetrafluorethylenpulver (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,2 Mm) in einer Menge von 10 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Feststoffanteile weiter zugesetzt wurde und dann eine gleichmäßige Dispergierung erfolgte. Schichtdicke: 15 um. Der Kontaktwinkel gegenüber Wasser betrug 95º.

Der Kontaktwinkel wurde unter Verwendung von reinem Wasser und unter Verwendung einer Kontaktwinkelmeßeinrichtung Modell CA-X, hergestellt von der Firma Kyowa Kaimen Kagaku K. K., als Meßvorrichtung gemessen.

Herstellbeispiel 2 für das lichtempfindliche Element

Das Verfahren von Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element wurde wiederholt, um ein lichtempfindliches Element herzustellen, mit der Ausnahme, daß kein Polytetrafluorethylenpulver zugesetzt wurde. Der Kontaktwinkel gegenüber Wasser betrug 74º.

Herstellbeispiel 3 für das lichtempfindliche Element

Um ein lichtempfindliches Element herzustellen, wurde das Verfahren von Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element bis zur Ausbildung der Ladungserzeugungsschicht wiederholt. Die Ladungstransportschicht wurde unter Verwendung einer Lösung hergestellt, die durch Lösen der lochfördernden Triphenylaminverbindung im Polycarbonatharz in einem Gewichtsverhältnis von 10 : 10 hergestellt worden war, und in einer Schichtdicke von 20 um. Um hierauf eine Schutzschicht auszubilden, wurde eine Zusammensetzung, die durch Lösen der entsprechenden Materialien mit einem Gewichtsverhältnis von 5 : 10 und nachfolgende Zugabe von Polytetrafluorethylenpulver (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,2 um) in einer Menge von 30 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Feststoffanteile und nachfolgender gleichmäßiger Dispergierung hergestellt worden war, auf die Ladungstransportschicht gesprüht. Die Schichtdicke betrug 5 um. Der Kontaktwinkel gegenüber Wasser betrug 102º.

Beispiel 1

Als Bilderzeugungsvorrichtung wurde die schematisch in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung verwendet.

Als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild wurde die im Herstellbeispiel 3 für das lichtempfindliche Element hergestellte lichtempfindliche Trommel aus einem organischen Photoleiter (OPC) verwendet, wobei ihr Dunkelabschnittpotential VD und Lichtabschnittpotential VL auf -650 V und -210 V eingestellt wurden. Der Spalt zwischen der lichtempfindlichen Trommel und dem Tonerträgerelement (Entwicklungshülse) wurde auf 300 um eingestellt. Als Tonerbeschichtungssteuerelement wurde ein Urethankautschukblatt mit einer Dicke von 1,0 mm und einer freien Länge von 10 mm mit der Oberfläche des Tonerträgerelementes unter einem linearen Druck von 14,7 N/m (15 g/cm) in Berührung gebracht.

Danach wurden als Entwicklungsvorspannung eine Gleichvorspannungskomponente Vdc von -500 V und eine überlagernde Wechselvorspannungskomponente Vp-p von 1.500 V mit einer Frquenz f von 2.000 Hz verwendet.

Eine in Fig. 4 gezeigte Transferrolle [aus Ethylen- propylenkautschuk mit darin dispergiertem leitenden Kohlenstoff; spezifischer Volumenwiderstand der leitenden elastischen Schicht: 10&sup8; Ω cm; Oberflächenkautschukhärte: 24 Grad; Durchmesser: 20 mm; Kontaktdruck: 49 N/m (50 g/cm)] wurde auf eine Rotationsgeschwindigkeit eingestellt, die der Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel entsprach (48 mm/sec), und eine Transfervorspannung wurde variabel zwischen 2 uA und 20 uA eingestellt, um den Spielraum der Transfereigenschaften (Transferspielraum) auszuwerten. Als Toner wurde der magnetische Toner 1 verwendet, und Bilder wurden in einer Umgebung von 32,5ºC/80% RH reproduziert. Als Transferpapier wurde ein Papier mit einem Basisgewicht von 75 g/m² verwendet.

Bei dieser Bildreproduktion betrug der Bereich der Transfervorspannung, in dem 90% oder mehr der Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium erhalten wurden, 4 uA bis 18 uA, was eine hohe Transfereffizienz unter breiten Bedingungen bedeutete, und es wurden gute Bilder erzeugt, die keine Leerbereiche aufwiesen, welche durch eine schlechte Übertragung von Symbolen oder Linien verursacht wurden, und die ferner von schwarzen Flecken um die Bilder herum frei waren.

Bei der obigen Transfereffizienz handelte es sich um einen Durchschnittswert von drei (3) Transfereffizienzen, die in der folgenden Weise ermittelt wurden. Vollbilder aus schwarzem Toner mit einer Fläche von 5 mm² wurden an drei Stellen in der Mitte und an beiden Enden auf dem Transfermedium ausgebildet. Das Transfermedium wurde in seinem Durchgang durch die Bilderzeugungsvorrichtung gestoppt, bevor es die Bildfixiereinrichtung erreichte. Für jedes der drei Vollbilder mit schwarzem Toner wurde der nach der Bildübertragung auf dem lichtempfindlichen Element verbleibende Toner durch Kontakt mit einem Mylar-Band aufgenommen, und das Band wurde dann auf einem Blatt Papier befestigt, um die Macbeth-Dichte (a) des Bandes zu messen. Ferner wurde ein Mylar-Band auf dem Tonerbild, das auf das Transferpapier übertragen worden war, befestigt, um die Macbeth-Dichte (b) zu messen. Auch die Macbeth-Dichte (c) eines jungfräulichen Mylar-Bandes, das auf einem Blatt Papier befestigt worden war, wurde gemessen. Die Macbeth- Dichte (c) wurde von der Macbeth-Dichte (a) und der Macbeth-Dichte (b) subtrahiert, um numerische Werte zu erhalten, die als Dichte (A) des verbleibenden Toners nach der Bildübertragung und Dichte (B) des übertragenen Bildes bezeichnet wurden. Die Dichten (A) und (B) wurden verwendet, um die Transfereffizienz aus den nachfolgenden Gleichungen zu bestimmen:

Dichte (A) des verbleibenden Toners = Dichte (a) - Dichte (c)

Dichte (B) des übertragenen Bildes = Dichte (b) - Dichte (c)

Transfereffizienz (%) = {Dichte (B) des übertragenen Bildes/(Dichte (A) des verbleibenden Toners + Dichte (B) des übertragenen Bildes)} · 100

Bilder wurden kontinuierlich bis zu 6.000 Blatt reproduziert, und die Abkratzung des lichtempfindlichen Elementes wurde unter Verwendung einer Filmdickenmeßeinrichtung gemessen, wobei festgestellt wurde, daß die Abkratzung nur so gering war wie 0 bis 1 um.

Beispiel 2

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 2 als Toner und die im Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element hergestellte OPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Bei dieser Bildreproduktion betrug der Bereich der Transfervorspannung, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium erhalten wurden, 4 uA bis 17 uA, was eine hohe Transfereffizienz unter breiten Bedingungen ergab. Es wurden gute Bilder erzeugt, die keine Leerbereiche aufwiesen, welche durch eine schlechte Übertragung von Symbolen oder Linien verursacht wurden, und ferner frei von schwarzen Flecken um die Bilder herum waren.

Beispiel 3

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 3 als Toner und die im Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element hergestellte EPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Bei dieser Bildreproduktion wurde ein Übertragungsvorspannungsbereich, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz erreicht wurden, von 4 uA bis 16 uA bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Tansfermedium erzielt, so daß sich eine hohe Transfereffizienz unter breiten Bedingungen ergab und gute Bilder erzeugt wurden, die keine Leerbereiche aufwiesen, welche durch eine schlechte Übertragung von Symbolen oder Linien verursacht wurden, und ferner frei von schwarzen Flecken um die Bilder herum waren.

Beispiel 4

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 4 als Toner und die im Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element erzeugte EPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Bei dieser Bildreproduktion betrug der Übertragungsvorspannungsbereich, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz erreicht wurden, 4 uA bis 14 uA bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium, so daß sich eine hohe Transfereffizienz unter breiten Bedingungen ergab und gute Bilder erzeugt wurden, die frei von durch eine schlechte Übertragung von Symbolen oder Linien verursachten Leerbereichen waren und keine schwarzen Flecken um die Bilder herum besaßen.

Beispiel 5

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 5 verwendet wurde. Bei dieser Bildreproduktion betrug der Übertragungsvorspannungsbereich, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz erreicht wurden, 2 uA bis 10 uA bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium, wobei sich eine geringfügig schlechtere Effizienz als in Beispiel 1 ergab, jedoch kein spezielles Problem im praktischen Gebrauch auftrat und gute Bilder erzeugt wurden, die keine durch eine schlechte Übertragung von Symbolen oder Linien verursachten Leerbereiche aufwiesen und von schwarzen Flecken um die Bilder herum frei waren.

Bezugsbeispiel 6

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 6 verwendet wurde. Bei dieser Bildreproduktion betrug der Übertragungsvorspannungsbereich, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz erreicht wurden, 2 uA bis 8 uA bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium, so daß sich eine geringfügig schlechtere Effizienz ergab als in Beispiel 1 und auf Linienbildern durch eine schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche nur wenig erkennbar waren. Es trat daher im praktischen Gebrauch kein spezielles Problem auf, und es wurden gute Bilder erzeugt, die frei von schwarzen Flecken um die Bilder herum waren.

Bezugsbeispiel 7

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 3 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 7 verwendet wurde. Bei dieser Bildreproduktion betrug der Übertragungsvorspannungsbereich, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz erreicht wurden, 2 uA bis 8 uA bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium, so daß sich eine geringfügig schlechtere Effizienz als in Beispiel 1 ergab, schwarze Flecken um die Bilder herum kaum sichtbar waren und gute Bilder ohne Probleme im praktischen Gebrauch erzeugt wurden.

Bezugsbeispiel 8

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 12 verwendet wurde. Dabei betrug der Übertragungsvorspannungsbereich, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz erreicht wurden, 2 uA bis 6 uA bei der Übetragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium, so daß sich eine geringfügig schlechtere Effizienz als in Beispiel 1 ergab, schwarze Flecken um die Bilder herum kaum sichtbar waren und gute Bilder ohne Probleme im praktischen Gebrauch erzeugt wurden.

Vergleichsbeispiel 1

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 8 verwendet wurde. Dabei war ein Übertragungsvorspannungsbereich, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz erzielt wurden, bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium überhaupt nicht vorhanden, und der Toner besaß einen geringen Nutzungsgrad. Ferner wurden Bilder erzeugt, die in geringem Ausmaß Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung von Symbolen oder Linien, aufwiesen.

Vergleichsbeispiel 2

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 9 und die gemäß Herstellbeispiel 2 für das lichtempfindliche Element erzeugte OPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Dabei ergab sich, daß die Transferspannung, bei der 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium erreicht wurden, nur 8 uA betrug, so daß kein ausreichender Transferspielraum erreicht wurde. Ferner besaßen die erzeugten Bilder eine niedrige Bilddichte, und es handelte sich hierbei um schlechte Bilder mit sehr vielen schwarzen Flecken um die Bilder herum. Darüber hinaus ergab sich nach einer Bildreproduktion von 500 Blatt eine fehlerhafte Reinigung auf dem lichtempfindlichen Element.

Vergleichsbeispiel 3

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner TO und die gemäß Herstellbeispiel 2 für das lichtempfindliche Element erzeugte OPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Die Transfervorspannung, bei der 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transferpapier erreicht wurden, betrug nur 6 uA, so daß kein ausreichend großer Transferspielraum erzielt wurde. Ferner besaßen die erzeugten Bilder eine niedrige Bilddichte, und es handelte sich um schlechte Bilder mit sehr vielen schwarzen Flecken um die Bilder herum.

Vergleichsbeispiel 4

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 9 verwendet wurde. Die Übertragungsvorspannung, bei der 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transferpapier erzielt wurden, betrug nur 8 uA, so daß kein ausreichend großer Übertragungsspielraum erreicht wurde. Ferner besaßen die erzeugten Bilder eine niedrige Bilddichte. Nach der Reproduktion von Bildern auf 300 Blatt in einer Umgebung von 15ºC/10% RH trat eine fehlerhafte Reinigung auf dem lichtempfindlichen Element auf.

Vergleichsbeispiel 5

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 10 verwendet wurde. Die Übertragungsvorspannung, bei der 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transferpapier erzielt wurden, betrug nur 6 uA, so daß kein ausreichend großer Übertragungsspielraum erzielt wurde. Ferner besaßen die erzeugten Bilder eine niedrige Bilddichte, viele schwarze Flecken um die Bilder herum, eine schlechte Auflösung und viele durch eine schlechte Übertragung verursachte Leerstellen.

Vergleichsbeispiel 6

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 11 verwendet wurde. Der Bereich der Übertragungsspannung, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transferpapier erzielt wurden, betrug nur 8 uA bis 9 uA. Ferner besaßen die erzeugten Bilder eine schlechte Bilddichte, viele schwarze Flecken um die Bilder herum, eine schlechte Auflösung und viele durch eine schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche.

Vergleichsbeispiel 7

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 13 verwendet wurde. Die Übertragungsvorspannung, bei der 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transferpapier erzielt wurden, betrug nur 6 uA, so daß kein ausreichend großer Übertragungsspielraum erzielt wurde. Ferner besaßen die erzeugten Bilder eine geringe Bilddichte, viele schwarze Flecken um die Bilder herum, eine schlechte Auflösung und viele durch eine schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche.

Beispiel 9

Als Bilderzeugungsvorrichtung wurde die schematisch in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung verwendet.

Als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild wurde die gemäß Herstellbeispiel 3 für das lichtempfindliche Element erzeugte lichtempfindliche Trommel aus einem organischen Photoleiter (OPC) verwendet, wobei deren Dunkelabschnittpotential VD und Lichtabschnittpotential VL auf -550 V und -250 V eingestellt wurden. Der Spalt zwischen der lichtempfindlichen Trommel und dem Tonerträgerelement (Entwicklungshülse) wurde auf 300 um eingestellt. Als Tonerträgerelement wurde eine Entwicklungshülse verwendet, die einen Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 20 mm und einer sandgestrahlten Oberfläche aufwies, auf der eine Harzschicht mit der folgenden Zusammensetzung und einer Schichtdicke von etwa 7 um sowie einer durchschnittlichen JIS-Mittellinienrauhigkeit (Ra) von 1,4 um ausgebildet war. Die Entwicklungshülse besaß einen Entwicklungsmagnetpol von 95 mT (950 Gauss). Als Tonerbeschichtungssteuerelement wurde ein Urethankautschublatt mit einer Dicke von 1,0 mm und einer freien Länge von 10 mm mit der Oberfläche des Tonerträgerelementes unter einem Lineardruck von 14,7 N/m (15 g/cm) in Berührung gebracht.

Harzschichtzusammensetzung:

Phenolharz 100 Teile

Graphit (Partikeldurchmesser: etwa 7 um) 90 Teile

Ruß 10 Teile

Als Entwicklungsvorspannung wurden eine Gleichspannungskomponente Vdc von -400 V und eine überlagernde Wechselspannungskomponente Vp-p von 1.500 V und f = 2.000 Hz eingesetzt, und der Entwicklungskontrast (VL-Vdc) wurde auf 150 V eingestellt, um eine Umkehrentwicklung durchzuführen.

Eine in Fig. 4 gezeigte Transferrolle [aus Ethylen- propylenkautschuk mit darin dispergiertem leitenden Kohlenstoff; spezifischer Volumenwiderstand der leitenden elastischen Schicht: 10&sup8; Ω·c,: Oberflächekautschukhärte: 24 Grad; Durchmesser: 20 mm; Kontaktdruck: 49 N/m (50 g/cm)] wurde auf eine Drehgeschwindigkeit eingestellt, die der Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel (48 mm/sec) entsprach, um einen Druckvorgang durchzuführen.

Als Toner wurde der magnetische Toner 1 verwendet, und Bilder wurden kontinuierlich auf 7.000 Blatt in einer Umgebung von 15ºC/10% RH reproduziert. Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden gute Bilder erzeugt, wobei eine ausreichende Vollbilddichte aufrechterhalten wurden, die frei waren von Phantombildern, schwarzen Flecken um die Bilder und durch eine schlechte Übertragung verursachten Leerbereichen und eine hohe Auflösung besaßen.

Beim vorliegenden Beispiel wurde die Auswertung der schwarzen Flecken um die Bilder herum anhand von kleinen feinen Linien betreffend die Bildqualität von graphischen Bildern durchgeführt. Dabei wurde die Auswertung im einzelnen anhand von Linien mit einer Breite von 100 um durchgeführt, um die herum schwarze Flecken mehr auftraten als um Symbole und andere Linien.

Die Auflösung wurde ausgewertet, indem die Reproduzierbarkeit von isolierten Punkten mit kleinem Durchmesser (X = 50 um Durchmesser), wie in Fig. 6 gezeigt, überprüft wurde, wobei diese Punkte dazu neigen, geschlossene elektrische Felder aufgrund von elektrischen Feldern latenter Bilder auszubilden, und schwierig zu reproduzieren sind.

Bei der Auswertung der Leerbereiche, die durch eine schlechte Übertragung verursacht wurden, wurden auf Karton (etwa 128 g/cm²) gedruckte Bilder ausgewertet, bei denen die Neigung zur Erzeugung von Leerbereichen durch schlechte Übertragung auftrat.

Der Spielraum der Transfereigenschaften (Transferspielraum) wurde ausgewertet, indem die Übertragungsvorspannung zwischen 2 uA und 20 /24 in einer Umgebung von 32,5ºC/80% RH variabel eingestellt wurde. Als Transferpapier wurde Papier mit einem Basisgewicht von 75 g/m² verwendet. Bei dieser Bildreproduktion betrug der Bereich der Übertragungsvorspannung, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium erzielt wurden, 4 uA bis 18 uA, so daß sich eine hohe Transfereffizienz unter breiten Bedingungen ergab, und es wurden gute Bilder erzeugt, die keine durch eine schlechte Übertragung von Symbolen oder Linien verursachten Leerbereiche und keine schwarzen Flecken um die Bilder herum aufwiesen.

Die Transfereffizienz wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Art und Weise ermittelt.

Bilder wurden kontinuierlich bis zu 6.000 Blatt reproduziert, und es wurden Abkratzungserscheinungen des lichtempfindlichen Elementes unter Verwendung eines Filmdickenmessers gemessen, wobei sich ergab, daß diese Erscheinungen nur eine Größe von 0,5 um besaßen.

Beispiel 10

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 9 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 2 als Toner und die gemäß Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element erzeugte OPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Dabei wurden gute Ergebnisse erzielt, wie in Tabelle 2 gezeigt.

Beispiel 11

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 9 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 3 als Toner und die gemäß Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element hergestellte OPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Das Dunkelabschnittpotential VD, das Lichtabschnittpotential VL und der Entwicklungskontrast (VL-Vdc) wurden auf -550 V, -170 V und 230 V eingestellt. Dabei wurden die in Tabelle 2 aufgeführten guten Ergebnisse erhalten.

Beispiel 12

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 11 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 4 als Toner und die gemäß Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element hergestellte OPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Dabei wurden die in Tabelle 2 aufgeführten guten Ergebnisse erzielt.

Beispiel 13

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 11 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 5 als Toner und die gemäß Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element hergestellte OPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Das Dunkelabschnittpotential VD und das Lichtabschnittpotential VL wurden auf -400 V und -100 V eingestellt, und es wurden eine Gleichstromvorspannungskomponente Vdc von -300 V und eine überlagernde Wechselstromvorspannungskomponente Vp-p von 1.600 V mit f = 1.800 Hz als Entwicklungsvorspannung verwendet. Der Entwicklungskontrast (VL-Vdc) wurde auf 200 V eingestellt. Dabei wurden die in Tabelle 2 aufgeführten guten Ergebnisse erhalten.

Bezugsbeispiel 14

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 11 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 6 verwendet wurde. Dabei wurden die in Tabelle 2 aufgeführten guten Ergebnisse erhalten.

Bezugsbeispiel 15

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 11 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 7 verwendet wurde. Dabei wurden gute Ergebnisse erreicht, die in Tabelle 2 aufgeführt sind.

Bezugsbeispiel 16

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 11 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 12 verwendet wurde. Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden gute Bilder ohne Probleme im praktischen Gebrauch hergestellt.

Vergleichsbeispiel 8

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 8 verwendet wurde. Dabei war überhaupt kein Übertragungsvorspannungsbereich, in dem 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium erzielt wurden, vorhanden, und der Toner besaß eine schlechte Nutzungseffizienz. Es wurden Bilder mit durch eine schlechte Übertragung verursachten Leerbereichen in bezug auf Symbole oder Linien erzeugt.

Vergleichsbeispiel 9

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 8 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 9 und die gemäß Herstellbeispiel 2 für das lichtempfindliche Element hergestellte OPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Die Übertragungsvorspannung, bei der 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transfermedium erzielt wurden, betrug nur 8 uA, wobei kein ausreichender Übertragungsspielraum erzielt wurde. Die erzeugten Bilder besaßen eine geringe Bilddichte und waren schlechte Bilder mit sehr vielen schwarzen Flecken um die Bilder herum. Darüber hinaus ergab sich bei einer Bildreproduktion auf 500 Blatt eine fehlerhafte Reinigung auf dem lichtempfindlichen Element.

Vergleichsbeispiel 10

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 8 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 10 und die gemäß Herstellbeispiel 2 für das lichtempfindliche Element hergestellte OPC-Trommel als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Dabei betrug die Übertragungsvorspannung, bei der 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung vom lichtempfindlichen Element auf das Transferpapier erzielt wurden, nur 6 uA, so daß kein ausreichend großer Transferspielraum erzielt wurde. Ferner besaßen die erzeugten Bilder eine geringe Bilddichte und waren schlechte Bilder mit sehr vielen schwarzen Flecken um die Bilder herum.

Vergleichsbeispiel 11

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 9 verwendet wurde. Wie in Tabelle 2 gezeigt, ergab sich auf dem 1.000sten Blatt eine fehlerhafte Reinigung bei der Auswertung in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit. Ferner resultierte ein enger Übertragungsspielraum.

Vergleichsbeispiel 12

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 10 verwendet wurde. Wie in Tabelle 2 gezeigt, besaßen die erzeugten Bilder eine niedrige Bilddichte, viele schwarze Flecken um die Bilder herum, eine schlechte Auflösung und viele durch schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche, wobei ferner ein enger Übertragungsspielraum vorhanden war.

Vergleichsbeispiel 13

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter Anwendung der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 11 verwendet wurde. Wie in Tabelle 2 gezeigt, hatten die erzeugten Bilder eine niedrige Bilddichte, viele schwarze Flecken um die Bilder herum, eine schlechte Auflösung und viele durch schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche.

Vergleichsbeispiel 14

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 reproduziert, mit der Ausnahme, daß Toner 13 verwendet wurde. Wie in Tabelle 2 gezeigt, hatten die erzeugten Bilder eine niedrige Bilddichte, viele schwarze Flecken um die Bilder herum, eine schlechte Auflösung und viele durch schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche. Ferner ergab sich ein enger Übertragungsspielraum.

Tabelle 2

*1: Bei der Auswertung von schwarzen Flecken um die Bilder herum A: sehr gut; B: gut und C: schwarze Flecken sind sichtbar.

*2: Bei der Auswertung der Auflösung A: sehr gut, B: gut und C: unzureichende Auflösung.

*3: Bei der Auswertung der durch schlechte Übertragung verursachten Leerbereiche A: sehr gut, B: gut und c: Leerbereiche sind sichtbar.

Beispiel 17

Als Bilderzeugungsvorrichtung wurde die schematisch in Fig. 7 gezeigte Vorrichtung verwendet.

Als Farbtoner wurden Cyantoner, Magentatoner und gelber Toner für CANON LPB-2030 und nichtmagnetische Einkomponentenentwicklungseinheiten zur Durchführung der Entwicklung verwendet.

Als lichtempfindliches Element wurde das im Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element hergestellte Element verwendet. Als magnetischer Toner wurde Toner 2 eingesetzt.

Der Bereich des Übertragungsstromes (Übertragungsvorspannung), in dem 90% oder mehr Transfereffizienz bei der Übertragung der aus den übereinander angeordneten Dreifarbentonerbilder erzeugten Tonerbilder erzielt wurden, betrug 12 uA bis 20 uA. Der Bereich des Übertragungsstromes (Übertragungsvorspannung) in bezug auf die aus dem einfarbigen magnetischen Toner 2 erzeugten Tonerbilder betrug 4 uA bis 18 uA.

Bei der Herstellung der Vierfarb-Vollfarbbilder unter Zugabe des vorstehend erwähnten magnetischen Toners wurden problemlos gute Bilder mit einem Transferstromwert von 15 uA ausgebildet.

Vergleichsbeispiel 15

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 17 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Toner 10 als magnetischer Toner verwendet wurde. Die Auswertung wurde entsprechend durchgeführt. Bei der Ausbildung der Vierfarb- Vollfarbbilder verursachte nur der schwarze Toner Leerbereiche durch schlechte Übertragung, eine schlechtere Auflösung und ein schlechtes Transferverhalten.


Anspruch[de]

1. Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes mit Tonerpartikeln, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel sowie ein anorganisches Feinpulver enthalten,

wobei der Toner mindestens einen endothermen Peak in einem Temperaturbereich von 120ºC oder darunter bei der Differentialthermoanalyse besitzt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Toner bei seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr nicht weniger als 93 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,90 und weniger als 30 Anzahl% von Partikeln mit einer Zirkularität å von mindestens 0,98 besitzt, wobei die Zirkularität aus der nachfolgenden Gleichung (1)

Zirkularität å = Lo/L (1)

ermittelt wird, worin Lo die Umfangslänge eines Kreises mit der gleichen projizierten Fläche wie ein Partikelbild und L die Umfangslänge eines projizierten Bildes eines Partikels bedeuten.

2. Toner nach Anspruch 1, bei dem der Toner bei seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr eine Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von 0,045 oder weniger besitzt, wobei die Standardabweichung aus der folgenden Gleichung (2)

Standardabweichung SD = (2)

ermittelt wird, worin ai die Zirkularität eines jeden Partikels, die durchschnittliche Zirkularität und n die Zahl der ganzen Partikel bedeuten.

3. Toner nach Anspruch 2, der bei seinen Partikeln mit Partikeldurchmessern von 3 um oder mehr eine Standardabweichung SD der Zirkularitätsverteilung von 0,040 oder weniger besitzt.

4. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, der einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 10,0 um oder weniger aufweist.

5. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, der einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 8,0 um oder weniger aufweist.

6. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, der mindestens einen endothermen Peak in einem Temperaturbereich von 60ºC bis 120ºC bei der Differentialthermoanalyse besitzt.

7. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, der mindestens einen endothermen Peak in einem Temperaturbereich von 70ºC bis 120ºC bei der Differentialthermoanalyse hat.

8. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, der mindestens einen endothermen Peak in einem Temperaturbereich von 110ºC oder weniger bei der Differentialthermoanalyse aufweist.

9. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, der eine Substanz enthält, die mindestens einen endothermen Peak in einem Temperaturbereich von 120ºC oder weniger bei der Differentialthermoanalyse besitzt.

10. Toner nach Anspruch 9, bei dem die Substanz ein Harz umfaßt.

11. Toner nach Anspruch 10, bei dem das Harz ein Polyesterharz oder Siliconharz mit Kristallinität umfaßt.

12. Toner nach Anspruch 9, bei dem die Substanz ein Wachs umfaßt.

13. Toner nach Anspruch 12, bei dem das Wachs ein Wachs aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Polyolefinwachs, einem Kohlenwasserstoffwachs, einem Petroleumwachs und einem höheren Alkohol besteht.

14. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Bindemittelharz in seiner Molekulargewichtsverteilung, gemessen durch Gelpermeationschromatographie, einen Hauptpeak in einem Molekulargewichtsbereich hat, der ein Molekulargewicht von 15.000 übersteigt.

15. Toner nach Anspruch 14, bei dem das Bindemittelharz eine Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000 in einem Anteil von 25. % oder weniger besitzt.

16. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Bindemittelharz in seiner Molekulargewichtsverteilung, gemessen durch Gelpermeationschromatographie, einen Hauptpeak in einem Molekulargewichtsbereich, der ein Molekulargewicht von 15.000 übersteigt, und keinen Peak oder keine Schulter in einem Molekulargewichtsbereich von nicht mehr als einem Molekulargewicht von 15.000 besitzt und eine Komponente mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000 in einem Anteil von 25% oder weniger aufweist.

17. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, der ein magnetischer Toner mit magnetischen Tonerpartikeln ist, die ein magnetisches Material als Farbmittel enthalten.

18. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das anorganische Feinpulver Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Titan oder ein Doppeloxid hiervon umfaßt.

19. Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche, der durch Aufbringen von mindestens einem mechanischen Aufprall sphärisch gemacht worden ist.

20. Bilderzeugungsverfahren mit den folgenden Schritten:

elektrostatisches Aufladen eines Trägerelementes für ein latentes elektrostatisches Bild;

Erzeugen eines latenten elektrostatischen Bildes auf dem auf diese Weise aufgeladenen Trägerelement für das latente elektrostatische Bild;

Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes mit Hilfe eines auf einem Tonerträgerelement getragenen Toners zur Erzeugung eines Tonerbildes auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild; und

Bringen eines Transferelementes, an das eine Spannung gelegt wird, in Kontakt mit einem Transfermedium, um das auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild gehaltene Tonerbild auf das Transfermedium zu übertragen;

wobei der Toner nach einem der Ansprüche 1-19 definiert ist.

21. Bilderzeugungsverfahren mit den folgenden Schritten:

elektrostatisches Aufladen eines Trägerelementes für ein latentes elektrostatisches Bild;

Erzeugen eines latenten elektrostatischen Bildes auf dem auf diese Weise aufgeladenen Trägerelement für das latente elektrostatische Bild;

Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes mit Hilfe eines Toners, der auf einem Tonerträgerelement getragen wird, um ein Tonerbild auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild zu erzeugen;

primäres Übertragen des auf dem Trägerelement für das Tatente elektrostatische Bild gehaltenen Tonerbildes auf ein Zwischentransferelement; und

Bringen eines Transferelementes, an das eine Spannung gelegt wird, in Kontakt mit einem Aufzeichnungsmedium, um das auf dem Zwischentransferelement gehaltene Tonerbild auf sekundäre Weise auf das Aufzeichnungsmedium zu übertragen;

wobei der Toner Tonerpartikel umfaßt, die nach einem der Ansprüche 1-19 definiert sind.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem

der Toner ein magnetischer Toner mit magnetischen Tonerpartikeln, die ein magnetisches Material als Farbmittel enthalten, ist; und

der magnetische Toner zusammen mit einem nichtmagnetischen Toner verwendet wird, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus nichtmagnetischem Cyantoner, nichtmagnetischem gelben Toner und nichtmagnetischem Magentatoner besteht, wobei Farbtonerbilder, die auf primäre Weise auf das Zwischentransferelement übertragen wurden, zu einem Zeitpunkt auf sekundäre Weise auf das Aufzeichnungsmedium übertragen werden, um ein Farbtonerbild zu erzeugen, das den magnetischen Toner und nichtmagnetische Farbtoner aufweist.

23. Verfahren nach Anspruch 20, 21 oder 22, bei dem das latente elektrostatische Bild einen Potentialkontrast von 400 V oder weniger besitzt.

24. Verfahren nach Anspruch 20, 21 oder 22, bei dem das latente elektrostatische Bild einen Potentialkontrast von 350 V oder weniger besitzt.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, bei dem das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild ein elektrophotographisches lichtempfindliches Element umaßt.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, bei dem eine Schicht des Toners auf dem Tonerträgerelement mit Hilfe eines Tonerschichtdickensteuerelementes erzeugt wird, das mit der Oberfläche des Tonerträgerelementes elastisch in Berührung tritt.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 20-26, bei dem die Oberfläche des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild einen Kontaktwinkel in bezug auf Wasser von 85º oder mehr besitzt.

28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild in seiner Oberfläche eine Fluor enthaltende Substanz aufweist.

29. Verfahren nach Anspruch 28, bei dem die Fluor enthaltende Substanz ein Fluor enthaltendes Feinpulver umfaßt.

30. Verfahren zur Herstellung eines Toners nach einem der Ansprüche 1-19, das die Schritte des Klassierens von pulverisiertem Toner zu Partikeln innerhalb der angegebenen Durchmesser und der nachfolgenden Oberflächenbehandlung der klassierten Partikel mit Hilfe einer Oberflächenbehandlungsvorrichtung vom Aufpralltyp umfaßt.

31. Toner nach Anspruch 1, der ein magnetischer Toner mit magnetischen Tonerpartikeln ist, welche ein magnetisches Material als Farbmittel enthalten, und bei dem das anorganische Feinpulver mit Siliconöl behandelt worden ist.

32. Toner nach Anspruch 31, bei dem die magnetischen Tonerpartikel das magnetische Material in einem Anteil von 30 bis 200 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes enthalten.







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