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Dokumentenidentifikation DE69635142T2 29.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001223473
Titel Bildherstellungsverfahren, Bildherstellungsgerät und Tonerbehälter
Anmelder Canon K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Kukimoto, Tsutomu, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Urawa, Motoo, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Okado, Kenji, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Ugai, Toshiyuki, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Nozawa, Keita, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Yoshida, Satoshi, Ohta-ku, Tokyo, JP;
Karaki, Yuki, Ohta-ku, Tokyo, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69635142
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.02.1996
EP-Aktenzeichen 020763314
EP-Offenlegungsdatum 17.07.2002
EP date of grant 31.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.06.2006
IPC-Hauptklasse G03G 9/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G03G 9/09(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung eines Zwischentransferelements in der Elektrophotographie oder beim elektrostatischen Aufzeichnen, eine Bilderzeugungsvorrichtung, bei der ein derartiges Bilderzeugungsverfahren Anwendung findet, und eine bei einem derartigen Verfahren und einer derartigen Vorrichtung verwendete Tonerausstattung. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf ein Bilderzeugungsverfahren, das bei Kopiergeräten, Druckern, Faxgeräten etc. Anwendung findet, bei denen ein Tonerbild auf einem Trägerelement für ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt wird, das Tonerbild danach vom Trägerelement für das latente elektrostatische Bild auf ein Zwischentransferelement übertragen wird und das Tonerbild des weiteren vom Zwischentransferelement auf ein Transfermedium übertragen wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Bilderzeugungsvorrichtung, die von einem derartigen Bilderzeugungsverfahren Gebrauch macht, sowie eine bei einem derartigen Verfahren und einer derartigen Vorrichtung verwendete Tonerausstattung.

Für die Elektrophotographie ist eine Reihe von Verfahren bekannt. Kopien oder Drucke werden üblicherweise erhalten, indem ein latentes elektrostatisches Bild auf einem lichtempfindlichen Element unter Verwendung eines photoleitenden Materials und von verschiedenartigen Einrichtungen erzeugt wird, das latente elektrostatische Bild danach unter Verwendung eines Toners entwickelt wird, um ein Tonerbild zu formen, das Tonerbild auf ein Transfermedium, wie Papier, übertragen wird, falls erforderlich, und danach das Tonerbild durch Wärme, Druck oder Wärme und Druck am Transfermedium fixiert wird.

Bei Vollfarbkopiergeräten ist es üblich, ein Verfahren anzuwenden, bei dem vier lichtempfindliche Elemente Verwendung finden, latente elektrostatische Bilder, die auf den lichtempfindlichen Elementen ausgebildet werden, durch die Verwendung eines Cyan-Toners, eines Magenta-Toners, eines Cyan-Toners oder eines schwarzen Toners entwickelt werden und, während ein Transfermedium mit Hilfe eines bandförmigen Transferelementes befördert wird, die Tonerbilder der entsprechenden Farben auf das Transfermedium übertragen werden, wonach eine Fixierung folgt, um ein Vollfarbbild zu erzeugen. Ferner ist es üblich, ein Verfahren anzuwenden, bei dem ein Transfermedium auf die Oberfläche eines Transferelementhalteelements, das gegenüber einem lichtempfindlichen Element angeordnet ist, gewickelt wird, das Transfermedium über eine elektrostatische Kraft oder die mechanische Wirkung eines Greifers oder dergleichen gewickelt wird und das Verfahren von der Entwicklung bis zur Übertragung viermal durchgeführt wird, um ein Vollfarbbild zu erhalten.

In den letzten Jahren ist es in Bezug auf Transfermedien für das Vollfarbkopieren zunehmend erforderlich geworden, sich nicht nur mit Papierbögen, die üblicherweise verwendet werden, und Filmen für Overhead-Projektoren (OHP) zu befassen, sondern mit Bögen aus Pappe oder Papierlagen geringer Größe, wie Karten und Postkarten. Bei dem obigen Verfahren, bei dem vier lichtempfindlichen Elemente Verwendung finden, wird das Transfermedium im Zustand eines flachen Bogens befördert, so daß das Verfahren daher mit großem Umfang bei einer Vielzahl von Arten von Transfermedien Anwendung finden kann. Da jedoch eine Vielzahl von Tonerbildern auf dem Transfermedium in ihren vorgegebenen Positionen exakt übereinander angeordnet werden muß, bewirkt selbst ein geringer Unterschied in der Übereinstimmung ein Absenken der Bildqualität. Um die Genauigkeit der Übereinstimmung zu verbessern, muß der Mechanismus zum Fördern der Transfermedien kompliziert ausgebildet werden. Dies bringt das Problem mit sich, daß die Zahl der Teile erhöht werden muß. Bei dem Verfahren, bei dem das Transfermedium angezogen und auf die Oberfläche eines Transfermediumhalteelements gewickelt wird, kann das Transfermedium aufgrund seiner hohen Steifigkeit einen fehlerhaften engen Kontakt an seinem hinteren Ende bewirken, was die Ausbildung von fehlerhaften Bildern infolge einer fehlerhaften Übertragung zur Folge hat. In entsprechender Weise treten fehlerhafte Bilder auch bei Papierlagen geringer Größe auf.

Mittlerweile sind Bilderzeugungsverfahren vorgeschlagen worden, bei denen ein Zwischentransferelement Verwendung findet.

Beispielsweise wird eine Vollfarbbilderzeugungsvorrichtung, bei der ein Zwischentransferelement vom Trommeltyp Verwendung findet, in der US-PS 5 187 526 vorgeschlagen. Diese Veröffentlichung offenbart jedoch nichts über die Form und Konstitution der Tonerpartikel.

Die offengelegte Japanische Patentanmeldung 59-15739 beschreibt ein Aufzeichnungsverfahren, bei dem ein Tonerbild, das aus einem Toner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 &mgr;m oder weniger geformt wurde, auf ein Zwischentransferelement übertragen wird und das auf dem Zwischentransferelement befindliche Tonerbild ferner auf ein Transfermedium übertragen wird. Zur Herstellung des Toners wird ein Verfahren offenbart, bei dem Tonerpartikel direkt durch Suspensionspolymerisation hergestellt werden.

Bei dem in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung 59-15739 beschriebenen Transferschritt wird die Übertragung jedoch durch Druckübertragung oder Adhäsionsübertragung durchgeführt, wobei die Oberfläche des Zwischentransferelementes dazu neigt, während des Betriebes bei einer großen Anzahl von Bögen verunreinigt zu werden. Ferner unterscheidet sich der Übertragungsschritt ziemlich vom Schritt der Übertragung des Tonerbildes, da hauptsächlich eine elektrische Anziehungskraft in einem elektrischen Feld Anwendung findet.

Die offengelegte Japanische Patentanmeldung 59-50473 beschreibt ebenfalls einen elektrostatischen Aufzeichnungsprozeß oder einen elektrophotographischen Kopierprozeß, bei dem ein Tonerbild auf einem Bildträgerelement auf ein Zwischentransferelement übertragen wird, das einen Träger aufweist, der auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt ist, und auf dem sich eine hitzefeste elastische Schicht sowie eine Oberflächenschicht befinden, die aus einem Silikonkautschuk vom Additionspolymerisationstyp geformt ist. Das auf dem Zwischentransferelement befindliche Tonerbild wird weiter auf ein Transfermedium übertragen.

Das in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung 59-50473 beschriebene Bilderzeugungsverfahren neigt jedoch dazu, eine Verschlechterung des Bildträgerelements zu erzeugen, wenn dieses mit dem erhitzten Zwischentransferelement in Kontakt tritt. Ferner ist in dieser Veröffentlichung nichts über den Übertragungsschritt unter Verwendung eines Zwischentransferelements, an das eine Spannung angelegt wird, offenbart. Bei dem System, das von einem Zwischentransferelement Gebrauch macht, ist es erforderlich, das Tonerbild vom Trägerelement für das latente elektrostatische Bild, beispielsweise einem lichtempfindlichen Element, einmal auf das Zwischentransferelement zu übertragen und des weiteren das Tonerbild vom Zwischentransferelement erneut auf ein Transfermedium zu übertragen. Die Übertragungseffizienz des Toners muß daher mehr denn je verbessert werden.

Wegen der schlechten Übertragungseffizienz des vom Zwischentransferelement auf das Transfermedium übertragenen Tonerbildes ist es für das Zwischentransferelement von wesentlicher Bedeutung, daß dieses ein Reinigungselement besitzt, was jedoch vom Gesichtspunkt der Lebensdauer des Zwischentransferelements aus nicht vorzuziehen ist. Man hat daher danach gestrebt, die Übertragungseffizienz zu verbessern.

Die offengelegte Japanische Patentanmeldung 61-279864 offenbart ebenfalls einen Toner, dessen Formfaktoren SF-1 und SF-2 definiert sind. Aufgrund von Ergebnissen von Versuchen, um den Toner der Beispiele dieser Veröffentlichung nachzuproduzieren, wurde jedoch festgestellt, daß der Toner eine schlechte Übertragungseffizienz und eine unzureichende Übertragungseffizienz insbesondere dann besitzt, wenn er in einer Bilderzeugungsvorrichtung Verwendung findet, bei der ein Zwischentransferelement Anwendung findet. Man hat daher eine weitere Verbesserung angestrebt.

Die offengelegte Japanische Patentanmeldung 63-235953 beschreibt einen magnetischen Toner, dessen Partikel über eine mechanische Prallkraft kugelförmiger gemacht worden sind. Die Übertragungseffizienz des Toners ist jedoch immer noch unzureichend, wenn dieser in einer Bilderzeugungsvorrichtung verwendet wird, bei der ein Zwischentransferelement Anwendung findet, so daß der Toner weiter verbessert werden muß.

In neuerer Zeit besteht aus Umweltschutzgründen die Tendenz, anstelle des Primärauflade- und Transferprozesses unter Anwendung einer Koronaentladung, wie dies in üblicher Weise der Fall ist, einen Primärauflade- und Transferprozeß einzusetzen, bei dem ein Kontaktelement für das lichtempfindliche Element Verwendung findet, da dieser Prozeß nahezu frei von der Erzeugung von Ozon ist.

Genauer gesagt ist es ein Prozeß, bei dem eine Spannung an eine Rolle oder Bürste mit mittlerem Widerstand, die als Aufladeelement dient, angelegt und die Rolle oder Bürste mit einem lichtempfindlichen Element, d.h. einem aufzuladenden Element, in Kontakt gebracht wird, um die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements so elektrostatisch aufzuladen, daß sie ein vorgegebenes Potential aufweist. Wie beispielsweise in der Japanischen Patentveröffentlichung 50-13661 beschrieben, findet eine Rolle Verwendung, die einen Dorn aufweist, der mit einem dielektrischen Material aus Nylon oder Polyurethankautschuk bedeckt ist. Dies macht es möglich, eine niedrige Spannung anzulegen, wenn das lichtempfindliche Element aufgeladen wird. In den offengelegten Japanischen Patentanmeldungen 63-149669 und 2-123385 werden ein Kontaktaufladungsverfahren und ein Kontakttransferverfahren vorgeschlagen. Eine leitende elastische Rolle 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 Rolle angelegt wird, wonach eine Belichtung folgt, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen, und danach eine Entwicklung, um ein Tonerbild zu erhalten. Während eine andere leitende Rolle (ein Transferelement), an die eine Spannung angelegt wird, gegen das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild gepreßt wird, wird ein Transfermedium danach zwischen beiden Elementen hindurch geführt, um das auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild gehaltene Tonerbild auf das Transfermedium zu übertragen. Danach folgt ein Fixierschritt, um ein kopiertes Bild zu erhalten.

Bei einem derartigen Kontakttransfersystem, bei dem keine Koronaentladung Anwendung findet, wird jedoch das Transferelement mit dem lichtempfindlichen Element über das Transfermedium zum Zeitpunkt der Übertragung in Kontakt gebracht, was zur Folge hat, daß das Tonerbild gepreßt wird, wenn es auf das Transfermedium übertragen wird, so daß das Problem einer teilweise fehlerhaften Übertragung auftreten kann, das als „durch schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche" bezeichnet wird, wie in 5 gezeigt.

Bei einem Vollfarbkopiergerät oder einem Vollfarbdrucker, bei denen eine Vielzahl von Tonerbildern nach der Entwicklung übertragen wird, ist die Menge der Toner auf dem Zwischentransferelement größer als im Falle von Schwarz-Weiß-Kopiergeräten, bei denen monochromatische schwarze Toner Verwendung finden. Es ist daher schwierig, die Übertragungseffizienz zu verbessern, wenn herkömmliche amorphe Toner mit großen SF-1- und SF-2-Werten Verwendung finden. Wenn übliche amorphe Toner verwendet werden, tritt ferner die Neigung zu einer Schmelzadhäsion des Toners oder zur Filmbildung desselben auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes oder der Oberfläche des Zwischentransferelementes auf, da eine Scherkraft oder Reibkraft zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Reinigungselement, zwischen dem Zwischentransferelement und dem Reinigungselement und/oder zwischen dem lichtempfindlichen Element und dem Zwischentransferelement wirkt. Ferner wird die Transfereffizienz schlecht, so daß bei der Ausbildung eines Vollfarbbildes die den vier Farben entsprechenden Tonerbilder nur mit Schwierigkeiten gleichmäßig übertragen werden können. Wenn daher das Zwischentransferelement verwendet wird, treten Probleme hinsichtlich ungleichmäßigen Farben und der Farbbalance auf, und es ist nicht einfach, auf beständige Weise Vollfarbbilder mit einer hohen Qualität zu erzeugen.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine bevorzugt in einer Bilderzeugungsvorrichtung einsetzbare Tonerausstattung zur Verfügung zu stellen, die überlegene Erzeugung von Vielfarbbildern oder Vollfarbbildern erreichen kann, und eine Bilderzeugungsvorrichtung, die von einem solchen Verfahren Gebrauch macht.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Tonerausstattung zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Bilddichte und überlegene Feinlinienreproduktion und Highlight-Abstufung erreichen kann.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Tonerausstattung zur Verfügung zu stellen, die keine Tonerverstreuung verursachen und eine überlegene Transferleistung versprechen kann.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Tonerausstattung zur Verfügung zu stellen, die keine Veränderungen im Leistungsvermögen verursachen kann, wenn sie für eine lange Zeit verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Tonerausstattung zur Verfügung, die folgendes aufweist:

einen gelben Toner, welcher i) ein gelbes Farbmittel und ein Binderharz enthaltende gelbe Tonerpartikel und ii) ein anorganisches Feinpulver umfaßt, einen Magenta-Toner, welcher i) ein Magenta-Farbmittel und ein Binderharz enthaltende Magenta-Tonerpartikel und ii) ein anorganisches Feinpulver umfaßt, einen Cyan-Toner, welcher i) ein Cyan-Farbmittel und ein Binderharz enthaltende Cyan-Tonerpartikel und ii) ein anorganisches Feinpulver umfaßt, und einen schwarzen Toner, welcher i) schwarze Tonerpartikel, die mindestens einen Stoff aus Ruß und einem magnetischen Material und ein Binderharz enthalten, und ii) ein anorganisches Feinpulver umfaßt, wobei

der schwarze Toner einen Wert des Formfaktors SF-2 von 140 oder weniger, und größer als die Werte des Formfaktors SF-2 des gelben Toners, Magenta-Toners und Cyan-Toners besitzt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer ein Vollfarbbild erzeugenden elektrophotographischen Vorrichtung, die vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;

2 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Entwicklungseinheit für schwarze Farbe, die für eine magnetische Einkomponentenentwicklung verwendet wird;

3 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels des Aufbaus eines lichtempfindlichen Elements, das vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet;

4 ist eine schematische Darstellung einer Ladungsmengenmeßvorrichtung zum Messen der Triboelektrizitätsmenge von Tonern;

5A zeigt ein gutes Bild, das frei ist von „durch eine schlechte Übertragung verursachten Leerbereichen", und 5B zeigt ein schlechtes Bild, das durch „eine schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche" aufweist;

6 zeigt den Umfang der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Formfaktoren SF-1 und SF-2;

7 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer elektrophotographischen Vorrichtung für ein Vollfarbbild, die vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet und ein Übertragungsband als Transfereinrichtung des zweiten Übertragungsschritts besitzt; und

8 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer elektrophotographischen Vorrichtung für ein Vollfarbbild, die vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet und ein Endlosband als Zwischentransferelement aufweist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Bei der vorliegenden Erfindung findet ein schwarzer Toner Verwendung, der mindestens i) schwarze Tonerpartikel, die aus einem Bindemittelharz mit einem darin dispergierten Farbmittel geformt sind, und ii) ein anorganisches Feinpulver aufweist. Der schwarze Toner hat einen Wert des Formfaktors SF-1 von 110 < SF-1 ≤ 180, einen Wert des Formfaktors SF-2 von 110 < SF-2 ≤ 140 und einen Wert des Verhältnisses B/A von 1,0 oder weniger, wobei dieses Verhältnis der Quotient aus einem Wert B, der durch Subtrahieren von 100 vom Wert von SF-2 erhalten wird, und einem Wert A, der durch Subtrahieren von 100 vom Wert von SF-1 erhalten wird, ist.

Bei der vorliegenden Erfindung stellen die Formfaktoren SF-1 und SF-2 Werte dar, die durch willkürliches Sammeln von 100 Partikelbildern eines Toners mit Partikeldurchmessern von 2 &mgr;m oder mehr unter Verwendung beispielsweise eines Gerätes FE-SEM (S-800; ein von der Firma Hitachi Ltd. hergestelltes Rasterelektronenmikroskop), Einführen ihrer Bildinformationen in einen Bildanalysator (LUZEX-III; hergestellt von der Firma Nikore Co.) über eine Schnittstelle, um eine Analyse durchzuführen, und Berechnen der Daten nach den folgenden Gleichungen erhalten wurden. Die erhaltenen Werte werden dabei als Formfaktor SF-1 und Formfaktor SF-2 definiert. SF-1 = (MXLNG)2/FLÄCHE × &pgr;/4 × 100 SF-2 = (PERIME)2/FLÄCHE × ¼&pgr; × 100 worin MXLNG die absolute Maximallänge eines Tonerpartikels, PERIME die Umfangslänge eines Tonerpartikels und FLÄCHE die projizierte Fläche eines Tonerpartikels bedeuten.

Der Formfaktor SF-1 gibt den Grad der Sphärizität der Tonerpartikel wieder. Der Formfaktor SF-2 gibt den Grad der Oberflächenunregelmäßigkeit der Tonerpartikel wieder.

Wenn der Formfaktor SF-1 des schwarzen Toners größer ist als 180 oder der Formfaktor SF-2 größer ist als 140, werden die Tonerpartikel weniger kugelförmig und mehr amorph (formlos) und neigen dazu, in der Entwicklungseinheit zerkleinert zu werden, so daß die Partikelgrößenverteilung variieren kann oder die Ladungsmengenverteilung dazu neigt, breit zu werden und auf diese Weise Grundschleier und Umkehrschleier zu verursachen. Auch kann der Übertragungswirkungsgrad der Tonerbilder abfallen, wenn die Tonerbilder vom Trägerelement für das latente elektrostatische Bild auf das Zwischentransferelement übertragen werden. Ferner kann der Übertragungswirkungsgrad der Tonerbilder abfallen, wenn die Tonerbilder vom Zwischentransferelement auf das Transferelement übertragen werden, und es können durch eine schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche auf Linienbildern auftreten. Derartige Werte werden daher nicht bevorzugt.

Wenn der Formfaktor SF-1 des schwarzen Toners 110 oder weniger oder der Formfaktor SF-2 110 oder weniger beträgt und der Wert des Verhältnisses B/A größer als 1,0 ist, tritt normalerweise eine fehlerhafte Reinigung auf.

Die vorliegende Erfindung hat diese Probleme gelöst, indem die Form der schwarzen Tonerpartikel so ausgebildet wurde, daß sie den erfindungsgemäß definierten Bedingungen genügt.

Bevorzugter kann der Wert von SF-1 120 ≤ SF-1 ≤ 160 betragen, und der Wert von SF-2 kann 115 ≤ SF-2 ≤ 140 betragen. Es wird bevorzugt, durch Pulverisation hergestellte Tonerpartikel, die so behandelt worden sind, daß sie kugelförmig geworden sind, zu verwenden.

Bei einer Vollfarbtonerausstattung mit einem Cyan-Toner, einem gelben Toner, einem Magenta-Toner und einem schwarzen Toner wird es bevorzugt, den Wert SF-2 des schwarzen Toners am größten zu machen.

Um den Übertragungswirkungsgrad zu verbessern, wurde versucht, das auf dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild ausgebildete Tonerbild zu normalisieren, indem man es wieder aufgeladen oder destatisiert hat. Eine solche Maßnahme kann jedoch einen Anstieg des Auftretens von schwarzen Flecken um Bilder auf dem Transfermedium herum verursachen und kann daher nicht zufriedenstellend sein. Dies tritt besonders signifikant bei schwarzen Tonern auf, und es ist erforderlich, sowohl die Entwicklungseigenschaften als auch die Übertragungseigenschaften auf gute Weise zu erzielen.

Als Ergebnis von Untersuchungen, die in Bezug auf die Form der Tonerpartikel durchgeführt wurden, wurde festgestellt, daß die Form der Partikel des schwarzen Toners weniger kugelförmig gemacht werden kann als die der Partikel von andersfarbigen Tonern unregelmäßig werden kann, wodurch die Entwicklung oder die Übertragung des elektrischen Feldes auf wirksame Weise auf die Konvexität von solchen unregelmäßigen Partikeloberflächen einwirkt. Ferner wurde festgestellt, daß durch einen geeigneten Oberflächenwiderstand dieser Partikel das elektrische Feld gleichmäßig auf die Tonerpartikel einwirkt, so daß es möglich wird, eine höhere Bildqualität zu erzielen.

Die konvexen Bereiche, die in geeigneter Weise über die Tonerpartikeloberflächen vorhanden sind, erzeugen auf wirksame Weise einen Elektrodeneffekt, so daß Übertragungseigenschaften erhalten werden können, die frei von schwarzen Flecken um die Bilder herum sind.

Der Formfaktor SF-2 des schwarzen Toners kann vorzugsweise mindestens um 5 größer sein als der Formfaktor SF-2 des Cyan-Toners, der Formfaktor SF-2 des gelben Toners und der Formfaktor SF-2 des Magenta-Toners. Im Cyan-Toner, gelben Toner und Magenta-Toner kann der Formfaktor SF-1 vorzugsweise von 100 bis 170, bevorzugter von 100 bis 160 und noch bevorzugter von 100 bis 150 reichen, während der Faktor SF-2 vorzugsweise von 100 bis 131), bevorzugter von 100 bis 130 und noch bevorzugter von 100 bis 125 reichen kann.

Im schwarzen Toner gibt der Wert des Verhältnisses B/A, bei dem es sich um das Verhältnis zwischen einem Wert B, der durch Subtrahieren von 100 vom Wert SF-2 erhalten wird, und einem Wert A, der durch Subtrahieren von 100 vom Wert SF-1 erhalten wird, handelt, die Steigung einer Geraden wieder, die einen Ausgangspunkt in 6 durchläuft. Um die Transfereigenschaften zu verbessern, während die Entwicklungseigenschaften beibehalten werden, kann das Verhältnis B/A vorzugsweise von 0,20 bis 0,95, bevorzugter von 0,35 bis 0,85 reichen.

Der erfindungsgemäß verwendete Toner hat ferner ein anorganisches Feinpulver auf seinen Tonerpartikeloberflächen. Dies trägt zur Verbesserung des Übertragungswirkungsgrades und zu einer besseren Verhinderung von Leerbereichen, die durch eine schlechte Übertragung bei Buchstaben- oder Linienbildern verursacht werden, bei. Hierbei können die spezifische Oberfläche Sb des Toners pro Volumeneinheit, gemessen durch das BET-Verfahren, und die spezifische Oberfläche St (St = 6/D4) pro Volumeneinheit, berechnet aus dem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser (D4) unter der Annahme, daß die Tonerpartikel echt kugelförmig sind, vorzugsweise die Bedingung (das Verhältnis) von 3,0 ≤ Sb/St ≤ 7,0 und Sb ≥ St × 1,5 + 1,5 erfüllen. Bevorzugter kann der Wert Sb von 3,2 bis 6,8 m2/cm3, noch bevorzugter von 3,4 bis 6,3 m2/cm3 reichen.

Wenn das obige Verhältnis geringer ist als 3,0, kann der Übertragungswirkungsgrad abfallen. Wenn es größer ist als 7,0, kann die Bilddichte abfallen. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß sich die Partikel des den Tonerpartikeln hinzugefügten anorganischen Feinpulvers auf wirksame Weise als Abstandshalter zwischen den Tonerpartikeln und dem Tonerträgerelement verhalten.

Die spezifische Oberfläche des Toners in dem obigen Bereich kann dadurch erreicht werden, daß die spezifische Oberfläche der Tonerpartikel, die spezifische Oberfläche und die Menge des den Tonerpartikeln zugesetzten anorganischen Feinpulvers und die Stärke, wenn dieses zugesetzt und vermischt wird, gesteuert werden. Wenn es mit einer zu großen Stärke zugesetzt und vermischt wird, können die Partikel aus dem anorganischen Feinpulver in den Tonerpartikeln eingebettet werden, was zu einer geringeren Verbesserung des Übertragungswirkungsgrades führt.

Damit das anorganische Feinpulver wirksam verwendet werden kann, können die Tonerpartikel eine spezifische Oberfläche Sr pro Volumeneinheit besitzen, die von 1,2 bis 2,5 m2/cm3, vorzugsweise von 1,4 bis 2,1 m2/cm3 reicht und dem 1,5- bis 2,5-fachen Wert der theoretischen spezifischen Oberfläche pro Volumeneinheit entspricht, die aus dem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser berechnet wird unter der Annahme, daß die Tonerpartikel wirklich kugelförmig sind.

Als Ergebnis der Zugabe des anorganischen Feinpulvers kann die spezifische Oberfläche der Tonerpartikel vorzugsweise um mindestens 1,5 m2/cm3 ansteigen. Vor der Zugabe des anorganischen Feinpulvers wird bevorzugt, daß die Tonerpartikel einen 60%-Porenradius von 3,5 nm oder weniger in der Integrationsporenflächenprozentsatzkurve von Poren mit einer Größe von 1 nm bis 100 nm besitzen. Das Verhältnis zwischen der spezifischen BET-Oberfläche Sb des Toners zur spezifischen BET-Oberfläche Sr der Tonerpartikel, nämlich Sb/Sr, kann vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 5 liegen.

Somit werden die Poren in den Tonerpartikeln, die eine Größe besitzen, die über dem Primärpartikeldurchmesser des den Tonerpartikeln zugesetzten anorganischen Feinpulvers liegt, verringet, so daß davon ausgegangen wird, daß sich das anorganische Feinpulver in Bezug auf eine Verbesserung des Übertragungswirkungsgrades wirksamer verhält.

Die spezifische BET-Oberfläche wird über das BET-Verfahren ermittelt, wobei Stickstoff unter Verwendung einer Meßvorrichtung für die spezifische Oberfläche mit dem Namen AUTOSOBE 1 (hergestellt von der Firma Yuasa Ionics Co.), auf den Probenoberflächen adsorbiert und die spezifische Oberfläche über das BET-Mehrpunktverfahren berechnet wird. Der 60%-Porenradius wird aus der Integrationsporenflächenprozentsatzkurve in Bezug auf den Porenradius auf der Desorptionsseite ermittelt. Im Gerät AUTOSOBE 1 wird die Porenverteilung durch das von Barrett, Joyner und Harenda (B. J. H.) vorgeschlagene B. J. H.-Verfahren berechnet.

Da bei der vorliegenden Erfindung das Zwischentransferelement vorgesehen ist, so daß verschiedene Arten von Transfermedien verwendet werden können und zwei Übertragungsschritte im wesentlichen durchgeführt werden, bewirkt jedes Abfallen des Übertragungswirkungsgrades ein Absinken der Nutzungseffizienz des Toners und kann in Frage gestellt werden. Bei digitalen Vollfarbkopiergeräten oder Druckern muß ein Farbbildoriginal vorher unter Verwendung eines B(Blau)-Filters, G(Grün)-Filters und R(Rot)-Filters farblich getrennt werden, wonach ein latentes 20–70 &mgr;m Punktbild auf dem lichtempfindlichen Element ausgebildet werden muß, so daß ein originalgetreues Mehrfarbbild durch die Wirkung einer subtraktiven Mischung unter Verwendung eines Y(Gelb)-Toners, M(Magenta)-Toners, C(Cyan)-Toners und B(Schwarz)-Toners reproduziert werden kann. Hierbei werden der Y-Toner, M-Toner, C-Toner und B-Toner in Abhängigkeit von der Farbinformation vom Original oder von einem CRT übereinander auf das lichtempfindliche Element oder Zwischentransferelement gelegt, so daß daher der erfindungsgemäß verwendete Toner ein sehr gutes Übertragungsverhalten besitzen muß.

Bei dem schwarzen Toner kann es sich vorzugsweise um einen magnetischen Toner handeln. Andere farbige Toner können vorzugsweise nichtmagnetische Toner sein, so daß lebendige Farben reproduziert werden können.

Um wiedergabegetreu kleine Punkte eines latenten Bildes zu entwickeln und eine viel höhere Bildqualität zu erzielen, können die Tonerpartikel vorzugsweise einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 4 &mgr;m bis 9 &mgr;m besitzen. Im Falle von derartigen Tonerpartikeln mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 4 &mgr;m bis 9 &mgr;m kann der Toner auf geringere Weise ein Abfallen des Übertragungswirkungsgrades verursachen, kann im geringeren Umfang auf dem lichtempfindlichen Element oder Zwischentransferelement nach der Übertragung zurückbleiben und kann kaum ungleichmäßige oder unebene Bilder, die auf Schleiererscheinungen und eine fehlerhafte Übertragung zurückzuführen sind, verursachen. Im Falle von Tonerpartikeln mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 4 &mgr;m bis 9 &mgr;m kann der Toner kaum schwarze Flecken um Buchstaben oder Linienbilder herum verursachen.

Der durchschnittliche Partikeldurchmesser und die Partikelgrößenverteilung des Toners kann unter Verwendung einer Meßvorrichtung, beispielsweise eines Coulter Counter Model TA-II oder Coulter Multisizer (hergestellt von der Firma Coulter Electronics, Inc.), gemessen werden. Eine Schnittstelle (hergestellt von der Firma Nikkaki k.k.), die die Anzahlverteilung und Volumenverteilung wiedergibt, und ein Personalcomputer PC9801 (hergestellt von der Firma NEC.) werden angeschlossen. Als Elektrolytlösung wird eine 1%-ige NaCl-Lösung unter Verwendung von Natriumchlorid erster Qualität hergestellt. Beispielsweise kann ISOTON R-II (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 und ferner 2 bis 20 mg einer zu messenden Probe zugesetzt werden. Die Elektrolytlösung, in der die Probe suspendiert wurde, wird etwa 1 Minute bis etwa 3 Minuten in einem Ultraschalldispergiergerät dispergiert. Die Volumenverteilung und Anzahlverteilung werden durch Messen des Volumens und der Anzahl der Tonerpartikel mit Durchmessern von nicht weniger als 2 &mgr;m mit Hilfe des vorstehend genannten Coulter Counter Model TA-II unter Verwendung einer Öffnung von 100 &mgr;m als dessen Öffnung berechnet. Dann werden der gewichtsgemittelte Partikeldurchmesser (D4) auf Volumenbasis gemäß der vorliegenden Erfindung, ermittelt aus der Volumenverteilung, und der längengemittelte Partikeldurchmesser (D1) auf Anzahlbasis, ermittelt aus der Anzahlverteilung, bestimmt.

Um den Übertragungswirkungsgrad in dem Transferverfahren, bei dem eine Transfereinrichtung Verwendung findet, an die eine Spannung gelegt wird, zu verbessern, kann der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Ladungsmenge (Menge der Triboelektrizität) pro Volumeneinheit von 30 bis 80 C/m3, bevorzugter von 40 bis 70 C/m3 (gemessen nach dem Zweikomponentenverfahren) besitzen.

Ein Verfahren zum Messen der Ladungsmenge (Zweikomponententriboelektrizität) des Toners gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Zweikomponentenverfahren wird in Verbindung mit 4 beschrieben.

In einer Umgebung von 23°C mit einer relativen Feuchtigkeit von 60% und unter Verwendung eines Eisenpulvers EFV200/300 (erhältlich von der Firma Powder Teck Co.) als Träger wird ein Gemisch, hergestellt durch Zusetzen von 0,5 g des Toners zu 9,5 g des Trägers, in eine Flasche mit einem Volumen von 50 bis 100 ml aus Polyethylen eingegeben, wobei die Flasche manuell 50 mal geschüttelt wird. 1,0 g bis 1,2 g des entstandenen Gemisches werden in einen Meßbehälter 22 aus Metall eingegeben, an dessen Boden ein leitendes Sieb 23 von 500 mesh vorgesehen und der mit einer Platte 24 aus Metall bedeckt ist. Das Gesamtgewicht des Meßbehälters 22 zu diesem Zeitpunkt wird gemessen und wird als W1 (g) bezeichnet. Als nächstes wird in einer Saugvorrichtung 21 (aus einem Isolationsmaterial mindestens an dem mit dem Meßbehälter 22 in Kontakt kommenden Teil) Luft von einer Saugöffnung 27 abgesaugt, und ein Luftdurchflußsteuerventil 26 wird betätigt, um den von einer Unterdruckanzeige 25 angezeigten Druck so zu steuern, daß er 2.450 hPa (250 mm Ag) beträgt. In diesem Zustand wird das Absaugen 1 Minute lang fortgesetzt, um den Toner durch Absaugen zu entfernen. Das von einem Potentiometer 29 zu diesem Zeitpunkt angezeigte Potential wird in V (Volt) ausgedrückt. Mit 28 ist ein Kondensator bezeichnet, dessen Kapazität mit C (&mgr;F) ausgedrückt wird. Das Gesamtgewicht des Meßbehälters nach dem Beenden des Absaugens wird ebenfalls gewogen und als W2 (g) bezeichnet. Die Triboelektrizitätsmenge (mC/kg) des Toners wird aus der nachfolgenden Gleichung berechnet: Menge der Triboelektrizität (mC/kg) = CV/(W1 – W2)

Die obige Triboelektrizitätsmenge wird mit der tatsächlichen Dichte multipliziert, um die Triboelektrizitätsmenge (C/m3) pro Volumeneinheit zu erhalten.

Die tatsächliche Dichte des Toners wird unter Verwendung eines Densitometers ACCUPYC 1330 (hergestellt von der Firma Micromeritics Co.) vom Gasverdrängungstyp gemessen.

Bei dem im Toner verwendeten Bindemittelharz kann ein Peak mit niedrigem Molekulargewicht in dessen Molekulargewichtsverteilung, gemessen durch Gelpermeationschromatographie (GPC), in einem Bereich von 3.000 bis 15.000 liegen. Es wird bevorzugt, wenn die Form der durch Pulverisation hergestellten Tonerpartikel durch die thermomechanische Aufprallkraft gesteuert wird. Wenn der Peak mit niedrigem Molekulargewicht höher ist als 15.000, ist es schwierig, die Formfaktoren SF-1 und SF-2 innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung zu steuern, und der Übertragungswirkungsgrad kann nicht gut verbessert werden. Wenn der Peak geringer ist als 3.000, neigen den Tonerpartikel zum Schmelzhaften zum Zeitpunkt der Oberflächenbehandlung. Das Molekulargewicht wird durch GPC gemessen. Als spezifisches Verfahren zum Messen durch GPC wird der Toner vorher mit Tetrahydrofuran (THF) über 20 Stunden mit Hilfe eines Soxhlet-Extraktors extrahiert. Unter Verwendung der auf diese Weise erhaltenen Probe und durch Anschließen 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 Molekulargewichtsverteilung unter Verwendung einer Kalibrierungskurve eines Standard-Polystyrolharzes gemessen werden.

Ein Harz mit einem Verhältnis zwischen dem gewichtsgemittelten Molekulargewicht (Mw) und dem anzahlgemittelten Molekulargewicht (Mn), nämlich Mw/Mn, von 2 bis 100 wird erfindungsgemäß bevorzugt.

Der Toner kann vorzugsweise einen Glasübergangspunkt (Tg) von 50°C bis 75°C, bevorzugter von 52°C bis 70°C im Hinblick auf sein Fixierverhalten und seine Lagerbeständigkeit besitzen.

Der Glasübergangspunkt wird beispielsweise unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters eines Typs hoher Präzision mit Kompensation der inneren Wärmeeingabe gemessen, beispielsweise mit Hilfe eines von der Firma Perkin Elmer Co. hergestellten Gerätes DSC-7. Gemessen wird gemäß ASTM D3418-82. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine DSC-Kurve verwendet, die gemessen wird, wenn die Temperatur einer Probe einmal erhöht wird, wonach eine rasche Abkühlung folgt und die Temperatur erneut mit einer Temperaturanstiegsrate von 10°C/min innerhalb eines Temperaturbereiches von 0 bis 200°C erhöht wird.

Als Bindemittelharz, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist es möglich, die folgenden Materialien zu verwenden: Polystyrol; Styrolderivate, wie Poly-p-chlorstyrol und Polyvinyltoluol; Styrol-Copolymere, wie ein Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymer, ein Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, ein Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymer, ein Styrol-Acrylat-Copolymer, ein Styrol-Methacrylat-Copolymer, ein Styrol-Methyl-&agr;-chlormethacrylat-Copolymer, ein Styrol-Acrylnitril-Copolymer, ein Styrol-Methylvinylether-Copolymer, ein Styrol-Ethylvinylether-Copolymer, ein Styrol-Methylvinylketon-Copolymer, ein Styrol-Butadien-Copolymer, ein Styrol-Isopren-Copolymer und ein Styrol-Arylnitril-Inden-Copolymer; Polyvinylchlorid, Phenolharze, mit natürlichem Harz modifizierte Phenolharze, mit natürlichem Harz modifizierte Maleinsäureharze, Acrylharze, Methacrylharze, Polyvinylacetat, Silikonharze, 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: Vinylmonomere, wie Monocarbonsäuren mit einer Doppelbindung und Derivate hiervon, wie Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Dodecylacrylat, Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Phenylacrylat, Methacrylsäure, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Buthylmethacrylat, Octylmethacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid; Dicarbonsäuren mit einer Doppelbindung und Derivate hiervon, wie Maleinsäure, Butylmaleat, Methylmaleat und Dimethylmaleat; Vinylester, wie Vinylchlorid, Vinylacetat und Vinylbenzoat; Olefine, wie Ethylen, Propylen und Butylen; Vinylketone, wie Methylvinylketon und Hexylvinylketon; und Vinylether, wie Methylvinylether, Ethylvinylether und Isobutylvinylether. Diese Substanzen können allein oder in Kombination eingesetzt werden. Als Vernetzungsmittel können Verbindungen verwendet werden, die mindestens zwei polymerisierbare Doppelbindungen aufweisen. Beispielsweise können eingesetzt werden:

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. Alle diese Substanzen können allein oder in Form eines Gemisches verwendet werden.

Zur Verbesserung der Lösbarkeit von Fixierelementen zum Zeitpunkt der Fixierung und zum Verbessern des Fixierverhaltens wird es bevorzugt, irgendeinen der nachfolgenden Wachse in die Tonerpartikel einzuarbeiten. Diese können umfassen: Paraffinwachs und Derivate hiervon, mikrokristallines Wachs und Derivate hiervon, Fischer-Tropsch-Wachs und Derivate hiervon, Polyolefinwachs und Derivate hiervon und Carnaubawachs und Derivate hiervon. Die Derivate können Oxide, Blockcopolymere mit Vinylmonomeren und pfropfmodifizierte Produkte umfassen.

Ferner können langkettige Alkohole, langkettige Fettsäuren, Säureamide, Esterwachse, Ketone, gehärtetes Castoröl und Derivate hiervon, pflanzliche Wachse, tierische Wachse, Mineralwachse und Petrolatum je nach Bedarf verwendet werden.

Um den schwarzen Toner herzustellen, werden das Bindemittelharz, ein Wachs, ein Pigment oder ein Farbstoff, ein magnetisches Material und wahlweise Additive, wie ein Ladungssteuermittel, unter Verwendung eines Mischgerätes, wie beispielsweise eines Henschel-Mischers oder einer Kugelmühle, gründlich gemischt, wonach das Gemisch unter Verwendung einer Heißknetmaschine, beispielsweise einer Heizwalze, eines Kneters oder eines Extruders, schmelzgeknetet wird, um das Harz zum Schmelzen zu bringen, in dem das Pigment, der Farbstoff oder das magnetische Material dispergiert oder gelöst ist, wonach eine Kühlung zum Verfestigen und danach eine Pulverisation und Klassierung folgen. Auf diese Weise kann der schwarze Toner erhalten werden. Beim Schritt der Klassierung kann in Bezug auf die Produktionseffizienz vorzugsweise ein Klassierer mit Mehrfachaufteilung verwendet werden.

Um die Oberflächenbehandlung der schwarzen Tonerpartikel durchzuführen, finden Verfahren Anwendung, einschließlich eines Heißwasserbadverfahrens, bei dem die durch Pulverisation erhaltenen Tonerpartikel in Wasser dispergiert werden, eines Wärmebehandlungsverfahrens, bei dem die Tonerpartikel durch einen Heißluftstrom geleitet werden, und eines mechanischen Aufprallverfahrens, bei dem die Tonerpartikel mit mechanischer Energie beaufschlagt werden, um eine Behandlung durchzuführen. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein mechanisches Aufprallverfahren, insbesondere ein thermomechanisches Aufprallverfahren, bei dem die Tonerpartikel bei einer Temperatur um den Glasübergangspunkt Tg (Tg ± 10°C) der Tonerpartikel herum behandelt werden, im Hinblick auf die Verhinderung einer Agglomeration und die Produktivität bevorzugt. Besonders bevorzugt kann die Behandlung bei einer Temperatur innerhalb des Glasübergangspunktes Tg ± 5°C der schwarzen Tonerpartikel durchgeführt werden. Dies ist besonders wirksam, um die Poren mit einem Radius von 10 nm oder mehr zu verringern, die in den Oberflächen der Tonerpartikel vorhanden sind, und um in wirksamer Weise das auf den Tonerpartikeln vorhandene anorganische Feinpulver zu bearbeiten.

Der Toner kann auch durch das Verfahren hergestellt werden, das in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 56-13945 beschrieben ist, bei dem ein geschmolzenes Gemisch mit Hilfe einer Scheibe oder einer Vielzahl von Fluiddüsen in die Luft atomisiert oder gesprüht wird, um einen kugelförmigen Toner zu erhalten. Ferner sind die in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 36-10231 und den Japanischen Offenlegungsschriften 59-53856 und 59-61842 beschriebenen Verfahren geeignet, bei denen Toner durch Suspensionspolymerisation direkt hergestellt werden, ferner ein Dispersionspolymerisationsverfahren, bei denen Toner unter Verwendung eines wäßrigen organischen Lösungsmittels, in dem Monomere löslich und die erhaltenen Polymere unlöslich sind, direkt hergestellt werden, oder ein Emulsionspolymerisationsverfahren, beispielsweise eine seifenfreie Polymerisation, bei dem Toner durch direkte Polymerisation in Gegenwart eines wasserlöslichen polaren Polymerisationsinitiators hergestellt werden.

Die Tonerpartikel können besonders bevorzugt durch Suspensionspolymerisation hergestellt werden. Tonerpartikel, die durch Keimpolymerisation hergestellt werden, bei der Monomere an Polymerpartikeln weiter adsorbiert werden, die einmal erhalten worden sind, und danach ein Polymerisationsinitiator hinzugefügt wird, um eine Polymerisation durchzuführen, können ebenfalls bevorzugt bei der vorliegenden Erfindung Verwendung finden.

Es wird ferner bevorzugt, des weiteren ein polares Harz, wie Styrolacrylat- oder Methacrylat-Copolymer, ein Styrol-Maleinsäure-Copolymer und ein gesättigtes Polyesterharz, zuzusetzen.

Wenn Tonerpartikel, die ein Ladungssteuermittel aufweisen, bei der vorliegenden Erfindung durch die direkte Polymerisation hergestellt werden, wird es bevorzugt, Ladungssteuermittel zu verwenden, die weder eine polymerisationsverhindernde noch eine solubilisierende Wirkung in einem wäßrigen Medium besitzen.

Wenn die Direktpolymerisation Anwendung findet, um die Tonerpartikel herzustellen, können die Tonerpartikel über ein nachfolgend beschriebenes Verfahren erzeugt werden. Ein Monomerzusammensetzung, die polymerisierbare Monomere umfaßt und der ein Trennmittel, das eine Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt umfaßt, ein Farbmittel, ein Ladungssteuermittel, ein Polymerisationsinitiator und andere Additive zugesetzt sind, die mit Hilfe eines Homogenisators, eines Ultraschalldispergiergerätes o.ä. gleichmäßig gelöst oder dispergiert sind, wird mit Hilfe eines herkömmlichen Rührers oder eines Homomischers oder Homogenisators in einer wäßrigen Phase dispergiert, die einen Dispersionsstabilisator enthält. Eine Granulation wird vorzugsweise durchgeführt, während die Rührgeschwindigkeit und Rührzeit gesteuert werden, so daß Tröpfchen der polymerisierbaren Monomerzusammensetzung die gewünschte Tonerpartikelgröße aufweisen können. Nach der Granulation kann in einem solchen Umfang gerührt werden, daß der Zustand der Partikel aufrechterhalten wird und die Partikel durch die Wirkung des Dispersionsstabilisators daran gehindert werden können, sich zu setzen. Die Polymerisation kann bei einer Polymerisationstemperatur durchgeführt werden, die auf 40°C oder darüber, normalerweise von 50 bis 90°C, eingestellt wurde.

Bevorzugte Ausführungsformen des gelben Toners, Magenta-Toners und Cyan-Toners werden nachfolgend beschrieben.

Die vorliegende Erfindung kann noch wirksamer sein, wenn Toner verwendet werden, deren Partikel durch Polymerisation teilweise oder vollständig geformt werden. Insbesondere bei Tonerpartikeln, deren Oberflächenabschnitte durch Polymerisation geformt worden sind, werden die Tonerpartikel in ein Dispersionsmedium als Vortoner (Monomerzusammensetzung)-Partikel eingebracht, und ihre erforderlichen Abschnitte werden durch die Polymerisationsreaktion ausgebildet. Was die Oberflächeneigenschaften anbetrifft, so können auf vernünftige Weise geglättete Tonerpartikel erhalten werden.

Tonerpartikel, die bevorzugt im Bilderzeugungsverfahren verwendet werden, können auch hergestellt werden, wenn Tonerpartikel mit einer Kern/Schalenstruktur verwendet werden, deren Schalen durch Polymerisation geformt werden.

Es ist überflüssig zu sagen, daß die Kern/Schalenstruktur zu einer Verbesserung des Blockierwiderstandes ohne Schädigung des guten Fixierverhaltens des Toners beiträgt. Im Vergleich zu Polymerisationstonerpartikeln, die als Masse ohne Kerne geformt wurden, können Restmonomere in einem Nachbehandlungsschritt nach dem Polymerisationsschritt rascher entfernt werden, wenn nur die Schalen polymerisiert werden.

Als Hauptkomponente des Kernes wird es bevorzugt, eine Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt zu verwenden, vorzugsweise eine Verbindung mit einem Hauptmaximumpeakwert der endothermischen Peaks innerhalb eines Temperaturbereiches von 40 bis 90°C, gemessen nach ASTM D3418-8. Wenn der maximale Peakwert unter 40°C liegt, kann die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt eine schwache Eigenkohäsionskraft besitzen, was in unerwünschter Weise zu einem Absinken der Hochtemperatur-Anti-Offset-Eigenschaften führt. Wenn andererseits der maximale Peakwert höher ist als 90°C, kann die Fixiertemperatur höher werden.

Die Temperatur des maximalen Peakwertes der Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt wird gemessen, indem beispielsweise ein Gerät DSC-7 verwendet wird, das von der Firma Perkin Elmer Co. hergestellt wird. Die Temperatur am Detektionsabschnitt der Vorrichtung wird auf der Basis der Schmelzpunkte von Indium und Zink korrigiert, und die Kalorien werden auf der Basis der Schmelzwärme von Indium korrigiert. Die Probe wird in eine aus Aluminium bestehende Pfanne gegeben, und eine leere Pfanne wird als Kontrolle verwendet, um eine Messung mit einer Temperaturanstiegsrate von 10°C/min durchzuführen.

Die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt kann Paraffinwachse, Polyolefinwachse, Fischer-Tropsch-Wachse, Amidwachse, höhere Fettsäuren, Esterwachse und Derivate hiervon oder gepfropfte oder blockierte Verbindungen hiervon umfassen.

Die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt kann vorzugsweise dem Toner in einer Menge von 5 bis 30 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes zugesetzt werden. Ihre Zugabe in einer Menge von weniger als 5 Gewichtsteilen kann die vorstehend erwähnte Entfernung der restlichen Monomere nachteilig beeinflussen. Ihre Zugabe in einer Menge von mehr als 30 Gewichtsteilen kann dazu führen, daß die Tonerpartikel miteinander während der Granulation koalieren, wenn sie durch Polymerisation erzeugt werden, wodurch die Neigung zur Erzeugung von Tonerpartikeln mit einer breiten Partikelgrößenverteilung gegeben ist.

Die Oberflächen der Tonerpartikel können vorzugsweise mit einem externen Additiv, beispielsweise dem anorganischen Feinpulver, so beschichtet werden, daß das externe Additiv auf den Tonerpartikeloberflächen in einer Bedeckung von 5 bis 99%, bevorzugter von 10 bis 99% vorliegt. Die Bedeckung der Tonerpartikeloberflächen mit dem externen Additiv ist derjenige Wert, der durch willkürliches Sammeln von 100 Tonerpartikelbildern (20.000-fach vergrößert) mit Hilfe des Gerätes FE-SEM (S-800, ein von der Firma Hitachi Ltd. hergestelltes Rasterelektronenmikroskop), das Einführen von ihren Bildinformationen in einen Bildanalysator (LUZEX-III, hergestellt von der Firma Nikore Co.) über eine Schnittstelle, um eine Analyse durchzuführen, und das Berechnen der erhaltenen Daten erhalten wird.

Das externe Additiv kann vorzugsweise einen Partikeldurchmesser besitzen, der nicht größer ist als 1/10 des gewichtsgemittelten Partikeldurchmessers der Tonerpartikel, um eine gute Haltbarkeit beim Vermischen mit den Tonerpartikeln zu erreichen. Der Partikeldurchmesser dieses externen Additivs betrifft einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser, der durch Beobachten der Tonerpartikel (mit 20.000-facher Vergrößerung) am Elektronenmikroskop erhalten wird. Als externes Additiv können verwendet werden: Feinpulver von Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Titanoxid, Strontiumtitanat, Ceroxid, Magnesiumoxid, Chromoxid, Zinnoxid und Zinkoxid; Feinpulver von Nitriden, wie Siliciumnitrid; Feinpulver von Carbiden, wie Siliciumcarbid; Feinpulver von Metallsalzen, wie Calciumsulfat, Bariumsulfat und Calciumcarbonat; Feinpulver von Fettsäuremetallsalzen, wie Zinkstearat und Calciumstearat; Ruß und feines Siliciumdioxidpulver. Jedes dieser externen Additive kann in einer Menge von 0,01 bis 10 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 0,05 bis 5 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen der Tonerpartikel verwendet werden. Diese externen Additive können allein oder in einer Kombination von mehreren verwendet werden. Diejenigen, die hydrophob gemacht worden sind, werden besonders bevorzugt.

Bei der vorliegenden Erfindung können die Tonerpartikel besonders bevorzugt durch Suspensionspolymerisation unter normalem Druck oder unter Druckbeaufschlagung hergestellt werden. Auf diese Weise kann relativ einfach ein Toner mit feinen Partikeln und einer scharfen Partikelgrößenverteilung sowie einem Partikeldurchmesser von 4 bis 8 &mgr;m erzeugt werden. Als spezielles Verfahren, mit dem die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt verkapselt wird, werden die Polaritäten der Materialien in einem wäßrigen Medium auf der Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt kleiner eingestellt als auf den polymerisierbaren Hauptmonomeren, und es kann auch eine geringe Menge eines Harzes oder polymerisierbaren Monomeren mit einer großen Polarität zugesetzt werden. Auf diese Weise können Tonerpartikel mit der Kern/Schalenstruktur erhalten werden, bei denen die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt mit dem Harz der Schale bedeckt ist. Die Partikelgrößenverteilung und der Partikeldurchmesser der Tonerpartikel können über ein Verfahren gesteuert werden, bei dem die Typen und Mengen eines geringfügig wasserunlöslichen anorganischen Salzes und eines Dispergiermittels, die die Wirkung von Schutzkolloiden besitzen, verändert werden, oder indem die mechanischen Vorrichtungsbedingungen (d.h. Agitationsbedingungen, wie beispielsweise die Umfangsgeschwindigkeit eines Rotors, die Durchgangszeiten, die Form der Agitatitonsblätter, die Form eines Behälters) oder die Konzentration des Feststoffes im wäßrigen Medium gesteuert werden, wodurch die gewünschten Tonerpartikel erhalten werden können.

Schnitte der Tonerpartikel können beispielsweise mit einem Verfahren beobachtet werden, bei dem die Tonerpartikel in einem bei Raumtemperatur aushärtenden Expoxidharz gut dispergiert werden, wonach ein Aushärten in einer Umgebung mit einer Temperatur von 40°C über zwei Tage folgt. Das ausgehärtete erhaltene Produkt wird dann mit Trirutheniumtetraoxid (wahlweise in Kombination mit Triosmiumtetraoxid) gefärbt, wonach Proben mit Hilfe eines Mikrotoms mit einem Diamantschneider in Slices geschnitten werden, um die Querschnitte der Tonerpartikel unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskopes (TEM) zu beobachten. Es wird bevorzugt, das Trirutheniumtetraoxidfärbeverfahren zu verwenden, um einen Kontrast zwischen den Materialien unter Ausnutzung einer gewissen Differenz in der Kristallinität zwischen der Substanz mit geringem Erweichungspunkt und dem die Schale bildenden Harz zu erzeugen.

Das zur Ausbildung der Schale verwendete Harz kann ein Styrol-Acrylat- oder Methacrylat-Copolymer, Polyesterharze, Epoxidharze und ein Styrol-Butadien-Copolymer umfassen. Bei dem Verfahren, bei dem die Tonerpartikel direkt durch Polymerisation erhalten werden, finden vorzugsweise die folgenden Substanzen Verwendung: Styrol; Monomere vom Styroltyp, wie o-, m- oder p-Methylstyrol und m- oder p-Ethylstyrol; Acryl- oder Methacrylsäureestermonomere, wie Methylacrylat oder Methacrylat, Ethylacrylat oder Methacrylat, Propylacrylat oder Methacrylat, Butylacrylat oder Methacrylat, Octylacrylat oder Methacrylat, Dodecylacrylat oder Methacrylat, Stearylacrylat oder Methacrylat, Behenylacrylat oder Methacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder Methacrylat, Dimethylaminoethylacrylat oder Methacrylat und Diethylaminoethylacrylat oder Methacrylat; und Olefinmonomere, wie Butadien, Isopren, Cyclohexen, Acryl- oder Methacrylnitril und Acrylsäureamid. Jede dieser Substanzen kann bei der Polymerisation entweder allein oder in der Form eines geeigneten Gemisches von Monomeren, die so vermischt sind, daß die theoretische Glasübergangstemperatur (Tg), beschrieben in der Veröffentlichung POLYMER HANDBOOK, 2. Ausgabe II, Seiten 139–192 (John Wiley & Sons, Inc.), von 40 bis 75°C reicht, verwendet werden. Wenn die theoretische Glasübergangstemperatur niedriger ist als 40°C, können Probleme im Hinblick auf die Lagerbeständigkeit oder Betriebsbeständigkeit des Toners auftreten. Wenn sie andererseits höher ist als 75°C, kann der Fixierpunkt des Toners höher werden. Insbesondere im Fall von Farbtonern, die zur Ausbildung von Vollfarbbildern verwendet werden, kann sich das Farbmischverhalten der entsprechenden Farbtoner zum Zeitpunkt der Fixierung verschlechtern, was zu einer schlechten Farbreproduzierbarkeit führt. Auch kann die Transparenz von OHP-Bildern abfallen.

Das Molekulargewicht des Schalenharzes wird durch Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen. Als spezifisches Verfahren zum Messen durch GPC wird der Toner vorher mit einem Toluollösungsmittel über 20 h mit Hilfe eines Soxhlet-Extraktors extrahiert, wonach das Toluol mit Hilfe eines rotierenden Verdampfers verdampft wird. Hiernach wird ein organisches Lösungsmittel zugegeben, das in der Lage ist, die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt zu lösen, jedoch kein Schalenharz löst (d.h. Chloroform), um auf diese Weise einen gründlichen Waschprozeß durchzuführen. Danach wird die Lösung in Tetrahydrofuran (THF) gelöst und dann mit einem lösungsmittelresistenten Membranfilter mit einem Porendurchmesser von 0,3 &mgr;m gefiltert, um eine Probe zu erhalten. Das Molekulargewicht der Probe wird unter Verwendung eines Detektors 15OC, hergestellt von der Firma Waters Co., gemessen. Als Säulenkonstitution werden A-801, A-802, A-803, A-804, A-805, A-806 und A-807, erhältlich von der Firma Showa Denko K. K., angeschlossen, und die Molekulargewichtsverteilung kann unter Verwendung einer Kalibrierungskurve eines Standard-Polystyrolharzes gemessen werden. Die erhaltene Harzkomponente kann vorzugsweise ein anzahlgemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 5.000 bis 1.000.000 besitzen, wobei ein Schalenharz bevorzugt wird, dessen Verhältnis zwischen dem gewichtsgemittelten Molekulargewicht (Mw) und dem anzahlgemittelten Molekulargewicht (Mn), d.h. Mw/Mn, 2 bis 100 beträgt.

Wenn die Tonerpartikel mit einer derartigen Kern/Schalenstruktur hergestellt werden, wird es besonders bevorzugt, des weiteren ein polares Harz als zusätzliches Schalenharz zuzusetzen, um die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt mit dem Schalenharz zu verkapseln. Als erfindungsgemäß verwendetes polares Harz können Copolymere von Styrol mit Acryl- oder Methacrylsäure, Maleinsäurecopolymere, gesättigte Polyesterharze und Epoxidharze vorzugsweise zur Anwendung kommen. Besonders bevorzugt können solche polaren Harze verwendet werden, die im Molekül keine ungesättigten Gruppen enthalten, die mit dem Schalenharz oder polymerisierbaren Monomeren reagieren können. Wenn ein polares Har mit solchen ungesättigten Gruppen enthalten ist, findet eine Vernetzungsreaktion mit den polymerisierbaren Monomeren, die das Schalenharz bilden, statt, so daß das Schalenharz ein zu hohes Molekulargewicht aufweist, insbesondere für die Toner zur Ausbildung von Vollfarbbildern, und nachteilig ist für ein Farbgemisch aus vierfarbigen Tonern. Ein solches Harz wird daher nicht bevorzugt.

Die Oberflächen der Tonerpartikel können des weiteren mit einer äußersten Schalenharzschicht versehen sein.

Eine solche äußerste Schalenharzschicht kann vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur besitzen, die höher ist als die Glasübergangstemperatur des Schalenharzes, um den Blockierwiderstand weiter zu verbessern. Die äußerste Schalenharzschicht kann ferner vorzugsweise in einem solchen Ausmaß vernetzt sein, daß das Fixierverhalten nicht beeinträchtigt wird. Des weiteren kann die äußerste Schalenharzschicht vorzugsweise mit einem polaren Harz oder einem Ladungssteuermittel versehen sein, um das Ladungsverhalten zu verbessern.

Es gibt keine speziellen Beschränkungen, wie die äußerste Schalenharzschicht vorgesehen werden muß. Beispielsweise kann sie über ein Verfahren realisiert werden, das wie folgt ausgebildet ist:

  • 1) Ein Verfahren, bei dem in der letzten Hälfte der Polymerisationsreaktion oder nach Beendigung derselben eine Monomerzusammensetzung, die durch Lösen oder Dispergieren des polaren Harzes, eines Ladungssteuermittels, eines Vernetzungsmittels etc. hergestellt wurde, je nach Bedarf, zugesetzt und an den Polymerisationspartikeln adsorbiert wird, wonach die Zugabe eines Polymerisationsinitiators zur Durchführung der Polymerisation erfolgt.
  • 2) Ein Verfahren, bei dem Emulsionspolymerisationspartikel oder seifenfreie Polymerisationspartikel, die aus einer Monomerzusammensetzung hergestellt sind, die das polare Harz, ein Ladungssteuermittel, ein Vernetzungsmittel etc. je nach Bedarf enthält, dem Reaktionssystem zugesetzt werden und eine Haftung derselben an den Oberflächen der Polymerisationspartikel verursacht wird, wonach wahlweise eine Erhitzung zur Fixierung derselben erfolgt.
  • 3) Ein Verfahren, bei dem Emulsionspolymerisationspartikel oder seifenfreie Polymerisationspartikel, die aus einer Monomerzusammensetzung hergestellt sind, welche das polare Harz, ein Ladungssteuermittel, ein Vernetzungsmittel etc. je nach Bedarf enthält, auf mechanische Weise an den Oberflächen der Tonerpartikel fixiert werden.

Im schwarzen Toner, der erfindungsgemäß verwendet wird, kann ein Ladungssteuermittel vorzugsweise verwendet werden, indem es in Tonerpartikel eingebunden (innere Zugabe) oder mit Tonerpartikeln vermischt (äußere Zugabe) wird. Das Ladungssteuermittel ermöglicht die Steuerung der optimalen Ladungsmenge in Übereinstimmung mit den Entwicklungssystemen. Insbesondere bei der vorliegenden Erfindung kann es den Ausgleich zwischen der Partikelgrößenverteilung und der Ladungsmenge beständiger machen. Diejenigen Ladungssteuermittel, die in der Lage sind, den Toner so zu steuern, daß er negativ aufladbar ist, können die folgenden Materialien umfassen.

Beispielsweise sind organische Metallkomplexe oder Chelatverbindungen wirksam. Diese umfassen Monoazometallkomplexe, Acetylacetonmetallkomplexe und Metallkomplexe eines aromatischen Hydroxycarbonsäuretyps oder aromatischen Dicarbonsäuretyps. Ferner umfassen sie aromatische Mono- oder Polycarbonsäuren und Metallsalze, Anhydride oder Ester hiervon sowie Phenolderivate, wie Bisphenol.

Diejenigen, die in der Lage sind, den Toner so zu steuern, daß er positiv aufladbar ist, können die folgenden Materialien umfassen.

Nigrosin und mit einem Fettsäuremetallsalz modifizierte Produkte; quaternäre Ammoniumsalze, wie Tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonat und Tetrabutylammoniumtetrafluorborat sowie analoge Substanzen hiervon, einschließlich Oniumsalze, wie Phosphoniumsalze und Lackpigmente hiervon; Triphenylmethanfarbstoffe und Lackpigmente hiervon (lackbildende Mittel können Wolframatophosphorsäure, Molybdophosphorsäure, Wolframatomolybdophosphorsäure, Gerbsäure, Laurinsäure, Gallussäure, Ferricyanide und Ferrocyanide umfassen); Metallsalze von höheren Fettsäuren; Diorganozinnoxide, wie Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid und Dicyclohexylzinnoxid; und Diorganozinnborate, wie Dibutalzinnborat, Dioctylzinnborat und Dicyclohexylzinnborat. Alle diese Verbindungen können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.

Die vorstehend beschriebenen Ladungssteuermittel können vorzugsweise in der Form von feinen Partikeln verwendet werden. Diese Ladungssteuermittel können vorzugsweise einen anzahlgemittelten Partikeldurchmesser von 4 &mgr;m oder weniger, bevorzugter von 3 &mgr;m oder weniger, besitzen. In dem Fall, in dem das Ladungssteuermittel intern den Tonerpartikeln 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 verwendet werden.

Schwarze Farbmittel können Ruß, magnetische Materialien und durch Verwendung von den nachfolgenden gelben, Magenta- und Cyan-Farbmitteln schwarz gefärbte Farbmittel umfassen.

Die gelben Farbmittel umfassen Verbindungen, wie beispielsweise Kondenstationsazoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azometallkomplexe, Methinverbindungen und Allylamidverbindungen. Insbesondere finden vorzugsweise 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, 181 und 191 Verwendung.

Die Magenta-Farbmittel umfassen Kondensationsazoverbindungen, Diketopyrrolopyrrolverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Chinacridonverbindungen, basische Farblackverbindungen, Naphtholverbindungen, Benzimidazolonverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen. Insbesondere finden vorzugsweise 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 Verwendung.

Die Cyan-Farbmittel umfassen Kupferphthalocyaninverbindungen und Derivate hiervon, Anthrachinonverbindungen und basische Farblackverbindungen. Insbesondere finden vorzugsweise 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. Die Farbmittel werden ausgewählt, wobei der Farbtonwinkel, die Chromazität, die Helligkeit, die Witterungsbeständigkeit, die Transparenz auf OHP-Filmen und das Dispergiervermögen in Tonerpartikeln berücksichtigt werden. Das nichtmagnetische Farbmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 20 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes eingesetzt werden.

Das magnetische Material umfaßt Metalloxide, die ein Element enthalten, wie Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Magnesium, Mangan, Aluminium oder Silicium. Insbesondere werden diejenigen bevorzugt, die hauptsächlich aus einem Eisenoxid bestehen, wie Trieisentetraoxid oder &ggr;-Eisenoxid. Im Hinblick auf die Steuerung des Ladungsverhaltens des Toners kann das magnetische Material ein Metallelement enthalten, wie ein Siliciumelement oder Aluminiumelement. Diese magnetischen Materialien können eine spezifische BET-Oberfläche, gemessen durch Stickstoffgasabsorption, von 2 bis 30 m2/g, bevorzugt von 3 bis 28 m2/g, haben und können vorzugsweise magnetische Materialien sein, die eine Mohs-Härte von 5 bis 7 besitzen.

Was die Form des magnetischen Materiales anbetrifft, so kann diese octaedrisch, hexaedrisch, sphärisch, nadelförmig oder flockig sein. Diejenigen Formen, die eine geringere Anisotropie besitzen, wie octaedrische, hexaedrische oder sphärische Formen, werden im Hinblick auf eine Verbesserung der Bilddichte bevorzugt.

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

Das magnetische Material kann in einem Anteil von 30 bis 200 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 40 bis 200 Gewichtsteilen und bevorzugter von 50 bis 150 Gewichtsteilen, auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes vorliegen. Wenn es in einem Anteil von weniger als 30 Gewichtsteilen vorliegt, kann das Fördervermögen des magnetischen Toners abfallen, so daß die Tonerschicht auf dem Tonerträgerelement uneben gemacht wird und unebene Bilder erzeugt werden, wenn Einheiten entwickelt werden, bei denen eine magnetische Kraft zum Befördern des Toners verwendet wird. Auch kann die Menge der Triboelektrizität des magnetischen Toners ansteigen, wodurch ein Abfall der Bilddichte entsteht. Wenn das magnetische Material in einem Anteil von mehr als 200 Gewichtsteilen vorliegt, besteht die Neigung zu einer Verschlechterung des Fixierverhaltens.

Als anorganisches Feinpulver, das mit den Tonerpartikeln vermischt ist, können bekannte Materialien verwendet werden. Um die Ladungsbeständigkeit, das Entwicklungsverhalten, die Fluidität und die Lagerbeständigkeit zu verbessern, kann das Pulver vorzugsweise aus feinem Siliciumdioxidpulver, feinem Aluminiumoxidpulver, feinem Titanoxidpulver und feinen Pulvern von Doppeloxiden hiervon ausgewählt werden. Feines Siliciumdioxidpulver wird besonders bevorzugt. Siliciumdioxid umfaßt durch Dampfphasenoxidation von Siliciumhalogeniden oder Alkoxiden hergestelltes Trockenprozeßsiliciumdioxid und aus Alkoxiden oder Wasserglas, von denen beide Verwendung finden können, hergestelltes Naßprozeßsiliciumdioxid. Das Trockenprozeßsiliciumdioxid wird bevorzugt, da es weniger Silanolgruppen auf der Oberfläche und im Inneren des feinen Siliciumdioxidpulvers besitzt und keine Produktionsreste, wie Na2O und SO32–, zurückläßt. Es ist ferner möglich, beim Herstellschritt des Trockenprozeßsiliciumdioxides ein Metallhalogenid, wie Aluminiumchlorid oder Titanchlorid, zusammen mit dem Siliciumhalogenid zu verwenden, um ein zusammengesetztes Feinpulver aus Siliciumdioxid mit einem anderen Metalloxid zu erhalten. Solche Pulver können ebenfalls verwendet werden.

Das erfindungsgemäß verwendete anorganische Feinpulver kann eine spezifische Oberfläche, gemessen durch das BET-Verfahren unter Verwendung einer Stickstoffgasabsorption, von 30 m2/g oder darüber, insbesondere von 50 bis 400 m2/g, besitzen, womit gute Ergebnisse erhalten werden können. Das feine Siliciumdioxidpulver kann in einer Menge von 0,1 bis 8 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 0,5 bis 5 Gewichtsteilen, noch bevorzugter von 1,0 bis 3,0 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen der Tonerpartikel verwendet werden.

Das erfindungsgemäß verwendete anorganische Feinpulver kann vorzugsweise einen primären Partikeldurchmesser von 30 nm oder weniger besitzen.

Um das anorganische Feinpulver, das erfindungsgemäß verwendet wird, hydrophob zu machen, dessen Aufladevermögen zu steuern etc., kann dieses vorzugsweise, falls erforderlich, mit einem Behandlungsmittel, wie Silikonlack, modifiziertem Silikonlack von verschiedenen Typen, Silikonöl, modifiziertem Silikonöl von verschiedenen Typen, einem Silankopplungsmittel, einem Silankopplungsmittel mit einer funktionellen Gruppe, anderen organischen Siliciumverbindungen oder einer organischen Titanverbindung, behandelt werden. Das Behandlungsmittel kann in Kombination von zwei oder mehr Arten eingesetzt werden.

Um für den Toner eine hohe Ladungsmenge aufrechtzuerhalten und einen niedrigen Tonerverbrauch sowie einen hohen Übertragungswirkungsgrad zu erreichen, kann das anorganische Feinpulver auf besonders bevorzugte Weise mit einem Silikonöl behandelt werden.

Um bei der vorliegenden Erfindung das Übertragungsverhalten und/oder Reinigungsverhalten zu verbessern, können zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen anorganischen Feinpulver anorganische oder organische, nahezu kugelförmige feine Partikel mit einem primären Partikeldurchmesser, der größer ist als 30 nm (vorzugsweise mit einer spezifischen Oberfläche von weniger als 50 m2), vorzugsweise 50 nm oder größer ist (vorzugsweise mit einer spezifischen Oberfläche von weniger als 50 m2), zugesetzt werden. Dies stellt eine der bevorzugten Ausführungsformen des anorganischen Feinpulvers dar. Beispielsweise werden vorzugsweise kugelförmige Siliciumdioxidpartikel, kugelförmige Polymethylsilsesquioxanpartikel und kugelförmige Harzpartikel verwendet.

Andere Additive können auch zum Einsatz gelangen, solange sie den Toner im wesentlichen nicht nachteilig beeinflussen. Sie können beispielsweise umfassen:

Schmiermittelpulver wie Teflonpulver, Stearinsäurezinkpulver und Polyvinylidenfluoridpulver; abrasive Pulver wie Ceroxidpulver, Siliciumcarbidpulver und Strontiumtitanatpulver; fluiditätsverbessernde Mittel wie Titanoxidpulver und Aluminiumoxidpulver; Antizusammenbackmittel; leitfähigmachende Mittel wie Rußpulver, Zinkoxidpulver, Zinnoxidpulver; und organische feine Partikel mit umgekehrter Polarität und anorganische feine Partikel.

Als dem gelben Toner, Magenta-Toner und Cyan-Toner extern zugesetztes anorganisches Feinpulver wird Titanoxid oder Aluminiumoxid bevorzugt, das behandelt wurde, während ein spezielles Kopplungsmittel in der Gegenwart von Wasser hydrolysiert wurde, und einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 0,2 &mgr;m, eine Hydrophobizität von 20 bis 98% und eine Lichtdurchlässigkeit bei 400 nm von 40 oder mehr besitzt. In Wasser kann eine homogene Hydrophobierungsbehandlung durchgeführt werden, und es können auch keine Partikel miteinander koalieren. Ein derartiges Pulver ist daher sehr wirksam im Hinblick auf die Ladungsstabilisierung des Toners und um dem Toner Fluidität zu verleihen.

Wenn ein derartiges Pulver durch Hydrolysieren eines Kopplungsmittels oberflächenbehandelt wird, während anorganische feine Partikel in Gegenwart von Wasser dispergiert werden, um sie mechanisch in primäre Partikel umzuwandeln, können die Partikel kaum miteinander koalieren, und zwischen den Partikeln findet aufgrund der Behandlung eine Ladungsabstoßung statt, so daß die anorganischen feinen Partikel im wesentlichen im Zustand von primären Partikeln oberflächenbehandelt werden können.

Da eine mechanische Kraft zum Dispergieren der anorganischen feinen Partikel zu primären Partikeln aufgebracht wird, wenn sie oberflächenbehandelt werden, während ein Kopplungsmittel in Gegenwart von Wasser hydrolysiert wird, ist es nicht erforderlich, Kopplungsmittel zu verwenden, die vergasbar sind, wie Chlorsilane und Silazane. Darüber hinaus können hochviskose Kopplungsmittel oder Silikonöl, die wegen der miteinander koalierenden Partikel nicht verwendbar waren, in Kombination eingesetzt werden.

Das Kopplungsmittel kann Silankopplungsmittel oder Titankopplungsmittel umfassen. Besonders bevorzugt werden Silankopplungsmittel verwendet, einschließlich der durch die nachfolgende Formel gekennzeichneten Verbindungen RmSiYn worin R eine Alkoxylgruppe, m eine ganze Zahl von 1 bis 3, Y eine Kohlenwasserstoffgruppe wie eine Alkylgruppe, Vinylgruppe, Glycidoxylgruppe oder eine Methacrylgruppe, und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten.

Beispielsweise können diese Verbindungen umfassen: Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, &ggr;-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Methyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Isobutyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Dimethyldiethoxysilan, Trimethylmethoxysilan, Hydroxypropyltrimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, n-Hexadecyltrimethoxysilan und n-Octadecyltrimethoxysilan.

Trialkoxyalkylsilankopplungsmittel, gekennzeichnet durch die folgende Formel, werden besonders bevorzugt. CaHa+1-Si-(-OCbH2b+1)3 worin a eine ganze Zahl von 4 bis 12 und b eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeuten.

Wenn a kleiner ist als 4, wird die Behandlung zwar einfacher, jedoch kann die Hydrophobizität geringer werden. Wenn a größer ist als 12, kann eine zufriedenstellende Hydrophobizität erzielt werden, jedoch neigen die Partikel dazu, miteinander zu koalieren.

Wenn b größer ist als 3, kann die Reaktivität absinken. a sollte daher 4 bis 12, vorzugsweise 4 bis 8, betragen, während b 1 bis 3, vorzugsweise 1 oder 2, betragen sollte.

Die Behandlung kann in einer Menge von 1 bis 50 Gewichtsteilen, vorzugsweise 3 bis 90 Gewichtsteilen, auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des anorganischen Feinpulvers durchgeführt werden. Das anorganische Feinpulver kann so behandelt werden, daß es eine Hydrophobizität von 20 bis 98 vorzugsweise von 30 bis 90%, besonders bevorzugt von 40 bis 80% besitzt.

Wenn seine Hydrophobizität geringer ist als 20, neigt die Ladungsmenge zum Abfallen, wenn der Toner über einen langen Zeitraum in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit gelassen wird. Wenn seine Hydrophobizität höher ist als 98% neigt der Toner dazu, eine Aufladung in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit zu bewirken.

Zur Verbesserung der Fluidität der Tonerpartikel kann das hydrophob gemachte anorganische Feinpulver vorzugsweise einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 0,2 &mgr;m besitzen. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser größer ist als 0,2 &mgr;m, kann die Gleichmäßigkeit beim Aufladen des Toners abfallen, so daß der Toner zur Streuung und Schleierbildung neigt. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser geringer ist als 0,01 &mgr;m, neigt das behandelte Feinpulver dazu, in den Tonerpartikeloberflächen eingebettet zu werden, was zu einer Qualitätsverschlechterung des Toners führt, d.h. einem Abfallen der Haltbarkeit oder einer Verschlechterung der Betriebseigenschaften.

Als Verfahren für die obige Behandlung ist es wirksam, ein Verfahren anzuwenden, bei dem das Pulver durch Hydrolysieren des Kopplungsmittels behandelt wird, während die Partikel in einem wäßrigen Medium dispergiert werden, um mechanisch in primäre Partikel umgewandelt zu werden.

Das auf die vorstehend beschriebene Weise hydrophob gemachte anorganische Feinpulver kann ferner vorzugsweise eine Lichtdurchlässigkeit bei 400 nm von 40% oder mehr besitzen.

Um das Übertragungsverhalten und/oder Reinigungsverhalten zu verbessern, können des weiteren anorganische oder organische, nahezu kugelförmige feine Partikel mit einem primären Partikeldurchmesser von mehr als 50 nm (vorzugsweise mit einer spezifischen Oberfläche von weniger als 30 m2) zugesetzt werden. Dies stellt eine der bevorzugten Ausführungsformen des anorganischen Feinpulvers dar. Beispielsweise werden vorzugsweise kugelförmige Siliciumdioxidpartikel, kugelförmige Polymethylsilsesquioxanpartikel und kugelförmige Harzpartikel verwendet.

Der erfindungsgemäß verwendete schwarze Toner kann vorzugsweise ein flüssiges Schmiermittel aufweisen.

Eine geringe Menge des flüssigen Schmiermittels bedeckt die Oberfläche des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild und des Zwischentransferelementes und verleiht den Tonerpartikeln ein gutes Trennvermögen, so daß der Toner auf der Oberfläche des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild gleichmäßig und wirksam auf das Zwischentransferelement übertragen werden kann.

Das flüssige Schmiermittel kann vorzugsweise auf Trägerpartikeln gelagert werden, beispielsweise magnetischen Materialpartikeln durch Adsorption, Granulation, Agglomeration, Imprägnierung oder Verkapselung, um auf diese Weise in die Tonerpartikel eingearbeitet zu werden. Auf diese Weise kann das flüssige Schmiermittel auf den Tonerpartikeloberflächen gleichmäßig und in einer richtigen Menge vorhanden sein, so daß das Trennvermögen und Schmiervermögen der Tonerpartikel beständig gemacht werden kann.

Als flüssiges Schmiermittel, um dem Toner Trennvermögen und Schmiervermögen zu verleihen, können tierische Öle, pflanzliche Öle, Petroleumöle oder synthetisches Schmieröl verwendet werden. Synthetisches Schmieröl wird in Bezug auf seine Beständigkeit bevorzugt verwendet. Das synthetische Schmieröl kann umfassen: Silikonöle wie Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl, modifiziertes Silikonöl verschiedener Arten; Polyolester wie Pentaerythritolester und Trimethylolpropanester; Polyolefine wie Polyethylen, Polyproylen, Polybuten und Poly(&agr;-olefin); Polyglycole wie Polyethylenglycol und Polypropylenglycol; Kieselsäureester wie Tetradecylsilicat und Tetraoctylsilicat; Diester wie Di-2-ethylhexylsebacat und Di-2-ethylhexyladipat; Phosphorsäureester wie Tricresylphosphat und Propylphenylphosphat; fluorierte Kohlenwasserstoffverbindungen wie Polychlortrifluorethylen, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid und Polyethylenfluorid; Polyphenylether, Alkylnaphthene und Alkylaromaten. Vom Gesichtspunkt der thermischen Beständigkeit und Oxidationsbeständigkeit her werden Silikonöle oder fluorierte Kohlenwasserstoffe bevorzugt. Silikonöle können reaktive Silikonöle umfassen wie Amino-modifiziertes Silikonöl, Epoxy-modifiziertes Silikonöl, Carboxyl-modifiziertes Silikonöl, Carbinol-modifiziertes Silikonöl, Methacryl-modifiziertes Silikonöl, Mercapto-modifiziertes Silikonöl, Phenol-modifiziertes Silikonöl und mit heterofunktionellen Gruppen modifiziertes Silikonöl; nichtreaktive Silikonöle wie Polyether-modifiziertes Silikonöl, Methylstyryl-modifiziertes Silikonöl, Alkyl-modifiziertes Silikonöl, Fettsäure-modifiziertes Silikonöl, Alkoxy-modifiziertes Silikonöl und Fluor-modifiziertes Silikonöl; und geradkettige Silikonöle wie Dimethylsilikonöl, Methylphenylsilikonöl und Methylhydrogensilikonöl.

Das auf den Partikeloberflächen des magnetischen Materials oder auf den Trägerpartikeln gelagerte flüssige Schmiermittel wird teilweise freigesetzt, um auf den Oberflächen der Tonerpartikel vorhanden zu sein und erreicht auf diese Weise seine Wirksamkeit. Aushärtbare Silikonöle sind aufgrund ihrer Natur weniger wirksam. Reaktive Silikonöle oder Silikonöle mit polaren Gruppen können am Trägermedium des flüssigen Schmiermittels stark adsorbiert oder mit dem Bindemittelharz kompatibel werden. Sie können in Abhängigkeit vom Grad der Adsorption oder Kompatibilität in einer kleinen Menge freigesetzt werden und in einigen Fällen nicht so wirksam sein. Nichtreaktive Silikonöle können ebenfalls mit dem Bindemittelharz kompatibel werden, und zwar in Abhängigkeit von der Struktur der Seitenkette, und können in einigen Fällen weniger wirksam sein. Dimethylsilikonöl, Fluor-modifizierte Silikonöle oder fluorierte Kohlenwasserstoffe werden daher wegen der geringeren Polarität keiner starken Adsorption und keiner Kompatibilität mit den Bindemittelharzen vorzugsweise verwendet. Das flüssige Schmiermittel kann vorzugsweise eine Viskosität bei 25°C von 10 bis 200.000 cSt, bevorzugter von 20 bis 100.000 cSt und noch bevorzugter von 50 bis 70.000 cSt besitzen. Wenn es eine Viskosität von weniger als 10 cSt hat, nehmen die Komponenten mit niedrigem Molekulargewicht zu, so daß Probleme in Bezug auf die Entwicklungseigenschaften und die Lagerbeständigkeit auftreten. Wenn es eine Viskosität von mehr als 200.000 cSt hat, wird seine Bewegung durch die Tonerpartikel oder seine Dispergierung in den Tonerpartikeln ungleichmäßig, so daß Probleme im Entwicklungsverhalten, Übertragungsverhalten, den Antiverunreinigungseigenschaften etc. auftreten. Die Viskosität des flüssigen Schmiermittels wird beispielsweise unter Verwendung eines Viscotesters VT500 (hergestellt von der Firma Haake Co.) gemessen.

Einer der Sensoren von einigen Viskositätssensoren für VT500 wird willkürlich ausgewählt, und eine zu messende Probe wird in eine Zelle für den Sensor gesetzt, um die Messung durchzuführen. Die auf der Vorrichtung angezeigten Viskositäten (pas) werden in cSt umgerechnet.

Das flüssige Schmiermittel wird so verwendet, daß es auf dem magnetischen Material oder den Trägerpartikeln gelagert wird. Es kann somit eine bessere Dispergierbarkeit erreicht werden als in dem Fall, in dem das flüssige Schmiermittel, beispielsweise Silikonöl, so wie es ist zugegeben wird. Es soll nicht nur die Dispergierbarkeit verbessert werden. Das flüssige Schmiermittel muß von den Trägerpartikeln freigesetzt werden, so daß das hierauf zurückzuführende Trennvermögen und Schmiervermögen realisiert werden können. Zur gleichen Zeit muß das flüssige Schmiermittel so ausgebildet sein, daß es eine geeignete Adsorptionsfestigkeit besitzt, so daß es daran gehindert werden kann, im Überschuß freigesetzt zu werden.

Das flüssige Schmiermittel wird auf den Oberflächen der Trägerpartikel so gehalten, daß es auf den Oberflächen der Tonerpartikel oder in der Nachbarschaft derselben vorhanden ist, wodurch die Menge des flüssigen Schmiermittels auf den Oberflächen der Tonerpartikel in geeigneter Weise gesteuert werden kann.

Als spezifisches Verfahren zum Lagern des flüssigen Schmiermittels der vorliegenden Erfindung auf den Partikeloberflächen des magnetischen Materiales kann eine mit einem Rad versehene Knetvorrichtung o.ä. verwendet werden. Wenn diese Knetvorrichtung o.ä. verwendet wird, wird das zwischen den magnetischen Partikeln vorhandene flüssige Schmiermittel durch die Kompressionswirkung gegen die Oberflächen der magnetischen Partikel gepreßt und passiert zur gleichen Zeit die Lücken zwischen den magnetischen Partikeln, so daß diese Lücken durch Krafteinwirkung ausgeweitet werden, um ihre Adhäsion an den Oberflächen der magnetischen Partikel zu verbessern. Während das flüssige Schmiermittel durch Scherwirkung ausgeweitet wird, wirkt die Scherkraft auf die magnetischen Partikel an unterschiedlichen Stellen ein, so daß diese ihre Agglomeration verlieren. Durch die Wirkung dieses Vorgangs, der dem Verbreiten mit einem Spachtel entspricht, wird das auf den Oberflächen der magnetischen Partikel vorhandene flüssige Schmiermittel gleichmäßig ausgebreitet. Diese Vorgänge werden wiederholt, so daß die Agglomeration zwischen den magnetischen Partikeln vollständig verloren geht und das flüssige Schmiermittel gleichmäßig auf den Oberflächen der einzelnen magnetischen Partikel in einem solchen Zustand gelagert wird, daß die einzelnen magnetischen Partikel voneinander auf Abstand gehalten werden. Dies stellt daher eine besonders bevorzugte Vorgehensweise dar. Als Knetvorrichtung mit Rad wird bevorzugt eine Simpson-Mischmahlvorrichtung, eine Multi-Mahlvorrichtung, eine Stotz-Mahlvorrichtung, eine Eirich-Mahlvorrichtung oder eine Knetvorrichtung mit Umkehrfluß verwendet.

Es ist ferner bekannt, ein Verfahren einzusetzen, bei dem das flüssige Schmiermittel so wie es ist oder nach Verdünnung mit einem Lösungsmittel direkt mit magnetischen Partikeln vermischt wird, um hierauf gelagert zu werden, und zwar mit Hilfe einer Mischvorrichtung, beispielsweise eines Henschel-Mischers oder einer Kugelmühle, ferner ein Verfahren, bei dem das flüssige Schmiermittel direkt auf die Partikel aus dem magnetischen Material gesprüht wird, um hierauf gelagert zu werden. Bei diesen Verfahren ist es jedoch im Falle von Partikeln aus magnetischem Material schwierig, eine geringe Menge von flüssigem Schmiermittel gleichmäßig auf den Trägerpartikeln abzulagern, oder es werden Scherkräfte und Wärme örtlich aufgebracht, damit das flüssige Schmiermittel fest an den Partikeln adsorbiert wird. Im Falle von Silikonölen kann sich das flüssige Schmiermittel auf den Trägerpartikeln festfressen (oder hier eingebrannt werden, so daß es haftet) und kann daher in einigen Fällen nicht in wirksamer Weise hiervon freigesetzt werden.

Was die Menge des auf dem magnetischen Material gelagerten flüssigen Schmiermittels anbetrifft, so ist die relative Menge des flüssigen Schmiermittels in Bezug auf das Bindemittelharz in Bezug auf seine Wirksamkeit von Bedeutung. Als optimaler Bereich kann das flüssige Schmiermittel vorzugsweise so zugesetzt und auf dem magnetischen Material gelagert werden, daß es in einer Menge von 0,1 bis 7 Gewichtsteilen, bevorzugter von 0,2 bis 5 Gewichtsteilen und insbesondere von 0,3 bis 2 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes vorliegt.

Als andere Schmiermittel-tragende Partikel (oder Schmierpartikel) als das vorstehend beschriebene Schmiermittel-tragende magnetische Material, die das flüssige Schmiermittel enthalten, können feine Partikel einer organischen Verbindung oder anorganischen Verbindung, die durch Granulation oder Agglomeration unter Verwendung des flüssigen Schmiermittels hergestellt werden, als Schmiermittel-tragende Partikel verwendet werden.

Die organische Verbindung, die die organische feinen Partikel bildet, kann Harze wie Styrolharz, Acrylharz, Silikonharz, Polyesterharz, Urethanharz, Polyamidharz, Polyethylenharz und Fluorharz umfassen. Die anorganische Verbindung, die die anorganischen feinen Partikel bildet, kann umfassen: Oxide wie SiO2, GeO2, TiO2, SnO2, Al2O3, B2O3 und P2O5; Metalloxidsalze wie Silicat, Borat, Phosphat, Borosilicat, Aluminosilicat, Aluminoborat, Aluminoborosilicat, Wolframat, Molybdat und Tellurat; zusammengesetzte Verbindungen hiervon; Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und amorphen Kohlenstoff. Diese können einzeln oder in der Form eines Gemisches verwendet werden.

Von diesen anorganischen Verbindungen werden insbesondere Metalloxide im Hinblick auf ihren geeigneten elektrischen Widerstand bevorzugt. Insbesondere Oxide oder Doppeloxide von Si, Al oder Ti werden bevorzugt. Insbesondere bei Verwendung in den farbigen Tonern außer dem schwarzen Toner werden vorzugsweise im Wesentlichen weiße anorganische Verbindungen eingesetzt.

Feine Partikel, deren Oberflächen mit einem Kopplungsmittel hydrophob gemacht worden sind, können ebenfalls verwendet werden. Einige flüssige Schmiermittel neigen jedoch dazu, eine übermäßige Aufladung zu verursachen, wenn die Oberflächen der Tonerpartikel beschichtet werden. Die Verwendung von Partikeln, die nicht hydrophob gemacht worden sind, ermöglicht ein geeignetes Abführen der Ladungen, so daß ein gutes Entwicklungsverhalten aufrechterhalten werden kann. Es stellt daher eine der bevorzugten Ausführungsformen dar, Trägerpartikel zu verwenden, die einer hydrophob machenden Behandlung unterzogen worden sind.

Die feinen Trägerpartikel können vorzugsweise einen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 20 &mgr;m, insbesondere von 0,005 bis 10 &mgr;m besitzen. Die Trägerpartikel können vorzugsweise eine spezifische BET-Oberfläche, gemessen durch das BET-Verfahren unter Verwendung der Stickstoffgasabsorption, von 5 bis 500 m2/g, bevorzugter von 10 bis 400 m2/g und noch bevorzugter von 20 bis 350 m2/g aufweisen. Wenn die Partikel eine spezifische BET-Oberfläche besitzen, die geringer ist als 5 m2/g, ist es schwierig, das flüssige Schmiermittel der vorliegenden Erfindung so zu halten, daß Schmiermittel-tragende Partikel mit bevorzugten Partikeldurchmessern gebildet werden.

Das flüssige Schmiermittel in den Schmiermittel-tragenden Partikeln kann in einer Menge von 20 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise von 27 bis 87 Gew.-% und besonders bevorzugt von 40 bis 80 Gew.-% vorliegen. Wenn das flüssige Schmiermittel in einer Menge vorhanden ist, die geringer ist als 20 Gew.-%, können ein gutes Trennvermögen und Schmiervermögen weniger wirksam den Tonerpartikeln mitgeteilt werden. Wenn es in einer Menge von mehr als 90 Gew.-% vorliegt, ist es schwierig, Schmiermittel-tragende Partikel zu erhalten, die das flüssige Schmiermittel gleichmäßig enthalten.

Um die Freisetzung des flüssigen Schmiermittels zu ermöglichen, während dieses gehalten wird, können die Schmiermittel-tragenden Partikel vorzugsweise einen Partikeldurchmesser von 0,5 &mgr;m oder mehr, besonders bevorzugt von 1 &mgr;m oder mehr besitzen. Die Hauptkomponente derselben gemäß der Verteilung auf Volumenbasis kann vorzugsweise einen größeren Partikeldurchmesser als die Tonerpartikel aufweisen. Diese Schmiermittel-tragenden Partikel halten das flüssige Schmiermittel in einer so großen Menge und sind so spröde, daß sie während der Herstellung des Toners teilweise zusammenbrechen und gleichmäßig in den Tonerpartikeln dispergiert werden. Sie können zur gleichen Zeit das flüssige Schmiermittel freisetzen, um den Tonerpartikeln Schmiervermögen und Trennvermögen zu verleihen. Andererseits können die verbleibenden Schmiermittel-tragenden Partikel in den Tonerpartikeln in einem solchen Zustand vorhanden sein, daß sie die Fähigkeit zum Halten des flüssigen Schmiermittels aufrechterhalten.

Das flüssige Schmiermittel wird daher in keiner Weise im überschüssigen Umfang zu den Oberflächen der Tonerpartikel bewegt, und der Toner kann daran gehindert werden, eine Verschlechterung der Fluidität und des Entwicklungsverhaltens zu verursachen. Selbst wenn das flüssige Schmiermittel teilweise von den Oberflächen der Tonerpartikel verloren gegangen ist, kann es von den Schmiermittel-tragenden Partikeln ergänzt werden, so daß es daher möglich ist, das Trennvermögen und Schmiervermögen der Tonerpartikel über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten. Diese Schmiermittel-tragenden Partikel können durch Granulation gemäß einem Verfahren hergestellt werden, bei dem flüssige Tröpfchen des flüssigen Schmiermittels oder einer Lösung, die durch Verdünnen des Schmiermittels in einem gewünschten Lösungsmittel hergestellt wird, an den feinen Trägerpartikeln adsorbiert werden. Das Lösungsmittel wird nach der Granulation verdampft, und das Produkt kann weiter pulverisiert werden, falls erforderlich. Alternativ dazu kann ein Verfahren Anwendung finden, bei dem das flüssige Schmiermittel oder eine verdünnte Lösung desselben den Trägerpartikeln zugesetzt und das erhaltene Gemisch geknetet wird, wonach wahlweise eine Pulverisierung folgt, um eine Granulation durchzuführen. Danach wird das Lösungsmittel verdampft. Die Schmiermittel-tragenden Partikel können vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 50 Gewichtsteilen, bevorzugter von 0,05 bis 50 Gewichtsteilen und besonders bevorzugt von 0,1 bis 20 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes vorhanden sein. Wenn sie in einer Menge vorliegen, die geringer ist als 0,01 Gewichtsteile, kann ihre Zugabe weniger wirksam sein. Wenn sie in einer Menge vorliegen, die größer ist als 50 Gewichtsteile, kann die Ladungsstabilität beeinträchtigt werden.

Als Schmiermittel-tragende Partikel können ebenfalls solche verwendet werden, die ein poröses Pulver umfassen, das mit dem flüssigen Schmiermittel imprägniert ist oder dieses im Inneren hält.

Das poröse Pulver umfaßt Tonmineralien wie Zeolith, Molekularsiebe und Bentonit, sowie Aluminiumoxid, Titanoxid, Zinkoxid und Harzgele. Von diesen porösen Pulvern können solche Pulver wie Harzgele, deren Partikel mit Leichtigkeit im Schritt des Knetens zusammenbrechen, wenn der Toner hergestellt wird, irgendwelche Partikeldurchmesser ohne Beschränkung aufweisen. Poröse Pulver, die mit Schwierigkeiten zusammenbrechen, können vorzugsweise einen primären Partikeldurchmesser von 15 &mgr;m oder weniger besitzen. Diejenigen, die einen primären Partikeldurchmesser von mehr als 15 &mgr;m aufweisen, neigen dazu, ungleichmäßig in den Tonerpartikeln verteilt zu werden. Das poröse Pulver kann vorzugsweise eine spezifische Oberfläche, gemessen durch das BET-Verfahren unter Verwendung der Stickstoffgasabsorption, von 10 bis 50 m2/g besitzen, bevor es mit dem flüssigen Schmiermittel imprägniert wird. Wenn seine spezifische Oberfläche geringer ist als 10 m2/g, ist es schwierig, das flüssige Schmiermittel in einer großen Menge zu halten. Wenn sie größer ist als 50 m2/g, hat das poröse Pulver eine so geringe Porengröße, daß das flüssige Schmiermittel mit Schwierigkeiten durch die Poren dringen kann. Als Verfahren zum Imprägnieren des porösen Pulvers mit dem flüssigen Schmiermittel kann das poröse Pulver unter reduziertem Druck behandelt und das auf diese Weise behandelte Pulver in das flüssige Schmiermittel eingetaucht werden, um das imprägnierte Pulver zu erzeugen. Das mit dem flüssigen Schmiermittel imprägnierte poröse Pulver kann vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichtsteilen auf der Basis von 100 Gewichtsteilen des Bindemittelharzes vermischt werden. Wenn es in einer Menge von weniger als 0,1 Gewichtsteilen vorliegt, kann seine Zugabe weniger wirksam sein. Wenn es in einer Menge von mehr als 20 Gewichtsteilen vorliegt, kann das Ladungsverhalten des Toners beeinträchtigt werden. Des weiteren ist es auch möglich, Schmiermittelkapseln-tragende Partikel zu verwenden, die intern das flüssige Schmiermittel halten, oder Harzpartikel mit intern dispergiertem oder gehaltenem flüssigen Schmiermittel oder solche Partikel, die mit dem flüssigen Schmiermittel imprägniert oder aufgeschwollen sind.

Bei dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann dessen Oberfläche einen Kontaktwinkel gegenüber Wasser besitzen, der nicht kleiner ist als 85°, vorzugsweise nicht kleiner als 90°. Wenn der Kontaktwinkel gegenüber Wasser nicht kleiner ist als 85°, wird der Übertragungswirkungsgrad der Tonerbilder verbessert und der Toner kann kaum eine Filmbildung verursachen.

Das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist besonders 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 geformt ist, auf einer anorganischen lichtempfindlichen Schicht vorgesehen ist, die ein Material, wie Selen oder amorphes Silicium umfaßt, wenn eine funktionsseparierte lichtempfindliche Schicht als Ladungstransportschicht eine Oberflächenschicht aufweist, die aus einem Ladungstransportmaterial und einem Harz geformt ist, und wenn die vorstehend beschriebene Schutzschicht des weiteren darauf vorgesehen ist. Als Mittel, um einer derartigen Oberflächenschicht ein Trennvermögen zu verleihen, ist es möglich, (1) ein Material mit einer geringen Oberflächenenergie im Harz selbst, das die Schicht bildet, zu verwenden, (2) ein Additiv zuzusetzen, das in der Lage ist, Wasserabstoßvermögen oder Lipophilizität zu verleihen, und (3) ein Material mit einem hohen Trennvermögen in einer pulvrigen Form zu dispergieren. Als Beispiel der Maßnahme (1) wird die Zielsetzung erreicht, indem in die Harzstruktur eine Fluor-enthaltende Gruppe oder eine Silicium-enthaltende Gruppe eingeführt wird. Als Maßnahme (2) kann ein oberflächenaktives Mittel o.ä. als Additiv verwendet werden. Als Maßnahme (3) kann das Material Pulver von Verbindungen enthalten, die Fluoratome aufweisen, wie Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid und Kohlenstofffluorid. Von diesen wird Polytetrafluorethylen besonders bevorzugt. Bei der vorliegenden Erfindung wird Maßnahme (3) besonders bevorzugt, d.h. das Pulver mit einem Trennvermögen verleihenden Mittel, beispielsweise einem Fluor-enthaltenden Harz, in der äußersten Oberflächenschicht zu dispergieren.

Um ein solches Pulver in die Oberfläche einzuarbeiten, kann eine Schicht, die ein Bindemittelharz mit dem darin dispergierten Pulver enthält, auf der äußersten Oberfläche des Trägerelementes für das latente elektrostatische Bild vorgesehen sein. Alternativ dazu kann im Falle einer organischen lichtempfindlichen Schicht, die ursprünglich hauptsächlich ein Harz umfaßte, das Pulver lediglich in der äußersten Schicht dispergiert sein, ohne die Oberflächenschicht erneut vorzusehen.

Das Pulver kann vorzugsweise der Oberflächenschicht in einer Menge von 1 bis 60 Gew.-%, bevorzugter von 2 bis 50 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Oberflächenschicht zugesetzt werden. Seine Zugabe in einer Menge von weniger als 1 Gew.-% kann für die beabsichtigte Verbesserung weniger wirksam sein. Seine Zugabe in einer Menge von mehr als 60-Gew.-% wird nicht bevorzugt, da die Filmfestigkeit 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 direkten Aufladungsverfahrens, bei dem eine Aufladeeinrichtung ein Aufladeelement ist, das mit dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild in Kontakt gebracht wird. Da die auf die Oberfläche des Trägerelements für das latente elektrostatische Bild aufgebrachte Last bei einer solchen direkten Aufladung im Vergleich zu einer Koronaaufladung, bei der die Aufladeeinrichtung nicht in Kontakt mit dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild steht, groß ist, kann ein solches Trägerelement für ein latentes elektrostatisches Bild zur Verbesserung seiner Lebensdauer besonders wirksam sein.

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

Das Trägerelement umfaßt grundlegend ein leitendes Substrat und eine lichtempfindliche Schicht, die funktional in eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht getrennt ist.

Die zur Ausbildung des leitenden Substrates verwendeten Materialien können Metalle, wie Aluminium und rostfreien Stahl, Kunststoffe mit einer Überzugsschicht aus einer Legierung, wie einer Aluminiumlegierung oder einer Indiumoxid-Zinnoxid-Legierung, Papier oder Kunststoff, das bzw. der mit leitenden Partikeln imprägniert ist, und Kunststoff mit einem leitenden Polymer umfassen. Als Substrat findet ein zylindrisches Element oder ein Film Verwendung.

Auf dem leitenden Substrat kann eine Unterschicht vorgesehen sein, 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 lichtempfindliche Schicht gegenüber einem elektrischen Zusammenbruch zu schützen. Die Unterschicht kann aus einem Material geformt sein, wie Polyvinylalkohol, Poly-N-vinylimidazol, Polyethylenoxid, Ethylcellulose, Methylcellulose, Nitrocellulose, einem Ethylen-Acrylsäurecopolymer, Polyvinylbutyral, Phenolharz, Kasein, Polyamid, Copolymernylon, Leim, Gelatine, Polyurethan oder Aluminiumoxid. Die Unterschicht kann üblicherweise in einer Dicke von 0,1 bis 10 &mgr;m, vorzugsweise von 0,1 bis 3 &mgr;m, vorhanden sein.

Die Ladungserzeugungsschicht wird ausgebildet, indem eine Lösung aufgebracht wird, die durch Dispergieren eines ladungserzeugenden Materials in einem geeigneten Bindemittel hergestellt wurde, oder durch Vakuumabscheidung des ladungserzeugenden Materials. Das ladungserzeugende Material kann organische Materialien wie Azopigmente, Phtalocyaninpigmente, Indigopigmente, Perylenpigmente, polyzyklische Chinonpigmente, Squariliumfarbstoffe, Pyryliumsalze, Thiopyryliumsalze, Triphenylmethanfarbstoffe, und anorganische Materialien wie Selen und amorphes Silicium umfassen. Das Bindemittel kann aus einem großen. Bereich von Bindemittelharzen ausgewählt werden, der beispielsweise umfaßt: Harze wie Polycarbonatharz, Polyesterharz, Polyvinylbutyralharz, Polystyrolharz, Acrylharz, Methacrylharz, Phenolharz, Silikonharz, 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.-% vorhanden sein. Die Ladungserzeugungsschicht kann vorzugsweise eine Dicke von 5 &mgr;m oder weniger, insbesondere von 0,05 bis 2 &mgr;m besitzen.

Die Ladungstransportschicht hat die Funktion, Ladungsträger von der Ladungserzeugungsschicht in einem elektrischen Feld zu empfangen und diese zu transportieren. Die Ladungstransportschicht wird ausgebildet, indem eine Lösung aufgebracht wird, die durch Dispergieren eines Ladungstransportmaterials in einem Lösungsmittel, wahlweise zusammen mit einem Bindemittelharz, hergestellt wurde. Überlicherweise kann die Ladungstransportschicht vorzugsweise eine Schichtdicke von 5 bis 40 &mgr;m besitzen. Das Ladungstransportmaterial kann polyzyklische aromatische Verbindungen umfassen, die in der Hauptkette oder Seitenkette eine Struktur wie Biphenylen, Anthracen, Pyren und Phenanthren besitzen; Stickstoff-enthaltende zyklische Verbindungen, wie Indol, Carbazol, Oxadiazol und Pyrazolin; Hydrazonverbindungen; Styrylverbindungen; und anorganische Verbindungen, wie Selen, Selen-Tellur, amorphes Silicium und Cadmiumsulfid.

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

Eine Schutzschicht kann als Oberflächenschicht vorgesehen sein. Als Harze für die Schutzschicht können beispielsweise Polyester, Polycarbonat, Acrylharz, Epoxidharz und Phenolharz oder ein Produkt, das durch Aushärten irgendeines dieser Harze mit einem Härtungsmittel erhalten wurde, verwendet werden. Diese Harze können allein oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.

Im Harz der Schutzschicht können leitende feine Partikel dispergiert sein. Als Beispiele der leitenden feinen Partikel können feine Partikel aus einem Metall oder Metalloxid genannt werden. Vorzugsweise handelt es sich dabei um feine Partikel aus einem Material wie Zinkoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Wismutoxid, mit Zinnoxid beschichtetem Titanoxid, mit Zinnoxid beschichtetem Indiumoxid, mit Antimon beschichtetem Zinnoxid oder Zirconiumoxid. Diese Materialien können allein oder in der Form eines Gemisches von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Allgemein gesagt, wenn die leitenden feinen Partikel in der Schutzschicht dispergiert sind, können sie vorzugsweise einen Partikeldurchmesser besitzen, der geringer ist als die Wellenlänge des auftreffenden Lichtes, um zu verhindern, daß die leitenden feinen Partikel eine Streuung des auftreffenden Lichtes verursachen. Die in der Schutzschicht dispergierten leitenden feinen Partikel können vorzugsweise Partikeldurchmesser von 0,5 &mgr;m oder weniger besitzen. 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 &mgr;m, bevorzugter von 1 bis 7 &mgr;m besitzen.

Die Oberflächenschicht kann geformt werden, indem eine Harzdispersion durch Sprühbeschichten, Strahlbeschichten oder Tauchbeschichten aufgebracht wird.

In dem Fall, in dem eine Einkomponentenentwicklung erfindungsgemäß durchgeführt wird, wird es bevorzugt, um eine hohe Bildqualität zu erhalten, einen magnetischen Toner auf dem Tonerträgerelement in einer Schichtdicke aufzubringen, die geringer ist als der engste Abstand zwischen dem Tonerträgerelement und dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild (S-D-Spalt) und ein latentes Bild durch einen Entwicklungsschritt zu entwickeln, der unter Anlegung eines alternierenden elektrischen Feldes durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäß verwendete Tonerträgerelement kann vorzugsweise in einem Bereich von 0,2 bis 3,5 &mgr;m in Bezug auf die JIS-Mittellinien-Durchschnittsrauhigkeit (Ra) liegen. Wenn der Wert Ra kleiner ist als 0,2 &mgr;m, neigt die Ladungsmenge auf dem Tonerträgerelement zum Ansteigen, wodurch das Entwicklungsverhalten verschlechtert werden kann. Wenn Ra 3,5 &mgr;m übersteigt, neigt die Tonerüberzugsschicht auf dem Tonerträgerelement dazu, uneben zu werden. Der Wert Ra kann auf besonders bevorzugte Weise in einem Bereich von 0,5 bis 3,0 &mgr;m liegen.

Damit der magnetische Toner der vorliegenden Erfindung ein hohes Aufladevermögen besitzt, kann die gesamte Ladungsmenge des Toners vorzugsweise zum Zeitpunkt der Entwicklung gesteuert werden. Die Oberfläche des Tonerträgerelementes kann vorzugsweise mit einer Harzschicht bedeckt werden, in der leitende feine Partikel und/oder ein Schmiermittel dispergiert sind. Die in der Harzschicht, die die Oberfläche des Tonerträgerelementes bedeckt, enthaltenen leitenden feinen Partikel können feine Partikel aus leitenden Metalloxiden wie Ruß, Graphit, leitendem Zinkoxid, und feine Partikel aus Metalldoppeloxiden umfassen. Diese können allein oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Als Harz, in dem die leitenden feinen Partikel dispergiert sind, können solche Harze verwendet werden wie Phenolharze, Epoxidharze, Polyamidharze, Polyesterharze, Polycarbonatharze, Polyolefinharze, Silikonharze, Fluorharze, Styrolharze und Acrylharze. Insbesondere werden duroplastische oder lichthärtende Harze bevorzugt.

Der Toner kann mit Hilfe eines elastischen Elements, bei dem es sich um ein Element handelt, das die Schichtdicke des Toners auf dem Tonerträgerelement steuert und über den Toner mit dem Tonerträgerelement in Kontakt gebracht wird, in seiner Schichtdicke gesteuert werden. Dies wird besonders bevorzugt im Hinblick auf eine gleichmäßige Aufladung des magnetischen Toners. Bei der vorliegenden Erfindung werden aus Umweltschutzgründen ein Aufladeelement und ein Transferelement mit dem Trägerelement für das latente elektrostatische Bild in Kontakt gebracht, so daß kein Ozon erzeugt werden kann. Das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit 1 speziell beschrieben.

Bei dem in 1 dargestellten Vorrichtungssystem werden ein Entwickler mit einem Cyan-Toner, ein Entwickler mit einem Magenta-Toner, ein Entwickler mit einem gelben Toner und ein Entwickler mit einem schwarzen Toner in Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 eingeführt. Ein latentes elektrostatisches Bild, das auf einem lichtempfindlichen Element 1, das als das Trägerelement für das latente elektrostatische Bild dient, ausgebildet wurde, wird über eine magnetische Bürstenentwicklung, nichtmagnetische Einkomponentenentwicklung oder magnetische Springentwicklung entwickelt, um nacheinander Tonerbilder der entsprechenden Farben auf dem lichtempfindlichen Element 1 auszubilden. Bei dem lichtempfindlichen Element 1 kann es sich um eine lichtempfindliche Trommel oder ein lichtempfindliches Band handeln, das eine Schicht aus einem photoleitenden Isolationsmaterial aufweist, die aus amorphem Selen, Cadmiumsulfid, Zinkoxid, einem organischen Photoleiter oder amorphem Silicium gebildet ist. Das lichtempfindliche Element 1 wird in Richtung eines Pfeiles mit Hilfe eines Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) gedreht. Als lichtempfindliches Element 1 wird vorzugsweise ein lichtempfindliches Element mit einer lichtempfindlichen Schicht aus amorphem Silicium oder einer organischen lichtempfindlichen Schicht verwendet.

Die organische lichtempfindliche Schicht kann entweder von einem Einschichttyp sein, bei dem das Ladungserzeugungsmaterial und das Ladungstransportmaterial in der gleichen Schicht enthalten sind, oder eine lichtempfindlichen Schicht mit getrennten Funktionen, die aus der Ladungstransportschicht und der Ladungserzeugungsschicht gebildet ist. Eine lichtempfindliche Schicht vom Mehrschichttyp, die den leitenden Träger und darauf in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet die Ladungserzeugungsschicht und die Ladungstransportschicht aufweist, ist eines der bevorzugten Beispiele.

Als Bindemittelharze für die organische lichtempfindliche Schicht haben Polycarbonatharze, Polyesterharze oder Acrylharze ein sehr gutes Reinigungsverhalten, so daß kaum eine fehlerhafte Reinigung und eine Schmelzhaftung des Toners oder eine Filmbildung am lichtempfindlichen Element verursacht werden.

Bei der vorliegenden Erfindung findet bei dem Aufladeschritt ein System Verwendung, das von einer Koronaaufladeeinheit Gebrauch macht und nicht mit dem lichtempfindlichen Element 1 in Kontakt steht, oder ein System vom Kontakttyp, das von einer Aufladerolle, einer Aufladebürste oder einem Aufladeband Gebrauch macht. Jedes dieser Systeme kann verwendet werden. Das Kontaktaufladesystem, das in 1 gezeigt ist, findet vorzugsweise Verwendung, um eine wirksame und gleichmäßige Aufladung zu erreichen, das System zu vereinfachen und die Erzeugung von Ozon zu verringern.

Eine Aufladerolle 2 umfaßt grundlegend einen Dorn 2b in der Mitte und eine leitende elastische Schicht 2a, die den Umfang bildet. Die Aufladerolle 2 wird mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 unter Druck in Kontakt gebracht und zusammen mit der Drehung des lichtempfindlichen Elements 1 gedreht.

Wenn die Aufladerolle 2 verwendet wird, finden die folgenden bevorzugten Verfahrensbedingungen Anwendung:

Der Kontaktdruck der Aufladerolle 2 beträgt 5 bis 500 g/cm. Wenn eine Gleichspannung mit einer Wechselspannung überlagert wird, beträgt die Wechselspannung 0,5 bis 5 kVpp und hat eine Frequenz von 50 bis 5 kHz. Die Gleichspannung beträgt ±0,2 bis ±5 kV.

Als weitere Aufladeverfahren sind ein Verfahren, bei dem von einem Aufladeblatt Gebrauch gemacht wird, und ein Verfahren, bei dem von einer leitenden Bürste Gebrauch gemacht wird, bekannt. Diese Kontaktaufladeeinrichtungen haben die Vorteile, daß keine hohe Spannung erforderlich ist und weniger Ozon gebildet wird.

Die Aufladerolle oder das Aufladeblatt, die als Kontaktaufladeeinrichtung wirken, kann vorzugsweise aus leitendem Gummi bestehen, und auf der Oberfläche kann ein Trennüberzug vorgesehen sein. Um den Trennüberzug auszubilden, ist es möglich, Nylonharz, Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Fluoracrylharze o.ä. zu verwenden.

Das auf dem lichtempfindlichen Element 1 ausgebildete Tonerbild wird auf ein Zwischentransferelement 5 übertragen, an das eine Spannung gelegt wird (d.h. ±0,1 bis ±5 kV). Das Zwischentransferelement kann ebenfalls, wie in 8 gezeigt, ein bandförmiges Zwischentransferelement mit einem Transferband 13 und einer Vorspannungsaufbringungseinrichtung 13a sein. Das Zwischentransferelement 5 umfaßt einen rohrförmigen leitenden Dorn 5b und eine elastische Schicht 5a mit mittlerem Widerstand, die den Umfang bildet. Auf dem Dorn 5b kann eine Kunststoffoberfläche mit einer leitenden Schicht (d.h. einem leitenden Überzug) vorgesehen sein.

Die elastische Schicht 5a mit mittlerem Widerstand ist eine Schicht aus festem Material oder Schaummaterial, die aus einem elastischen Material hergestellt ist, wie Silikonkautschuk, Teflonkautschuk, Chloroprenkautschuk, Urethankautschuk oder einem Ethylen-Propylen-Dienterpolymer (EPDM), wobei ein leitfähig machendes Mittel, wie Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid oder Siliciumcarbid eingemischt und dispergiert wurde, um den elektrischen Widerstand (spezifischen Volumenwiderstand) auf einen mittleren Wert von 105 bis 1011 &OHgr;·cm einzustellen.

Das Zwischentransferelement 5 ist axial parallel zum lichtempfindlichen Element 1 gelagert, so daß es mit der Unterseite des lichtempfindlichen Elements 1 in Kontakt steht und wird in Richtung eines Pfeiles mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie das lichtempfindliche Element 1 gegen den Uhrzeigersinn gedreht.

Im Verlaufe der Zeit, in der ein erstes Farbtonerbild, das auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 1 ausgebildet ist, durch den Transferspalt, an dem das lichtempfindliche Element 1 und das Zwischentransferelement 5 miteinander in Kontakt treten, geführt wird, wird das Tonerbild auf das Zwischentransferelement 5 übertragen, und zwar mit Hilfe eines elektrischen Feldes, das am Transferspalt von einer Transfervorspannung ausgebildet wird, die an das Zwischentransferelement 5 angelegt ist.

Eine Transfereinrichtung ist axial parallel zum Zwischentransferelement 5 so gelagert, daß sie mit der Unterseite des Zwischentransferelementes 5 in Kontakt steht. Bei der Transfereinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Transferrolle 7, die in Richtung eines Pfeiles mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie das Zwischentransferelement 5 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Transferrolle 7 kann so vorgesehen sein, daß sie in direkten Kontakt mit dem Zwischentransferelement 5 tritt, oder, wie in 7 gezeigt, so, daß sie hiermit in indirekten Kontakt über ein Transferband 12 tritt, das zwischen dem Zwischentransferelement 5 und der Transferrolle 7 vorgesehen ist.

Die Transferrolle 7 besitzt grundsätzlich einen Dorn 7b in der Mitte und eine leitende elastische Schicht 7a, die den Umfang bildet.

Zur Ausbildung des Zwischentransferelements und der Transfereinrichtung, die bei der vorliegenden Erfindung Verwendung finden, können Materialien verwendet werden, die normalerweise erhältlich sind. Bei der vorliegenden Erfindung kann der spezifische Volumenwiderstand der Transfereinrichtung kleiner eingestellt werden als der spezifische Volumenwiderstand des Zwischentransferelements, wodurch die an die Transfereinrichtung gelegte Spannung reduziert werden kann. Somit können gute Tonerbilder auf dem Transfermedium ausgebildet werden. Gleichzeitig kann das Transfermedium daran gehindert werden, sich um das Zwischentransferelement zu wickeln. Insbesondere wird bevorzugt, daß die elastische Schicht des Zwischentransferelements einen spezifischen Volumenwiderstand hat, der mindestens zehnmal größer ist als der der elastischen Schicht der Transfereinrichtung.

Die Härte des Zwischentransferelements und der Transfereinrichtung wird gemäß JIS K-6301 gemessen. Das erfindungsgemäß verwendete Zwischentransferelement kann vorzugsweise aus einer elastischen Schicht geformt sein, die eine Härte in einem Bereich von 10 bis 40 Grad besitzt. Die elastische Schicht der Transfereinrichtung kann vorzugsweise eine Härte besitzen, die größer ist als die Härte der elastischen Schicht des Zwischentransferelementes und einen Wert von 41 bis 80 Grad aufweist, so daß die Transfereinrichtung gegen das Zwischentransferelement gepreßt werden kann, um einen konkaven Spalt auf der Seite des Zwischentransferelements auszubilden. Dies wird bevorzugt, um zu verhindern, daß sich das Transfermedium um das Zwischentransferelement wickelt. Wenn im Gegensatz dazu die Härte im Zwischentransferelement größer ist als die in der Transfereinrichtung, wird eine Konkavität auf der Seite der Transfereinrichtung ausgebildet, so daß das Transfermedium dazu neigt, sich um das Zwischentransferelement zu wickeln.

Die Transferrolle 7 wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, die der Umfangsgeschwindigkeit des Zwischentransferelements 5 entspricht oder sich hiervon unterscheidet. Das Transfermedium 6 wird zu dem Teil zwischen dem Zwischentransferelement 5 und der Transferrolle 7 gefördert. Gleichzeitig wird eine Vorspannung mit einer Polarität, die zu der der vom Toner eingenommenen triboelektrischen Ladungen entgegengesetzt ist, von einer Transfervorspannungsanlegeeinrichtung an die Transferrolle 7 gelegt, so daß die Tonerbilder auf dem Zwischentransferelement 5 auf die Oberfläche des Transfermediums 6 übertragen werden.

Die Transferrolle 7 kann auch aus dem gleichen Material wie die Aufladerolle bestehen. Bevorzugte Prozeßbedingungen sind wie folgt: Kontaktdruck der Transferrolle 7 2,94 bis 490 N/m (3 bis 500 g/cm), bevorzugter 19,6 N/m bis 294 N/m und Gleichspannung ±0,2 bis ±10 kV.

Wenn der lineare Druck als Kontaktdruck 2,94 bis 490 N/m beträgt, können Förderabweichungen der Transfermedien und eine fehlerhafte Übertragung kaum auftreten.

Die leitende elastische Schicht 7a der Transferrolle 7 ist eine Schicht aus einem festen Material oder einem Schaummaterial aus einem elastischen Material, wie Polyurethankautschuk oder EPDM, wobei ein leitfähig machendes Mittel wie Ruß, Zinkoxid, Zinnoxid oder Siliciumcarbid eingemischt und dispergiert wurde, um den elektrischen Widerstand (spezifischen Volumenwiderstand) auf einen mittleren Wert von 106 bis 1010 &OHgr;·cm einzustellen.

Als nächstes wird das Transfermedium 6 zu einer Fixiereinheit 11 gefördert, die grundsätzlich eine Heizrolle, die im Inneren mit einem Heizelement wie einem Halogenheizelement versehen ist, und eine Druckrolle mit elastischem Korpus umfaßt, die unter einem Druck mit der Heizrolle in Kontakt gebracht und zwischen der Heizrolle und der Druckrolle hindurchgeführt wird, wodurch die Tonerbilder durch Wärme und Druck fixiert werden. Ein anderes Verfahren kann ebenfalls angewendet werden, bei dem die Tonerbilder über eine Heizeinrichtung durch einen Film fixiert werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Herstellbeispielen und Arbeitsbeispielen, die jedoch in keiner Weise die vorliegende Erfindung beschränken, beschrieben.

Eine elektrophotographische Vorrichtung, die in den Beispielen der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, wird im einzelnen erläutert.

1 zeigt im Schnitt eine in Beispiel 1 verwendete elektrophotographische Vorrichtung. Das lichtempfindliche Element 1 umfaßt ein Substrat 1a und eine hierauf angeordnete lichtempfindliche Schicht 1b, die einen organischen Photohalbleiter aufweist und wird in Richtung eines Pfeiles gedreht. Mit Hilfe der Aufladerolle 2 (der leitenden elastischen Schicht 2a und des Dornes 2b) wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 elektrostatisch aufgeladen, so daß ein Oberflächenpotential von etwa –600 V erzeugt wird. Eine Belichtung wird unter Verwendung eines Polygonspiegels durch eine EIN-AUS-Steuerung am lichtempfindlichen Element 1 in Abhängigkeit von einer digitalen Bildinformation durchgeführt, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild mit einem Belichtungsbereichpotential von –100 V und einem Dunkelbereichspotential von –600 V ausgebildet wird. Unter Verwendung einer Vielzahl von Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 werden der Magenta-Toner, Cyan-Toner, gelbe Toner oder schwarze Toner auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 aufgebracht, um Tonerbilder durch Reversentwicklung auszubilden. Die Tonerbilder werden auf das Zwischentransferelement 5 (die elastische Schicht 5a, den Dorn 5b als Träger) für jede Farbe übertragen, um vier entwickelte Farbbilder mit Farbüberlagerung auf dem Zwischentransferelement 5 auszubilden. Der auf dem lichtempfindlichen Element 1 nach der Übertragung zurückbleibende Toner wird in einem Resttonerbehälter 9 mit Hilfe eines Reinigungselementes 8 gesammelt.

Wenn Toner mit einer hohen Übertragungseffizienz verwendet werden, kann ein System Anwendung finden, das eine einfache Vorspannungsrolle oder kein Reinigungselement besitzt.

Das Zwischentransferelement 5 umfaßt den rohrförmigen Dorn 5b und die hierauf durch Beschichten ausgebildete elastische Schicht 5a, die aus Nitril-Butadienkautschuk (NBR) geformt ist, in dem Ruß als leitfähig machendes Mittel gut dispergiert ist. Die auf diese Weise ausgebildete Überzugsschicht besitzt eine Härte gemäß JIS K-6301 von 30 Grad und einen spezifischen Volumenwiderstand von 109 &OHgr;·cm. Der für die Übertragung vom lichtempfindlichen Element 1 auf das Zwischentransferelement 5 erforderliche elektrische Transferstrom beträgt etwa 5 &mgr;A. Dieser Strom kann durch Anlegen einer Spannung von +2.000 V an den Dorn 5b von einer Stromquelle erhalten werden. 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 Aufbringen eines schäumbaren Materiales von EPDM auf einen Dorn 7b mit einem Durchmesser von 20 mm aufgebracht, wobei Ruß als leitfähig machendes Mittel im Material dispergiert ist. Eine Transferrolle, deren elastische Schicht 7a einen spezifischen Volumenwiderstand von 106 &OHgr;·cm und eine Härte gemäß JIS K-6301 von 35 Grad besitzt, wird verwendet. Eine Spannung wird an die Transferrolle gelegt, um einen Transferstrom von 15 &mgr;A fließen zu lassen. Was den als Verunreinigung auf der Transferrolle 7 zurückbleibenden Toner anbetrifft, wenn die Tonerbilder einmal vom Zwischentransferelement 6 auf das Transfermedium 5 übertragen worden sind, so ist es üblich, ein Pelzbürstenreinigungselement als Reinigungselement zu verwenden oder ein System ohne Reinigungselement einzusetzen. Da bei der vorliegenden Erfindung der Toner die Formfaktoren 110 < SF-1 ≤ 180 (vorzugsweise 120 ≤ SF-1 ≤ 160) und 110 < SF-2 ≤ 140 (vorzugsweise 115 ≤ SF-2 ≤ 140) besitzt, kann ein System ohne Reinigungselement verwendet werden, um eine hohe Übertragungseffizienz sicherzustellen.

Bei der vorliegenden Erfindung können die Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2, 4-3 und 4-4 Entwicklungseinheiten für eine Zweikomponenten-Magnetbürstenentwicklung oder Entwicklungseinheiten für eine nichtmagnetische Einkomponenten-Entwicklung sein. Wenn ein magnetisches Einkomponenten-Spring-Entwicklungssystem verwendet wird, das von einem magnetischen Toner Gebrauch macht, kann die in 2 gezeigte Schwarzentwicklungseinheit 4-4 als Entwicklungseinheit für schwarze Farbe Verwendung finden.

Gemäß 2 wird das latente elektrostatische Bild, das auf dem lichtempfindlichen Element 100 ausgebildet ist, über einen magnetischen Einkomponenten-Toner unter Verwendung einer Entwicklungseinheit 141, die eine Agitationseinrichtung 141 aufweist, entwickelt. Wie in 2 gezeigt, ist die Entwicklungseinheit 140 in der Nachbarschaft zur lichtempfindlichen Trommel 100 mit einem zylindrischen Tonerträgerelement 102 (hiernach als „Entwicklungshülse" bezeichnet) versehen, das aus einem nichtmagnetischen Material wie Aluminium oder rostfreiem Stahl besteht. Der Spalt zwischen der lichtempfindlichen Trommel 100 und der Entwicklungshülse 102 wird mit Hilfe eines Hülsen-Trommel-Spalt-Halteelementes o.ä. (nicht gezeigt) auf etwa 300 &mgr;m eingestellt. Die Entwicklungshülse 102 ist intern mit einer magnetischen Rolle 104 versehen, die konzentrisch zur Entwicklungshülse 102 befestigt ist. Die Entwicklungshülse 102 ist drehbar eingestellt. Die magnetische Rolle 104 besitzt eine Vielzahl von Magnetpolen, wie in der Zeichnung dargestellt. Der Magnetpol S1 nimmt an der Entwicklung teil, der Magnetpol N1 steuert den magnetischen Tonerüberzug (Schichtdicke), der Magnetpol S2 bewirkt den Einlaß und die Förderung des magnetischen Toners und der Magnetpol N2 verhindert ein Herauswerfen des magnetischen Toners. Als Element zum Steuern der Überzugsmenge des geförderten magnetischen Toners, während dieser an der Entwicklungshülse 102 haftet, ist ein elastisches Blatt 103 vorgesehen, so daß die Überzugsmenge des zur Entwicklungszone geförderten magnetischen Toners so gesteuert wird, daß eine Schichtdicke vorgesehen wird, die geringer ist als der Spalt zwischen der Entwicklungshülse und der lichtempfindlichen Trommel (S-D-Spalt) in Abhängigkeit vom Druck, unter dem das elastische Blatt 103 mit der Entwicklungshülse 102 in Berührung gebracht wird. In der Entwicklungszone wird die Entwicklungshülse 102 mit Gleichstrom- und Wechselstromvorspannungen beaufschlagt, und es wird bewirkt, daß der magnetische Toner auf der Entwicklungshülse 102 in Übereinstimmung mit dem latenten elektrostatischen Bild auf die lichtempfindliche Trommel 100 fliegt, um das Tonerbild zu erzeugen. Tonerherstellbeispiel 1 Magnetisches Material (magnetisches Eisenoxidpulver; durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 &mgr;m) 100 Teile Bindemittelharz (Styrol/Butylacrylat/Butylmaleinsäurehalbester-Copolymer; Peak auf der Seite des niedrigen Molekulargewichtes: etwa 5.000; Glasübergangspunkt Tg: 58°C) 100 Teile Negativladungssteuermittel (Eisenkomplex eines Monoazofarbstoffes) 2 Teile Trennmittel (Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht) 2 Teile (sämtliche Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Mischers vermischt und dann unter Verwendung eines auf 130°C erhitzten Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann mit einer Hammermühle zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde mit Hilfe einer Strahlmühle fein pulverisiert, und das erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung einer Klassiereinrichtung mit Mehrfachunterteilung unter Ausnutzung des Coanda-Effektes klassiert, um magnetische Tonerpartikel zu erhalten. Die erhaltenen magnetischen Tonerpartikel wurden durch thermomechanische Prallkräfte (Behandlungstemperatur: 60°C) oberflächenbehandelt. Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen magnetischen Tonerpartikel wurden 1,8 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 12 nm, das durch Behandlung mit Silikonöl und Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden war (spezifische BET-Oberfläche nach Behandlung: 120 m2/g), und 0,5 Gewichtsteile kugelförmiges Siliciumdioxid (spezifische BET-Oberfläche: 20 m2/g; Primärpartikeldurchmesser: 0,1 &mgr;m) als anorganisches Feinpulver zugesetzt, das dann mit Hilfe einer Mischvorrichtung vermischt wurde, um magnetischen Toner A zu erhalten.

Der erhaltene magnetische Toner A besaß einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,5 &mgr;m, einen anzahlgemittelten Partikeldurchmesser von 5,3 &mgr;m, einen Wert SF-1 von 141, einen Wert SF-2 von 125 und eine spezifische BET-Oberfläche von 5,3 m2/cm3. Die spezifische BET-Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel betrug 1,7 m2/cm3.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners A sind in Tabelle 1 aufgeführt. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des magnetischen Toners wurde unter Verwendung eines Coulter Counter Multisizer (hergestellt von der Firma Coulter Electronics, Inc.) gemessen.

Tonerherstellbeispiel 2,

100 Gewichtsteilen der wie in Tonerherstellbeispiel 1 erhaltenen magnetischen Tonerpartikel wurden 1,3 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 12 nm, das durch Behandlung mit Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden war (spezifische BET-Oberfläche: 160 m2/g) zugesetzt, wonach mit Hilfe einer Mischvorrichtung vermischt wurde, um einen magnetischen Toner B zu erhalten.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners B sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tonerherstellbeispiel 3 Magnetisches Material (magnetisches Eisenoxidpulver; durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 &mgr;m) 90 Teile Bindemittelharz (Styrol/Butylacrylat/Butylmaleinsäurehalbester-Copolymer; Peak auf Seite des niedrigen Molekulargewichtes: etwa 10.000; Glasübergangspunkt TG: 62°C) 100 Teile Negativladungssteuermittel (Eisenkomplex von Monoazofarbstoff) 2 Teile Trennmittel (Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Ein magnetischer Toner C mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 7,0 &mgr;m wurde in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die obigen Materialien verwendet wurden, die Oberflächenbehandlung der magnetischen Tonerpartikel mit einer thermomechanischen Prallkraft bei einer Temperatur von 64°C durchgeführt wurde und das Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm, das mit Silikonöl hydrophob gemacht worden war, als anorganisches Feinpulver in einer Menge von 1,8 Gewichtsteilen verwendet wurde.

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

Tonerherstellbeispiel 4

Ein magnetischer Toner D wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß 1,8 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 12 nm, das durch Behandlung mit Silikonöl und Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden war (spezifische BET-Oberfläche: 120 m2/g), und 0,5 Gewichtsteile kugelförmiges Siliciumdioxid (spezifische BET-Oberfläche: 5 m2/g; Primärpartikeldurchmesser: 1 &mgr;m) als anorganisches Feinpulver verwendet wurden.

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

Tonerherstellbeispiele 5 und 6

Magnetische Toner E und F wurden in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß feine Titanoxidpartikel mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm, die mit Silikonöl hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche: 100 m2/g), und feine Aluminiumoxidpartikel mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm (spezifische BET-Oberfläche: 90 m2/g) jeweils in einer Menge von 1,5 Gewichtsteilen als anorganisches Feinpulver verwendet wurden.

Die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toner E und F sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 7 (Vergleichsherstellbeispiel)

Ein magnetischer Toner G wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Oberflächenbehandlung mit der thermomechanischen Prallkraft nicht durchgeführt wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners G sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tonerherstellbeispiel 8 Magnetisches Material (magnetisches Eisenoxidpulver; durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,24 &mgr;m) 110 Teile Bindemittelharz (Polyesterharz; Peak auf der Seite des niedrigen Molekulargewichtes: etwa 7.000; Glasübergangspunkt Tg: 63°C) 100 Teile Negativladungssteuermittel (Chromkomplex von Monoazofarbstoff) 2 Teile Trennmittel (Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht) 2 Teile (sämtliche Teile sind Gewichtsteile)

Ein magnetischer Toner H mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,7 &mgr;m wurde in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die obigen Materialien verwendet wurden und die Oberflächenbehandlung der magnetischen Tonerpartikel mit der thermomechanischen Prallkraft bei einer Temperatur von 64°C ausgeführt wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners H sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tonerherstellbeispiel 9 (Vergleichsherstellbeispiel) Magnetisches Material (magnetisches Eisenoxidpulver; durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 &mgr;m) 60 Teile Bindemittelharz (Styrol/Butylacrylat-Copolymer; Peak auf Seite des niedrigen Molekulargewichtes: etwa 18.000; Glasübergangspunkt Tg: 71°C) 100 Teile Negativladungssteuermittel (Eisenkomplex von Monoazofarbstoff) 2 Teile Trennmittel (Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Mischers vermischt und dann unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders, der auf 130°C erhitzt worden war, schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann mit einer Hammermühle zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde mit Hilfe einer Strahlmühle fein pulverisiert. Das erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung einer Klassiereinrichtung mit Mehrfachunterteilung unter Ausnutzung des Coanda-Effekts streng klassiert, um magnetische Tonerpartikel zu erhalten.

Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen magnetischen Tonerpartikel wurden 0,4 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 16 nm, das durch Behandlung mit Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden war (spezifische BET-Oberfläche nach der Behandlung: 100 m2/g), als anorganisches Feinpulver zugesetzt, wonach mit Hilfe einer Mischvorrichtung eine Vermischung stattfand, um magnetischen Toner I zu erhalten. Der erhaltene magnetische Toner I besaß einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 12 &mgr;m.

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

Tonerherstellbeispiel 10 (Vergleichsherstellbeispiel)

Ein magnetischer Toner J wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß das anorganische Feinpulver den magnetischen Tonerpartikeln nicht extern zugesetzt wurde.

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

Tonerherstellbeispiele 11 bis 14 (Herstellbeispiele von nichtmagnetischen Tonern)

In einen Vierhalskolben mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer vom TK-Typ Homomischer wurden 710 Gewichtsteile von einem Zonenaustausch-unterzogenen Wasser und 450 Gewichtsteile einer wäßrigen, 0,1 Mol/l Na3PO4-Lösung eingeführt. Das Gemisch wurde auf 65°C erhitzt, wonach bei einer Umdrehungszahl, die auf 12.000 UpM eingestellt worden war, gerührt wurde. Dann wurden 68 Gewichtsteile einer 1,0 Mol/l CaCl2-Lösung Schritt für Schritt zugesetzt, um ein wäßriges Dispersionsmedium herzustellen, das einen feinpartikeligen, geringfügig wasserlöslichen Dispersionsstabilisator Ca3(PO4)2 enthielt. Styrolmonomere 165 Teile n-Butylacrylatmonomere 35 Teile Divinylbenzolmonomere 0,5 Teile Cyan-Farbmittel (C.I. Pigment Blue 15:3) 14 Teile Gesättigtes Polyesterharz (Terephthalsäure/Propylenoxidmodifiziertes Bisphenol A; Säurewert: 15 mg KOH/g) 10 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) 2 Teile Trennmittel (Esterwachs) 40 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden 3 Stunden lang mit Hilfe eines Attritors dispergiert. Danach wurden 10 Gewichtsteile eines Polymerisationsinitiators 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) zugesetzt, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu erhalten. Die erhaltene Monomerzusammensetzung wurde in das wäßrige Dispersionsmedium eingeführt, um eine Granulation über 1,5 Minuten durchzuführen, während die Umdrehungszahl auf 12.000 UpM gehalten wurde. Danach wurde der Hochgeschwindigkeitsrührer durch einen Rührer mit Propellerrührblättern ausgetauscht, wurde die Innentemperatur auf 80°C erhöht und wurde die Polymerisation 10 Stunden lang bei 50 UpM fortgesetzt. Nach Beendigung der Polymerisation wurde der entstandene Schlamm gekühlt und verdünnte Chlorwasserstoffsäure zugesetzt, um den Dispersionsstabilisator zu entfernen.

Der auf diese Weise behandelte Schlamm wurde weiter gewaschen und dann getrocknet, um nichtmagnetische negativ aufladbare Cyan-Tonerpartikel mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,2 &mgr;m und den Werten SF-1 von 107 und SF-2 von 115 zu erhalten. Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen Cyan-Tonerpartikel wurden 2,0 Gewichtsteile feine Titanoxidpartikel mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm, die mit Silikonöl hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche: 100 m2/g), extern zugesetzt, um einen Cyan-Toner K mit einem guten Fließvermögen zu erhalten.

In Bezug auf gelben Toner, Magenta-Toner und schwarzen Toner wurde die vorstehend beschriebene Vorgehensweise wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Farbmittel durch C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Red 202 und Graftruß ersetzt wurde. Es wurden auf diese Weise entsprechende Farbtoner (gelber Toner L, Magenta-Toner M und schwarzer Toner N) erhalten. Diese Toner von vier Farben wurden jeweils mit einem mit Silikonharz beschichteten magnetischen Ferritträger mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 50 &mgr;m in einem Gewichtsverhältnis von 6:94 vermischt, um Zweikomponentenentwickler der entsprechenden Farben herzustellen, die für eine Magnetbürstenentwicklung geeignet sind.

Die physikalischen Eigenschaften der entsprechenden Farbtoner sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tonerherstellbeispiele 15 bis 18 (Herstellbeispiele von nichtmagnetischen Tonern) Bindemittelharz (Polyesterharz; Peak auf Seite mit niedrigem Molekulargewicht: etwa 6.000; Glasübergangspunkt Tg: 55°C) 100 Teile Farbmittel (C.I. Pigment Blue 15:3) 7 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Extruders gründlich schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann über eine mechanische Einrichtung zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde fein pulverisiert, indem man es gegen eine Prallplatte unter Verwendung von Strahleinrichtungen kollidieren ließ, und das fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung einer Luftklassiereinrichtung unter Ausnutzung des Coanda-Effektes klassiert, um durch Pulverisation nichtmagnetische, negativ aufladbare Cyan-Tonerpartikel mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 7,9 &mgr;m und Werten SF-1 von 170 und SF-2 von 157 zu erhalten. 100 Gewichtsteilen der auf diese weise erhaltenen Cyan-Tonerpartikel wurden 2 Gewichtsteile feine Titanoxidpartikel mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm, die mit Isobutyltrimethoxysilan hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche: 100 m2/g), extern zugesetzt, um einen Cyan-Toner 0 mit einem guten Fließvermögen zu erhalten.

In Bezug auf gelben Toner, Magenta-Toner und schwarzen Toner wurde die vorstehend beschriebene Vorgehensweise wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Farbmittel durch C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Red 20 und Graftruß ersetzt wurde. Somit wurden ein gelber Toner P, ein Magenta-Toner Q und ein schwarzer Toner R, hergestellt durch Pulverisation, erhalten. Diese Toner von vier Farben wurden jeweils mit einem mit Silikonharz beschichteten magnetischen Ferritträger mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 50 &mgr;m in einem Gewichtsverhältnis von 5:95 vermischt, um Zweikomponentenentwickler der entsprechenden Farben herzustellen, die für eine magnetische Bürstenentwicklung geeignet sind.

Die physikalischen Eigenschaften der Toner der entsprechenden Farben sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiele 19 bis 22 (Herstellbeispiele von nichtmagnetischen Tonern)

Die Tonerpartikel der entsprechenden Farben, die in den Tonerherstellbeispielen 15 bis 18 erhalten wurden, wurden über eine thermomechanische Prallkraft oberflächenbehandelt (Behandlungstemperatur: 60°C). Danach wurden 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise behandelten Tonerpartikel 2 Gewichtsteile von feinen Titanoxidpartikeln mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm, die mit Isobutyltrimethoxysilan und Silikonöl hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche: 100 m2/g), extern zugesetzt, um einen Cyan-Toner S, einen gelben Toner T, einen Magenta-Toner U und einen schwarzen Toner v zu erhalten. Diese Toner von vier Farben wurden jeweils mit einem mit Silikonharz beschichteten magnetische Ferritträger mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 50 &mgr;m in einem Gewichtsverhältnis von 5:95 vermischt, um Zweikomponentenentwickler der entsprechenden Farben herzustellen, die für eine Magnetbürstenentwicklung geeignet sind.

Die physikalischen Eigenschaften der Toner der entsprechenden Farben sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 23

Ein magnetischer Toner W wurde in der gleichen Weise wie beim Tonerherstellbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß 1,8 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 12 nm, die durch Behandlung mit Silikonöl und Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche nach der Behandlung: 120 m2/g), und 0,5 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 40 nm, die mit Hexamethyldisilazan behandelt worden waren (spezifische BET-Oberfläche nach der Behandlung: 40 m2/g), als anorganisches Feinpulver verwendet wurden.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners W sind in Tabelle 1 [Tabelle 1(A)–1(B)] aufgeführt.

Tabelle 1(A)
Herstellbeispiel 1 für lichtempfindliches Element

Um ein lichtempfindliches Element herzustellen, wurde ein Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 62 nm als Substrat verwendet. Auf dieses Substrat wurden die Schichten mit der in 3 dargestellten Konfiguration und die nachfolgenden Schichten nacheinander durch Tauchbeschichten übereinander ausgebildet, um das lichtempfindliche Element herzustellen.

  • (1) Leitende Überzugsschicht: Hauptsächlich aus Phenolharz mit darin dispergiertem Zinnoxidpulver und Titanoxidpulver geformt. Die Schicht hatte eine Dicke von 15 &mgr;m.
  • (2) Unterschicht: Hauptsächlich aus modifiziertem Nylon und Copolymernylon geformt. Die Schicht hatte eine Dicke von 0,6 &mgr;m.
  • (3) Ladungserzeugungsschicht: Hauptsächlich aus Butyralharz mit einem darin dispergierten Azopigment geformt, wobei das Azopigment eine Absorption im Bereich langer Wellenlänge aufwies. Die Schicht hatte eine Dicke von 0,6 &mgr;m.
  • (4) Ladungstransportschicht: Hauptsächlich aus Polycarbonatharz (Molekulargewicht, gemessen durch Ostwald-Viskometrie: 20.000) mit einer darin gelösten Lochtransport-Triphenylaminverbindung in einem Gewichtsverhältnis von 8:10 geformt, wonach Polytetrafluorethylenpulver (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,2 &mgr;m) in einer Menge von 10 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichtes der Feststoffanteile weiter zugesetzt wurde und dann eine einheitliche Dispersion erhalten wurde. Die Schicht hatte eine Dicke von 25 &mgr;m und besaß einen Kontaktwinkel in Bezug auf Wasser von 95 Grad.

Der Kontaktwinkel wurde unter Verwendung von reinem Wasser gemessen. Als Meßvorrichtung wurde ein Kontaktwinkelmesser Modell CA-DS, hergestellt von der Firma Kyowa Kaimen Kagaku K. K., verwendet.

Herstellbeispiel 2 für lichtempfindliches Element

Das Verfahren des Herstellbeispiels 1 für das lichtempfindliche Element wurde wiederholt, um ein lichtempfindliches Element herzustellen, mit der Ausnahme, daß Polytetrafluorethylenpulver nicht zugesetzt wurde. Der Kontaktwinkel in Bezug auf Wasser betrug 74 Grad.

Herstellbeispiel 3 für lichtempfindliches Element

Zur Herstellung eines lichtempfindlichen Elements wurde das Verfahren von Herstellbeispiel 1 für das lichtempfindliche Element wiederholt bis zur Ausbildung der Ladungserzeugungsschicht. Die Ladungstransportschicht wurde unter Verwendung einer Lösung hergestellt, die durch Lösen der Lochtransport-Triphenylaminverbindung im Polycarbonatharz in einem Gewichtsverhältnis von 10:10 hergestellt wurde, und zwar in einer Schichtdicke von 20 &mgr;m. Um hierauf weiter eine Schutzschicht auszubilden, wurde eine Zusammensetzung, hergestellt durch Lösen der entsprechenden Materialien in einem Gewichtsverhältnis von 5:10, wonach Polytetrafluorethylenpulver (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,2 &mgr;m) in einer Menge von 30 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichtes der Feststoffanteile zugesetzt und dann eine gleichmäßige Dispersion erhalten wurde, durch Sprühbeschichtung auf der Ladungstransportschicht aufgebracht. Die Schicht hatte eine Dicke von 5 &mgr;m und besaß einen Kontaktwinkel in Bezug auf Wasser von 102 Grad.

Beispiel 1

Unter Verwendung einer Gummirolle (Durchmesser: 12 mm; Kontaktdruck: 50 g/cm) mit darin dispergiertem leitenden Kohlenstoff, wobei die Kohlenstoffpartikel mit Nylonharz beschichtet waren, als Primäraufladerolle und unter Verwendung der OPC (organischer Photoleiter)-lichtempfindlichen Trommel, hergestellt nach dem Herstellbeispiel 3 für das lichtempfindliche Element, als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild wurden digitale latente Bilder durch Laserbelichtung (600 dpi) ausgebildet mit einem Dunkelabschnittpotential VD von –600 V und einem Hellabschnittpotential VL von 100 V. Als Entwicklungseinheit für schwarze Farbe wurde die in 2 gezeigte Entwicklungseinheit in der Position der in 1 gezeigten Entwicklungseinheit 4-4 verwendet. Als Trägerelement für schwarzen Toner wurde eine Entwicklungshülse mit einem Zylinder aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 16 mm, der mit einer strahlbehandelten Oberfläche versehen war, auf der eine Harzschicht der folgenden Zusammensetzung und einer Schichtdicke von etwa 7 &mgr;m und einer JIS-Durchschnittsmittellinienrauhigkeit (Ra) von 2,2 &mgr;m ausgebildet war, verwendet. Harzschichtzusammensetzung: Phenolharz 100 Teile Graphit (Partikeldurchmesser: etwa 7 &mgr;m) 90 Teile Ruß 10 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Dann wurde der Spalt zwischen der lichtempfindlichen OPC-Trommel und der Entwicklungshülse der Entwicklungseinheit 4-4 (S-D-Spalt) auf 300 &mgr;m und der Entwicklungsmagnetpol auf 80 mT (800 Gauss) eingestellt. Als Tonerüberzugssteuerelement wurde ein Urethankautschukblatt mit einer Dicke von 1,0 mm und einer freien Länge von 10 mm in Berührung mit der Oberfläche der Entwicklungshülse bei einem linearen Druck von 14,7 N/m (15 g/cm) gebracht. Als Entwicklungsvorspannung wurde eine Gleichstromvorspannungskomponente Vdc von –450 V und eine überlagernde Wechselstromvorspannungskomponente Vpp von 1.200 V und f = 2.000 Hz auf die Entwicklungshülse aufgebracht.

Als Reinigungsblatt der lichtempfindlichen OPC-Trommel wurde ein Urethankautschukblatt mit einer Dicke von 2,0 mm und einer freien Länge von 8 mm mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel unter einem linearen Druck von 24,5 N/m (25 g/cm) in Berührung gebracht. Die Prozeßgeschwindigkeit wurde auf 94 mm/sec eingestellt. Die Entwicklungshülse wurde in der regulären Richtung gedreht, wobei das Verhältnis ihrer Umfangsgeschwindigkeit Vt zur Umfangsgeschwindigkeit V der lichtempfindlichen Trommel Vt/V auf 1,5 eingestellt wurde. Als schwarzer Toner wurde der magnetische Toner A aus Tonerherstellbeispiel 1 verwendet.

Unter Verwendung der Toner S, T und U der Tonerherstellbeispiele 19 bis 21 als Magenta-Toner, Cyan-Toner und gelber Toner wurden Zweikomponentenentwickler hergestellt. Diese Entwickler wurden in die in 1 gezeigten Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2 und 4-3 eingegeben. Tonerbilder der entsprechenden Farben wurden in einer Umgebung von 23°C/65 RH über eine Magnetbürstenentwicklung als Reversentwicklung unter den vorstehend beschriebenen Bilderzeugungsbedingungen hergestellt. Die Tonerbilder der entsprechenden Farben wurden nacheinander von der lichtempfindlichen OPC-Trommel 1 auf das Zwischentransferelement 5 übertragen, das in Druckkontakt mit der lichtempfindlichen OPC-Trommel trat. Die vierfarbigen Tonerbilder auf dem Zwischentransferelement 5 wurden auf ein Transfermedium (Normalpapier) von 75 g/m2 Basisgewicht übertragen, während die Transferrolle 7 gegen das Zwischentransferelement 5 unter Anlage einer Spannung an die Transferrolle 7 gepreßt wurde, um einen Übertragungsstrom von +6 &mgr;A zur Trommel fließen zu lassen. Danach wurden die vierfarbigen Tonerbilder auf dem Transfermedium über die Heiz- und Druckfixiereinrichtung 11 thermisch fixiert, um ein Vollfarbbild herzustellen.

Die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben, die von der lichtempfindlichen OPC-Trommel auf das Zwischentransferelement 5 übertragen wurden, betrug 95 bis 98%, und die Übertragungseffizienz der vom Zwischentransferelement 5 auf das Transfermedium 6 übertragenen Toner betrug 95 bis 98%. Die Übertragungseffizienz als Ganzes betrug 90,3 bis 96,0%. Die Tonerbilder zeigten gute Farbmischeigenschaften, und es wurden Vollfarbbilder erhalten, wobei weder durch eine schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche noch schwarze Flecken um die Bilder herum erzeugt wurden.

Beim vorliegenden Beispiel wurde die Auswertung der schwarzen Flecken um die Bilder herum mit kleinen feinen Linien durchgeführt, die die Bildqualität von graphischen Bildern betreffen, und auf 100 &mgr;m-Linienbildern, um die die schwarzen Flecken stärker auftreten, ausgewertet.

Die Auswertung der durch eine schlechte Übertragung verursachten Leerbereiche wurde auf einem Übertragungsmedium (Normalpapier) mit einem Basisgewicht von 199 g/m2 durchgeführt. Eine Papierzuführung war auch möglich, als ein solches Transferpapier mit einem Basisgewicht von 199 g/m2 verwendet wurde, und es wurden gute Bilder erhalten.

Um das Transferverhalten auszuwerten, wurden schwarze Tonervollbilder, die auf dem lichtempfindlichen Element ausgebildet waren, die auf das Zwischentransferelement übertragenen Tonerbilder und die auf das Transfermedium übertragenen Tonerbilder mit Mylar-Bändern abgenommen, und die auf diese Weise abgenommenen Bänder wurden auf ein Papierblatt geheftet. Von der Macbeth-Dichte der papierhaftenden Bänder wurde die Macbeth-Dichte eines an einem Papierblatt haftenden jungfräulichen Bandes subtrahiert, um numerische Werte zu erhalten, mit denen die Auswertung durchgeführt wurde.

Beispiel 2

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der magnetische Toner B des Tonerherstellbeispiels 2 als schwarzer Toner und die lichtempfindliche OPC-Trommel des Herstellbeispiels 1 für das lichtempfindliche Element als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden.

Hierbei betrug die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben, die von der lichtempfindlichen OPC-Trommel 1 auf das Zwischentransferelement 5 übertragen worden waren, 94 bis 97%, während die Übertragungseffizienz der vom Zwischentransferelement 5 auf das Transfermedium 6 übertragenen Toner 93 bis 97% betrug. Die Transfereffizienz als Ganzes betrug 87,4 bis 94,1%, und es wurden gute Vollfarbbilder erhalten, wobei weder Leerbereiche, die durch eine schlechte Übertragung bei Symbolen oder Linien verursacht worden war, noch schwarze Flecken um die Bilder herum verursacht worden waren.

Vergleichsbeispiel 1

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der magnetische Toner G (SF-2 = 151) des Tonerherstellbeispiels 7 als schwarzer Toner und die Toner O, P und Q als andere Farbtoner verwendet wurden. Dabei betrug die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben, die von der lichtempfindlichen OPC-Trommel 1 auf das Zwischentransferelement 5 übertragen worden waren, 85 bis 90%, während die Übertragungseffizienz der von Zwischentransferelement 5 auf das Transfermedium 6 übertragenen Toner 80 bis 85% betrug.

Die Übertragungseffizienz insgesamt, d.h. die Tonernutzung, betrug 68 bis 76,5%. Durch eine schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche traten geringfügig bei Symbolen oder Linien auf.

Vergleichsbeispiel 2

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der magnetische Toner I (SF-2 = 150) des Tonerherstellbeispiels 9 als schwarzer Toner und die lichtempfindliche OPC-Trommel des Herstellbeispieles 2 für das lichtempfindliche Element als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden. Dabei betrug die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben, die von der lichtempfindlichen OPC-Trommel 1 auf das Zwischentransferelement 5 übertragen worden waren, 82 bis 86%, während die Transfereffizienz der vom Zwischentransferelement auf das Transfermedium übertragenen Toner 78 bis 82% betrug. Die Übertragungseffizienz insgesamt war im Vergleich zu Beispiel 1 niedrig und betrug 64 bis 70,5%. Durch eine schlechte Übertragung erzeugte Leerbereiche traten ziemlich häufig bei Symbolen oder Linien auf, ferner traten schwarze Flecken um Linienbilder herum häufig auf.

Vergleichsbeispiel 3

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß als schwarzer Toner der magnetische Toner A durch den magnetischen Toner J ersetzt wurde (das anorganische Feinpulver wurde nicht extern zugesetzt). Dabei ergab sich, daß jede Übertragungseffizienz weniger als 70% betrug. Die Übertragungseffizienz insgesamt war im Vergleich zu Beispiel 1 niedrig und betrug weniger als 50%.

Ferner wurden schlechte Bilder erzeugt, die dünne Linien aufwiesen. Viele Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung bei Symbolen oder Linien, und schwarze Flecken um die Bilder herum waren vorhanden.

Beispiele 3 bis 6

Als Entwicklungseinheit für schwarzen magnetischen Toner wurde eine Entwicklungshülse als Trägerelement für den schwarzen Toner verwendet, die einen Zylinder aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 16 mm aufwies, welcher eine strahlbehandelte Oberfläche besaß, auf der eine Harzschicht mit der nachfolgenden Zusammensetzung ausgebildet war, die eine Schichtdicke von etwa 7 &mgr;m und eine durchschnittliche JIS-Mittellinienrauhigkeit (Ra) von 1,5 &mgr;m besaß. Harzschichtzusammensetzung: Phenolharz 100 Teile Graphit (Partikeldurchmesser: etwa 3 &mgr;m) 45 Teile Ruß 5 Teile (Gewichtsteile)

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die obige Entwicklungshülse und als schwarzer magnetischer Toner die magnetischen Toner C, D, E oder F der Tonerherstellbeispiele 3 bis 5 verwendet wurden, als Entwicklungsvorspannung eine Gleichstromvorspannungskomponente Vdc von –500 V und eine überlagernde Wechselstromvorspannungskomponente Vpp von 1.100 V und f = 2.000 Hz angelegt wurden und die Entwicklungshülse in der regulären Richtung gedreht wurde, wobei das Verhältnis zwischen ihrer Umfangsgeschwindigkeit Vt und der Umfangsgeschwindigkeit V der lichtempfindlichen Trommel Vt/V auf 2,0 eingestellt wurde. Im Falle der magnetischen Toner C und D wurden gute Bilder bei einer guten Übertragungseffizienz erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung bei Symbolen oder Linien, noch schwarze Flecken um die Bilder herum erhalten wurden. Im Falle der magnetischen Toner E und F hatten die Bilder etwas niedrige Dichten, und die Übertragungseffizienz war etwas geringer als bei Beispiel 1, wobei jedoch im praktischen Gebrauch kein Problem entstand. Es wurden ebenfalls gute Bilder erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung bei Symbolen oder Linien, noch schwarze Flecken um die Bilder herum erhalten wurden.

Beispiel 7

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß als schwarzer magnetischer Toner der magnetische Toner H des Tonerherstellbeispiels 8 und als Entwicklungsvorspannung eine Gleichstromvorspannungskomponente Vdc von –450 V und eine überlagernde Wechselstromvorspannungskomponente Vpp von 1.300 V und f = 2.000 Hz verwendet wurden. Wie bei Beispiel 1 wurden dabei gute Bilder mit einer guten Übertragungseffizienz erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung bei Symbolen oder Linien, noch schwarze Flecken um die Bilder herum erhalten wurden.

Beispiel 8

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 reproduziert, mit der Ausnahme, daß eine Zweikomponenten-Mangnetbürstenentwicklung unter Verwendung des nichtmagnetischen schwarzen Toners V von Tonerherstellbeispiel 22 als schwarzer magnetischer Toner durchgeführt wurde. Dabei wurden wie bei Beispiel 2 gute Bilder mit einer guten Übertragungseffizienz erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung bei Symbolen oder Linien, noch schwarze Flecken um die Bilder herum erhalten wurden.

Beispiel 9

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß als Farbtoner die Toner K, L und M der Tonerherstellbeispiele 11 bis 14 verwendet wurden. Wie in Beispiel 1 wurden gute Bilder mit einer guten Übertragungseffizienz erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung bei Symbolen oder Linien, noch schwarze Flecken um die Bilder herum erhalten wurden.

Vergleichsbeispiel 4

Auf einem im Handel erhältlichen Vollfarbkopiergerät (CLC-500, hergestellt von der Firma CANON INC.) wurde die Bildreproduktion unter Verwendung des Farbtoners der vier Farben gemäß Vergleichsbeispiel 1 getestet. Im Falle von Transferpapier mit einem Basisgewicht von 105 g/m2 wurde das Papier an die Oberfläche einer Transfertrommel mit Hilfe einer Hilfseinrichtung, beispielsweise eines Greifers, angezogen, und die Tonerbilder wurden nacheinander viermal auf das Transferpapier übertragen, wonach eine Rollenfixierung mit Hilfe von Hitze und Druck der auf dem Transferpapier gehaltenen Vierfarbtonerbilder erfolgte. Dabei war es möglich, Vollfarbbilder mit einer hohen Bildqualität zu erhalten. Bei einem Transferpapier mit einem Basisgewicht von 199 g/m2 wurde jedoch stärker als im Vergleichsbeispiel 1 eine ungleichmäßige fehlerhafte Übertragung festgestellt, die örtlich in Übereinstimmung mit einer wilden Ausgestaltung des Transferpapiers auftrat. Ferner trat eine fehlerhafte Anziehung des Transferpapiers an die Transferrolle auf. Des weiteren bewirkte das von der Transfertrommel getrennte hintere Ende des Transferpapiers eine fehlerhafte Anziehung, woraus eine fehlerhafte Übertragung resultierte.

Vergleichsbeispiel 5

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und der gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Toner O, P, Q oder R der Tonerherstellbeispiele 15 bis 18 als Toner verwendet wurden. Dabei war wie in Vergleichsbeispiel 1 die Übertragungseffizienz insgesamt geringer als 85% und es traten Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, bei Symbolen oder Linienbildern auf.

Vergleichsbeispiel 6

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 5 reproduziert, mit der Ausnahme, daß eine Zweikomponenten-Magnetbürstenentwicklung unter Verwendung des nichtmagnetischen Toners N von Tonerherstellbeispiel 14 als schwarzer magnetischer Toner durchgeführt wurde. Wie in Vergleichsbeispiel 1 war die Übertragungseffizienz insgesamt geringer als 85% und es traten Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, bei Symbolen oder Linienbildern auf.

Beispiel 10

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der magnetische Toner W des Tonerherstellbeispiels 23 als schwarzer Toner verwendet wurde. Hierbei betrug die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben von der lichtempfindlichen OPC-Trommel 1 auf das Zwischentransferelement 5 95 bis 98%, während die Übertragungseffizienz der Toner vom Zwischentransferelement 5 auf das Transfermedium 6 94 bis 97% betrug. Als Übertragungseffizienz insgesamt konnte ein Wert von 89,3 bis 95,1% festgestellt werden, so daß sich eine hohe Übertragungseffizienz ergab. Es wurden Bilder erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, bei Symbolen oder Linien, noch schwarze Flecken um die Bilder herum erhalten wurden.

Herstellbeispiele für magnetisches Material mit darauf gelagertem flüssigem Schmiermittel

Basierend auf 100 Gewichtsteilen magnetischen Eisenoxids (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 &mgr;m) wurde eine vorgegebene Menge eines flüssigen Schmiermittels in einen Simpson-Mischer (MPVU-2, hergestellt von der Firma Matsumoto Chuzo K. K.) eingegeben, und der Mischer wurde bei Raumtemperatur 30 Minuten lang betrieben, wonach Partikelagglomerationen mit Hilfe einer Hammermühle gelöst wurden, um ein magnetisches Material (a) mit dem darauf gelagerten flüssigen Schmiermittel zu erhalten. In entsprechender Weise wurden diverse Arten von flüssigen Schmiermitteln auf verschiedenen Arten von magnetischen Materialien gelagert. Die auf diese Weise erhaltenen magnetischen Materialien (a) bis (f) mit dem darauf gelagerten flüssigen Schmiermittel besaßen die in Tabelle 2 aufgeführten physikalischen Eigenschaften.

Tabelle 2
Herstellbeispiele für Schmierpartikel mit darauf gelagertem flüssigem Schmiermittel

Während die feinen Trägerpartikel (Siliciumdioxid) zur Lagerung des flüssigen Schmiermittels darauf in einem Henschel-Mischer agitiert wurden, wurde ein mit n-Hexan verdünntes flüssiges Schmiermittel tropfenweise zugesetzt. Nach Beendigung der Zugabe wurde das n-Hexan unter reduziertem Druck bei Rühren entfernt, wonach eine Pulverisierung unter Verwendung einer Hammermühle folgte, um Schmierpartikel (a) mit dem darauf gelagerten flüssigen Schmiermittel zu erhalten. In entsprechender Weise wurden diverse Arten von flüssigen Schmiermitteln auf diversen Arten von feinen Trägerpartikeln gelagert. Die physikalischen Eigenschaften der Schmierpartikel (a) bis (d) mit dem darauf gelagerten flüssigen Schmiermittel, die auf diese Weise erhalten wurden, sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Tabelle 3
Tonerherstellbeispiel 24 Magnetisches Material (a) 100 Teile Bindemittelharz (Styrol/Butylacrylat/Butylmaleinsäurehalbester-Copolymer; Peak auf Seite mit niedrigem Molekulargewicht: etwa 5.000; Glasübergangspunkt Tg: 58°C) 100 Teile Negativladungssteuermittel (Eisenkomplex von Monoazofarbstoff) 2 Teile Trennmittel (Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Mischers vermischt und dann unter Verwendung eines auf 130°C erhitzten Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet. Das erhaltene Knetprodukt wurde abgekühlt und dann mit einer Hammermühle zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde mit Hilfe einer Strahlmühle fein pulverisiert, und das erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung einer Klassiereinrichtung mit Mehrfachunterteilung unter Ausnutzung des Coanda-Effekts streng klassiert, um magnetische Tonerpartikel zu erhalten. Die erhaltenen magnetischen Tonerpartikel wurden mit einer thermomechanischen Prallkraft (Behandlungstemperatur: 60°C) oberflächenbehandelt. Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen magnetischen Tonerpartikel wurden 1,8 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 12 nm, die durch Behandlung mit Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche nach der Behandlung: 160 m2/g), und 0,5 Gewichtsteile kugelförmiges Siliciumdioxid (spezifische BET-Oberfläche: 20 m2/g, Primärpartikeldurchmesser: 0,1 &mgr;m) als anorganisches Feinpulver zugesetzt, woraufhin mit Hilfe eines Mischers ein Vermischen erfolgte, um einen magnetischen Toner 1 zu erhalten.

Der erhaltene magnetische Toner 1 besaß einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,5 &mgr;m, einen anzahlgemittelten Partikeldurchmesser von 5,3 &mgr;m, einen Wert SF-1 von 142, einen Wert SF-2 von 126 und eine spezifische BET-Oberfläche von 5,3 m2/cm3. Die spezifische BET-Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel betrug 1,7 m2/cm3.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 1 sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 25

Ein magnetischer Toner 2 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 24 erhalten, mit der Ausnahme, daß das darin verwendete magnetische Material (a) durch magnetisches Material (b) ersetzt wurde und 1,3 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 12 nm, die durch Behandlung mit Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden waren (spezifischen BET-Oberfläche: 160 m2/g), als anorganisches Feinpulver verwendet wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 2 sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tonerherstellbeispiel 26 Magnetisches Material (c) 90 Teile Bindemittelharz (Styrol/Butylacrylat/Butylmaleinsäurehalbester-Copolymer; Peak auf Seite mit niedrigem Molekulargewicht: etwa 10.000, Glasübergangspunkt Tg: 62°C) 100 Teile Negativladungssteuermittel (Eisenkomplex von Monoazofarbstoff) 2 Teile Trennmittel (Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Ein magnetischer Toner 3 wurde in der gleichen Weise wie bei Tonerherstellbeispiel 24 erhalten, mit der Ausnahme, daß die obigen Materialien verwendet wurden, die Oberflächenbehandlung der magnetischen Tonerpartikel durch thermomechanische Prallkraft bei einer Temperatur von 64°C durchgeführt wurde und das Trockenprozeßsiliciumdioxid, das mit Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden war (spezifische BET-Oberfläche nach der Behandlung: 160 m2/g), in einer Menge von 1,8 Gewichtsteilen als anorganisches Feinpulver verwendet wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 3 sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 27

Ein magnetischer Toner 4 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 24 erhalten, mit der Ausnahme, daß das verwendete magnetische Material (a) durch magnetisches Material (d) ersetzt wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 4 sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tonerherstellbeispiel 28 Magnetisches Material (a) 110 Teile Bindemittelharz (Polyesterharz; Peak auf Seite mit niedrigem Molekulargewicht: etwa 7.000, Glasübergangspunkt Tg: 62°C) 100 Teile Negativladungssteuermittel (Chromkomplex von Monoazofarbstoff) 2 Teile Trennmittel (Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Ein magnetischer Toner 5 wurde in der gleichen Weise wie bei Tonerherstellbeispiel 24 erhalten, mit der Ausnahme, daß die obigen Materialien verwendet wurden und die Oberflächenbehandlung der magnetischen Tonerpartikel über die thermomechanische Prallkraft bei einer Temperatur von 64°C durchgeführt wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 5 sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tonerherstellbeispiel 29 Bindemittelharz (Polyesterharz; Peak auf Seite mit niedrigem Molekulargewicht: etwa 6.000; Glasübergangspunkt Tg: 55°C) 100 Teile Farbmittel (Ruß) 7 Teile Schmierpartikel (a) 4 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Extruders gründlich schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann über eine mechanische Einrichtung zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde fein pulverisiert, indem man es unter Verwendung von Strahleinrichtungen gegen eine Prallplatte kollidieren ließ. Das fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung einer Luftklassiereinrichtung unter Ausnutzung des Coanda-Effekts klassiert, um schwarze Tonerpartikel zu erhalten. Die erhaltenen Tonerpartikel wurden über eine thermomechanische Prallkraft (Behandlungstemperatur: 60°C) oberflächenbehandelt. Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen schwarzen Tonerpartikel wurden 2 Gewichtsteile von feinen Titanoxidpartikeln mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm, die mit Isobutyltrimethoxysilan hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche: 130 m2/g), extern zugesetzt, um einen nichtmagnetischen schwarzen Toner 6 mit einem guten Fließvermögen zu erhalten. Dann wurde der Toner 6 mit einem mit Silikonharz beschichteten magnetischen Ferritträger mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 50 &mgr;m in einem Gewichtsverhältnis von 5:95 vermischt, um einen Zweikomponentenentwickler zu erzeugen.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Toners 6 sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiele 30 bis 32

Toner 7, 8 und 9 wurden in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 29 erhalten, mit der Ausnahme, daß die hier verwendeten Schmierpartikel (a) durch Schmierpartikel (b), (c) oder (d) ersetzt und die Bedingungen für die Oberflächenbehandlung durch die thermomechanische Prallkraft verändert wurden.

Die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen Toner 7, 8 und 9 sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tonerherstellbeispiel 33 Bindemittelharz (Polyesterharz; Peak auf Seite mit niedrigem Molekulargewicht: etwa (5.000; Glasübergangspunkt Tg: 55°C) 100 Teile Cyan-Farbmittel (C.I. Pigment Blue 15:3) 7 Teile Schmierpartikel (a) 4 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Extruders gründlich schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann mit einer mechanischen Einrichtung zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde fein pulverisiert, indem man es unter Verwendung von Strahleinrichtungen mit einer Prallplatte kollidieren ließ. Das fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung einer Luftklassiereinrichtung unter Ausnutzung des Coanda-Effekts klassiert, um Cyan-Tonerpartikel zu erhalten. Die erhaltenen Cyan-Tonerpartikel wurden über eine thermomechanische Prallkraft (Behandlungstemperatur: 60°C) oberflächenbehandelt. Danach wurden 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen Cyan-Tonerpartikel 2 Gewichtsteile feine Titanoxidpartikel mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm, die hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche: 100 m2/g), extern zugesetzt, um einen Cyan-Farbtoner 10 mit gutem Fließvermögen zu erhalten.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Cyan-Toners 10 sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 34

Ein gelber Toner 11 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 33 erhalten, mit der Ausnahme, daß das dort verwendete Farbmittel C.I. Pigment Blue 15:3 durch ein gelbes Farbmittel C.I. Pigment Yellow 17 ersetzt wurde und die Schmierpartikel (a) durch die Schmierpartikel (b) ersetzt wurden.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen gelben Toners 11 sind in. Tabelle 4 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiele 35 und 36

Ein Magenta-Toner 12 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 33 erhalten, mit der Ausnahme, daß das Farbmittel und die Schmierpartikel, die hier verwendet wurden, durch ein Magenta-Farbmittel C.I. Pigment Red 202 und die Schmierpartikel (c) ersetzt wurden. Ein schwarzer Toner 13 wurde ebenfalls in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 33 erhalten, mit der Ausnahme, daß das verwendete Farbmittel und die verwendeten Schmierpartikel durch Graftruß und die Schmierpartikel (d) ersetzt wurden.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Magenta-Toners 12 und des auf diese Weise erhaltenen schwarzen Toners 13 sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 37 (Vergleichsbeispiel)

Ein magnetischer Toner 14 mit einem Wert SF-2 von 152 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 24 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Oberflächenbehandlung der magnetischen Tonerpartikel über eine thermomechanische Prallkraft nicht durchgeführt wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 14 sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 38 (Vergleichsbeispiel)

Ein magnetischer Toner 15 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 24 erhalten, mit der Ausnahme, daß das anorganische Feinpulver den Tonerpartikeln nicht zugesetzt wurde.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 15 sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 39 (Vergleichsbeispiel)

Ein Toner 16 mit einem Wert SF-2 von 158 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 29 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Schmierpartikel (a) durch 4 Gewichtsteile der Schmierpartikel (e) ersetzt wurden und die Oberflächenbehandlung der magnetischen Tonerpartikel über die thermomechanische Prallkraft nicht durchgeführt wurde. Dann wurde der obige Toner mit einem mit Harz beschichteten Ferritträger mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 50 &mgr;m in einem Gewichtsverhältnis von 5:95 vermischt, um einen Zweikomponentenentwickler herzustellen.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Toners 16 sind in Tabelle 4 aufgeführt. Tonerherstellbeispiele 40 bis 43 (Vergleichsbeispiel) Bindemittelharz (Polyesterharz; Peak auf Seite mit niedrigem Molekulargewicht: etwa 6.000; Glasübergangspunkt Tg: 55°C) 100 Teile Cyan-Farbmittel (C.I. Pigment Blue 15:3) 7 Teile Schmierpartikel (e) 4 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Extruders gründlich schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann über eine mechanische Einrichtung zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde fein pulverisiert, indem man es unter Verwendung von Strahleinrichtungen mit einer Prallplatte kollidieren ließ. Das fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung einer Luftklassiereinrichtung unter Ausnutzung des Coanda-Effekts klassiert, um nichtmagnetische, negativ aufladbare Cyan-Tonerpartikel durch Pulverisierung mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 7,9 &mgr;m, einem Wert SF-1 von 170 und einem Wert SF-2 von 157 zu erhalten. Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen Cyan-Tonerpartikel wurden 2 Gewichtsteile feine Titanoxidpartikel mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm, die mit Isobutyltrimethoxysilan hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche: 130 m2/g), extern zugesetzt, um einen Cyan-Farbtoner 17 mit einem Wert SF-2 von 159 zu erhalten.

In Bezug auf gelben Toner, Magenta-Toner und schwarzen Toner wurde die obige Vorgehensweise wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Farbmittel durch C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Red 202 und Graftruß ersetzt wurde. Auf diese Weise wurden ein gelber Toner 18, ein Magenta-Toner 19 und ein schwarzer Toner 20 durch Pulverisation erhalten. Diese Toner mit vier Farben wurden jeweils mit einem mit einem Silikonharz beschichteten magnetischen Ferritträger mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 50 &mgr;m in einem Gewichtsverhältnis von 5:95 vermischt, um Zweikomponentenentwickler der entsprechenden Farben herzustellen.

Die physikalischen Eigenschaften der Toner der verschiedenen Farben sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 44

Ein magnetischer Toner 21 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 24 erhalten, mit der Ausnahme, daß 1,8 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 12 nm, die durch Behandlung mit Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche nach der Behandlung: 160 m2/g), und 0,5 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 40 nm, die mit Hexamethyldisilazan behandelt worden waren (spezifische BET-Oberfläche nach Behandlung: 40 m2/g), als anorganisches Feinpulver verwendet wurden.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen magnetischen Toners 21 sind in den Tabellen 4(A) und 4(B) aufgeführt.

Tabelle 4(A)
Beispiel 11

Unter Verwendung einer Gummirolle als Primäraufladerolle (Durchmesser: 12 nm; Kontaktdruck: 50 g/cm), in der leitender Kohlenstoff dispergiert war, wobei die Kohlenstoffpartikel mit Nylonharz beschichtete waren, und unter Verwendung der lichtempfindlichen OPC (organischer Photoleiter)-Trommel, hergestellt gemäß Herstellbeispiel 3 für das lichtempfindliche Element, als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild wurden digitale latente Bilder durch Laserbelichtung (600 dpi) hergestellt, wobei sich ein Dunkelabschnittpotential VD von –600 V und ein Hellabschnittpotential VL von –100 V ergaben. Als Entwicklungseinheit für schwarze Farbe wurde die in 2 dargestellte Entwicklungseinheit in der Position der Entwicklungseinheit 4-4 gemäß 1. verwendet. Als Trägerelement für den schwarzen Toner wurde eine Entwicklungshülse mit einem rostfreien Stahlzylinder mit einem Durchmesser von 16 mm verwendet, der eine strahlbehandelte Oberfläche besaß, auf der eine Harzschicht mit der nachfolgenden Zusammensetzung in einer Dicke von etwa 7 &mgr;m und mit einer durchschnittlichen JIS-Mittellininenrauhigkeit (Ra) von 2,2 &mgr;m ausgebildet war, verwendet. Harzschichtzusammensetzung: Phenolharz 100 Teile Graphit (Partikeldurchmesser: etwa 7 &mgr;m) 90 Teile Ruß 10 Teile (alles Gewichtsteile)

Dann wurde der Spalt (S-D-Spalt) zwischen der lichtempfindlichen OPC-Trommel und der Entwicklungshülse der Eintwicklungseinheit 4-4 auf 300 &mgr;m und der Entwicklungsmagnetpol auf 80 mT (800 Gauss) eingestellt. Als Tonerüberzugssteuerelement wurde ein Urethankautschukblatt mit einer Dicke von 1,0 mm und einer freien Länge von 10 mm in Berührung mit der Entwicklungshülse bei einem linearen Druck von 14,7 N/m (15 g/cm) gebracht. Als Entwicklungsvorspannung wurden eine Gleichstromvorspannungskomponente Vdc von –450 V und eine überlagernde Wechselstromvorspannungskomponente Vpp von 1.200 V und f = 2.000 Hz an die Entwicklungshülse gelegt.

Als Reinigungsblatt der lichtempfindlichen OPC-Trommel wurde ein Urethankautschukblatt mit einer Dicke von 2,0 mm und einer freien Länge von 8 mm mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel bei einem linearen Druck von 24,5 N/m (25 g/cm) in Berührung gebracht. Die Prozeßgeschwindigkeit wurde auf 94 mm/sec eingestellt. Die Entwicklungshülse wurde in der regulären Richtung gedreht, wobei das Verhältnis zwischen ihrer Umfangsgeschwindigkeit Vt und der Umfangsgeschwindigkeit V der lichtempfindlichen Trommel Vt/V auf 1,5 eingestellt wurde. Als schwarzer Toner wurde der magnetische Toner 1 von Tonerherstellbeispiel 24 verwendet.

Unter Verwendung der Toner 10, 11 und 12 der Tonerherstellbeispiele 33 bis 35 als Magenta-Toner, Cyan-Toner und gelber Toner wurden Zweikomponentenentwickler hergestellt. Diese Entwickler wurden in die in 1 gezeigten Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2 und 4-3 eingegeben. Tonerbilder der entsprechenden Farben wurden in einer Umgebung von 23°C/65% RH durch Magnetbürstenentwicklung unter den vorstehend beschriebenen Bilderzeugungsbedingungen ausgebildet. Die Tonerbilder der entsprechenden Farben wurden nacheinander von der lichtempfindlichen OPC-Trommel 1 auf das Zwischentransferelement 5 übertragen, das mit der lichtempfindlichen OPC-Trommel in Druckkontakt trat. Die Vierfarbtonerbilder auf dem Zwischentransferelement 5 wurden auf ein Transfermedium (Normalpapier) mit einem Basisgewicht von 75 g/m2 übertragen, während die Transferrolle 7 unter Anlegung einer Spannung an die Transferrolle, um einen Transferstrom von +6 &mgr;A zur Trommel fließen zu lassen, gegen das Zwischentransferelement 5 gepreßt wurde. Danach wurden die Vierfarbtonerbilder auf dem Transfermedium über die Hitze/Druck-Fixiereinrichtung 11 thermisch fixiert, um ein Vollfarbbild zu erzeugen.

Die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben, die von der lichtempfindlichen OPC-Trommel 1 auf das Zwischentransferelement 5 übertragen worden waren, betrug 95 bis 98%, während die Übertragungseffizienz der vom Zwischentransferelement 5 auf das Transfermedium 6 übertragenen Toner 95 bis 98% betrug. Die Übertragungseffizienz als Ganzes betrug 90 bis 96,0%. Die Tonerbilder besaßen ein gutes Farbmischverhalten, und es wurden gute Vollfarbbilder erzielt, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, noch schwarze Flecken um die Bilder herum verursacht wurden.

Beispiel 12

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 11 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der Toner 2 von Tonerherstellbeispiel 25 als schwarzer Toner und die lichtempfindliche OPC-Trommel des Herstellbeispiels 1 für das lichtempfindliche Element als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild verwendet wurden.

Die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben, die von der lichtempfindlichen OPC-Trommel 1 auf das Zwischentransferelement 5 übertragen worden waren, betrug 95 bis 98%, während die Übertragungseffizienz der vom Zwischentransferelement 5 auf das Transfermedium 6 übertragenen Toner 95 bis 98% betrug. Die Übertragungseffizienz insgesamt betrug 90 bis 96%, und es wurden gute Vollfarbbilder erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, bei Symbolen oder Linien noch schwarze Flecken um die Bilder herum verursacht wurden.

Vergleichsbeispiel 7

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 12 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der magnetische Toner 14 (SF-2 = 152) aus Tonerherstellbeispiel 37 als schwarzer Toner und die Toner 17, 18 und 19 als die anderen Farbtoner verwendet wurden. Die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben, die von der lichtempfindlichen OPC-Trommel 1 auf das Zwischentransferelement 5 übertragen worden waren, betrug 85 bis 91%, während die Übertragungseffizienz der vom Zwischentransferelement 5 auf das Transfermedium 6 übertragenen Toner 80 bis 86% betrug. Die Übertragungseffizienz insgesamt betrug 68 bis 78%. Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, traten geringfügig bei Symbolen oder Linien auf.

Vergleichsbeispiel 8

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Vergleichsbeispiel 7 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der als schwarzer Toner verwendete magnetische Toner 14 durch den magnetischen Toner 15 (es wurde kein anorganisches Feinpulver extern zugesetzt) ersetzt wurde. Dabei ergab es sich, daß jede Übertragungseffizienz nur 70% betrug. Die Übertragungseffizienz insgesamt war geringer als 50%. Es wurden schlechte Bilder mit dünnen Linien erzeugt, wobei viele Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, bei Symbolen oder Linien und schwarze Flecken um die Bilder herum auftraten.

Beispiele 13 bis 16

Als Trägerelement für einen magnetischen Toner wurde eine Entwicklungshülse mit einem Zylinder aus rostfreiem Stahl und einem Durchmesser von 16 mm sowie einer strahlbehandelten Oberfläche verwendet, wobei auf der Oberfläche eine Harzschicht mit der nachfolgenden Zusammensetzung und einer Schichtdicke von etwa 7 &mgr;m sowie einer durchschnittlichen JIS-Mittellinienrauhigkeit (Ra) von 1,5 &mgr;m ausgebildet war. Diese Entwicklungshülse wurde als Trägerelement für den schwarzen Toner verwendet. Harzschichtzusammensetzung: Phenolharz 100 Teile Graphit (Partikeldurchmesser: etwa 3 &mgr;m) 45 Teile Ruß 5 Teile (Gewichtsteile)

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 11 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die obige Entwicklungshülse und als schwarzer magnetischer Toner die magnetischen Toner 3 und 4 der Tonerherstellbeispiele 26 und 27 verwendet wurden. Als Entwicklungsvorspannung wurden eine Gleichstromvorspannungskomponente Vdc von –500 V und eine überlagernde Wechselstromvorspannungskomponente Vpp von 1.100 V und f = 2.000 Hz angelegt, und die Entwicklungshülse wurde in der regulären Richtung gedreht, wobei das Verhältnis zwischen ihrer Umfangsgeschwindigkeit Vt und der Umfangsgeschwindigkeit V der lichtempfindlichen Trommel Vt/V auf 2,0 eingestellt wurde. Dabei wurden im Falle der magnetischen Toner 3 und 4 wie in Beispiel 11 gute Bilder mit einer guten Übertragungseffizienz erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, bei Symbolen oder Linien noch schwarze Flecken um die Bilder herum erzeugt wurden.

Beispiel 17

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 11 reproduziert, mit der Ausnahme, daß als schwarzer magnetischer Toner der magnetische Toner 5 aus Tonerherstellbeispiel 28 verwendet wurde und als Entwicklungsvorspannung eine Gleichstromvorspannungskomponente Vdc von –450 V und eine überlagernde Wechselstromvorspannungskomponente Vpp von 1.300 V und f = 2.000 Hz angelegt wurden. Wie in Beispiel 11 wurden gute Bilder mit einer guten Übertragungseffizienz erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, auf Symbolen oder Linien noch schwarze Flecken um Bilder herum erhalten wurden.

Beispiel 18

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und der gleichen Bedingungen wie in Beispiel 12 reproduziert, mit der Ausnahme, daß eine Zweikomponenten-Magnetbürstenentwicklung durchgeführt wurde, wobei als schwarzer Toner der schwarze Toner 13 von Tonerherstellbeispiel 36 verwendet wurde. Wie in Beispiel 12 wurden gute Bilder mit einer guten Übertragungseffizienz erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, auf Symbolen oder Linien noch schwarze Flecken um die Bilder herum erhalten wurden.

Beispiele 19 bis 22

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 18 reproduziert, mit der Ausnahme, daß als schwarze Toner die Toner 6, 7, 8 und 9 der Tonerherstellbeispiele 29 bis 32 verwendet wurden. Wie in Beispiel 18 wurden gute Bilder mit einer guten Übertragungseffizienz erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, auf Symbolen oder Linien noch schwarze Flecken um Bilder herum erhalten wurden. Im Falle des Toners 9 war die Übertragungseffizienz etwas schlecht. Es wurden jedoch Bilder erhalten, die im wesentlichen so gut waren wie die der Toner 6, 7 und 8, ohne daß im praktischen Gebrauch irgendwelche Probleme entstanden.

Vergleichsbeispiel 9

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 7 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Toner 17, 18, 19 oder 20 der Tonerherstellbeispiele 40 bis 43 als Toner verwendet wurden. Wie in Vergleichsbeispiel 7 war die Übertragungseffizienz insgesamt geringer als 85%, und es traten Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, auf Symbolen oder Linienbildern auf.

Vergleichsbeispiel 10

Bilder wurden unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 9 reproduziert, mit der Ausnahme, daß eine Zweikomponentenentwicklung unter Verwendung des Toners 16 von Tonerherstellbeispiel 39 als schwarzer Toner durchgeführt wurde. Wie in Vergleichsbeispiel 7 war die Übertragungseffizienz insgesamt geringer als 85% und es traten Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, auf Symbolen oder Linienbildern auf.

Beispiel 23

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 11 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der Toner 21 von Tonerherstellbeispiel 44 als schwarzer Toner verwendet wurde. Die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben, die vom lichtempfindlichen Element 3 auf das Zwischentransferelement 5 übertragen wurden, betrug 95 bis 98% und die Übertragungseffizienz der vom Zwischentransferelement 5 zum Transfermedium 6 übertragenen Toner betrug 94 bis 97%, was eine hohe Übertragungseffizienz anzeigte. Es wurden gute Bilder erhalten, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, auf Symbolen oder Linien noch schwarze Flecken um Bilder herum erhalten wurden.

Tonerherstellbeispiel 45

In 710 Gewichtsteile Wasser, das einem Zonenaustausch unterzogen worden war, wurden 450 Gewichtsteile einer wäßrigen 0,1 M Na3PO4-Lösung eingeführt. Das Gemisch wurde auf 60°C erhitzt, wonach mit Hilfe eines Homomischers vom TK-Typ (hergestellt von der Firma Tokushukika Kogyo K. K.) bei 12.000 UpM gerührt wurde. Dann wurden 68 Gewichtsteile einer wäßrigen 1,0 M CaCl2-Lösung Schritt für Schritt zugesetzt, um ein wäßriges Dispersionsmedium herzustellen, das feine Partikel aus Ca3(PO4)2 enthielt. Styrolmonomere 165 Teile n-Butylacrylatmonomere 35 Teile Magenta-Farbmittel (C.I. Pigment Red 202) 15 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) 3 Teile Polares Harz (gesättigtes Polyesterharz) 10 Teile Trennmittel (Esterwachs; Schmelzpunkt: 70°C) 50 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden auf 60°C erhitzt und dann gleichmäßig mit Hilfe eines Homomischers vom TK-Typ (hergestellt von der Firma Tokushukika Kogyo K. K.) bei 12.000 UpM gleichmäßig gelöst und dispergiert. In der entstandenen Dispersion wurden 10 Gewichtsteile von 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu erhalten.

Die erhaltene polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde in das obige wäßrige Dispersionsmedium eingeführt, wonach 10 Minuten lang mit Hilfe des Homomischers vom TK-Typ bei 10.000 UpM bei 60°C in einer Umgebung von N2 gerührt wurde, um die polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu granulieren. Während mit einem Rührpaddel gerührt wurde, wurde die Temperatur auf 80°C erhöht und die Reaktion über 10 Stunden durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurden die restlichen Monomere unter reduziertem Druck entfernt. Nachdem das Reaktionsprodukt abgekühlt worden war, wurde Chlorwasserstoffsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat zu lösen, wonach eine Filtration, ein Waschen mit Wasser und ein Trocknen folgten, um nichtmagnetische, negativ aufladbare Magenta-Tonerpartikel mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 5,8 &mgr;m in einer scharfen Partikelgrößenverteilung zu erhalten.

Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen Magenta-Tonerpartikel wurden 2,0 Gewichtsteile von hydrophoben feinen Titanoxidpartikeln, die durch Behandlung mit Isobutyltrimethoxysilan hydrophob gemacht worden waren, um eine spezifische Oberfläche von 100 m2/g, gemessen durch das BET-Verfahren, zu erhalten, extern zugesetzt, um einen Magenta-Farbtoner 22 zu gewinnen.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Mit 7 Gewichtsteilen dieses Toners wurden 93 Gewichtsteile eines mit Acrylharz beschichteten magnetischen Ferritträgers vermischt, um einen Entwickler (A) zu erhalten.

Tonerherstellbeispiel 46

In 710 Gewichtsteile Wasser, das einem Zonenaustausch unterzogen worden war, wurden 450 Gewichtsteile einer wäßrigen 0,1 M Na3PO4-Lösung eingeführt. Das Gemisch wurde auf 60°C erhitzt, wonach mit Hilfe eines Homomischers vom TK-Typ (hergestellt von der Firma Tokushukika Kogyo K. K.) bei 12.000 UpM gerührt wurde. Dann wurden 68 Gewichtsteile einer wäßrigen 1,0 M CaCl2-Lösung Schritt für Schritt zugesetzt, um ein wäßriges Dispersionsmedium herzustellen, das feine Partikel aus Ca3(PO4)2 enthielt. Styrolmonomere 165 Teile n-Butylacrylatmonomere 35 Teile Cyan-Farbmittel (C.I. Pigment Blue 15:3) 15 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) 3 Teile Polares Harz (gesättigtes Polyesterharz) 10 Teile Trennmittel (Esterwachs; Schmelzpunkt: 70°C) 50 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden auf 60°C erhitzt und dann gleichmäßig mit Hilfe eines Homomischers vom TK-Typ (hergestellt von der Firma Tokushukika Kogyo K. K.) bei 12.000 UpM gelöst und dispergiert. In der entstandenen Dispersion wurden 10 Gewichtsteile von 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung herzustellen.

Die erhaltene polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde in das obige wäßrige Dispersionsmedium eingeführt, wonach 10 Minuten lang mit Hilfe des Homomischers vom TK-Typ bei 10.000 UpM bei 60°C in einer Umgebung von N2 gerührt wurde, um die polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu granulieren. Während mit einem Rührpaddel gerührt wurde, wurde danach die Temperatur auf 80°C erhöht und die Reaktion über 10 Stunden durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurden die restlichen Monomere unter reduziertem Druck entfern. Nach Abkühlen des Reaktionsproduktes wurde Chlorwasserstoffsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat zu lösen, wonach eine Filtration, ein Waschen mit Wasser und ein Trocknen folgten, um nichtmagnetische, negativ aufladbare Cyan-Tonerpartikel mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 5,5 &mgr;m in einer scharfen Partikelgrößenverteilung zu erhalten.

Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen Cyan-Tonerpartikel wurden 2,0 Gewichtsteile von hydrophoben feinen Titanoxidpartikeln, die durch Behandlung mit Isobutyltrimethoxysilan hydrophob gemacht worden waren, um eine spezifische Oberfläche von 100 m2/g, gemessen durch das BET-Verfahren, zu erhalten, extern zugesetzt, um einen Cyan-Farbtoner 23 zu gewinnen.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese erhaltenen Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

7 Gewichtsteile dieses Toners wurden mit 93 Gewichtsteilen eines mit Acrylharz beschichteten magnetischen Ferritträgers vermischt, um einen Entwickler (B) herzustellen.

Tonerherstellbeispiel 47

In 710 Gewichtsteile Wasser, das einem Ionenaustausch unterzogen worden war, wurden 450 Gewichtsteile einer wäßrigen 0,1 M Na3PO4-Lösung eingeführt. Das Gemisch wurde auf 60°C erhitzt, wonach mit Hilfe eines Homomischers vom TK-Typ (hergestellt von der Firma Tokushukika Kogyo K. K.) bei 12.000 UpM gerührt wurde. Dann wurden 68 Gewichtsteile einer wäßrigen 1,0 M CaCl2-Lösung Schritt für Schritt zugesetzt, um ein wäßriges Dispersionsmedium herzustellen, das feine Partikel aus Ca3(PO4)2 enthielt. Styrolmonomere 165 Teile n-Butylacrylatmonomere 35 Teile Gelbes Farbmittel (C.I. Pigment Yellow 17) 15 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) 3 Teile Polares Harz (gesättigtes Polyesterharz) 10 Teile Trennmittel (Esterwachs; Schmelzpunkt: 70°C) 50 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden auf 60°C erhitzt und dann mit Hilfe eines Homomischers vom TK-Typ (hergestellt von der Firma Tokushukika Kogyo K. K.) bei 12.000 UpM gleichmäßig gelöst und dispergiert. In der entstandenen Dispersion wurden 10 Gewichtsteile von 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu erhalten.

Die erhaltene polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde in das obige wäßrige Dispersionsmedium eingeführt, wonach 10 Minuten lang mit Hilfe des Homomischers vom TK-Typ bei 10.000 UpM und 60°C in einer Umgebung von N2 gerührt wurde, um die polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu granulieren. Während mit einem Rührpaddel gerührt wurde, wurde danach die Temperatur auf 80°C angehoben und die Reaktion über 10 Stunden durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurden die restlichen Monomere unter reduziertem Druck entfernt. Nach Abkühlung des Reaktionsproduktes wurde Chlorwasserstoffsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat zu lösen, wonach eine Filtration, ein Waschen mit Wasser und ein Trocknen folgten, um nichtmagnetische, negativ aufladbare gelbe Tonerpartikel mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 5,9 &mgr;m in einer scharfen Partikelgrößenverteilung zu erhalten.

Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen gelben Tonerpartikel wurden 2,0 Gewichtsteile von hydrophoben feinen Titanoxidpartikeln, die durch Behandlung mit Isobutyltrimethoxysilan hydrophob gemacht worden waren, um eine spezifische Oberfläche von 100 m2/g, gemessen durch das BET-Verfahren, zu erhalten, extern zugesetzt, um einen gelben Toner 24 zu gewinnen.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

7 Gewichtsteile dieses Toners wurden mit 93 Gewichtsteilen eines mit Acrylharz beschichteten magnetischen Ferritträgers vermischt, um einen Entwickler (C) zu erzeugen. Tonerherstellbeispiel 48 Magnetisches Material (magnetisches Eisenoxidpulver; durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 0,22 &mgr;m) 100 Teile Bindemittelharz (Styrol/Butylacrylat/Butylmaleinsäurehalbester-Copolymer; Peak bei niedrigem Molekulargewicht: etwa 5.000; Glasübergangspunkt Tg: 58°C) 100 Teile Negativladungssteuermittel (Eisenkomplex von Monoazofarbstoff) 2 Teile Trennmittel (Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Mischers vermischt und dann unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders, der auf 130°C erhitzt worden war, schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann mit einer Hammermühle zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde mit Hilfe einer Strahlmühle fein pulverisiert, und das erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung eines Klassierers mit Mehrfachunterteilung unter Ausnutzung des Coanda-Effekts streng klassiert, um magnetische schwarze Tonerpartikel zu erhalten. Die erhaltenen magnetischen Tonerpartikel wurden mit einer thermomechanischen Prallkraft (Behandlungstemperatur: 60°C) oberflächenbehandelt. Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen magnetischen Tonerpartikel wurden 1,8 Gewichtsteile Trockenprozeßsiliciumdioxid mit einem Primärpartikeldurchmesser von 12 nm, die durch Behandlung mit Silikonöl und Hexamethyldisilazan hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche nach der Behandlung: 120 m2/g), und 0,5 Gewichtsteile kugelförmiges Siliciumdioxid (spezifische BET-Oberfläche: 20 m2/g; Primärpartikeldurchmesser: 0,1 &mgr;m) als anorganisches Feinpulver zugesetzt, wonach mit Hilfe eines Mischgerätes gemischt wurde, um schwarzen Toner 25 zu erhalten. Dieser wird als Entwickler (D) bezeichnet.

Der erhaltene schwarze Toner 25 hatte einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,5 &mgr;m, einen anzahlgemittelten Partikeldurchmesser von 5,3 &mgr;m, einen Wert SF-1 von 141, einen Wert SF-2 von 125 und eine spezifische BET-Oberfläche von 5,3 m2/cm3. Die spezifische BET-Oberfläche der magnetischen Tonerpartikel betrug 1,0 m2/cm3.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 49 (Vergleichsbeispiel)

Ein schwarzer Toner 26 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 48 erhalten, mit der Ausnahme, daß weder Trockenprozeßsiliciumdioxid noch kugelförmiges Siliciumdioxid extern zugesetzt wurden.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt. Tonerherstellbeispiel 50 (Vergleichsbeispiel) Bindemittelharz (Polyesterharz; Peak bei niedrigem Molekulargewicht: etwa 6.000; Glasübergangspunkt Tg: 55°C) 100 Teile Farbmittel (C.I. Pigment Blue 15:3) 7 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetaliverbindung) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Extruders gründlich schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann über eine mechanische Einrichtung zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde fein pulverisiert, indem man es unter Verwendung von Strahlen mit einer Prallplatte kollidieren ließ. Das fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung eines Luftklassierers unter Ausnutzung des Coanda-Effektes klassiert, um Cyan-Tonerpartikel durch Pulverisation mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 5,8 &mgr;m, einem Wert SF-1 von 165 und einem Wert SF-2 von 155 zu erhalten. 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen Cyan-Tonerpartikel wurden 2 Gewichtsteile feine Titanoxidpartikel mit einem Primärpartikeldurchmesser von 20 nm, die mit Isobutyltrimethoxysilan (spezifische BET-Oberfläche: 100 m2/g) hydrophob gemacht worden waren, extern. zugesetzt, um einen Cyan-Toner 27 mit einem guten Fließvermögen zu erhalten.

Dieser Toner wurde mit einem mit Acrylharz beschichteten magnetischen Ferritträger mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von etwa 35 &mgr;m in einem Gewichtsverhältnis von 7:93 vermischt, um einen Zweikomponentenentwickler (E) herzustellen.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Toners sind in der nachfolgenden Tabelle 5 aufgeführt. Tonerherstellbeispiel 51 Ruß (durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 60 nm) 5 Teile Bindemittelharz (Styrol/Butylacrylat/Butylmaleinsäurehalbester-Copolymer; Peak bei niedrigem Molekulargewicht: Molekulargewicht von etwa. 5.000; Glasübergangspunkt Tg: 58°C) 100 Teile Negativladungssteuermittel (Eisenkomplex von Monoazofarbstoff) 2 Teile Trennmittel (Polyolefin mit niedrigem Molekulargewicht) 2 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden unter Verwendung eines Mischers vermischt und dann unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders, der auf 130°C erhitzt worden war, schmelzgeknetet. Das erhaltene geknetete Produkt wurde abgekühlt und dann mit einer Hammermühle zerkleinert. Das zerkleinerte Produkt wurde mit Hilfe einer Strahlmühle fein pulverisiert, und das erhaltene fein pulverisierte Produkt wurde unter Verwendung eines Klassierers mit Mehrfachunterteilung unter Ausnutzung des Coanda-Effekts streng klassiert, um schwarze Tonerpartikel zu erhalten. Die erhaltenen Tonerpartikel wurden mit einer thermomechanischen Prallkraft (Behandlungstemperatur: 60°C) oberflächenbehandelt. Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen Tonerpartikel wurden 1,8 Gewichtsteile der feinen Titanoxidpartikel, die in Beispiel 50 verwendet wurden, als anorganisches Feinpulver zugesetzt, die dann mit Hilfe eines Mischers vermischt wurden, um schwarzen Toner 28 zu erhalten.

Der erhaltene schwarze Toner besaß einen gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 5,8 &mgr;m, einen Wert SF-1 von 140 und einen Wert SF-2 von 130.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

7 Gewichtsteile dieses Toners wurden mit 93 Gewichtsteilen eines mit Acrylharz beschichteten magnetischen Ferritträgers vermischt, um einen Entwickler (F) herzustellen.

Tonerherstellbeispiel 52

In 710 Gewichtsteile Wasser, das einem Zonenaustausch unterzogen worden ist, wurden 450 Gewichtsteile einer wäßrigen 0,1 M Na3PO4-Lösung eingeführt. Das Gemisch wurde auf 60°C erhitzt, wonach mit Hilfe eines Homomischers vom TK-Typ (hergestellt von der Firma Tokushukika Kogyo K. K.) bei 12.000 UpM gerührt wurde. Dann wurden 68 Gewichtsteile einer wäßrigen 1,0 M CaCl2-Lösung Schritt für Schritt zugesetzt, um ein wäßriges Dispersionsmedium herzustellen, das feine Partikel aus Ca3(PO4)2 enthielt. Diesem Medium wurden 0,1 Gewichtsteile Natriumdodecylbenzolsulfonat zugesetzt und vermischt. Styrolmonomere 165 Teile n-Butylacrylatmonomere 35 Teile Farbmittel (Ruß; durchschnittlicher Partikeldurchmesser: 60 nm) 15 Teile Negativladungssteuermittel (Dialkylsalicylsäuremetallverbindung) 3 Teile Polares Harz (gesättigtes Polyesterharz) 10 Teile Trennmittel (Esterwachs; Schmelzpunkt: 70°C) 50 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Die obigen Materialien wurden auf 60°C erhitzt und dann mit Hilfe eines Homomischers vom TK-Typ (hergestellt von der Firma Tokushukika Kogyo K. K.) bei 12.000 UpM gleichmäßig gelöst und dispergiert. In der entstandenen Dispersion wurden 10 Gewichtsteile von 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril) als Polymerisationsinitiator gelöst, um eine polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu erhalten.

Die erhaltene polymerisierbare Monomerzusammensetzung wurde in das obige wäßrige Dispersionsmedium eingeführt, wonach 10 Minuten lang mit Hilfe des Homomischers vom TK-Typ bei 10.000 UpM und 60°C in einer Umgebung von N2 gerührt wurde, um die polymerisierbare Monomerzusammensetzung zu granulieren. Während mit einem Rührpaddel gerührt wurde, wurde danach die Temperatur auf 80°C erhöht und die Reaktion über 10 Stunden ausgeführt. Nach Beendigung der Polymerisation wurden die restlichen Monomere unter reduziertem Druck entfernt. Nach Abkühlung des Reaktionsproduktes wurde Chlorwasserstoffsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat zu lösen und danach farbige suspendierte Partikel zu erhalten. Dann wurden die suspendierten Partikel auf 60°C erhitzt, wonach auf einen pH-Wert von 7 eingestellt, weiter auf 90°C erhitzt und diese Temperatur über 2 Stunden aufrechterhalten wurde. Danach folgten eine Filtration, ein Waschen mit Wasser und ein Trocknen, um nichtmagnetische, negativ aufladbare schwarze Tonerpartikel aus Agglomeratpartikeln mit einem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser von 6,3 &mgr;m zu erhalten.

Zu 100 Gewichtsteilen der auf diese Weise erhaltenen schwarzen Tonerpartikel wurden 2,0 Gewichtsteile von hydrophoben feinen Titanoxidpartikeln, die durch Behandlung mit Isobutyltrimethoxysilan hydrophob gemacht worden waren, um eine spezifische Oberfläche von 100 m2/g, gemessen durch das BET-Verfahren, zu erhalten, extern zugesetzt, um einen schwarzen Toner 29 zu gewinnen.

Die physikalischen Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

7 Gewichtsteile dieses Toners wurden mit 93 Gewichtsteilen eines mit Acrylharz beschichteten magnetischen Ferritträgers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 35 &mgr;m vermischt, um einen Entwickler (G) zu erzeugen.

Tonerherstellbeispiel 53

Ein schwarzer Toner 30 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 48 erhalten, mit der Ausnahme, daß feine Siliciumdioxidpartikel, die nicht hydrophob gemacht worden waren (spezifische BET-Oberfläche: 180 m2/g), verwendet wurden. Dieses Produkt wird als Entwickler (H) bezeichnet.

Die physikalischen Eigenschaften dieses Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 54

Ein Cyan-Toner 31 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 46 erhalten, mit der Ausnahme, daß feine Aluminiumoxidpartikel verwendet wurden, die durch Behandlung mit Isobutyltrimethoxysilan (spezifische BET-Oberfläche: 160 m2/g) hydrophob gemacht worden waren, verwendet wurden. Das nachfolgende Verfahren wurde wiederholt, um einen Entwickler (I) herzustellen.

Die physikalischen Eigenschaften des Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 55

Ein Cyan-Toner 32 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 46 erhalten, mit der Ausnahme, daß die feinen Titanoxidpartikel durch die in Tonerherstellbeispiel 48 verwendeten hydrophoben feinen Siliciumdioxidpartikel ersetzt wurden. Das nachfolgende Verfahren wurde wiederholt, um einen Entwickler (J) herzustellen.

Die physikalischen Eigenschaften des Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiele 56, 57 und 58

Toner 33, 34 und 35 der entsprechenden Farben wurden in der gleichen Weise wie in den Tonerherstellbeispielen 45, 46 und 47 erzeugt, mit der Ausnahme, daß nach der Polymerisationsreaktion bei 80°C das Reaktionsprodukt in einem Autoklaven bei 120°C über 5 Stunden weiter reagieren gelassen wurde. Das nachfolgende Verfahren wurde wiederholt, um einen Magenta-Entwickler (K), eine Cyan-Entwickler (L) und einen gelben Entwickler (M) zu erhalten.

Die physikalischen Eigenschaften der Toner sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Tonerherstellbeispiel 59

Ein schwarzer Toner 36 wurde in der gleichen Weise wie in Tonerherstellbeispiel 45 erzeugt, mit der Ausnahme, daß Ruß als Farbmittel verwendet wurde. Das nachfolgende Verfahren wurde wiederholt, um einen schwarzen Entwickler (N) herzustellen. Die physikalischen Eigenschaften des Toners sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Tabelle 5
  • * Vergleichsbeispiel

Beispiel 24

Unter Verwendung einer Gummirolle (Durchmesser: 12 mm; Kontaktdruck: 50 g/cm) mit darin dispergiertem leitenden Kohlenstoff, wobei die Kohlenstoffpartikel mit Nylonharz beschichtet wurden, als Primäraufladerolle und unter Verwendung der lichtempfindlichen OPC (organischer Photoleiter)-Trommel 3, hergestellt nach dem Herstellbeispiel 3 für das lichtempfindliche Element, als Trägerelement für das latente elektrostatische Bild wurden digitale latente Bilder durch Laserbelichtung (600 dpi) mit einem Dunkelabschnittpotential VD von –600 V und einem Hellabschnittpotential VL von –100 V hergestellt. Als Entwicklungseinheit für schwarze Farbe wurde die in 2 gezeigte Entwicklungseinheit an der Stelle der Entwicklungseinheit 4-4 in 1 verwendet. Als Trägerelement für schwarzen magnetischen Toner wurde eine Entwicklungshülse aus einem rostfreien Stahlzylinder mit einem Durchmesser von. 16 mm mit einer bestrahlten Oberfläche und einer darauf ausgebildeten Harzschicht mit der nachfolgenden Zusammensetzung und einer Schichtdicke von etwa 7 &mgr;m sowie einer JIS-Mittelliniendurchschnittsrauhigkeit (Ra) von 2,2 &mgr;m verwendet. Harzschichtzusammensetzung: Phenolharz 100 Teile Graphit (Partikeldurchmesser: etwa 7 &mgr;m) 90 Teile Ruß 10 Teile (alle Teile sind Gewichtsteile)

Dann wurde der Spalt (S-D-Spalt) zwischen der lichtempfindlichen OPC-Trommel und der Entwicklungshülse der Entwicklungseinheit 4-4 auf 300 &mgr;m eingestellt, während der Entwicklungsmagnetpol auf 80 mT (800 Gauss) eingestellt wurde. Als Tonerüberzugssteuerelement wurde ein Urethankautschukblatt mit einer Dicke von 1,0 mm und einer freien Länge von 10 mm mit der Oberfläche der Entwicklungshülse bei einem linearen Druck von 14,7 N/m (15 g/cm) in Berührung gebracht. Als Entwicklungsvorspannung wurden eine Gleichstromvorspannungskomponente Vdc von –450 V und eine überlagernde Wechselstromvorspannungskomponente Vpp von 1.200 V und f = 2.000 Hz an die Entwicklungshülse gelegt.

Als Reinigungsblatt der lichtempfindlichen OPC-Trommel wurde ein Urethankautschukblatt mit einer Dicke von 2,0 mm und einer freien Länge von 8 mm mit der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel bei einem linearen Druck von 24,5 N/m (25 g/cm) in Berührung gebracht. Die Prozeßgeschwindigkeit wurde auf 94 mm/sec eingestellt. Die Entwicklungshülse wurde in der regulären Richtung gedreht, wobei das Verhältnis zwischen ihrer Umfangsgeschwindigkeit Vt und der Umfangsgeschwindigkeit V der lichtempfindlichen Trommel, nämlich Vt/V, auf 1,5 eingestellt wurde. Als magnetischer Toner wurde der Entwickler (D) verwendet.

Unter Verwendung von Zweikomponentenentwicklern, die als Entwickler (A) bis (C) unter Verwendung des Magenta-Toners, Cyan-Toners und gelben Toners der Tonerherstellbeispiele 45 bis 47 hergestellt wurden, wurden die Entwickler in die in 1 gezeigten Entwicklungseinheiten 4-1, 4-2 und 4-3 eingeführt. Tonerbilder der entsprechenden Farben wurden in einer Umgebung von 23°C/65% RH durch eine als Magnetbürstenentwicklung ausgeführte Reversalentwicklung unter den vorstehend beschriebenen Bilderzeugungsbedingungen hergestellt. Die Tonerbilder der entsprechenden Farben wurden nacheinander von der lichtempfindlichen OPC-Trommel auf das Zwischentransferelement 5 übertragen, das in Druckkontakt mit der lichtempfindlichen OPC-Trommel trat. Die Vierfarbtonerbilder auf dem Zwischentransferelement 5 wurden auf ein Transfermedium (Normalpapier) mit einem Basisgewicht von 75 g/m2 übertragen, während die Transferrolle 7 gegen das Zwischentransferelement 5 gepreßt wurde. Danach wurden die Vierfarbtonerbilder über die Wärme- und Druckfixiereinrichtung thermisch fixiert, um ein Vollfarbbild zu erzeugen.

Die Übertragungseffizienz der Toner der entsprechenden Farben von der lichtempfindlichen OPC-Trommel zum Zwischentransferelement 5 betrug 95 bis 98%, während die Übertragungseffizienz der Toner vom Zwischentransferelement 5 zum Transfermedium 6 95 bis 98% betrug. Die Übertragungseffizienz insgesamt betrug 90,3 bis 96,0%. Die Tonerbilder hatten ein gutes Farbmischverhalten, und es wurden gute Vollfarbbilder erzielt, wobei weder Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, noch schwarze Flecken um Bilder herum erzeugt wurden.

Vergleichsbeispiel 11

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 24 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der Cyan-Entwickler und der magnetische Entwickler aus schwarzem Toner durch den Entwickler (E) und den Entwickler (G) (SF-2 = 151) ersetzt wurden. Die Übertragungseffizienz von Vollbildern wurde verringert. Es gab keine Probleme im praktischen Gebrauch bei 200 dpi. Bei 400 dpi traten keine schwarzen Flecken um Bilder herum auf, jedoch fiel die Highlight-Reproduktion geringfügig ab.

Es wurde nunmehr der Übertragungsstrom erhöht, um das Übertragungsverhalten zu verbessern. Es war jedoch unmöglich, sowohl eine Verbesserung des Übertragungsverhaltens als auch eine Verhinderung von schwarzen Flecken um Bilder herum zu erzielen.

Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß der Wert SF-2 des Toners des Cyan-Entwicklers so viel größer war als der Wert SF-2 des schwarzen Toners, daß es unmöglich war, geeignete Übertragungsbedingungen einzustellen, was zu einer Verschlechterung des Übertragungsverhaltens in dem Zustand führte, in dem die schwarzen Flecken um die Bilder herum verhindert wurden.

Vergleichsbeispiel 12

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 24 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der Entwickler (D) durch den Toner 26 (anorganisches Feinpulver wurde nicht extern zugesetzt) ausgetauscht wurde. Als Ergebnis hiervon fiel die Übertragungseffizienz in Bezug auf Vollbilder extrem ab. Durch eine schlechte Übertragung verursachte Leerbereiche traten in großem Umfang auf, und Grobbilder wurden in Highlight-Bereichen erzeugt.

Beispiel 25

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 24 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Entwicklungseinheit für schwarze Farbe durch eine Zweikomponentenentwicklungseinheit ausgetauscht und der Entwickler (F) hierfür verwendet wurde. Dabei ergab sich, daß die Übertragungseffizienz des schwarzen Toners gut war. Gute Ergebnisse wurden erhalten, ohne daß Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, Grobbilder in Highlight-Bereichen und schwarze Flecken um Bilder herum auftraten.

Beispiel 26

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 24 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Entwicklungseinheiten für Magenta, Cyan und gelbe Farben in nichtmagnetische Einkomponentenentwicklungssysteme modifiziert wurden. Als Entwicklungsbedingungen wurde der Spalt zwischen jeder lichtempfindlichen OPC-Trommel und jeder Entwicklungshülse auf 300 &mgr;m eingestellt und wurden ein elektrisches Gleichstromfeld von 300 V und ein elektrisches Wechselstromfeld von 2 KDpp bei 2 kHz übereinander gelagert als elektrisches Entwicklungsfeld (kein Träger wurde verwendet) angelegt. Dabei wurden die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 24 erhalten.

Beispiel 27

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 24 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der schwarze Entwickler durch den schwarzen Entwickler (G) ersetzt wurde. Als Folge hiervon fiel die Übertragungseffizienz geringfügig auf 95% ab.

Beispiel 28

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 24 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der schwarze Entwickler durch den schwarzen Entwickler (H) ersetzt wurde. Als Folge hiervon war die Übertragungseffizienz bei Vollbildern schlechter, und es traten mehr Leerbereiche, verursacht durch eine schlechte Übertragung, auf als in Beispiel 24.

Beispiel 29

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 24 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der Cyan-Entwickler durch den Cyan-Entwickler (I) ersetzt wurde. Es wurden gute Resultate erzielt.

Beispiel 30

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 24 reproduziert, mit der Ausnahme, daß der Cyan-Entwickler durch den Cyan-Entwickler (J) ersetzt wurde. Es wurden gute Ergebnisse erhalten.

Beispiel 31

Bilder wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 25 reproduziert, mit der Ausnahme, daß die Entwickler durch die Entwickler (K) bis (N) ersetzt wurden. Dabei wurden gute Ergebnisse erzielt.

Die Auswertungsergebnisse der obigen Beispiele und Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 6 zusammen mit den physikalischen Eigenschaften der Toner aufgeführt.

In Tabelle 6 sind folgende Auswertungsränge enthalten: „AA": Ausgezeichnet; „A": Gut; „B": Durchschnittlich; „C": Schlecht.


Anspruch[de]
  1. Tonerausstattung, die folgendes umfaßt: einen gelben Toner, der i) ein gelbes Farbmittel und ein Binderharz enthaltende gelbe Tonerpartikel und ii) ein anorganisches Feinpulver umfaßt, einen Magenta-Toner, der i) ein Magenta-Farbmittel und ein Binderharz enthaltende Magenta-Tonerpartikel und ii) ein anorganisches Feinpulver umfaßt, einen Cyan-Toner, der i) ein Cyan-Farbmittel und ein Binderharz enthaltende Cyan-Tonerpartikel und ii) ein anorganisches Feinpulver umfaßt, und einen schwarzen Toner, der i) schwarze Tonerpartikel, die mindestens einen Stoff aus Ruß und einem magnetischen Material und ein Binderharz enthalten und ii) ein anorganisches Feinpulver umfaßt, wobei der schwarze Toner einen Wert des Formfaktors SF-2 von 140 oder weniger, und größer als die Werte des Formfaktors SF-2 des gelben Toners, Magenta-Toners und Cyan-Toners besitzt.
  2. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der schwarze Toner einen Wert des Formfaktors SF-1 von 120 bis 160 besitzt.
  3. Tonerausstattung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der schwarze Toner ein magnetischer Toner und der gelbe Toner, Magenta-Toner und Cyan-Toner nichtmagnetische Toner sind.
  4. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der Toner folgende Bedingungen erfüllt: 3,0 ≤ Sb/St ≤ 7,0 Sb ≥ St × 1,5 + 1,5 wobei Sb eine spezifische Oberfläche (m2/cm3) pro Einheitsvolumen des Toners darstellt, wie durch das BET-Verfahren gemessen, und St eine spezifische Oberfläche (m2/cm3) pro Einheitsvolumen darstellt, wie aus dem gewichtsgemittelten Partikeldurchmesser unter der Annehme berechnet, daß die Tonerpartikel wirklich sphärisch sind.
  5. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der schwarze Toner ein magnetischer Toner ist, der 30 Gewichtsteile bis 200 Gewichtsteile eines magnetischen Materials, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Binderharzes enthält, und der magnetische Toner einen Wert von SF-1 von 120 ≤ SF-1 ≤ 160 und einen Wert von SF-2 von 115 ≤ SF-2 ≤ 140 besitzt.
  6. Tonerausstattung nach Anspruch 5, wobei der Toner einen Wert des Verhältnisses B/A von 0,20 bis 0,90 besitzt, welches das Verhältnis eines Wertes B, der durch Subtrahieren von 100 vom Wert von SF-2 erhalten wird, zu einem Wert A, der durch Subtrahieren von 100 vom Wert von SF-1 erhalten wird, ist.
  7. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der Toner eine Ladungsmenge pro Einheitsvolumen von 30 C/m3 bis 80 C/m3 besitzt.
  8. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei das anorganische Feinpulver ein anorganisches Feinpulver eines Materials ist, das aus der Gruppe bestehend aus Titanoxid, Aluminiumoxid, Siliciumoxid und Doppeloxide hiervon ausgewählt wurde.
  9. Tonerausstattung nach Anspruch 1 oder 8, wobei das anorganische Feinpulver ein anorganisches Feinpulver ist, das einer Hydrophobierungsbehandlung unterzogen worden ist.
  10. Tonerausstattung nach Anspruch 9, wobei das anorganische Feinpulver ein anorganisches Feinpulver ist, das mindestens mit Silikonöl behandelt worden ist.
  11. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei das anorganische Feinpulver einen mittleren primären Partikeldurchmesser von 30 nm oder weniger besitzt und der Toner ferner ein zweites Feinpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser größer als 30 nm enthält.
  12. Tonerausstattung nach Anspruch 11, wobei das zweite Feinpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser größer als 30 nm ein anorganisches Feinpulver ist.
  13. Tonerausstattung nach Anspruch 11, wobei das zweite Feinpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser größer als 30 nm ein feines Harzpulver ist.
  14. Tonerausstattung nach Anspruch 11, wobei das zweite Feinpulver mit einem mittleren Partikeldurchmesser größer als 30 nm im wesentlichen eine sphärische Partikelform aufweist.
  15. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei die Tonerpartikel eine spezifische Oberfläche pro Einheitsvolumen von 1,2 m2/cm3 bis 2,5 m2/cm3, gemessen durch das BET-Verfahren, aufweisen.
  16. Tonerausstattung nach Anspruch 1 oder 15, wobei die Tonerpartikel einen 60%-Porenradius von 3,5 nm oder weniger in der integrierenden Porenflächenprozentsatzkurve von Poren einer Größe von 1 nm bis 100 nm besitzen.
  17. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei die Tonerpartikel einen Peak mit niedrigem Molekulargewicht in ihrer Molekulargewichtsverteilung, gemessen durch Gelpermeationschromatographie, in einem Bereich von 3.000 bis 15.000 besitzen.
  18. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der schwarze Toner einen Wert von SF-2 besitzt, der um mindestens 5 größer ist als der Wert von SF-2 des gelben Toners, Magenta-Toners oder Cyan-Toners.
  19. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der gelbe Toner SF-1 von 100 bis 170 und SF-2 von 100 bis 139, der Magenta-Toner SF-1 von 100 bis 170 und SF-2 von 100 bis 139 und der Cyan-Toner SF-1 von 100 bis 170 und SF-2 von 100 bis 139 besitzen.
  20. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der gelbe Toner SF-1 von 100 bis 160 und SF-2 von 100 bis 130, der Magenta-Toner SF-1 von 100 bis 160 und SF-2 von 100 bis 130 und der Cyan-Toner SF-1 von 100 bis 160 und SF-2 von 100 bis 130 besitzen.
  21. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der gelbe Toner SF-1 von 100 bis 150 und SF-2 von 100 bis 125, der Magenta-Toner SF-1 von 100 bis 150 und on SF-2 von 100 bis 125 und der Cyan-Toner SF-1 von 100 bis 150 und SF-2 von 100 bis 125 besitzen.
  22. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der schwarze Toner Tonerpartikel aufweist, die durch Schmelzkneten eines Gemisches mit mindestens einem Binderharz und einem schwarzen Farbmittel, Abkühlen des entstandenen schmelzgekneteten Produktes und Pulverisieren des schmelzgekneteten abgekühlten Produktes hergestellt sind, der gelbe Toner gelbe Tonerpartikel aufweist, die durch Bildung von feinen Partikeln durch Polymerisation in einem wäßrigen Medium aus einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer und ein gelbes Farbmittel enthält, hergestellt sind, der Magenta-Toner Magenta-Tonerpartikel aufweist, die durch Bildung von feinen Partikeln durch Polymerisation in einem wäßrigen Medium einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer und ein Magenta-Farbmittel enthält, hergestellt sind und der Cyan-Toner Cyan-Tonerpartikel aufweist, die durch Bildung von feinen Partikeln durch Polymerisation in einem wäßrigen Medium einer polymerisierbaren Monomerzusammensetzung, die mindestens ein polymerisierbares Monomer und ein Cyan-Farbmittel enthält, hergestellt sind.
  23. Tonerausstattung nach Anspruch 1, wobei der schwarze Toner ein flüssiges Schmiermittel enthält.
  24. Tonerausstattung nach Anspruch 23, wobei das flüssige Schmiermittel in dem Toner in der Form von Schmiermittel-tragenden Partikeln enthalten ist, die 20 bis 90 Gewichtsteile des flüssigen Schmiermittels enthalten.
  25. Tonerausstattung nach Anspruch 23, wobei der schwarze Toner ein magnetischer Toner ist und das flüssige Schmiermittel auf einem im magnetischen Toner enthaltenen magnetischen Material geträgert ist.
  26. Tonerausstattung nach Anspruch 23, wobei das flüssige Schmiermittel eine Viskosität bei 25°C von 10 cSt bis 200.000 cSt besitzt.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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