DE69523119T2

DE69523119T2 - Bilderzeugungsverfahren

Info

Publication number: DE69523119T2
Application number: DE69523119T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Aita; Kengo Hayase; Koji Inaba; Masayoshi Kato; Tatsuya Nakamura; Yuki Nishio
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2015-11-28
Also published as: DE69523119D1; US5753396A; EP0715230A1; EP0715230B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Fachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsverfahren, das auf Drucker, Kopiergeräte, Faksimilegeräte usw. angewandt wird. Sie betrifft vor allem ein Bilderzeugungsverfahren, bei dem durch dieselbe Einrichtung die Umkehrentwicklung elektrostatischer Latentbilder und das Sammeln von Toner, der nach der Übertragung zurückgeblieben ist, durchgeführt werden.

Verwandter Stand der Technik

Für die Elektrophotographie sind allgemein mehrere Verfahren bekannt. Kopien oder Drucke werden im allgemeinen erhalten, indem auf einem lichtempfindlichen Element durch Anwendung eines photoleitfähigen Materials und durch verschiedene Einrichtungen ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird, das Latentbild anschließend mit einem Toner entwickelt wird, um ein Tonerbild zu erzeugen, das Tonerbild nötigenfalls auf ein Übertragungs- Bildempfangsmaterial wie z. B. Papier übertragen wird und das Tonerbild danach mit Wärme, Druck oder Wärme und Druck an dem Übertragungs-Bildempfangsmaterial fixiert wird. Tonerteilchen, die nicht auf das Übertragungs-Bildempfangsmaterial übertragen worden und auf dem lichtempfindlichen Element zurückgeblieben sind, werden im Reinigungsschritt von dem lichtempfindlichen Element entfernt.
Im Reinigungsschritt des lichtempfindlichen Elements sind üblicherweise eine Reinigung mit einer Rakel, eine Reinigung mit einer Pelzbürste, eine Reinigung mit einer Walze usw. angewandt worden. Durch solche Einrichtungen wird der Toner, der nach der Übertragung zurückgeblieben ist, (nachstehend oft als "restlicher Toner" bezeichnet) mechanisch abgekratzt oder blockiert, damit der Toner in dem Abfalltonerbehälter gesammelt wird. Infolgedessen treten wegen des Presskontakts eines Bauelements, das so eine Einrichtung bildet, mit dem lichtempfindlichen Element oft Probleme auf. Wenn das Reinigungselement beispielsweise unter starkem Druck in Kontakt gebracht wird, wird die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements abgenutzt.
Außerdem wird das gesamte Gerät wegen des Vorhandenseins der Reinigungseinrichtung notwendigerweise vergrößert, wodurch eine Verminderung der Abmessungen des Geräts behindert wird.
Unter ökologischen Gesichtspunkten wird seit langem ein System erwartet, bei dem kein Abfalltoner erzeugt werden kann.
Beispielsweise ist in der Japanischen Patentpublikation Nr. 5- 69427 ein Bilderzeugungsgerät offenbart, bei dem ein Verfahren angewandt wird, das als "Entwicklung mit gleichzeitiger Reinigung" oder als "System ohne Reinigungseinrichtung" bezeichnet wird. Bei so einem Bilderzeugungsgerät wird bei einer Umdrehung des lichtempfindlichen Elements ein Bild erzeugt, so dass in demselben Bild keine Wirkung von restlichem Toner erscheint. In den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 64-20587, Nr. 2-259784, Nr. 4-50886 und Nr. 5-165378 ist ein Verfahren offenbart, bei dem der restliche Toner durch ein Verstreuungselement auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verstreut wird, um den restlichen Toner willkürlich zu verteilen, damit er nicht sichtbar ist, wenn die Oberfläche desselben lichtempfindlichen Elements mehrmals für ein Bild angewendet wird. Es muss jedoch eine Spannung angelegt werden, um dafür zu sorgen, dass der restliche Toner kein Muster bildet, und es ist trotz des Systems ohne Reinigungseinrichtung schwierig, das gesamte Gerät kompakt zu machen.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 2-51168 ist ein elektrophotographisches Druckverfahren ohne Reinigungseinrichtung offenbart, bei dem sphärische Tonerteilchen und sphärische Tonerträgerteilchen verwendet werden, damit ein stabiles Aufladeverhalten erzielt werden kann. Gemäß diesem Verfahren ist das anfängliche Betriebsverhalten zufriedenstellend, jedoch tritt während wiederholter Anwendung eine Verschlechterung der Bildqualität ein, so dass das Betriebsverhalten verbessert werden muss.
Bei dem Verfahren der Reinigung bei der Entwicklung tritt als Folge wiederholter Anwendung leicht eine Filmbildung auf dem lichtempfindlichen Element ein. In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 5-61383 ist offenbart, dass die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements durch ein zum Gleichmäßigmachen dienendes Element gleichmäßig gemacht wird, um eine Filmbildung zu verhindern, jedoch ist noch eine weitere Verbesserung erforderlich.
Bei dem Kontaktaufladeverfahren, wo ein Aufladeelement mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird, und bei dem Kontaktübertragungsverfahren, wo ein Übertragungselement mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt gebracht wird, wobei ein Übertragungs-Bildempfangsmaterial dazwischengelegt ist, wird im allgemeinen kaum Ozon erzeugt, und sie sind unter ökologischen Gesichtspunkten vorzuziehen. Da das Übertragungselement auch das Übertragungs-Bildempfangsmaterial befördert, hat das System den Vorteil, dass eine Verminderung der Abmessungen einfach ist. Wenn jedoch die Reinigung im Entwicklungsschritt nicht ausreichend ist, werden das Aufladeelement und das Übertragungselement leicht beschmutzt, wodurch Bildflecken, Flecken an der Rückseite des Übertragungs-Bildempfangsmaterials oder auf Übertragungsfehler zurückzuführende leere Stellen in den mittleren Bereichen von Linienbildern, die durch eine mangelhafte Aufladung des lichtempfindlichen Elements hervorgerufen werden, verursacht werden.
In der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 5-19662 ist die Verwendung von Sekundärteilchen, die durch Zusammenschmelzen von polymerisierten Primärteilchen erhalten werden, in einem Toner offenbart; in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 4-296766 ist die Verwendung eines polymerisierten Toners offenbart, der das Belichtungslicht durchlässt, und in der Japanischen Offengelegten Patentanmeldung Nr. 5-188637 ist die Verwendung eines Toners offenbart, beidem der volumengemittelte Teilchendurchmesser, der anzahlgemittelte Teilchendurchmesser, die Ladungsmenge des Toners, der Flächenanteil des Toners bei einem projizierten Bild und die nach der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche des Toners vorgeschrieben sind, wobei auch ein ausgezeichnetes Bilderzeugungsverfahren erwartet wird, bei dem das System der Reinigung bei der Entwicklung angewandt wird.
Wenn das System der Reinigung bei der Entwicklung oder das System ohne Reinigungseinrichtung angewandt wird, kann der Toner, der nach der Übertragung zurückgeblieben ist, das Belichtungslicht abfangen, so dass die Erzeugung eines elektrostatischen Latentbildes gestört wird, und er kann verhindern, dass das gewünschte Potenzial erhalten wird, so dass auf Bildern oft ein negatives Geister-, Gedächtnis- bzw. Memorybild (nachstehend als Geisterbild bezeichnet) verursacht wird. Wenn nach der Übertragung eine große Menge des Toner zurückbleibt, kann er außerdem in dem Entwicklungsschritt nicht vollständig gesammelt werden, so dass auf Bildern ein positives Geisterbild verursacht wird. Die Bildqualität verschlechtert sich oft sogar in dem Fall, dass ein Verstreuungselement angewendet wird.
Des weiteren ist es heutzutage erforderlich, dass die Bilder auf verschiedene Übertragungs-Bildempfangsmaterialien übertragen werden, jedoch kann bei dem Bilderzeugungsverfahren mit Reinigung bei der Entwicklung oder dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung kein zufriedenstellendes Betriebsverhalten erzielt werden, wenn Übertragungs-Bildempfangsmaterialien verschiedener Typen (z. B. Kartonpapier und lichtdurchlässige Folie für einen Overheadprojektor) angewandt werden.
Andererseits haften Toner, die in gewissem Maße restliche Monomere enthalten, leicht an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements an, und wenn Kontaktaufladeverfahren, Kontaktentwicklungsverfahren oder Kontaktübertragungsverfahren angewandt werden, haftet leicht mehr Toner an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements an, so dass es schwierig gemacht wird, den restlichen Toner durch die Reinigung bei der Entwicklung zu sammeln.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren mit dem Schritt der Reinigung bei der Entwicklung bereitzustellen, bei dem die vorstehend erörterten Probleme gelöst worden sind.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das in geringerem Maße ein positives Geisterbild oder negatives Geisterbild verursachen kann.
Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem das Betriebsverhalten ausgezeichnet ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das kaum eine Filmbildung an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verursachen kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das eine Systemgestaltung mit einer ausgezeichneten Übertragbarkeit auf verschiedene Übertragungs-Bildempfangsmaterialien (z.B. Kartonpapier und lichtdurchlässige Folie für einen Overheadprojektor) erlaubt.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem ein geringerer Tonerverbrauch als bei herkömmlichen Verfahren erzielt werden kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem sogar im Fall eines Latentbildes mit sehr kleinen Punkten eine hohe Bilddichte und ein scharfes Bild erzielt werden können.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem eine Verschlechterung des Toners verhindert werden kann, wenn der Toner, der sich auf einem Entwicklerträgerelement befindet, bei der Entwicklung eines auf dem lichtempfindlichen Element erzeugten elektrostatischen Latentbildes mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommt.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das eine Verschlechterung der Oberfläche des Entwicklerträgerelements verhindern kann.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das eine Entwicklung mit hoher Geschwindigkeit erlaubt.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, das kaum eine Verschlechterung des lichtempfindlichen Elements verursachen kann. Durch die vorliegende Erfindung wird ein Bilderzeugungsverfahren mit
einem Aufladeschritt, bei dem ein lichtempfindliches Element elektrostatisch aufgeladen wird;
einem Belichtungsschritt, bei dem das aufgeladene lichtempfindliche Element belichtet wird, um ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen;
einem Entwicklungsschritt, bei dem ein Toner, der auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt gebracht wird, um das elektrostatische Latentbild einer Umkehrentwicklung zu unterziehen, wodurch auf dem lichtempfindlichen Element ein Tonerbild erzeugt wird;
einem Übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild, das auf dem lichtempfindlichen Element erzeugt worden ist, auf ein Übertragungs-Bildempfangsmaterial übertragen wird; und
einem Schritt der Reinigung bei der Entwicklung, bei dem der Toner, der nach dem Übertragungsschritt auf dem lichtempfindlichen Element zurückgeblieben ist, zu dem Entwicklerträgerelement hin gesammelt wird, bereitgestellt;
wobei
die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85º oder mehr bildet;
der Toner restliche Monomere in einer Menge von nicht mehr als 1000 ppm enthält und
der Toner einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 180 und einen Formfaktor SF-2 von 100 bis 140 hat.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein Bilderzeugungsgerät für die Durchführung eines Bilderzeugungsverfahrens ohne Reinigungseinrichtung, das ein System der Reinigung bei der Entwicklung hat.
Fig. 2 veranschaulicht schematisch ein Bilderzeugungsgerät mit einer Betriebskassette, aus der eine Reinigungsrakel entfernt worden ist.
Fig. 3 veranschaulicht schematisch ein anderes Bilderzeugungsgerät für die Durchführung eines Bilderzeugungsverfahrens ohne Reinigungseinrichtung, das das System der Reinigung bei der Entwicklung hat.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht der Entwicklungskomponenten des in Fig. 3 gezeigten Bilderzeugungsgeräts.
Fig. 5 dient zur Erläuterung der Formfaktoren SF-1 und SF-2.
Fig. 6 veranschaulicht einen Querschnitt eines Beispiels für den Schichtaufbau eines lichtempfindlichen Elements.
Fig. 7 dient zur Erläuterung des Kontaktwinkels, den die Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements mit Wasser bildet.
Fig. 8 zeigt eine Kennlinie zwischen Belichtungsintensität (flächenbezogener Belichtungsmenge) und Oberflächenpotenzial eines lichtempfindlichen Elements.
Fig. 9 dient zur Erläuterung eines Geisterbildes.
Fig. 10 veranschaulicht schematisch die Punktmuster, die zur Bewertung der Gradation angewandt werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Das Prinzip eines Bilderzeugungsverfahrens ohne Reinigungseinrichtung, bei dem das System der Reinigung bei der Entwicklung angewandt wird, wird beschrieben. Sein Prinzip ist die Steuerung von Ladungspolarität und Ladungsmenge des Toners auf dem lichtempfindlichen Element in jedem elektrophotographischen Schritt und die Anwendung der Umkehrentwicklung.
Wenn ein negativ aufladbares lichtempfindliches Element und ein negativ aufladbarer Toner angewandet werden, wird das entwickelte Bild durch ein Übertragungselement mit positiver Polarität auf ein Übertragungs-Bildempfangsmaterial übertragen. Die Ladungspolarität des restlichen Toners variiert in Abhängigkeit von der Beziehung zwischen dem Typ (Unterschiede in der Dicke, Widerstand, Dielektrizitätskonstante usw.) des Übertragungs-Bildempfangsmaterials und dem Bildbereich von positiv zu negativ. Selbst in dem Fall, dass die Polarität des restlichen Toners während des Übertragungsschrittes, in dem das negativ aufladbare lichtempfindliche Element durch die zur negativen Aufladung dienende Aufladeeinrichtung negativ aufgeladen wird, positiv geworden ist, kann die Ladungspolarität des restlichen Toners gleichmäßig negativ sein.
Folglich bleibt im Fall der Anwendung der Umkehrentwicklung der restliche Toner, der negativ aufgeladen worden ist, auf den Hellpotenzialbereichen, die zu entwickeln sind, zurück, und von den Dunkelpotenzialbereichen her, die nicht zu entwickeln sind, wird der restliche Toner wegen des zur Entwicklung angewandten elektrischen Feldes zu dem Entwicklerträgerelement angezogen, so dass kein Toner auf den Dunkelpotenzialbereichen zurückbleibt.
Dies wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 ausführlicher beschrieben.
Durch die Verwendung des negativ aufgeladenen Toners eines Entwicklers, der den Toner und einen Tonerträger enthält und auf einem Entwicklerträgerelement (einer Entwicklungswalze) 1 getragen wird, wird ein elektrostatisches Latentbild, das auf einem negativ aufladbaren lichtempfindlichen Element 2 erzeugt worden ist, einer Umkehrentwicklung unterzogen, wobei ein Tonerbild erhalten wird. Das Tonerbild, das sich auf dem lichtempfindlichen Element befindet, wird durch eine Koronaaufladeeinrichtung 3, an die eine positive Vorspannung angelegt wird, auf ein Übertragungs-Bildempfangsmaterial 4 übertragen. Der Toner, der nicht vollständig auf das Übertragungs-Bildempfangsmaterial übertragen worden ist, bleibt als restlicher Toner auf dem lichtempfindlichen Element 2 zurück.
Dieser restliche Toner enthält Tonerteilchen, deren Polarität wegen der daran angelegten Übertragungs-Vorspannung mit positiver Polarität positiv geworden ist. Wenn die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements 2 durch die Koronaaufladeeinrichtung 5 auf negative Polarität aufgeladen wird, wird die Polarität des gesamten restlichen Toners negativ.
Der Toner auf dem lichtempfindlichen Element 2, der durch die Koronaaufladeeinrichtung 5 hindurchgegangen ist, sowie das lichtempfindliche Element sind somit gleichmäßig auf negative Polarität aufgeladen.
Dann wird durch bildmäßige Belichtung 6 ein elektrostatisches Latentbild erzeugt, und das elektrostatische Latentbild, das auf dem lichtempfindlichen Element 2 erzeugt worden ist, wird durch die Entwicklungswalze 1, auf der der Entwickler getragen wird, entwickelt. Bei der Umkehrentwicklung werden bildmäßig belichtete Bereiche (Hellpotenzialbereiche) entwickelt, während die Vorspannung, die an die Entwicklungswalze angelegt wird, derart eingestellt ist, dass sie zwischen den Potenzialen des unbelichteten Bereichs und des belichteten Bereichs auf dem lichtempfindlichen Element liegt, so dass der negativ aufgeladene Toner, der auf den unbelichteten Bereichen (Dunkelpotenzialbereichen) vorhanden ist, durch die elektrostatische Kraft zu dem Entwickler angezogen wird. Auf diese Weise kann der restliche Toner (der nach der Übertragung zurückgeblieben ist) gesammelt werden.
Auf den Toner mit negativer Polarität, der auf den belichteten Bereichen vorhanden ist, wirkt eine Kraft ein, die dafür sorgt, dass er auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements bleibt. Da die belichteten Bereiche Bereiche sind, auf denen das Tonerbild erzeugt wird, kann kein Problem auftreten.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Bilderzeugungsgerät wird als Einrichtung zum Aufladen der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements 36 auf negative Polarität eine Aufladewalze 31 angewendet, und als Übertragungs-Aufladeeinrichtung wird eine Übertragungswalze 37 angewendet, an die eine positive Vorspannung angelegt wird.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es durch Einstellung bzw. Steuerung der Ladungspolarität des restlichen Toners möglich, das Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung durchzuführen, bei dem eine Reinigung bei der Entwicklung angewandt wird. Es ist jedoch gefunden worden, dass der restliche Toner in dem Schritt der Einstellung der Ladungspolarität des restlichen Toners eine Verschlechterung oder eine Beschleunigung der Verschlechterung erfährt, so dass eine Verminderung der Bildqualität verursacht wird.
So eine Verschlechterung tritt ein, wenn beispielsweise als Aufladeeinrichtung für das lichtempfindliche Element eine Koronaaufladeeinrichtung angewendet wird, bei der Ionen, die aus der Koronaaufladeeinrichtung erzeugt worden sind, der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements zugeführt werden und an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements anhaften, woraufhin die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements ein Potenzial erhält. Wenn zu diesem Zeitpunkt der restliche Toner auf dem lichtempfindlichen Element vorhanden ist, wird der restliche Toner gleichzeitig als Folge der Einwirkung eines Koronaschauers auf den restlichen Toner auf dieselbe Polarität wie das lichtempfindliche Element aufgeladen. Es wird angenommen, dass diese Ionen eine sehr hohe chemische Aktivität haben. Wenn solche Ionen die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements beschädigen und der spezifische Widerstand der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements niedrig wird, wird das elektrostatische Latentbild leicht gestört. Als Folge tritt leicht ein so genanntes verschmiertes Bild auf.
Bei der direkten Aufladung des Typs, wo ein lichtempfindliches Element mit einer organischen lichtempfindlichen Oberflächenschicht, die eine polymere Komponente enthält, in Kontakt mit einem Aufladeelement elektrostatisch aufgeladen wird, werden Molekülketten der polymeren Komponente leicht gespalten.
Bei Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung über die Wirkung des Koronaschauers oder der Koronaentladung auf den restlichen Toner bei dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung, bei dem die Reinigung bei der Entwicklung angewandt wird, angestellt haben, hat sich herausgestellt, dass der restliche Toner, der zur Einstellung der Ladungspolarität durch die Aufladeeinrichtung für das lichtempfindliche Element hindurchgeht, chemisch beinflusst wird. Dadurch werden das Betriebsverhalten und die Bildqualitäteigenschaften weiter beeinträchtigt.
Der restliche Toner wird üblicherweise durch ein Reinigungselement wie z. B. eine Reinigungsrakel oder eine Reinigungspelzbürste von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements entfernt, und es wird angenommen, dass die Aufladung des lichtempfindlichen Elements den Toner nicht beeinflusst. Deshalb sind keine Untersuchungen angestellt worden, bei denen berücksichtigt wird, dass die Aufladung den restlichen Toner, der auf dem lichtempfindlichen Element vorhanden ist, chemisch beeinflussen kann.
Da bei dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung, bei dem die Reinigung bei der Entwicklung angewandt wird, der restliche Toner, der durch die Aufladeeinrichtung für das lichtempfindliche Element beeinflusst worden ist, zu der Entwicklungseinrichtung hin gesammelt und wiederverwendet wird, muss jedoch berücksichtigt werden, dass so ein Toner chemisch beeinflusst wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ausgedehnte Untersuchungen angestellt, und es ist ihnen gelungen, das Betriebsverhalten und die Bildqualitäteigenschaften sogar in dem Fall zu verbessern, dass der Toner, der in den Tonerteilchen restliche Monomere enthält, bei dem Bilderzeugungsverfahren ohne Reinigungseinrichtung verwendet wird, bei dem eine Reinigung bei der Entwicklung angewandt wird.
Die Wirkung, die den restlichen Monomeren zugeschrieben werden kann, ist vermutlich wie folgt.
Im Fall eines Toners, der hauptsächlich aus einem Bindemittelharz, einem Farbmittel und einem Ladungssteuerungsmittel besteht, sind die restlichen Monomere in den Tonerteilchen vorhanden und beeinflussen das thermische Verhalten des Toners bei seiner Glasumwandlungstemperatur oder in der Nähe der Glasumwandlungstemperatur. Da Monomere eine Komponente mit niedriger Molmasse sind, wirken sie derart, dass sie den gesamten Toner erweichen. In dem restlichen Toner, der in dem Schritt der Aufladung des lichtempfindlichen Elements Ladungen ausgesetzt wird, wird das Bindemittelharz wegen der aktiven Spezies, die im Aufladeschritt erzeugt werden, durch die Aufladung beeinflusst, und es wird ein Harzzersetzungsprodukt gebildet, wobei angenommen wird, dass das Zersetzungsprodukt entweder als Komponente mit niedriger Molmasse vorhanden ist oder eine Polymerisationsreaktion einleitet. Andererseits wird angenommen, dass die restlichen Monomere in den Tonerteilchen durch die im Aufladeschritt erzeugten aktiven Spezies aktiviert werden.
Da somit in dem Toner reaktionsfähige Komponenten mit niedriger Molmasse vorhanden sind, wird angenommen, dass diese miteinander wettstreiten oder konkurrieren. Auch das Ladungssteuerungsmittel, das in den Tonerteilchen enthalten ist, ist eine Verbindung, die eine verhältnismäßig starke Abgabe und Aufnahme von Elektronen zeigt. Eine klare Ursache ist zwar nicht vollkommen verstanden worden, jedoch kann sich die Beziehung zwischen der Menge der restlichen Monomere und dem Wettstreit oder der Konkurrenz von reaktionsfähigen Komponenten mit niedriger Molmasse in Tonerteilchen wegen des Ladungssteuerungsmittels verändern.
Allmähliche Veränderungen bei Oberflächeneigenschaften von Tonerteilchen verursachen leicht Veränderungen des Fließvermögens und des Aufladeverhaltens des Toners und Probleme in Bezug auf Veränderungen der Bilddichte, das Auftreten von Schleierbildung, Filmbildung usw. als Folge des Betriebes. Eine genauere Untersuchung der Entwicklung unter dem Gesichtspunkt der Menge der restlichen Monomere in Tonerteilchen ergibt, dass der Toner ein gutes Betriebsverhalten zeigen kann, solange der Anteil der restlichen Monomere nicht mehr als 1000 ppm beträgt. Die Verwendung eines Toners, der mehr als 1000 ppm restliches Monomer enthält, kann zu einer Verschlechterung des Betriebsverhaltens und der Bildqualität führen.
Die Menge der restlichen Monomere kann in Abhängigkeit von den Verfahren zur Herstellung von Tonern und Bindemittelharzen variieren. Es ist seit langem erwartet worden, dass ein Verfahren bereitgestellt wird, mit dem die Bilderzeugung ohne Reinigungseinrichtung, bei dem eine Reinigung bei der Entwicklung angewandt wird, sogar in dem Fall gut durchgeführt werden kann, dass in dem Toner die restlichen Monomere in einem gewissen Maße vorhanden sind. Unter Berücksichtigung der Einfachheit der Herstellung von Tonern und Bindemittelharzen, der Verhinderung des Anklebens von Toner an dem lichtempfindlichen Element und der Verhinderung einer auf den Toner zurückzuführenden Verschlechterung des lichtempfindlichen Elements können die restlichen Monomere vorzugsweise in einem Anteil von 5 bis 500 ppm und insbesondere von 10 bis 300 ppm vorhanden sein.
Die Menge von restlichen Monomeren in einem Toner kann folgendermaßen gemessen werden.
Die Menge von restlichen Monomeren wird durch Gaschromatographie (GC) mit einer inneren Standardsubstanz unter den folgenden Bedingungen gemessen, wobei eine Probe verwendet wird, die hergestellt wird, indem 0,2 g eines Toners in 4 ml Tetrahydrofuran (THF) gelöst werden.

- GC-Bedingungen -

Messgerät: Shimadzu GC-15A

Trägergas: N&sub2;, 2 kg/cm², 50 ml/min
Teilungsverhältnis: 1 : 60
Lineare Geschwindigkeit: 30 mm/s
Säule: ULBON HR-1 50 m · 0,25 mm

Temperaturprogrammierung:

5-minütiges Halten bei 50ºC;
Erhöhung auf 100ºC um 5ºC/min.;
Erhöhung auf 200ºC um 10ºC/min und
Halten bei 200ºC.
Menge der Probe: 2 ul
Standardprobe: Toluol
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Toner mit einem Formfaktor SF-1 von 100 bis 180 und einem Formfaktor SF-2 von 100 bis 140 verwendet. Sein SF-1-Wert kann vorzugsweise 100 bis 140 und insbesondere 100 bis 130 betragen, und SF-2 kann vorzugsweise 100 bis 120 und insbesondere 100 bis 115 betragen. Der Toner, der solche Formfaktoren hat, kann mit einem guten Wirkungsgrad übertragen werden und ist auch wirksam, um in Linienbildern auf Übertragungsfehler zurückzuführende leere Stellen (leere Bereiche, die in einem Linienbild durch schlechte Übertragung verursacht werden) zu verhindern. Im Einzelnen zeigt so ein Toner eine gute Beständigkeit gegen auf Übertragungsfehler zurückzuführende leere Stellen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Formfaktor SF-1 wie folgt erhalten:
100 Tonerteilchen werden unter Anwendung eines Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (FE-SEM) (S-800; hergestellt von Hitachi Ltd.) zufällig ausgewählt, und zur Durchführung einer Analyse werden die Bilddaten über eine Schnittstelle in einen Mikrobildanalysator (LUZEX-III; hergestellt von Nikore Co.) eingegeben. Der Wert, der gemäß dem folgenden Ausdruck erhalten wird, ist als Formfaktor SF-1 definiert:
SF-1 = (MXLNG)²/AREA · π/4 · 100
worin MXLNG die absolute maximale Länge eines Tonerteilchens bezeichnet und AREA die Projektionsfläche eines Tonerteilchens bezeichnet.
Der Formfaktor SF-2 betrifft einen Wert, der durch Berechnung gemäß dem folgenden Ausdruck erhalten wird:
SF-2 = (PERI)²/AREA · 1/4π · 100
worin PERI die Umfangslänge eines Tonerteilchens bezeichnet und AREA die Projektionsfläche eines Tonerteilchens bezeichnet.
Der Formfaktor SF-1 zeigt den Grad der Sphärizität (Rugelförmigkeit) des Teilchens. SF-2 zeigt den Grad der Unregelmäßigkeit des Teilchens.
Um den Übertragungswirkungsgrad im Übertragungsschritt zu erhöhen und somit die Menge des restlichen Toners auf dem lichtempfindlichen Element und die Verschlechterung des restlichen Toners zu vermindern, bildet gemäß der Erfindung die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85º oder mehr (vorzugsweise von 90º oder mehr), und es ist auch vorzuziehen, dass die Gestalt der Teilchen sphärisch und die spezifische Oberfläche der Tonerteilchen so klein wie möglich gemacht wird, was bedeutet, dass die Werte von SF-1 und SF-2 klein sein sollten.
Es ist vorzuziehen, dass Tonerteilchen verwendet werden, die durch Polymerisation hergestellt werden. Im Einzelnen haben Tonerteilchen, deren Oberflächen durch Polymerisation einer Monomermischung in einem Dispersionsmedium gebildet wurden, ziemlich glatte Oberflächen. Solche Tonerteilchen mit glatten Oberflächen, die keinen scharfen Vorsprung haben, können keine Lokalisierung des elektrischen Feldes verursachen. Wenn unregelmäßige Teilchen des restlichen Toners durch den Schritt der Aufladung des lichtempfindlichen Elements hindurchgehen, ist die Wirkung des Aufladeschrittes bei den Vorsprüngen verstärkt, und solche Bereiche neigen besonders zur Verschlechterung. Wenn die Tonerteilchen andererseits glatte Oberflächen haben, können die elektrischen Felder kaum bei einem bestimmten Bereich der Tonerteilchen lokalisiert werden. Tonerteilchen, die einen SF-1- Wert von 180 oder mehr oder einen SF-2-Wert von 140 oder mehr haben, können die Schleierbildung erhöhen oder die Haltbarkeit vermindern.
Der Toner kann vorzugsweise Tonerteilchen enthalten, die eine Kapselstruktur aus einem Kern und einer Hülle haben. Der Kern kann aus einer bei niedriger Temperatur erweichenden Substanz gebildet werden, und die Hülle kann durch Polymerisation gebildet werden. Es wird dadurch möglich gemacht, die Beständigkeit des Toners gegen Zusammenbacken zu verbessern, ohne dass sein Fixierverhalten bei niedriger Temperatur beeinträchtigt wird, und die Oberfläche der Tonerteilchen zu glätten und die Gestalt der Tonerteilchen annähernd kugelförmig zu machen. Wenn statt des gesamten Teilchens nur die Hülle durch Polymerisation gebildet wird, ist es möglich, den Anteil der restlichen Monomere, die in Tonerteilchen zurückbleiben, in dem Behandlungsschritt nach der Polymerisation der Hülle auf eine bestimmte Höhe einzustellen.
Es ist vorzuziehen, dass als Hauptkomponente des Kerns eine Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt verwendet wird. Es ist vorzuziehen, dass eine Verbindung verwendet wird, die in der gemäß ASTM D3418-8 gemessenen DSC-Kurve (DSC = Differenzialabtastkalorimetrie) einen Haupt-Wärmeaufnahmepeak (einen Schmelzpunkt) in einem Temperaturbereich von 40 bis 90ºC hat. Wenn der maximale Peak bei einer Temperatur von weniger als 40ºC vorhanden ist, kann die Kohäsion der Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt schwach werden, was in unerwünschter Weise zu einer Verschlechterung der Beständigkeit gegen Abschmutzen bei hoher Temperatur führt. Wenn der maximale Peak bei einer Temperatur von mehr als 90ºC vorhanden ist, wird die Fixiertemperatur in unerwünschter Weise höher. Wenn der Wärmeaufnahmepeak bei einer hohen Temperatur vorhanden ist, kann die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt in unerwünschter Weise während der Granulierung bzw. Tröpfchenbildung im wässrigen Medium ausfallen, wenn die Tonerteilchen durch direkte Polymerisation hergestellt werden.
Die Temperatur des maximalen Wärmeaufnahmepeaks wird beispielsweise unter Anwendung des Geräts DSC-7 (Differenzialabtastkalorimeter, hergestellt von Perkin Elmer Co.) gemessen. Die Eichung der Temperatur beim Messteil des Geräts wird auf Basis der Schmelzpunkte von Indium und Zink durchgeführt, und das Kalorimeter wird auf Basis der Schmelzwärme von Indium geeicht. Die Probe wird in eine Aluminiumschale eingebracht, und eine leere Schale wird als Vergleichsprobe angeordnet, um eine Messung mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10ºC/- min durchzuführen.
Die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt kann Paraffinwachse, Polyolefinwachse, Fischer-Tropsch-Wachse, Amidwachse, höhere Fettsäuren, Esterwachse und Derivate von diesen (z.B. Pfropfverbindungen oder Blockverbindungen von diesen) einschließen.
Es ist vorzuziehen, dass die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt in einer Menge von 5 bis 30 Masse% in den Toner hineingegeben wird. Ihr Zusatz in einer Menge von weniger als 5 Masse% kann eine Schwierigkeit bei der Entfernung der restlichen Monomere verursachen und kann auch bewirken, dass der Toner ein schlechtes Fixierverhalten bei niedriger Temperatur zeigt. Andererseits kann ihr Zusatz in einer Menge von mehr als 30 Masse% eine Koaleszenz der Tonerteilchen während der Granulierung bzw. Tröpfchenbildung verursachen, wodurch oft Tonerteilchen mit einer breiten Teilchengrößenverteilung hergestellt werden.
Die Oberflächen der Tonerteilchen können mit einem äußeren Zusatzstoff beschichtet werden, um die Tonerteilchen vor dem Einfluss des Aufladeelements für das lichtempfindliche Element zu schützen. In diesem Sinne können die Oberflächen der Tonerteilchen vorzugsweise mit einem Bedeckungsgrad von 5 bis 99% und insbesondere von 10 bis 99% mit dem äußeren Zusatzstoff beschichtet werden. Die Bedeckung der Oberflächen der Tonerteilchen mit dem äußeren Zusatzstoff wird wie folgt gemessen. Die Teilchen des äußeren Zusatzstoffs, die einen Teilchendurchmesser von 5 nm oder mehr haben, werden der Messung unterzogen. Zwanzig Tonerteilchen werden unter Anwendung eines Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops (FE-SEM) (S-800; hergestellt von Hitachi, Ltd.) mit 50.000facher Vergrößerung zufällig ausgewählt, und zur Durchführung einer Analyse und zur Berechnung des Bedeckungsgrades werden ihre Bilddaten über eine Schnittstelle in einen Mikrobildanalysator (LUZEX-III; hergestellt von Nikore Co.) eingegeben.
Der Toner, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann im allgemeinen einen massegemittelten Teilchendurchmesser von 2 bis 12 um und vorzugsweise von 3 bis 9 um haben.
Der äußere Zusatzstoff, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann im Hinblick auf seine Haltbarkeit beim Zusatz zu dem Toner vorzugsweise einen Teilchendurchmesser haben, der nicht mehr als 1/10 des massegemittelten Teilchendurchmessers der Tonerteilchen beträgt. Unter dem Teilchendurchmesser des äußeren Zusatzstoffs ist ein mittlerer Teilchendurchmesser zu verstehen, der erhalten wird, indem die Tonerteilchen mit dem Elektronenmikroskop (50.000fache Vergrößerung) betrachtet werden: Als äußerer Zusatzstoff kann beispielsweise das folgende Material verwendet werden.
Es kann feine Pulver aus Metalloxiden wie z. B. Aluminiumoxid, Titanoxid, Strontiumtitanat, Ceroxid, Magnesiumoxid, Chromoxid, Zinnoxid und Zinkoxid; Nitriden wie z. B. Siliciumnitrid; Carbiden wie z. B. Siliciumcarbid; Metallsalzen wie z. B. Calciumsulfat, Barininsulfat und Calciumcarbonat; Fettsäure-Metallsalzen wie z. B. Zinkstearat und Calciumstearat; Ruß und Siliciumdioxid umfassen.
Irgendeiner von diesen äußeren Zusatzstoffen kann in einer Menge von 0,01 bis 10 Masseteilen und vorzugsweise von 0,05 bis 5 Masseteilen, auf 100 Masseteile der Tonerteilchen bezogen, verwendet werden. Diese äußeren Zusatzstoffe können allein oder in Kombination verwendet werden. Ein äußerer Zusatzstoff, der einer Modifizierung zum Hydrophobieren unterzogen worden ist, wird mehr bevorzugt.
Tonerteilchen können durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem ein Harz, ein Trennmittel, das aus einer Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt besteht, ein Farbmittel, ein Ladungssteuerungsmittel usw. zum gleichmäßigen Dispergieren unter Anwendung eines Druckkneters oder Extruders oder eines Mediendispergiergeräts schmelzgeknetet werden, das geknetete Produkt danach abgekühlt und durch eine mechanische Einrichtung oder in einem Strahl auf ein Target aufprallen gelassen wird, damit es zur Erzielung eines gewünschten Durchmessers der Tonerteilchen fein pulverisiert wird, und das pulverisierte Produkt danach ferner einem Klassierschritt unterzogen wird, damit seine Teilchengrößenverteilung zur Herstellung von Tonerteilchen scharf gemacht wird. Es gibt ein anderes Verfahren, das in der Japanischen Patentpublikation Nr. 56-13945 offenbart ist und bei dem ein schmelzgeknetetes Produkt mittels einer Scheibe oder einer Mehrfachfluiddüse in der Luft zerstäubt wird, wobei sphärische Tonerteilchen erhalten werden. Es gibt auch Verfahren, die in der Japanischen Patentpublikation Nr. 36-10231 und in den Japanischen Offengelegten Patentanmeldungen Nr. 59-53856 und Nr. 59-61842 offenbart sind wie z. B. eine Suspensionspolymerisation, bei der Tonerteilchen direkt aus einer polymerisierbaren Monomermischung hergestellt werden; eine Dispersionspolymerisation, bei der Tonerteilchen direkt unter Verwendung eines wässrigen organischen Lösungsmittels, das zum Auflösen von polymerisierbaren Monomeren befähigt ist und nicht zum Auflösen des erhaltenen Polymers befähigt ist, hergestellt werden, und ein Emulsionspolymerisationsverfahren wie z.B. eine seifenfreie Polymerisation, bei der Tonerteilchen durch direkte Polymerisation von polymerisierbaren Monomeren in Gegenwart eines wasserlöslichen, polaren Polymerisationsinitiators hergestellt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Tonerteilchen in einer besonders vorzuziehenden Weise durch die Suspensionspolymerisation unter Normaldruck oder unter Ausübung eines Druckes hergestellt werden, wodurch ein Formfaktor SF-1 im Bereich von 100 bis 180 und ein SF-2-Wert von 100 bis 140 eingestellt werden kann und ziemlich einfach ein feinteiliger Toner mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung und einem Teilchendurchmesser von 4 bis 8 um erhalten werden kann. Zum Einkapseln oder Umhüllen der Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt wird die Polarität der Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt in dem wässrigen Medium kleiner gemacht als die Polarität der polymerisierbaren Hauptmonomere und wird auch eine geringe Menge eines Harzes oder eines polymerisierbaren Monomers mit einer hohen Polarität zugesetzt. Auf diese Weise können Tonerteilchen mit einer Kern/Hülle-Struktur erhalten werden, bei denen die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt von dem Hüllenharz bedeckt ist. Die Teilchengrößenverteilung und der Teilchendurchmesser der Tonerteilchen können eingestellt werden, indem die Arten und Mengen eines wasserunlöslichen anorganischen Salzes und eines Dispergiermittels, die die Wirkung von Schutzkolloiden haben, verändert werden oder indem die Bedingungen für das Rühren in einem mechanischen Rührer (z. B. die Umfangsgeschwindigkeit eines Rotors, die Durchlaufzeiten und die Gestalt der Rührflügel), die Form eines Reaktionsbehälters oder die Feststoffkonzentration in dem wässrigen Medium eingestellt werden, wodurch die gewünschten Tonerteilchen erhalten werden können.
Querschnitte der Tonerteilchen können beispielsweise durch ein Verfahren betrachtet werden, bei dem Tonerteilchen in einem bei Raumtemperatur härtbaren Harz gut dispergiert werden und nach 2-tägiger Härtung bei 40ºC das gehärtete PRodukt mit Trirutheniumtetroxid (wahlweise in Kombination mit Triosmiumtetroxid) angefärbt wird, wonach mit einem Mikrotom, das ein Diamantschneidwerkzeug hat, dünne Scheiben hergestellt werden, um die Querschnitte der Tonerteilchen mit einem Durchstrahlungs-Elektronenmikroskop (TEM) zu betrachten. Die Anwendung des Trirutheniumtetroxid-Anfärbeverfahrens ist vorzuziehen, damit ein Kontrast hergestellt wird, der auf dem Kristallinitätsunterschied zwischen der verwendeten Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt und dem Harz, das die Hülle bildet, basiert.
Das Harz, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Bildung der Hülle verwendet wird, kann ein Styrol-Acrylat- oder -Methacrylat-Copolymer, Polyesterharze, Epoxyharze und ein Styrol- Butadien-Copolymer umfassen. Bei dem Verfahren, bei dem die Tonerteilchen direkt durch Polymerisation erhalten werden, werden die Monomere für die Bildung von irgendwelchen dieser Polymere verwendet. Im Einzelnen werden vorzugsweise Styrol; Monomere vom Styroltyp wie z.B. o-, m- oder p-Methylstyrol und m- oder p-Ethylstyrol; Acryl- oder Methacrylsäureester-Monomere wie z.B. 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 Olefin-Monomere wie z.B. Butadien, Isopren, Cyclohexen, Acryl- oder Methacrylnitril und Acrylsäureamid verwendet. Irgendwelche von diesen können allein verwendet werden oder üblicherweise in Form einer geeigneten Mischung von Monomeren verwendet werden, die derart vermischt sind, dass die theoretische Glasumwandlungstemperatur (Tg), die in der Publikation "POLYMER HANDBOOK", 2. Auflage III, Seiten 139-192 (John Wiley & Sons, Inc.) beschrieben wird, im Bereich von 40 bis 75ºC liegt. Wenn die theoretische Glasumwandlungstemperatur niedriger als 40ºC ist, können in Bezug auf die Lagerbeständigkeit oder die Haltbarkeit des Toners beim Betrieb Probleme auftreten. Wenn sie höher als 75ºC ist, kann die Fixiertemperatur des Toners höher werden. Vor allem im Fall von Farbtonern, die zur Erzeugung von Vollfarbenbildern verwendet werden, kann sich das Farbmischverhalten der jeweiligen Farbtoner während des Fixierens verschlechtern, was zu einer schlechten Farbwiedergabefähigkeit führt, und ferner kann die Lichtdurchlässigkeit von Bildern für Overheadprojektoren (OHP- Bildern) abnehmen. Solche Temperaturen sind deshalb nicht vorzuziehen.
Die Molmasse des Hüllenharzes wird durch Gel-Permeationschromatographie (GPC) gemessen. Für die GPC-Messung wird der Toner im Voraus 20 Stunden lang unter Anwendung eines Soxhlet-Extraktors mit Toluol als Lösungsmittel extrahiert, und danach wird das Toluol mit einem Rotationsverdampfer verdampft, und der Rückstand wird mit einem organischen Lösungsmittel, das dazu befähigt ist, die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt aufzulösen, jedoch kein Hüllenharz auflöst, (z. B. Chloroform) gründlich gewaschen und in Tetrahydrofuran (THF) gelöst. Die Lösung wird dann mit einem lösungsmittelfesten Membranfilter mit einer Porengröße von 0,3 um filtriert, wobei eine Probe erhalten wird. Die Molmasse der Probe wird unter Anwendung des Geräts 150C, hergestellt von Waters Co., gemessen. Als Säulenaufbau werden A-801, A-802, A-803, A-804, A-805, A-806 und A-807, die von Showa Denko K. K. erhältlich sind, verbunden, und die Molmassenverteilung kann unter Anwendung einer Eichkurve mit Standard- Polystyrolharzen gemessen werden. Die Hüllenharzkomponente kann vorzugsweise eine anzahlgemittelte Molmasse (Mn) von 5000 bis 1.000.000 haben und ein Verhältnis der massegemittelten Molmasse (Mw) zu der anzahlgemittelten Molmasse (Mn), Mw/Mn, von 2 bis 100 zeigen.
Wenn die Tonerteilchen, die so eine Kern/Hülle-Struktur haben, hergestellt werden, um die Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt einzuhüllen, ist es besonders vorzuziehen, dass ferner als zusätzliches Hüllenharz ein polares Harz zugesetzt wird. Als das polare Harz, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, werden vorzugsweise Copolymere von Styrol mit Acryl- oder Methacrylsäure, Maleinsäure-Copolymere, Polyesterharze (z. B. gesättigtes Polyesterharz) und Epoxyharze verwendet. Es ist besonders vorzuziehen, dass das polare Harz in seinem Molekül keine ungesättigten Gruppen enthält, die mit polymerisierbaren Monomeren reagieren können. Wenn ein polares Harz enthalten ist, das solche ungesättigten Gruppen hat, findet mit den polymerisierbaren Monomeren, die die Hülle bilden, eine Vernetzungsreaktion statt, so dass das Hüllenharz schließlich eine so hohe Molmasse erhält, dass die Toner im Hinblick auf die Farbmischung von vier Farbtonern nicht für die Erzeugung von Vollfarbenbildern geeignet sind. So ein Harz ist deshalb nicht vorzuziehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Oberflächen der Tonerteilchen ferner mit einer äußersten Hüllenharzschicht versehen sein.
So eine äußerste Hüllenharzschicht kann vorzugsweise derart aufgebaut sein, dass ihre Glasumwandlungstemperatur höher ist als die des Hüllenharzes, damit die Beständigkeit gegen Zusammenbacken stärker verbessert wird. Die äußerste Büllenharzschicht kann auch vorzugsweise derart vernetzt sein, dass das Fixierverhalten nicht beeinträchtigt wird. Die äußerste Hüllenharzschicht kann vorzugsweise ein polares Harz oder ein Ladungssteuerungsmittel enthalten, damit das Aufladeverhalten verbessert wird.
Für die Art und Weise der Bildung der äußersten Hüllenharzschicht gibt es keine besonderen Einschränkungen. Sie kann beispielsweise durch Verfahren gebildet werden, die die folgenden einschließen, und zwar
1) ein Verfahren, bei dem dem Reaktionssystem in der letzten Hälfte oder nach der Beendigung der Polymerisationsreaktion eine Monomermischung, die das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel, ein Vernetzungsmittel usw., die nötigenfalls darin dispergiert oder gelöst sind, enthält, zugesetzt und an polymerisierten Teilchen adsorbiert wird, worauf der Zusatz eines Polymerisationsinitiators folgt, um eine Polymerisation durchzuführen;
2) ein Verfahren, bei dem aus einer Monomermischung, die das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel, ein Vernetzungsmittel usw. je nach Erfordernis enthält, separat durch Emulsionspolymerisation oder durch seifenfreie Polymerisation Teilchen hergestellt werden und diese Teilchen in das Reaktionssystem hineingegeben werden, damit sie mit den Oberflächen von durch Polymerisation hergestellten Teilchen durch Kohäsion zusammenkleben, worauf wahlweise Erhitzen folgt, um die separat hergestellten Teilchen zu befestigen; und
3) ein Verfahren, bei dem Teilchen, die aus einer Monomermischung, die das polare Harz, das Ladungssteuerungsmittel, ein Vernetzungsmittel usw. je nach Erfordernis enthält, durch Emulsionspolymerisation oder durch seifenfreie Polymerisation hergestellt worden sind, in einem trockenen System mechanisch an den Oberflächen von Tonerteilchen anhaften gelassen und befestigt werden.
Als schwarzes Farbmittel, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet wird, werden Ruß, magnetische Materialien und ein schwarz getöntes Farbmittel, das aus den später erwähnten gelben, magentafarbenen (purpurfarbenen) und cyanfarbenen (blaugrünen) Farbmitteln hergestellt wird, verwendet.
Als gelbes Farbmittel werden Verbindungen verwendet, für die Kondensations-Azoverbindungen, Isoindolinonverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Azo-Metallkomplexe, Methinverbindungen und Allylamidverbindungen typisch sind. Im Einzelnen werden vorzugsweise C. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94; 95, 97, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168 usw. verwendet.
Als magentafarbenes Farbmittel werden Kondensations-Azoverbindungen, Diketopyropyrrolverbindungen, Anthrachinonverbindungen, Chinacridonverbindungen, basische Farblackverbindungen, Naphtholverbindungen, Benzimidazolonverbindungen, Thioindigoverbindungen und Perylenverbindungen verwendet. Im Einzelnen sind vor allem C. I. Pigment Red 2, 3, 5, 6, 7, 23, 48 : 2, 48 : 3, 48 : 4, 57 : 1, 81 : 1, 144, 146, 166, 169, 177, 184, 185, 202, 206, 220, 221 und 254 vorzuziehen.
Als cyanfarbenes Farbmittel können Kupferphthalocyaninverbindungen und Derivate davon, Anthrachinonverbindungen und basische Farblackverbindungen verwendet werden. Im Einzelnen können vor allem C. I. Pigment Blue 1, 7, 15 : 1, 15 : 2, 15 : 3, 15 : 4, 60, 62, 66 usw. vorzugsweise verwendet werden.
Diese Farbmittel können allein, in Form einer Mischung oder im Zustand einer festen Lösung verwendet werden. Die Farbmittel werden unter Berücksichtigung von Farbtonwinkel, Sättigung (Chromatizität), Helligkeit, Witterungsbeständigkeit, Lichtdurchlässigkeit auf OHP-Folien und Dispergierbarkeit in Tonerteilchen ausgewählt. Das Farbmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 20 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden.
In dem Fall, dass als schwarzes Farbmittel ein magnetisches Material verwendet wird, kann es vorzugsweise in einer Menge von 40 bis 150 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden, d. h. in einer Menge, die sich von der Menge anderer Farbmittel unterscheidet.
Als Ladungssteuerungsmittel können bekannte Ladungssteuerungsmittel verwendet werden. Es ist vorzuziehen, dass Ladungssteuerungsmittel verwendet werden, die farblos sind und eine schnelle Aufladung und die ständige Aufrechterhaltung einer konstanten Ladung für den Toner erlauben. Wenn das Verfahren der direkten Polymerisation angewendet wird, um die Tonerteilchen zu erhalten, werden vor allem Ladungssteuerungsmittel bevorzugt, die die Polymerisation nicht inhibieren und in dem wässrigen Dispersionsmedium nicht löslich sind. Sie können als negative Ladungssteuerungsmittel Metallverbindungen von aromatischen Carbonsäuren wie z. B. Salicylsäure, Naphthoesäure und Dicarbonsäuren, Verbindungen vom Polymertyp, die in der Seitenkette Sulfonsäure oder Carbonsäure haben, Borverbindungen, Harnstoffverbindungen, Siliciumverbindungen und Calixaren umfassen. Als positive Ladungssteuerungsmittel können sie quaternäre Ammoniumsalze, Verbindungen vom Polymertyp, die in der Seitenkette so ein quaternäres Ammoniumsalz haben, Guanidinverbindungen und Imidazolverbindungen umfassen. Irgendeines dieser Ladungssteuerungsmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 10 Masseteilen, auf 100 Masseteile des Bindemittelharzes bezogen, verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Zusatz des Ladungssteuerungsmittels jedoch nicht unbedingt erforderlich. Im Fall der Anwendung der Entwicklung mit einem Zweikomponentenentwickler kann die triboelektrische Aufladung mit einem Tonerträger angewandt werden, und im Fall der Anwendung der Entwicklung mit einem nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler unter Beschichtung mit einer Rakel kann absichtlich die triboelektrische Aufladung mit einem Rakelelement oder einem Entwicklungszylinderelement angewandt werden. In beiden Fällen ist das Ladungssteuerungsmittel nicht unbedingt in den Tonerteilchen enthalten.
Wenn zur Herstellung der Tonerteilchen die direkte Polymerisation angewandt wird, kann der zu verwendende Polymerisationsinitiator beispielsweise Polymerisationsinitiatoren vom Azo- oder Bisazotyp wie z. B. 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), 2,2'- Azobisisobutyronitril, 1,1'-Azobis(cyclohexan-1-carbonitril), 2,2'-Azobis(4-methoxy-2, 4-dimethylvaleronitril) und Azobisisobutyronitril und Polymerisationsinitiatoren vom Peroxidtyp wie z. B. Benzoylperoxid, Methylethylketonperoxid, Diisopropylperoxycarbonat, Cumolhydroperoxid, 2, 4-Dichlorbenzoylperoxid und Lauroylperoxid umfassen. Der Polymerisationsinitiator kann im allgemeinen in einer Menge von 0,5 bis 20 Masse%, auf die Masse der polymerisierbaren Monomere bezogen, verwendet werden, wobei diese Menge in Abhängigkeit von dem gewünschten Polymerisationsgrad variiert. Der Typ des Polymerisationsinitiators variiert etwas je nach dem Polymerisationsverfahren, und er kann allein oder in einer Mischung verwendet werden, wobei die Temperatur berücksichtigt wird, bei der die Halbwertszeit 10 Stunden beträgt.
Zur Einstellung bzw. Steuerung des Polymerisationsgrades kann ferner irgendein Vernetzungsmittel, Kettenübertragungsmittel und Polymerisationsinhibitor, der bekannt ist, zugesetzt werden.
Wenn zur Herstellung der Tonerteilchen die Suspensionspolymerisation angewandt wird, kann das verwendete Dispergiermittel als anorganische Verbindungen Tricalciumphosphat, Magnesiumphosphat, Aluminiumphosphat, Zinkphosphat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciummetasilicat, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Bentonit, Siliciumdioxid und Aluminiumoxid umfassen. Als organische Verbindungen kann das Dispergiermittel Polyvinylalkohol, Gelatine, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Ethylcellulose, Carboxymethylcellulose-Natriumsalz und Stärke umfassen. Irgendeiner dieser Stabilisatoren kann vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 10,0 Masseteilen, auf 100 Masseteile der polymerisierbaren Monomere bezogen, verwendet werden.
Als diese Dispergiermittel können die im Handel erhältlichen ohne Modifizierung verwendet werden. Zur Erzielung von dispergierten Teilchen mit einer feinen und gleichmäßigen Teilchengröße können jedoch in dem Dispersionsmedium unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit feine Teilchen aus der anorganischen Verbindung gebildet werden. Im Fall von Tricalciumphosphat beispielsweise können eine wässrige Natriumphosphatlösung und eine wässrige Calciumchloridlösung unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit vermischt werden, um feine Teilchen aus Tricalciumphosphat zu bilden, wodurch ein feinteiliges Dispergiermittel erhalten werden kann, das für die Suspensionspolymerisation vorzuziehen ist.
Zur Herstellung von feinen Teilchen aus diesen Dispergiermitteln können in Kombination 0,001 bis 0,1 Masse% eines Tensids verwendet werden. Im Einzelnen können handelsübliche nichtionogene, anionische oder kationische Tenside verwendet werden. Die Tenside, die vorzugsweise verwendet werden, sind beispielsweise Natriumdodecylbenzolsulfat, Natriumtetradecylsulfat, Natriumpentadecylsulfat, Natriumoctylsulfat, Natriumoleat, Natriumlaurat, Kaliumstearat und Calciumoleat.
Wenn zur Herstellung der Tonerteilchen die direkte Polymerisation (Suspensionspolymerisation) angewandt wird, können die Tonerteilchen durch ein nachstehend beschriebenes Herstellungsverfahren hergestellt werden.
Polymerisierbare Monomere, das Trennmittel aus einer Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt, das Farbmittel, das Ladungssteuerungsmittel, der Polymerisationsinitiator und andere Zusatzstoffe werden unter Anwendung eines Homogenisators, eines Ultraschall-Dispergiergeräts o. dgl. gleichmäßig gelöst oder dispergiert, um eine Monomermischung zu bilden, die dann mittels eines herkömmlichen Rührers oder eines Rührers mit hoher Scherwirkung wie z. B. eines Homogenisiermischers, eines Homogenisators o. dgl. in einem wässrigen Medium, das einen Dispersionsstabilisator enthält, dispergiert wird. Die Granulierung bzw. Tröpfchenbildung wird vorzugsweise durchgeführt, indem Rührgeschwindigkeit und -dauer derart eingestellt werden, dass Tröpfchen aus der Monomermischung die gewünschte Tonerteilchengröße haben können. Nach der Granulierung kann das Rühren derart durchgeführt werden, dass durch die Wirkung des Dispersionsstabilisators der teilchenförmige Zustand aufrechterhalten wird und das Absitzen der Teilchen verhindert werden kann. Die Polymerisation kann bei 40ºC oder darüber und im allgemeinen bei 50 bis 90ºC durchgeführt werden. In der letzten Hälfte der Polymerisation kann die Temperatur erhöht werden, und ferner kann das wässrige Medium während der letzten Hälfte der Reaktion oder nach Beendigung der Reaktion teilweise aus dem Reaktionssystem entfernt werden, um polymerisierbare Monomere, die nicht reagiert haben, Nebenprodukte usw. zu entfernen, was erfolgt, um die Haltbarkeit während des Betriebs in dem Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung zu verbessern. Nach Beendigung der Reaktion werden die gebildeten Tonerteilchen durch Waschen und Filtrieren gesammelt, worauf Trocknen folgt. Bei so einer Suspensionspolymerisation kann als Dispersionsmedium im allgemeinen Wasser verwendet werden, und zwar vorzugsweise in einer Menge von 300 bis 3000 Masseteilen, auf 100 Masseteile der Monomermischung bezogen.
Der mittlere Teilchendurchmesser und die Teilchengrößenverteilung des Toners können unter Anwendung eines Zählgeräts (Coulter counter Model TA-II oder Coulter Multisizer, hergestellt von Coulter Electronics, Inc.) gemessen werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden sie unter Anwendung des Zählgeräts Coulter Multisizer (hergestellt von Coulter Electronics, Inc.) gemessen. Es sind eine Schnittstelle (hergestellt von Nikkaki K. K.), die die auf die Anzahl bezogene Verteilung und die auf das Volumen bezogene Verteilung ausgibt, und ein Arbeitsplatzcomputer (PC9801, hergestellt von NEC.) angeschlossen. Als Elektrolylösung wird unter Verwendung von analysenreinem Natriumchlorid eine wässrige l%ige NaCl-Lösung hergestellt. Es kann beispielsweise ISOTON R-II (erhältlich von Coulter Scientific Japan Co.) verwendet werden. Die Messung wird durchgeführt, indem zu 100 bis 150 ml der vorstehend erwähnten wässrigen Elektrolytlösung als Dispergiermittel 0,1 bis 5 ml eines Tensids, vorzugsweise eines Alkylbenzolsulfonats, zugesetzt werden und dann 2 bis 20 mg einer zu messenden Probe zugesetzt werden. Die Elektrolytlösung, in der die Probe suspendiert worden ist, wird etwa 1 bis 3 Minuten lang einer Dispergierbehandlung in einem Ultraschall-Dispergiergerät unterzogen. Die auf das Volumen bezogene Verteilung und die auf die Anzahl bezogene Verteilung werden berechnet, indem unter Anwendung des Zählgeräts Coulter Multisizer mit einer Messöffnung von 100 um das Volumen und die Anzahl der Tonerteilchen mit einem Teilchendurchmesser von nicht weniger als 2 um gemessen werden. Dann werden aus der auf das Volumen bezogenen Verteilung der auf das Volumen bezogene massegemittelte Teilchendurchmesser (D4: der Mittelwert jedes Kanals wird als repräsentativer Wert für jeden Kanal angewendet) und der Massevariationskoeffizient (54) ermittelt, aus der auf die Anzahl bezogenen Verteilung der auf die Anzahl bezogene längengemittelte Teilchendurchmesser (D1) und der Längenvariationskoeffizient (51) ermittelt und aus der auf das Volumen bezogenen Verteilung die auf die Masse bezogene Menge des groben Pulvers (Teilchendurchmesser von 8,00 um oder mehr) ermittelt und aus der auf die Anzahl bezogenen Verteilung die auf die Masse bezogene Menge des feinen Pulvers (Teilchendurchmesser von 5 um oder weniger) ermittelt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements Trennbarkeit erteilt, so dass sie mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85º oder mehr bildet. Dadurch kann die Menge des restlichen Toners wirksam vermindert werden, so dass durch den restlichen Toner wenig Belichtungslicht abgefangen wird und negative Geisterbilder im Wesentlichen verhindert werden können. Gleichzeitig kann der Reinigungswirkungsgrad in Bezug auf den restlichen Toner während der Entwicklung verbessert werden, und auch positive Geisterbilder können wirksam verhindert werden.
Geisterbilder treten in einem nachstehend erläuterten Mechanismus auf. Das Abfangen von Licht durch den restlichen Toner wird vor allem in dem Fall ein Problem, dass die Oberfläche eines lichtempfindlichen Elements wiederholt für ein Blatt des Übertragungs-Bildempfangsmaterials angewendet wird (d. h., wenn die Länge, die einer Umdrehung des lichtempfindlichen Elements entspricht, kürzer ist als die Länge des Übertragungs-Bildempfangsmaterials in der Zuführungsrichtung), wobei Aufladung, Belichtung und Entwicklung in Gegenwart des restlichen Toners auf dem lichtempfindlichen Element durchgeführt werden müssen, so dass das Potenzial des lichtempfindlichen Elements bei dem Oberflächenbereich, wo der restliche Toner vorhanden ist, nicht vollständig abfällt, wodurch der Entwicklungskontrast ungenügend gemacht wird. Bei der Umkehrentwicklung erscheint dies auf Bildern als negatives Geisterbild, das eine niedrigere Bilddichte als die Umgebung hat, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Wenn indessen der Reinigungswirkungsgrad in Bezug auf den restlichen Toner während der Entwicklung ungenügend ist, entwickelt der Toner auch den Bereich der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements, wo der restliche Toner vorhanden ist, so dass ein positives Geisterbild erscheint, das eine höhere Bilddichte als die Umgebung hat.
Wenn die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85º oder mehr (vorzugsweise 90º oder mehr) bildet, ist es sogar in dem Fall, dass Monomere in dem Toner zurückbleiben, möglich, eine Verschlechterung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und eine Verschlechterung des Toners zu verhindern, so dass das Auftreten von Geisterbildern verhindert werden kann. Wenn der Kontaktwinkel kleiner als 85º ist, können sich die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und der Toner verschlechtern, so dass entsprechend der Umgebung und der Art der Übertragungs-Bildempfangsmaterialien Geisterbilder verursacht werden.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Bilderzeugungsverfahren bereitgestellt, mit dem bei dem System der Reinigung bei der Entwicklung graphische Bilder erzeugt werden können, die eine ausgezeichnete Farbton- bzw. Schwärzungswiedergabe (eine ausgezeichnete Gradation) zeigen, ohne dass die Fähigkeit zur Wiedergabe der Punkte von Bildelementen, die in Fig. 10 als Muster 1 bis 6 gezeigt sind, beeinträchtigt wird.
Bei einer mehr bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung als Ergebnis ausgedehnter Untersuchungen gefunden haben, können bei dem System der Reinigung bei der Entwicklung graphische Bilder mit einer guten Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten und zur Farbton- bzw. Schwärzungswiedergabe erhalten werden, wenn elektrostatische Latentbilder mit einer bestimmten Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) erzeugt werden. So ein Bereich der Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) kann folgendermaßen ermittelt werden. Bei der in Fig. 8 gezeigten Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge)/Oberflächenpotenzial-Rennlinie des lichtempfindlichen Elements wird die Steigung einer Geraden ermittelt, die den Punkt von Vd und den Punkt von (Vd + Vr)/2 verbindet, und wird der Punkt der Kennlinie ermittelt, dessen Tangente eine Steigung hat, die 1/20 der vorstehend erwähnten Steigung entspricht. Die erforderliche Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) ist nicht niedriger als die Intensität, die dem vorstehend erwähnten Punkt entspricht, jedoch nicht höher als das Fünffache der Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge), bei der das Oberflächengotenzial auf die Hälfte abgenommen hat.
Es gibt kein besonders bevorzugtes Belichtungsverfahren, jedoch wird die Laserbelichtung im Hinblick auf die kleineren Belichtungspunktdurchmesser und im Hinblick auf ihre Leistung vorzugsweise angewendet. Wenn die Belichtungsmenge kleiner als der vorstehend erwähnte Grenzwert ist, treten bei Linienbereichen leicht Bilder mit dünnen bzw. schwachen Linien oder verschmierte Bilder auf, und wenn sie das Fünffache der Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge), bei der das Oberflächenpotenzial auf die Hälfte abgenommen hat, überschreitet, können in unerwünschter Weise ein Zerquetschen isolierter Punkte und eine schlechte Farbton- bzw. Schwärzungswiedergabe bei graphischen Bildern verursacht werden, obwohl kein Geisterbild erscheint.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten verbessert, wenn das lichtempfindliche Element so empfindlich ist, dass die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge), bei der das Oberflächenpotenzial auf die Hälfte abgenommen hat, 0,5 cJ/m² oder weniger beträgt. Dies liegt daran, dass durch die Anwendung eines lichtempfindlichen Elements mit einer verhältnismäßig hohen Empfindlicheit mit dem Zweck, dem Abfangen von Belichtungslicht, das auf den restlichen Toner zurückzuführen ist, zu begegnen, die Potenzialschwankung aufgrund der Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) im Vergleich zu lichtempfindlichen Elementen mit einer verhältnismäßig niedrigen Empfindlichkeit unterdrückt werden kann.
Ein Vorteil der Anwendung eines lichtempfindlichen Elements mit einer hohen Empfindlichkeit besteht in der kooperativen Wirkung, dass ferner das Auftreten eines Geisterbildes verhindert werden kann. Wenn dafür gesorgt wird, dass das lichtempfindliche Element, das mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85º oder mehr bildet, eine hohe Empfindlichkeit hat [d. h. derart, dass die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge), bei der das Oberflächenpotenzial auf die Hälfte abgenommen hat, 0,5 cJ/m² oder weniger beträgt], können sogar auf Kartonpapier mit einer flächenbezogenen Masse von etwa 200 g/m² Bilder erzeugt werden, die frei von Geisterbildern sind, und es kann mehr bevorzugt werden, dass so ein lichtempfindliches Element bei dem System der Reinigung bei der Entwicklung angewendet wird. Außerdem kann seine Anwendung wirksam sein, um zu verhindern, dass unter den Bedingungen, dass sich das Übertragungsverhalten verschlechtern kann (z. B. in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit oder unter Anwendung eines Übertragungs- Bildempfangsmaterials, bei dem die Übertragung schwierig ist), ein Geisterbild erscheint.
Was die Gerätegestaltung anbetrifft, so ist vorzuziehen, dass der Wert (Koeffizient):
[Bereich der Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge)]/[Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge), bei der das Oberflächenpotenzial auf die Hälfte abgenommen hat]
groß ist, weil der Spielraum für die Auswahl der Belichtung, bei der der Bereich der Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) wie vorstehend erläutert fesgelegt ist, breiter ist. Dieser Koeffizient kann vorzugsweise 0,7 oder mehr und insbesondere 1,0 oder mehr betragen.
Die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge)/ Oberflächenpotenzial-Kennlinie eines lichtempfindlichen Elements wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf Basis der Werte ermittelt, die unter den Betriebsbedingungen eines Geräts, in dem das lichtempfindliche Element tatsächlich angewendet wird, gemessen werden. Die Werte werden durch ein Verfahren gemessen, bei dem die Sonde eines Oberflächenpotenziometers unmittelbar stromaufwärts in Bezug auf die Belichtungsstelle angeordnet wird, wobei das Potenzial des lichtempfindlichen Elements, das keiner Belichtung unterzogen wird, als Dunkelpotenzial Vd angesehen wird, und die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) dann nach und nach verändert wird, um die Potenziale auf dem lichtempfindlichen Element während dieser Veränderungen aufzuzeichnen. Unter "Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge), bei der das Oberflächenpotenzial auf die Hälfte abgenommen hat", ist die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge), bei der das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements auf die Hälfte von Vd, d. h. auf Vd/2, abgenommen hat, zu verstehen. Das Oberflächenpotenzial des lichtempfindlichen Elements, das mit dem 30fachen der Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge), bei der das Oberflächenpotenzial auf die Hälfte abgenommen hat, belichtet worden ist, ist als Restpotenzial Vr definiert.
Die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge)/ Oberflächenpotenzial-Kennlinie des später beschriebenen lichtempfindlichen Elements Nr. 1 wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 näher erläutert.
Lichtempfindlichkeitseigenschaften des lichtempfindlichen Elements Nr. 1 werden unter Anwendung eines Laserdruckers (LBP-860, hergestellt von Canon Inc.) als elektrophotographisches Gerät gemessen. Die Betriebsgeschwindigkeit beträgt 70 mm/s. Die elektrostatischen Latentbilder werden mit 300 dpi im Binärbetrieb erzeugt. An seine Aufladewalze wird Gleichstrom angelegt.
Die Eigenschaften des lichtempfindlichen Elements werden gemessen, indem die Menge des Laserlichts (etwa 780 nm) verändert wird, während das Potenzial überwacht wird. Hierbei wird die Laserbelichtung über die gesamte Oberfläche unter kontinuierlicher Bestrahlung in der Sekundärabtastrichtung angewendet.
Bei dem lichtempfindlichen Element Nr. 1 wird die Veränderung des Oberflächenpotenzials bei verschiedenen Belichtungsintensitäten (flächenbezogenen Belichtungsmengen)-gemessen, um die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge)/Oberflächenpotenzial-Kennlinie zu ermitteln.
Wie in der graphischen Darstellung von Fig. 8 gezeigt ist, beträgt das Dunkelpotenzial (Vd) des lichtempfindlichen Elements Nr. 1-700 V und beträgt das Restpotenzial (Vr) -60 V. Somit beträgt (Vd + Vr)/2-380 V, wobei die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) 0,11 cJ/m² beträgt, und die Steigung einer Geraden, die die zwei Punkte mit einem Potenzial von -700 V und einem Potenzial von -380 V verbindet, beträgt etwa 2900 Vm²/cJ. Der Wert von 1/20 der Steigung 2900 Vm²/cJ beträgt somit 145 Vm²/cJ. In dem Berührungspunkt zwischen der Geraden mit der Steigung 145 Vm²/cJ und der Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge)/Oberflächenpotenzial-Kennlinie beträgt die Intensität 0,43 cJ/m². Andererseits beträgt das Potenzial von 1/2 des Dunkelpotenzials (Vd) des lichtempfindlichen Elements Nr. 1-350 V, wobei die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) [d. h. die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge), bei der das Oberflächenpotenzial auf die Hälfte abgenommen hat] 0,12 cJ/m² beträgt, und daraus folgt, dass ein Wert, der gleich dem Sfachen der Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) ist, bei der das Oberflächenpotenzial auf die Hälfte abgenommen hat, 0,60 cJ/m² beträgt. Das lichtempfindliche Element Nr. 1 wird deshalb vorzugsweise derart eingestellt, dass es bei einer Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) von 0,43 bis 0,60 cJ/m² ein Hellpotenzial (Vl) von etwa -100 V hat.
Das lichtempfindliche Element, das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewandt wird, ist wirksam, wenn seine Oberfläche hauptsächlich aus einem polymeren Bindemittel besteht, beispielsweise wenn sich auf einem anorganischen lichtempfindlichen Element wie z. B. einem aus amorphem Silicium o. dgl. eine Schutzschicht befindet, die hauptsächlich aus einem Harz gebildet ist, wenn als Ladungstransportschicht eines organischen lichtempfindlichen Elements mit getrennten Funktionen eine Oberflächenschicht dient, die aus einem Ladungen transportierenden Material und einem Harz gebildet ist, und auch wenn auf der Ladungstransportschicht ferner eine Schutzschicht gebildet ist.
Maßnahmen, die dazu dienen, so einer äußersten Schicht Trennbarkeit zu erteilen, können die folgenden umfassen: (i) in dem Harz selbst, das die äußerste Schicht bildet, wird ein Harz mit einer niedrigen Oberflächenenergie verwendet; (ii) der äußersten Schicht wird ein Zusatzstoff zugesetzt, der fähig ist, Wasserabweisungsvermögen oder lipophile Eigenschaften zu erteilen; und (iii) in der äußersten Schicht wird ein Material mit einer hohen Trennbarkeit in Pulverform dispergiert.
Im Fall (i) kann der Zweck erreicht werden, indem in die Struktur des Harzes eine fluorhaltige Gruppe und/oder eine siliciumhaltige Gruppe o. dgl. eingeführt wird. Im Fall (ii) kann er durch Verwendung eines Tensids als Zusatzstoff erreicht werden. Im Fall (iii) kann als das erwähnte Material eine Verbindung, die Fluoratome enthält, (z. B. Polyethylentetrafluorid, Polyvinylidenfluorid und Kohlenstofffluorid) verwendet werden. Es wird vor allem ein Polyethylentetraflucridpulver bevorzugt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass in der äußersten Schicht ein Trenmiittelpulver wie z. B. fluorhaltiges Harzpulver dispergiert wird.
Es ist bei dem lichtempfindlichen Element für die Elektrophotographie vorzuziehen, dass in seiner Oberfläche ein Material vorhanden ist, das Fluoratome und/oder Siliciumatome hat, und dass diese Atome ferner in den folgenden durch Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) gemessenen Verhältnissen vorhanden sind:
F/C = 0,03 bis 1,00
Si/C = 0,03 bis 1,00.
Bei dem lichtempfindlichen Element, das ein Material enthält, in dem Fluoratome enthalten sind, kann das gewünschte Potenzial mit einem geringen elektrischen Aufladungsstrom erhalten werden, wenn seine Dielektrizitätskonstante im Wesentlichen niedrig ist. Dies ist wirksam, um den Einfluss auf den restlichen Toner zu vermindern. Bei dem lichtempfindlichen Element, das ein Material enthält, in dem Siliciumatome enthalten sind, ist das siliciumhaltige Material in der Nähe der Oberfläche vorhanden und verbessert den Wirkungsgrad, mit dem der restliche Toner bei dem Entwicklungsbereich gesammelt wird, so dass die Häufigkeit, mit der dieselben Tonerteilchen wiederholt der Aufladung des lichtempfindlichen Elements ausgesetzt werden, wirksam vermindert wird, wodurch eine Verschlechterung des Toners wirksam verhindert wird. Dieselbe Wirkung kann für das lichtempfindliche Element mit dem Material, in dem das Element Fluor enthalten ist, festgestellt werden.
Im Einzelnen werden/wird eine fluorsubstituierte Verbindung und/ oder eine siliciumhaltige Verbindung mindestens in das Bindemittelharz für die Bildung der Oberflächenschicht eingemischt. Es kann mehr als eine Art der fluorsubstituierten Verbindung und/oder der siliciumhaltigen Verbindung verwendet werden, von denen eine mit dem Bindemittel unverträglich ist und die andere mit dem Bindemittel verträglich oder emulgierbar ist. Die zwei Arten der fluorsubstituierten Verbindungen und/oder siliciumhaltigen Verbindungen sind gleichmäßig in der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements vorhanden, wenn sie zusammen verwendet werden. Dies ermöglicht eine Verminderung der Oberflächenenergie des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements und eine bessere Lösung der Probleme.
Wenn das Verhältnis F/C oder das Verhältnis 51/C weniger als 0,03 beträgt, kann die Oberflächenenergie weniger wirksam vermindert werden. Wenn das Verhältnis 1,00 überschreitet, tritt leicht eine Abnahme der Schichtfestigkeit oder eine Verminderung der Haftfestigkeit an der Unterschicht ein.
Das lichtempfindliche Element hat mindestens eine lichtempfindliche Schicht auf einem leitfähigen Substrat, und die Oberflächenschicht der lichtempfindlichen Schicht kann vorzugsweise mindestens das Bindemittelharz und die fluorsubstituierte Verbindung und/oder die siliciumhaltige Verbindung enthalten.
Die fluorsubstituierte Verbindung kann Rohlenstofffluorid; Polymere oder Copolymere von fluorhaltigen Monomeren wie z. B. Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen, Trifluorethylen, Chlortrifluorethylen, Vinylidenfluorid, Vinylfluorid und Perfluoralkylvinylether und Pfropfpolymere oder Blockpolymere, die im Molekül irgendwelche von diesen enthalten; und fluorhaltige Tenside umfassen. Im Fall von unmischbaren und pulverförmigen fluorhaltigen Verbindungen können sie vorzugsweise einen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,01 bis 5 um und eine mittlere Molmasse von 3000 bis 5.000.000 haben.
Die siliciumhaltige Verbindung kann Blockpolymere oder Pfropfpolymere, die ein dreidimensional vernetztes Monomethylsiloxan- Produkt, ein dreidimensional vernetztes Dimethylsiloxan-Monomethylsiloxan-Produkt, ein Polydimethylsiloxan mit ultrahoher Molmasse oder ein Polydimethylsiloxan-Segment enthalten; siliciumhaltige Tenside, siliciumhaltige Makromonomere und an den Endgruppen modifiziertes Polydimethylsiloxan umfassen. Im Fall eines dreidimensional vernetzten Produkts wird die Verbindung in Form von feinen Teilchen verwendet, die vorzugsweise einen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,01 bis 5 um haben. Im Fall einer Polydimethylsiloxanverbindung kann die Verbindung vorzugsweise eine mittlere Molmasse von 3000 bis 5.000.000 haben. In dem Fall, dass die Verbindung in Form von feinen Teilchen vorhanden ist, wird sie in dem Bindemittelharz als Bestandteil der lichtempfindlichen Schicht dispergiert. Als Dispergiereinrichtung kann eine Sandmühle, eine Kugelmühle, eine Walzenmühle, ein Homogenisator, eine Nanomizer-Mühle, eine Farbschüttelvorrichtung, ein Ultraschall-Dispergiergerät o. dgl. angewandt werden. Die fluorsubstituierte Verbindung und/oder eine siliciumhaltige Verbindung kann vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 70 Masse% und insbesondere von 2 bis 55 Masse% in der äußersten Schicht des lichtempfindlichen Elements enthalten sein. Wenn die Verbindung(en) in einer Menge von weniger als 1 Masse% vorhanden ist (sind), ist die dadurch bewirkte Verminderung der Oberflächenenergie oder Verhinderung von Geisterbildern weniger wirksam. Bei ihrem Vorhandensein in einer Menge von mehr als 70 Masse% besteht die Neigung, dass die Schichtfestigkeit der Oberflächenschicht abnimmt oder die Menge des auf das lichtempfindliche Element auftreffenden Lichts gering ist.
Das Bindemittelharz, in dem die fluorsubstituierte Verbindung und/oder eine siliciumhaltige Verbindung dispergiert werden/wird, kann Polyester, Polyurethan, Polyacrylat, Polyethylen, Polystyrol, Polybutadien, Polycarbonat, Polyamid, Polypropylen, Polyimid, Polyamidoimid, Polysulfon, Polyallylether, Polyacetal, Nylon, Phenolharze, Acrylharze, Siliconharze, Epoxyharze, Harnstoffharze, Allylharze, Alkydharze und Butyralharze umfassen. Es ist auch möglich, dass reaktionsfähige Epoxyverbindungen und Acryl- oder Methacrylmonomere oder -oligomere verwendet werden, nachdem sie vermischt worden sind, und dann gehärtet werden.
Die lichtempfindliche Schicht kann einen einschichtigen Aufbau oder einen mehrschichtigen Aufbau haben. Im Fall eines einschichtigen Aufbaus treten die Erzeugung und die Bewegung der Photoladungsträger in derselben Schicht ein, und die fluorsubstituierte Verbindung und/oder eine siliciumhaltige Verbindung sind/ist in dieser äußersten Schicht enthalten. Im Fall eines mehrschichtigen Aufbaus sind eine Ladungserzeugungsschicht, in der Photoladungsträger erzeugt werden, und eine Ladungstransportschicht, durch die hindurch Photoladungsträger bewegt werden, aufeinandergeschichtet. Die Schicht, die die Oberflächenschicht bildet, kann entweder die Ladungserzeugungsschicht oder die Ladungstransportschicht sein. In beiden Fällen sind/ist die fluorsubstituierte Verbindung und/oder eine siliciumhaltige Verbindung in der Schicht enthalten, die die äußerste Schicht bildet. Die lichtempfindliche Schicht mit einschichtigem Aufbau kann vorzugsweise eine Dicke von 5 bis 100 um und insbesondere von 10 bis 60 um haben. Ein Ladungen erzeugendes Material oder ein Ladungen transportierendes Materials kann in einer Menge von 20 bis 80 Masse% und insbesondere von 30 bis 70 Masse% enthalten sein. Im Fall des lichtempfindlichen Elements mit mehrschichtigem Aufbau kann die Ladungserzeugungsschicht vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,001 bis 6 um und insbesondere von 0,01 bis 2 um haben. Das lichtempfindliche Element mit mehrschichtigem Aufbau kann vorzugsweise ein Ladungen erzeugendes Material in einer Menge von 10 bis 100 Masse% und insbesondere von 40 bis 100 Masse% enthalten. Das lichtempfindliche Element mit mehrschichtigem Aufbau kann vorzugsweise die Ladungstransportschicht in einer Dicke von 5 bis 100 um und insbesondere von 10 bis 60 um haben. Das lichtempfindliche Element mit mehrschichtigem Aufbau kann vorzugsweise ein Ladungen transportierendes Material in einer Menge von 20 bis 80 Masse% und insbesondere von 30 bis 70 Masse% enthalten.
Das Ladungen erzeugende Material kann Phthalocyanin-Pigmente, polycyclische Chinon-Pigmente, Azo-Pigmente, Perylen-Pigmente, Indigo-Pigmente, Chinacridon-Pigmente, Azulenium-Farbstoffe, Squarylium-Farbstoffe (von Quadratsäure abgeleitet), Cyanin-Farbstoffe, Pyrylium-Farbstoffe, Thiopyrylium-Farbstoffe, Xanthen- Farbstoffe, Chinonimin-Farbstoffe, Triphenylmethan-Farbstoffe, Styryl-Farbstoffe, Selen, Selen-Tellur, amorphes Silicium und Cadmiumsulfid umfassen. Das Ladungen transportierende Material kann Pyrenverbindungen, Carbazolverbindungen, Hydrazonverbindungen, N,N-Dialkylanilinverbindungen, Diphenylaminverbindungen, Triphenylaminverbindungen, Triphenylmethanverbindungen, Pyrazolinverbindungen, Styrylverbindungen und Stilbenverbindungen umfassen.
Das elektrophotographische lichtempfindliche Element kann eine Schutzschicht haben, die auf der lichtempfindlichen Schicht aufgeschichtet ist. Die Schutzschicht kann vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,01 bis 20 um und insbesondere von 0,1 bis 10 um haben. Die Schutzschicht kann das Ladungen erzeugende Material oder das Ladungen transportierende Material, das vorstehend beschrieben wurde, und ein leitfähiges Material o. dgl. wie z. B. ein Metall, ein Oxid davon, ein Nitrid, ein Salz, eine Legierung oder Kohlenstoff enthalten. Die fluorsubstituierte Verbindung und/oder eine siliciumhaltige Verbindung kann auch in der Schutzschicht, die als äußerste Schicht dient, enthalten sein. Das Bindemittelharz, das in der Schutzschicht verwendet wird, kann Polyester, Polyurethan, Polyacrylat, Polyethylen, Polystyrol, Polybutadien, Polycarbonat, Polyamid, Polypropylen, Polyimid, Polyamidoimid, Polysulfon, Polyallylether, Polyacetal, Nylon, Phenolharze, Acrylharze, Siliconharze, Epoxyharze, Harnstoffharze, Allylharze, Alkydharze und Butyralharze umfassen. Es ist auch möglich, dass reaktionsfähige Epoxyverbindungen und Acryl- oder Methacrylmonomere oder -oligomere verwendet werden, nachdem sie vermischt worden sind, und dann gehärtet werden.
Das Material für das leitfähige Substrat, das bei dem elektrophotographischen lichtempfindlichen Element verwendet wird, kann Metalle wie z. B. Eisen, Kupfer, Nickel, Aluminium, Titan, Zinn, Antimon, Indium, Blei, Zink, Gold und Silber; Legierungen davon; Oxide davon; Kohlenstoff und leitfähige Harze umfassen. Das leitfähige Substrat kann die Form eines Zylinders, eines Bandes oder einer Folie bzw. Platte haben. Das leitfähige Material für die Bildung des leitfähigen Substrats kann geformt, als Beschichtungsmaterial verwendet oder im Vakuum aufgedampft werden. Zwischen dem leitfähigen Substrat und der lichtempfindlichen Schicht kann eine Unterschicht bzw. Grundierschicht gebildet werden. Die Grundierschicht wird hauptsächlich aus einem Bindemittelharz gebildet und kann auch das vorstehend erwähnte leitfähige Material oder einen Akzeptor enthalten. Das Bindemittelharz, das die Grundierschicht bildet, kann Polyester, Polyurethan, Polyacrylat, Polyethylen, Polystyrol, Polybutadien, Polycarbonat, Polyamid, Polypropylen, Polyimid, Polyamidoimid, Polysulfon, Polyallylether, Polyacetal, Nylon, Phenolharze, Acrylharze, Siliconharze, Epoxyharze, Harnstoffharze, Allylharze, Alkydharze und Butyralharze umfassen.
Zur Herstellung des elektrophotographischen lichtempfindlichen Elements wird ein Verfahren wie z.B. Vakuumaufdampfung und Beschichtung angewendet. Bei der Beschichtung werden der Auftrag mit einer Stabauftragvorrichtung, einer Rakelauftragvorrichtung, einer Walzenauftragvorrichtung, einer Reibmühle oder einer Sprühauftragvorrichtung, Tauchauftrag, elektrostatischer Auftrag, Pulverauftrag usw. angewandt.
Als Verfahren zur Aufladung des lichtempfindlichen Elements wird eine Koronaaufladung wie z.B. eine Aufladung mit Corotron oder Scorotron angewandt. Außerdem kann eine Aufladung mit Stiftelektroden angewandt werden. Es kann auch eine direkte Aufladung angewandt werden.
Das Kontaktaufladeelement für die direkte Aufladung des lichtempfindlichen Elements kann eine Bürste, eine Walze und eine Rakel umfassen. Im Fall der Walze oder der Rakel wird ein Metall wie z. B. Eisen, Kupfer oder Edelstahl, ein Harz, in dem Kohlenstoff dispergiert ist, oder ein Harz, in dem ein Metallpulver oder Metalloxidpulver dispergiert ist, verwendet. Das Kontaktaufladeelement kann die Form eines Stabes oder einer Platte haben.
Wenn das Kontaktaufladeelement beispielsweise eine elastische Walze ist, wird ein Element angewendet, das aus einer elastischen Schicht, einer leitfähigen Schicht und einer Widerstandsschicht, die auf einem leitfähigen Substrat angeordnet sind, besteht. Die elastische Schicht kann Gummischichten, die aus Chloroprengummi, Isoprenkautschuk, EPDM-Kautschuk, Polyurethankautschuk, Epoxykautschuk oder Butylgummi gebildet sind, oder Schaumgummischichten, die aus irgendeinem dieser Gummis gebildet sind; und Schichten, die aus einem thermoplastischen Styrol-Butadien-Elastomer, einem thermoplastischen Polyurethan- Elastomer, einem thermoplastischen Polyester-Elastomer oder einem thermoplastischen Ethylen-Vinylacetat-Elastomer gebildet sind, umfassen. Die leitfähige Schicht kann vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup7; Ω·cm oder darunter und insbesondere 10&sup6; Ω·cm oder darunter haben. Als leitfähige Schicht werden beispielsweise eine abgeschiedene bzw. aufgedampfte Metallschicht, eine Harzschicht, in der leitfähige Teilchen dispergiert sind, oder eine leitfähige Harzschicht angewendet. Sie kann als besondere Beispiele abgeschiedene bzw. aufgedampfte Schichten aus Metallen wie z.B. Aluminium, Indium, Nickel, Kupfer und Eisen und Schichten, die aus Mischungen gebildet werden, die hergestellt werden, indem leitfähige Teilchen wie z.B. Kohlenstoff-, Aluminium-, Nickel- oder Titanoxidteilchen in einem Harz wie z. B. Polyurethan, Polyester, einem Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer oder Polymethylmethacrylat dispergiert werden. Das leitfähige Harz kann quaternäres Ammoniumsalz enthaltendes Polymethylmethacrylat, Polyvinylanilin, Polyvinylpyrrol, Polydiacetylen und Polyethylenimin umfassen. Die Widerstandsschicht ist eine Schicht, die einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup6; Qcm bis 10¹² Ω·cm hat, und es kann ein halbleitendes Harz, ein isolierendes Harz, in dem leitfähige Teilchen dispergiert sind, o. dgl. verwendet werden. Als halbleitendes Harz werden Harze wie z. B. Ethylcellulose, Nitrocellulose, methoxymethyliertes Nylon bzw. Polyamid, ethoxymethyliertes Nylon bzw. Polyamid, Copolymer-Nylon bzw. Copolyamid, Polyvinylhydrin und Casein verwendet. Beispiele für das isolierende Harz, in dem leitfähige Teilchen dispergiert sind, können Harze umfassen, die hergestellt werden, indem leitfähige Teilchen wie z.B. Kohlenstoff-, Aluminium-, Indiumoxid- oder Titanoxidteilchen in einem isolierenden Harz wie z. B. Polyurethan, Polyester, einem Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymer oder Polymethylmethacrylat dispergiert werden.
Die Bürste, die als Kontaktaufladeelement dient, kann aus einem üblicherweise verwendeten Faserstoff und einem leitfähigen Material, das darin zur Einstellung bzw. Steuerung des Widerstandes dispergiert ist, bestehen. Der Faserstoff kann Fasern aus einem Harz wie z. B. Nylon bzw. Polyamid, Acrylharzderivaten, Kunstseide, Polycarbonat oder Polyester umfassen. Das leitfähige Material kann leitfähige Pulver aus Metallen wie z. B. Kupfer, Nickel, Eisen, Aluminium, Gold und Silber; Metalloxiden wie z. B. Eisenoxid, Bleioxid, Zinnoxid, Antimonoxid und Titanoxid und Ruß umfassen. Die leitfähigen Pulver können wahlweise einer Oberflächenbehandlung zur Modifizierung der Hydrophobie oder zur Einstellung bzw. Steuerung des Widerstandes unterzogen werden. Diese leitfähigen Pulver werden unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit und der Produktivität ausgewählt. Die Kontaktaufladebürste kann für die Anwendung vorzugsweise eine Faserdicke von 1 bis 20 den (einen Faserdurchmesser von 10 bis 500 um), eine Faserlänge von 1 bis 15 mm und eine Bürstendichte von 10.000 bis 300.000 Fäden pro Quadratinch (1,5 · 10&sup7; bis 4, 5 · 10&sup8; Fäden pro Quadratmeter) haben.
Nachstehend wird ein Kontaktübertragungsverfahren beschrieben, das auf das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
Tonerbilder werden elektrostatisch auf ein Übertragungs-Bildempfangsmaterial übertragen, indem eine Übertragungseinrichtung gegen das lichtempfindliche Element, das ein elektrostatisches Latentbild trägt, gepresst wird, wobei sich zwischen ihnen das Übertragungs-Bildempfangsmaterial befindet. Der Kontaktdruck kann als linearer Druck 3 g/cm oder mehr und vorzugsweise 20 g/cm oder mehr betragen.
Ein Kontaktdruck, der als linearer Druck weniger als 3 g/cm beträgt, ist nicht vorzuziehen, weil leicht eine Abweichung beim Transport der Übertragungs-Bildempfangsmaterialien und eine schlechte Übertragung eintreten.
Als Übertragungseinrichtung wird bei dem Kontaktübertragungsverfahren eine Einrichtung mit einer Übertragungswalze oder einem Übertragungsband angewendet. Die Übertragungswalze hat mindestens einen Dorn und eine leitfähige elastische Schicht. Die leitfähige elastische Schicht ist aus Polyurethan oder EPDM-Kautschuk mit einem darin dispergierten leitfähigen Material wie z. B. Kohlenstoff gebildet und hat einen spezifischen Volumenwiderstand von 10&sup6; Ω·cm bis 10¹&sup0; Ω·cm.
Als Entwicklungsverfahren wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Umkehrentwicklung angewandt. Im Fall der Anwendung eines Magnetbürsten-Entwicklungsverfahrens unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers werden als magnetischer Tonerträger magnetische Ferritteilchen, Magnetitteilchen, Eisenpulver oder irgendwelche dieser Teilchen, die mit einem Harz wie z. B. Acrylharz, Siliconharz oder Fluorkunstharz beschichtet sind, verwendet. Hierbei wird an das Entwicklerträgerelement während der Entwicklung oder in der Leerzeit vor und nach der Entwicklung eine Vorspannung mit einer Gleichstrom- oder Wechselstromkomponente angelegt, damit das Potenzial derart eingestellt wird, dass ein Sammeln des restlichen Toners, der auf dem lichtempfindlichen Element vorhanden ist, erlaubt wird. Die hierbei angewandte Gleichstromkomponente kann vorzugsweise derart eingestellt werden, dass sie zwischen dem Hellpotenzial und dem Dunkelpotenzial liegt.
Es kann auch das Entwicklungsverfahren unter Verwendung eines Einkomponentenentwicklers angewendet werden, bei dem ein Toner auf die Oberfläche einer elastischen Walze, die als Entwicklerträgerelement dient, aufgebracht werden kann und der so aufgebrachte Toner mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt gebracht werden kann. Der Toner kann entweder ein magnetischer Toner oder ein nichtmagnetischer Toner sein. Hierbei muss die Oberfläche oder die Umgebung der Oberfläche der elastischen Walze ein Potenzial haben und muss in dem engen Spalt zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und der Oberfläche der elastischen Walze ein elektrisches Feld vorhanden sein, damit mittels des elektrischen Feldes, das zwischen dem lichtempfindlichen Element und der elastischen Walze, die der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gegenüberliegt, wirkt, eine Reinigung bei der Entwicklung bewirkt wird. Zu diesem Zweck kann das elektrische Feld aufrechterhalten werden, während eine Leitung zu der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements verhindert wird, indem der Widerstand der elastischen Schicht der elastischen Walze eingestellt wird, oder kann als Oberflächenschicht einer leitfähigen Walze eine dünne isolierende Schicht bereitgestellt werden. Außerdem sind eine leitfähige Walze, die an ihrer mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommenden Oberfläche mit einem isolierenden Material beschichtet ist, um einen Entwicklungszylinder aus leitfähigem Harz zu bilden, oder ein isolierender Entwicklungszylinder, der an seiner inneren Oberfläche, die nicht mit dem lichtempfindlichen Element in Kontakt kommt, eine leitfähige Schicht hat, möglich.
Im Fall der Anwendung des Kontaktentwicklungsverfahrens unter Verwendung eines Einkomponentenentwicklers kann eine Tonerträgerwalze in derselben Richtung wie das lichtempfindliche Element oder in der entgegengesetzten Richtung gedreht werden.
Wenn sie in derselben Richtung gedreht wird, kann sie vorzugsweise mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht werden, die 100% oder mehr und insbesondere 110% oder mehr der Umfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements beträgt. Wenn sie weniger als 100% beträgt, ist eine Verminderung der Bildqualität wahrscheinlich. Bei einer Zunahme dieses Umfangsgeschwindigkeitsverhältnisses nimmt die Tonermenge zu, die dem Entwicklungsbereich zugeführt wird, und es kommt häufiger vor, dass der Toner an dem elektrostatischen Latentbild anhaftet und dieses verläßt, wobei das Abschaben des Toners von dem Bereich, in dem er nicht benötigt wird, und die Zuführung des Toners zu dem Bereich, in dem er benötigt wird, wiederholt werden, so dass ein Tonerbild erhalten werden kann, das dem elektrostatischen Latentbild getreu ist. Unter dem Gesichtspunkt der Reinigung bei der Entwicklung kann erwartet werden, dass dies den Vorteil hat, dass der restliche Toner, der an dem lichtempfindlichen Element angehaftet hat, wegen des Unterschiedes in der Umfangsgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und dem Entwicklerträgerelement körperlich bzw. mechanisch entfernt und aufgrund des elektrischen Feldes gesammelt wird. Ein hohes Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis ist somit vorteilhafter, um den restlichen Toner zu sammeln.
Das Bilderzeugungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 beschrieben. Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein Bilderzeugungsgerät mit einer Betriebskassette, aus der die Reinigungseinheit, die eine Reinigungsrakel o. dgl. hat, entfernt worden ist. Ein lichtempfindliches Element 36 wird durch eine Aufladewalze 31, die als Kontaktaufladeelement dient, elektrostatisch aufgeladen, und Bildbereiche werden mit Laserlicht 40 belichtet, wodurch ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird. Auf ein Entwicklerträgerelement 34 wird durch eine Tonerauftragwalze 35 und eine Auftragrakel 33 ein Toner 30 aufgetragen, der in einer Entwicklungseinrichtung aufbewahrt wird, und dann wird das elektrostatische Latentbild, das auf dem lichtempfindlichen Element 36 erzeugt worden ist, durch Umkehrentwicklung mit dem Toner, der auf dem Entwicklerträgerelement 34 getragen wird, entwickelt, wodurch auf dem lichtempfindlichen Element 36 ein Tonerbild erzeugt wird. An das Entwicklerträgerelement 34 wird durch eine Einrichtung 41 zum Anlegen einer Vorspannung mindestens eine Gleichstrom-Vorspannung angelegt. Das Tonerbild, das sich auf dem lichtempfindlichen Element 36 befindet, wird durch eine Übertragungswalze 37, die als Übertragungseinrichtung dient und an die durch eine Einrichtung 42 zum Anlegen einer Vorspannung eine Vorspannung angelegt wird, auf ein Übertragungs-Bildempfangsmaterial 38 übertragen, das zu der Übertragungzone befördert worden ist. Das Tonerbild, das auf das Übertragungs-Bildempfangsmaterial übertragen worden ist, wird durch eine Fixiereinrichtung 43 zum Fixieren unter Anwendung von Wärme und Druck, die eine Heizwalze und eine Presswalze hat, fixiert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als lichtempfindliches Element 36 ein lichtempfindliches Element angewendet, dessen Oberfläche mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85º oder mehr (vorzugsweise von 90º oder mehr) bildet, und wird ferner als Toner ein Toner verwendet, der einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 180 (vorzugsweise von 100 bis 140) und einen SF-2-Wert von 100 bis 140 (vorzugsweise von 100 bis 120) hat. Infolgedessen ist der Wirkungsgrad der Übertragung dem überlegen, der nach dem Stand der Technik erzielt wird, und kann die Menge des restlichen Toners auf dem lichtempfindlichen Element 36 geringer sein. Der restliche Toner, der nach dem Übertragungschritt auf dem lichtempfindlichen Element zurückgeblieben ist, wird ohne einen Schritt der Reinigung mit einer Reinigungseinrichtung wie z. B. einer Rakel-Reinigungseinrichtung zu der Stelle befördert, wo sich die Aufladewalze 31 befindet. Das lichtempfindliche Element 36 mit dem restlichen Toner wird durch die Aufladewalze 31 elektrostatisch aufgeladen und nach der Aufladung mit Laserlicht 40 belichtet, wodurch ein elektrostatisches Latentbild erzeugt wird. Auf dem lichtempfindlichen Element 36 mit dem restlichen Toner wird das elektrostatische Latentbild durch den Toner, der auf dem Entwicklerträgerelement 34 getragen wird, entwickelt, und gleichzeitig wird der restliche Toner zu dem Entwicklerträgerelement 34 hin gesammelt. Ein Tonerbild, das auf dem lichtempfindlichen Element 36, das durch den Schritt der Reinigung bei der Entwicklung hindurchgegangen ist, erzeugt worden ist, wird durch die Übertragungswalze 37 auf ein anderes Übertragungs-Bildempfangsmaterial 38 übertragen, das zu der Übertragungszone befördert worden ist. Nach dem Übertragungsschritt wird das lichtempfindliche Element 36 wieder durch die Aufladewalze 31 elektrostatisch aufgeladen. Danach wird ein ähnliches Verfahren wiederholt.
Bei der Umkehrentwicklung werden als Entwicklungsbedingungen, die für die Durchführung der Reinigung bei der Entwicklung vorzuziehen sind, das Dunkelpotenzial (Vd) und das Hellpotenzial (V1) an der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements und die Gleichstrom-Vorspannung (Vdc), die an das Entwicklerträgerelement angelegt wird, vorzugsweise derart eingestellt, dass sie die folgende Beziehung erfüllen:
Vd - Vdc > V1 - Vdc .
Der Wert von Vd - Vdc ist insbesondere um 10 V oder mehr größer als der Wert von V1 - Vdc .
Fig. 2 veranschaulicht schematisch ein Bilderzeugungsgerät mit einer Betriebskassette, aus der die Reinigungsrakel einer Reinigungseinrichtung entfernt worden ist. Eine Aufladewalze 31 ist mit einem Reinigungselement für die Aufladewalze versehen, das aus einem Material wie z. B. Faservlies gebildet ist.
Fig. 3 veranschaulicht schematisch ein anderes Bilderzeugungsgerät, das eine Entwicklungseinrichtung hat, bei der von einem Zweikomponentenentwickler für die Magnetbürstenentwicklung Gebrauch gemacht wird.
In Fig. 3 wird ein lichtempfindliches Element 2 durch eine Koronaaufladeeinrichtung (nicht mit dem lichtempfindlichen Element 2 in Kontakt), die als Aufladeeinrichtung für das lichtempfindliche Element 2 dient, elektrostatisch aufgeladen, und auf dem lichtempfindlichen Element 2 wird durch Analogbelichtung oder Belichtung mit Laserlicht 6 ein elektrostatisches Latentbild erzeugt. Eine auf einem Entwicklerträgerelement 1 einer Entwicklungseinrichtung 15 gebildete Magnetbürste aus einem Zweikomponentenentwickler, der aus einem Toner und einem magnetischen Tonerträger besteht, wird mit dem lichtempfindlichen Element 2 in Kontakt gebracht, und das elektrostatische Latentbild, das auf dem lichtempfindlichen Element 2 erzeugt worden ist, wird durch Umkehrentwicklung entwickelt, wodurch ein Tonerbild erzeugt wird. An das Entwicklerträgerelement 1 wird von einer Einrichtung 12 zum Anlegen einer Vorspannung mindestens eine Gleichstrom-Vorspannung angelegt. Das Tonerbild, das sich auf dem lichtempfindlichen Element 2 befindet, wird durch eine Übertragungs-Koronaaufladeeinrichtung 3 (nicht mit dem lichtempfindlichen Element 2 in Kontakt), die als Übertragungseinrichtung dient, auf ein Übertragungs-Bildempfangsmaterial 4 übertragen, das zu der Übertragungszone befördert worden ist. Nach der Ladungsbeseitigung durch eine Ladungsbeseitigungseinrichtung 10 wird das Tonerbild, das auf das Übertragungs-Bildempfangsmaterial übertragen worden ist, an dem Übertragungs- Bildempfangsmaterial 4 fixiert, während es durch eine Fixiereinrichtung zum Fixieren unter Anwendung von Wärme und Druck, die eine im Inneren mit einer Heizeinrichtung 8 versehene Heizwalze 7 und eine Presswalze 9 hat, hindurchgeht.
Ferner wird bei dem in Fig. 3 gezeigten Übertragungsschritt als lichtempfindliches Element 2 ein lichtempfindliches Element angewendet, dessen Oberfläche mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85º oder mehr (vorzugsweise 90º oder mehr) bildet, und es wird ein Toner verwendet, der einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 180 (vorzugsweise von 100 bis 140) und einen SF-2-Wert von 100 bis 140 (vorzugsweise von 100 bis 120) hat. Infolgedessen ist der Wirkungsgrad der Übertragung dem überlegen, der nach dem Stand der Technik erzielt wird, und kann die Menge des restlichen Toners auf dem lichtempfindlichen Element 2 geringer sein. Der restliche Toner, der nach dem Übertragungsschritt auf dem lichtempfindlichen Element zurückgeblieben ist, durchläuft nicht den Reinigungsschritt. Das lichtempfindliche Element 2, das durch Löschbelichtung 11 von elektrostatischer Ladung befreit worden ist, wird durch die Koronaaufladeeinrichtung 5 wieder elektrostatisch aufgeladen, und bei Belichtung 6 wird ein anderes elektrostatisches Latentbild erzeugt. Auf dem lichtempfindlichen Element 2, das den restlichen Toner trägt, wird das elektrostatische Latentbild durch die Magnetbürste, die auf dem Entwicklerträgerelement 1 gebildet worden ist, entwickelt, und gleichzeitig wird der restliche Toner zu dem Entwicklerträgerelement 34 hin gesammelt. Das Tonerbild, das auf dem lichtempfindlichen Element 2, das den Schritt der Reinigung bei der Entwicklung durchlaufen hat, erzeugt worden ist, wird auf ein anderes Übertragungs-Bildempfangsmaterial 4 übertragen, das zu der Übertragungszone befördert worden ist. Nach dem Übertragungsschritt wird das lichtempfindliche Element 2 durch Löschbelichtung 11 von elektrostatischer Ladung befreit und wird durch die Koronaaufladeeinrichtung 5 wieder elektrostatisch aufgeladen. Danach wird ein ähnliches Verfahren wiederholt.
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht der in Fig. 3 gezeigten Entwicklungskomponenten. In Fig. 4 kommt das lichtempfindliche Element 2 mit der Magnetbürste 20 aus dem Zweikomponentenentwickler 20 in Kontakt, die auf dem Entwicklerträgerelement gebildet worden ist. Das Entwicklerträgerelement 1 besteht aus einem nichtmagnetischen Material wie z. B. Aluminium oder Edelstahl (SUS 316). Das Entwicklerträgerelement 1 ist seitlich in einem drehbar gelagerten Zustand auf einer Welle bei einer rechteckigen Öffnung in der linken unteren Wand der Entwicklungseinrichtung in der Längsrichtung der Entwicklungseinrichtung 15 derart angeordnet, dass sich die rechte Hälfte seines Umfangs in der Entwicklungseinrichtung 15 befindet und die linke Hälfte seines Umfangs zu der Außenseite des Behälters der Entwicklungseinrichtung herausragt. Es dreht sich in Pfeilrichtung.
Bezugszahl 24 bezeichnet einen stationären Permanentmagneten, der als Einrichtung zur Erzeugung stationärer Magnetfelder dient, im Inneren der Entwicklerträgerelements 1 angeordnet ist und auch in dem Fall, dass das Entwicklerträgerelement 1 unter Umdrehung angetrieben wird, in der in der Zeichnung gezeigten Lage und Anordnung gehalten wird. Dieser Magnet 24 hat fünf Magnetpole, und zwar magnetische Nordpole (N) 22, 25 und 26 und magnetische Südpole (S) 21 und 23. Der Magnet 24 kann aus einem Elektromagneten anstelle des Permanentmagneten bestehen.
Bezugszahl 13 bezeichnet eine nichtmagnetische Rakel, die als Entwicklereinstellelement dient und derart am oberen Rand der Öffnung einer Entwicklerzuführungseinrichtung, bei der sich das Entwicklerträgerelement 1 befindet, angeordnet ist, dass ihr Unterteil an der Seitenwand des Behälters befestigt ist. Die Rakel ist beispielsweise aus Edelstahl (SUS316) hergestellt und ist in ihrem seitlichen Querschnitt in L-Form gebogen.
Bezugszahl 14 bezeichnet ein Element zur Rückführung des magnetischen Tonerträgers, dessen Stirnfläche mit der inneren Oberfläche der unteren Seite der nichtmagnetischen Rakel 13 in Kontakt gebracht ist und dessen vordere Unterseite als Entwicklerführungsfläche dient. Der Bereich, der durch die nichtmagnetische Rakel 13, das Element 14 zur Rückführung des magnetischen Tonerträgers usw. abgegrenzt wird, ist eine Einstellzone.
Bezugszahl 20 bezeichnet eine Entwicklerschicht, die aus dem Toner und dem magnetischen Tonerträger besteht. Bezugszahl 16 bezeichnet den nichtmagnetischen Toner.
Bezugszahl 27 bezeichnet eine Tonerzuführungswalze, die in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal aus einem Tonerdichte- Messfühler (nicht gezeigt) betätigt wird. Als Messfühler kann ein Tonervolumen-Messsystem, ein Antennensystem, bei dem ein piezoelektrisches Bauelement, ein Bauelement zum Messen der Induktivitätsänderung und eine Wechselstrom-Vorspannung ausgenutzt werden, oder ein System, durch das eine optische Dichte gemessen wird, angewandt werden. Der nichtmagnetische Toner 16 wird durch Drehen oder Anhalten der Walze zugeführt. Ein frischer Entwickler, der mit dem nichtmagnetischen Toner 16 zugeführt wird, wird vermischt und gerührt, während er durch eine Entwicklerförderschnecke 17 befördert wird. Der zugeführte Toner wird somit während dieser Beförderung triboelektrisch aufgeladen. Bezugszahl 18 bezeichnet eine Trennplatte, die an den beiden Enden ihrer Längsrichtung der Entwicklungseinrichtung ausgeschnitten ist, und bei diesen Ausschnitten wird der frische Entwickler, der durch die Schnecke 17 befördert worden ist, einer anderen Entwicklerförderschnecke 19 zugeführt.
Der magnetische Nordpol (N) 26 dient als Transportpol. Er erlaubt, dass zurückgewonnener Entwickler in den Behälter hinein gesammelt wird, nachdem die Entwicklung durchgeführt worden ist, und erlaubt ferner, dass der Entwickler, der sich in dem Behälter befindet, zu der Einstellzone befördert wird.
In der Nähe des magnetischen Nordpols (N) 26 werden der frische Entwickler, der durch die Schnecke 19, die in der Nähe des Entwicklerträgerelements 1 angeordnet ist, befördert worden ist, und der Entwickler, der nach der Entwicklung gesammelt worden ist, ausgetauscht.
Der Abstand zwischen dem unteren Ende der nichtmagnetischen Rakel 13 und der Oberfläche des Entwicklerträgerelements 1 kann im Bereich von 100 bis 900 um und vorzugsweise von 150 bis 800 um liegen. Wenn dieser Abstand kleiner als 100 um ist, besteht die Neigung, dass sich die Tonerträgerteilchen zwischen ihnen festsetzen, so dass eine ungleichmäßige bzw. unebene Entwicklerschicht erhalten und eine zur Durchführung einer guten Entwicklung ungenügende Zuführung von Entwickler verursacht wird, wodurch nur entwickelte Bilder erhalten werden, die eine niedrige Bilddichte haben und in einigen Fällen sehr ungleichmäßig sind. Wenn der Abstand größer als 900 um ist, kann die Menge des Entwicklers, der auf das Entwicklerträgerelement 1 aufgetragen wird, zunehmen, wodurch eine Einstellung der Entwicklerschicht auf eine vorgegebene Dicke unmöglich gemacht wird, so dass magnetische Teilchen in einer großen Menge an dem Bildträgerelement 2 für elektrostatische Bilder anhaften können und gleichzeitig die Umwälzung des Entwicklers und die Einstellung des Entwicklers durch das Element 14 zur Rückführung des magnetischen Tonerträgers schwach werden können, was zu Schleierbildung wegen mangelhafter triboelektrischer Ladung führt.
Es kann vorzugsweise dafür gesorgt werden, dass die Dicke der Entwicklerschicht auf dem Entwicklerträgerelement 1 etwas größer ist als der Spaltabstand zwischen dem Entwicklerträgerelement 1 und dem lichtempfindlichen Element 2. Dieser Abstand kann vorzugsweise 50 bis 800 um und insbesondere 100 bis 700 um betragen.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch Angabe von besonderen Beispielen für die Herstellung des Toners und des lichtempfindlichen Elements, Ausführungsbeispielen und Vergleichsbeispielen ausführlicher beschrieben. "Teil(e)" bedeutet im Folgenden "Masseteil(e)".

Polymerisationstoner-Herstellungsbeispiel A

In 710 Teile Wasser (durch Ionenaustausch vollentsalzt) wurden 450 Teile einer wässrigen 0,1 m Na&sub3;PO&sub4;-Lösung hineingegeben und auf 60ºC erhitzt. Unter Rühren mit 12.000 U/min unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) wurden nach und nach 68 Teile einer wässrigen 1,0 m CaCl&sub2;-Lösung dazugegeben, wobei ein wässriges Medium erhalten wurde, das feine Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2;-Teilchen enthielt.
Unterdessen wurden folgende Materialien auf 60ºC erhitzt und unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer, hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) mit 12.000 U/min gleichmäßig gelöst und dispergiert.
Styrol (Monomer) 165 Teile
n-Butylacrylat (Monomer) 35 Teile
C. I. Pigment Blue 15 : 3 (Farbmittel) 15 Teile
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung (negatives Ladungssteuerungsmittel) 3 Teile
Gesättigter Polyester (polares Harz; Säurezahl: 14; Peak-Molmasse: 8000) 10 Teile
Esterwachs (Trennmittel; Schmelzpunkt: 70ºC) 50 Teile
In der erhaltenen Mischung wurden 10 Teile eines Polymerisationsinitiators, 2,2'-Azobis(2, 4-dimethylvaleronitril), gelöst. Auf diese Weise wurde eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt.
Die erhaltene polymerisierbare Monomermischung wurde in das vorstehend erwähnte Dispersionsmedium eingeführt, worauf 10- minütiges Rühren mit 10.000 U/min bei 60ºC unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer) unter Stickstoffatmosphäre folgte, um eine Granulierung bzw. Tröpfchenbildung der polymerisierbaren Monomermischung durchzuführen. Während mit Rührschaufeln gerührt wurde, wurde die Temperatur danach auf 80ºC erhöht, und die Reaktion wurde 10 Stunden lang durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wurden die restlichen Monomere unter vermindertem Druck verdampft; das Reaktionsprodukt wurde abgekühlt, und danach wurde Salzsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat aufzulösen, worauf Filtrieren, Waschen mit Wasser und Trocknen folgten, wobei cyanfarbene (blaugrüne) Farbtonerteilchen erhalten wurden, die durch Suspensionspolymerisation gebildet worden waren und einen massegemittelten Teilchendurchmesser von etwa 7,5 um mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung hatten.
Pro 100 Teile der so erhaltenen cyanfarbenen Tonerteilchen wurden äußerlich 0,7 Teile eines feinen hydrophoben Siliciumdioxidpulvers mit einer durch das BET-Verfahren gemessenen spezifischen Oberfläche von 200 m²/g zugesetzt, wobei ein nichtmagnetischer cyanfarbener Toner A erhalten wurde. Physikalische Eigenschaften des so erhaltenen cyanfarbenen Toners A waren wie in Tabelle 1 gezeigt. Fünf Teile dieses cyanfarbenen Toners A wurden mit 95 Teilen eines magnetischen Ferrit-Tonerträgers (mittlerer Teilchendurchmesser: 40 um), der mit einem Acrylharz beschichtet war, vermischt, wobei Zweikomponentenentwickler A erhalten wurde.

Polymerisationstoner-Herstellungsbeispiel B

Styrol (Monomer) 165 Teile
n-Butylacrylat (Monomer) 35 Teile
C. I. Pigment Blue 15 : 3 (Farbmittel) 15 Teile
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung (negatives Ladungssteuerungsmittel) 3 Teile
Gesättigter Polyester (polares Harz; Säurezahl: 14; Peak-Molmasse: 8000) 10 Teile
Die vorstehend erwähnten Materialien wurden auf 60ºC erhitzt und unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer) mit 12.000 U/min gleichmäßig gelöst und dispergiert. In der erhaltenen Mischung wurden 10 Teile eines Polymerisationsinitiators, 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), gelöst. Auf diese Weise wurde eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt.
Die erhaltene polymerisierbare Monomermischung wurde in dasselbe Dispersionsmedium wie in Herstellungsbeispiel A verwendet eingeführt, worauf 10-minütiges Rühren mit 10.000 U/min bei 60ºC unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer) in einer Stickstoffatmosphäre folgte, um eine Granulierung bzw. Tröpfchenbildung der polymerisierbaren Monomermischung durchzuführen. Während mit Rührschaufeln gerührt wurde, wurde die Temperatur danach auf 80ºC erhöht, und die Reaktion wurde 10 Stunden lang durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wurden die restlichen Monomere wie in Herstellungsbeispiel A unter vermindertem Druck verdampft; das Reaktionsprodukt wurde abgekühlt, und danach wurde Salzsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat aufzulösen, worauf Filtrieren, Waschen mit Wasser und Trocknen folgten, wobei cyanfarbene Farbtonerteilchen erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von etwa 7,9 um mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung hatten.
Pro 100 Teile der so erhaltenen cyanfarbenen Farbtonerteilchen wurden äußerlich 0,7 Teile eines feinen hydrophoben Siliciumdioxidpulvers mit einer durch das BET-Verfahren gemessenen spezifischen Oberfläche von 200 m²/g zugesetzt, wobei ein nichtmagnetischer cyanfarbener Toner B erhalten wurde. Physikalische Eigenschaften des so erhaltenen cyanfarbenen Toners B waren wie in Tabelle 1 gezeigt. Fünf Teile dieses cyanfarbenen Toners B wurden mit 95 Teilen eines magnetischen Ferrit-Tonerträgers (mittlerer Teilchendurchmesser: 40 um), der mit einem Acrylharz beschichtet war, vermischt, wobei Zweikomponentenentwickler B erhalten wurde.

Polymerisationstoner-Herstellungsbeispiel C

Styrol (Monomer) 165 Teile
n-Butylacrylat (Monomer) 35 Teile
Ruß (Farbmittel) 15 Teile
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung (negatives Ladungssteuerungsmittel) 5 Teile
Gesättigter Polyester (polares Harz; Säurezahl: 14; Peak-Molmasse: 8000) 10 Teile
Paraffinwachs (Trennmittel; Schmelzpunkt: 60ºC) 30 Teile
Die vorstehend erwähnten Materialien wurden auf 60ºC erhitzt und unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer) mit 12.000 U/min gleichmäßig gelöst und dispergiert. In der erhaltenen Mischung wurden 10 Teile eines Polymerisationsinitiators, 2,2'-Azobis(2, 4-dimethylvaleronitril), gelöst. Auf diese Weise wurde eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt.
Die erhaltene polymerisierbare Monomermischung wurde in dasselbe Dispersionsmedium wie in Herstellungsbeispiel A verwendet eingeführt, worauf 20-minütiges Rühren mit 10.000 U/min bei 60ºC unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer) in einer Stickstoffatmosphäre folgte, um eine Granulierung bzw. Tröpfchenbildung der polymerisierbaren Monomermischung durchzuführen. Während mit Rührschaufeln gerührt wurde, wurde die Temperatur danach auf 80ºC erhöht, und die Reaktion wurde 10 Stunden lang durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wurden die restlichen Monomere wie in Herstellungsbeispiel A unter vermindertem Druck verdampft; das Reaktionsprodukt wurde abgekühlt, und danach wurde Salzsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat aufzulösen, worauf Filtrieren, Waschen mit Wasser und Trocknen folgten, wobei schwarze Tonerteilchen erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von etwa 7,2 um mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung hatten.
Pro 100 Teile der so erhaltenen schwarzen Tonerteilchen wurden äußerlich 0,7 Teile eines feinen hydrophoben Siliciumdioxidpulvers mit einer durch das BET-Verfahren gemessenen spezifischen Oberfläche von 200 m²/g zugesetzt, wobei ein nichtaagnetischer schwarzer Toner C erhalten wurde. Physikalische Eigenschaften des so erhaltenen schwarzen Toners C sind in Tabelle 1 gezeigt. Fünf Teile dieses schwarzen Toners C wurden mit 95 Teilen eines magnetischen Ferrit-Tonerträgers (mittlerer Teilchendurchmesser: 40 um), der mit einem Acrylharz beschichtet war, vermischt; wobei Zweikomponentenentwickler C erhalten wurde.

Polymerisationstoner-Herstellungsbeispiel D

(Vergleichsbeispiel)

Styrol (Monomer) 165 Teile
n-Butylacrylat (Monomer) 35 Teile
RuS (Farbmittel) 15 Teile
Dialkylsalicylsäure-Metallverbindung
(negatives Ladungssteuerungsmittel) Gesättigter Polyester (polares Harz; 3 Teile
Säurezahl: 14; Peak-Molmasse: 8000) 10 Teile
Die vorstehend erwähnten Materialien wurden auf 60ºC erhitzt und unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer) mit 12.000 U/min gleichmäßig gelöst und dispergiert. In der erhaltenen Mischung wurden 10 Teile eines Polymerisationsinitiators, 2,2'-Azobis(2,4-dimethylvaleronitril), gelöst. Auf diese Weise wurde eine polymerisierbare Monomermischung hergestellt.
Die erhaltene polymerisierbare Monomermischung wurde in dasselbe Dispersionsmedium wie in Herstellungsbeispiel A verwendet eingeführt, worauf 10-minütiges Rühren mit 10.000 U/min bei 60ºC unter Anwendung eines Homogenisiermischers (TK-type Homomixer) in einer Stickstoffatmosphäre folgte, um eine Granulierung bzw. Tröpfchenbildung der polymerisierbaren Monomermischung durchzuführen. Während mit Rührschaufeln gerührt wurde, wurde die Temperatur danach auf 60ºC erhöht, und die Reaktion wurde 6 Stunden lang durchgeführt. Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wurde das Reaktionsprodukt abgekühlt, und danach wurde Salzsäure zugesetzt, um das Calciumphosphat aufzulösen, worauf Filtrieren, Waschen mit Wasser und Trocknen folgten, wobei schwarze Tonerteilchen erhalten wurden, die einen massegemittelten Teilchendurchmesser von etwa 7,4 um mit einer scharfen Teilchengrößenverteilung hatten.
Pro 100 Teile der so erhaltenen schwarzen Tonerteilchen wurden äußerlich 0,7 Teile eines feinen hydrophoben Siliciumdioxidpulvers mit einer durch das BET-Verfahren gemessenen spezifischen Oberfläche von 200 m²/g zugesetzt, wobei ein nichtmagnetischer schwarzer Toner D erhalten wurde. Physikalische Eigenschaften des so erhaltenen schwarzen Toners D sind in Tabelle 1 gezeigt. Fünf Teile dieses schwarzen Toners D wurden mit a5 Teilen eines magnetischen Ferrit-Tonerträgers (mittlerer Teilchendurchmesser: 40 um), der mit einem Acrylharz beschichtet war, vermischt, wobei Zweikomponentenentwickler D erhalten wurde.

Pulverisiertoner-Herstellungsbeispiel E

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile mit Stickstoff gespültes Wasser und 20 Teile einer wässrigen Lösung von 0,2 Masse% Polyvinylalkohol eingeführt, und dann wurden 77 Teile Styrol, 22 Teile n-Butylacrylat, 1,4 Teile Benzoylperoxid und 0,2 Teile Divinylbenzol zugesetzt, worauf Rühren zur Bildung einer Suspension folgte. Danach wurde das Kolbeninnere mit Stickstoff gespült, und dann wurde die Temperatur auf 80ºC erhöht. Während diese Temperatur 10 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wurde eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, wobei ein vernetztes Styrol-n-Butylacrylat-Copolymer erhalten wurde.
Das Copolymer wurde mit Wasser gewaschen und danach unter vermindertem Druck getrocknet, während die Temperatur bei 65ºC gehalten wurde.
Dann wurden 88 Teile des erhaltenen vernetzten Styrol-n-Butylacrylat-Copolymers, 2 Teile eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Teile Ruß und 3 Teile Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet, während an seiner Abzugsöffnung unter Anwendung einer Saugpumpe gesaugt wurde.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert, bis es einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 20 bis 30 ja hatte, und danach mittels einer Strahlmühle, bei der der Zusammenprall von Teilchen in einem Zyklonstrom ausgenutzt wurde, fein pulverisiert. Anschließend wurden die Tonerteilchen in einem Oberflächenmodifiziergerät durch die Wirkung von thermischer und mechanischer Scherkraft sphärisch (kugelförmig) gemacht, worauf Klassieren mittels eines Mehrkammer-Klassiergeräts, bei dem der Coanda-Effekt ausgenutzt wurde, folgte, wobei schwarze Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,9 um erhalten wurden.
98,6 Teilen der so erhaltenen schwarzen Tonerteilchen wurden 1,4 Teile feines, hydrophobes Siliciumdioxidpulver zugesetzt und damit vermischt, wobei ein nichtmagnetischer schwarzer Toner E erhalten wurde. Physikalische Eigenschaften des so erhaltenen schwarzen Toners E waren wie in Tabelle 1 gezeigt. Fünf Teile dieses schwarzen Toners E wurden mit 95 Teilen eines magnetischen Ferrit-Tonerträgers (mittlerer Teilchendurchmesser: 40 um), der mit einem Acrylharz beschichtet war, vermischt, wobei Zweikomponentenentwickler E erhalten wurde.
Die Formfaktoren des schwarzen Toners E wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 109 betrug und SF-2 109 betrug. Die restlichen Monomere waren in einer Menge von 250 ppm vorhanden.

Pulverisiertoner-Herstellungsbeispiel F

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile mit Stickstoff gespültes Wasser und 20 Teile einer wässrigen Lösung von 0,2 Masse% Polyvinylalkohol eingeführt, und dann wurden 77 Teile Styrol, 22 Teile n-Butylacrylat, 1,5 Teile Benzoylperoxid und 0,3 Teile Divinylbenzol zugesetzt, worauf Rühren zur Bildung einer Suspension folgte. Danach wurde das Kolbeninnere mit Stickstoff gespült, und dann wurde die Temperatur auf 80ºC erhöht. Während diese Temperatur 10 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wurde eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, wobei ein vernetztes Styrol-n-Butylacrylat-Copolymer erhalten wurde.
Das Copolymer wurde mit Wasser gewaschen und danach unter vermindertem Druck getrocknet, während die Temperatur bei 65ºC gehalten wurde.
Dann wurden 88 Teile des erhaltenen vernetzten Styrol-n-Butylacrylat-Copolymers, 2 Teile eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Teile Ruß und 3 Teile Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet, während an seiner Abzugsöffnung unter Anwendung einer Saugpumpe gesaugt wurde.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert, bis es einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 20 bis 30 um hatte, und danach mittels einer Strahlmühle, bei der der Zusammenprall von Teilchen in einem Zyklonstrom ausgenutzt wurde, fein pulverisiert, worauf Klassieren unter Anwendung eines Mehrkammer-Klassiergeräts, bei dem der Coanda-Effekt ausgenutzt wurde, folgte, wobei schwarze Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,0 um erhalten wurden.
98,6 Teilen der so erhaltenen schwarzen Tonerteilchen wurden 1,4 Teile feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver zugesetzt und damit vermischt, wobei ein nichtmagnetischer schwarzer Toner F erhalten wurde. Physikalische Eigenschaften des so erhaltenen schwarzen Toners F waren wie in Tabelle 1 gezeigt. Fünf Teile dieses schwarzen Toners F wurden mit 95 Teilen eines magnetischen Ferrit-Tonerträgers (mittlerer Teilchendurchmesser: 40 um), der mit einem Acrylharz beschichtet war, vermischt, wobei Zweikomponentenentwickler F erhalten wurde.
Die Formfaktoren des schwarzen Toners F wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 138 betrug und SF-2 117 betrug. Die restlichen Monomere waren in einer Menge von 790 ppm vorhanden.

Pulverisiertoner-Herstellungsbeispiel 6

(Vergleichsbeispiel)

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile mit Stickstoff gespültes Wasser und 20 Teile einer wässrigen Lösung von 0,2 Masse% Polyvinylalkohol eingeführt, und dann wurden 77 Teile Styrol, 22 Teile n-Butylacrylat, 1, 2 Teile Benzoylperoxid und 0,2 Teile Divinylbenzol zugesetzt, worauf Rühren zur Bildung einer Suspension folgte. Danach wurde das Kolbeninnere mit Stickstoff gespült, und dann wurde die Temperatur auf 80ºC erhöht. Während diese Temperatur 10 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wurde eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, wobei ein vernetztes Styrol-n-Butylacrylat-Copolymer erhalten wurde. Das Copolymer wurde mit Wasser gewaschen und danach bei 45ºC unter normalem Druck getrocknet.
Dann wurden 88 Teile des erhaltenen vernetzten Styrol-n-Butylacrylat-Copolymers, 2 Teile eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Teile Ruß und 3 Teile Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt, und die erhaltene Mischung wurde unter Anwendung eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert, bis es einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 20 bis 30 um hatte, und danach mittels einer Luft-Pulverisiermühle mit einer Prallplatte fein pulverisiert. Anschließend wurden die Tonerteilchen in einem Oberflächenmodifiziergerät durch die Wirkung von thermischer und mechanischer Scherkraft sphärisch (kugelförmig) gemacht, worauf Klassieren mittels eines Mehrkammer-Rlassiergeräts, bei dem der Coanda-Effekt ausgenutzt wurde, folgte, wobei schwarze Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,8 ja erhalten wurden.
98,6 Teilen der so erhaltenen schwarzen Tonerteilchen wurden 1,5 Teile feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver zugesetzt und damit vermischt, wobei ein nichtmagnetischer schwarzer Toner G erhalten wurde. Physikalische Eigenschaften des so erhaltenen schwarzen Toners G waren wie in Tabelle 1 gezeigt. Fünf Teile dieses schwarzen Toners G wurden mit 95 Teilen eines magnetischen Ferrit-Tonerträgers (mittlerer Teilchendurchmesser: 40 ja), der mit einem Acrylharz beschichtet war, vermischt, wobei Zweikomponentenentwickler G erhalten wurde.
Die Formfaktoren des schwarzen Toners G wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 125 betrug und SF-2 113 betrug. Die Konzentration der restlichen Monomere betrug 1300 ppm.

Pulverisiertoner-Herstellungsbeispiel H

(Vergleichsbeispiel)

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile mit Stickstoff gespültes Wasser und 20 Teile einer wässrigen Lösung von 0,2 Masse% Polyvvinylalkohol eingeführt, und dann wurden 77 Teile Styrol, 22 Teile n-Butylacrylat, 1,5 Teile Benzoylperoxid und 0,3 Teile Divinylbenzol zugesetzt, worauf Rühren zur Bildung einer Suspension folgte. Danach wurde das Kolbeninnere mit Stickstoff gespült, und dann wurde die Temperatur auf 80ºC erhöht. Während diese Temperatur 6 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wurde eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, wobei ein vernetztes Styrol-n-Butylacrylat-Copolymer erhalten wurde.
Das Copolymer wurde mit Wasser gewaschen und danach bei 45ºC unter normalem Druck getrocknet.
Dann wurden 88 Teile des erhaltenen vernetzten Styrol-n-Butylacrylat-Copolymers, 2 Teile eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Teile Ruß und 3 Teile Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt, und die erhaltene Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer Luft-Pulverisiermühle mit einer Prallplatte fein pulverisiert. Das fein pulverisierte Produkt wurde mittels eines Mehrkammer-Rlassiergeräts, bei dem der Coanda-Effekt ausgenutzt wurde, klassiert, wobei schwarze Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,5 um erhalten wurden.
98,6 Teilen der so erhaltenen schwarzen Tonerteilchen wurden 1,4 Teile feines hydrophobes Siliciumdioxidpulver zugesetzt und damit vermischt, wobei ein nichtmagnetischer schwarzer Toner H erhalten wurde. Physikalische Eigenschaften des so erhaltenen schwarzen Toners H waren wie in Tabelle 1 gezeigt.
Die Formfaktoren des schwarzen Toners H wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 161 betrug und SF-2 145 betrug. Die Konzentration der restlichen Monomere betrug 1700 ppm.

Lichtempfindliches Element, Herstellungsbeispiel A

Zuerst wurden 10 Teile leitfähiges Titanoxid (mit Zinnoxid beschichtet; mittlere Primärteilchengröße 0,4 um), 10 Teile eines Phenolharzvorläufers (Resoltyp), 10 Teile Methanol und 10 Teile Butanol unter Anwendung einer Sandmühle dispergiert. In die erhaltene Dispersion wurde zum Beschichten ein Aluminiumzylinder mit einem Außendurchmesser von 80 mm und einer Länge von 360 mm eingetaucht, worauf Härtung bei 140ºC folgte, wobei auf dem Aluminiumzylinder (einem Substrat) eine leitfähige Schicht mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 5 · 10&sup9; Ω·cm und einer Dicke von 20 um erhalten wurde.
Dann wurden 10 Teile methoxymethyliertes Nylon bzw. Polyamid (Methoxymethylierungsgrad: etwa 30%), das nachstehend gezeigt ist:
(worin m und n jeweils eine ganze Zahl bezeichnen) und 150 Teile Isopropanol vermischt, wobei eine Lösung gebildet wurde, in die der vorstehend erwähnte Aluminiumzylinder eingetaucht wurde, um eine Beschichtung zur Bildung einer 1 um dicken Unter- bzw. Grundierschicht auf der leitfähigen Schicht durchzuführen.
Dann wurden 10 Teile eines nachstehend gezeigten Azo-Pigments:
5 Teile eines nachstehend gezeigten Polycarbonatharzes (Bisphenol-A-Typ; Molmasse: 30.000):
(worin n eine ganze Zahl bezeichnet) und 700 Teile Cyclohexanon unter Anwendung einer Sandmühle dispergiert. In die erhaltene Dispersion wurde der vorstehend erwähnte Aluminiumzylinder eingetaucht, wodurch auf der Unter- bzw. Grundierschicht eine 0,05 um dicke Ladungserzeugungsschicht gebildet wurde.
Dann wurden 10 Teile eines nachstehend gezeigten Triphenylamins:
10 Teile eines Polycarbonatharzes (Bisphenol-Z-Typ; Molmasse: 20.000) mit der folgenden Struktur:
(worin m eine ganze Zahl bezeichnet), 50 Teile Monochlorbenzol und 15 Teile Dichlormethan unter Rühren vermischt. Danach wurde der vorstehend erwähnte Aluminiumzylinder in die erhaltene Mischlösung eingetaucht und dann mit Heißluft getrocknet, wodurch auf der Ladungserzeugungsschicht eine 20 um dicke Ladungstransportschicht gebildet wurde.
Dann wurden 1 Teil feines Kohlenstofffluoridpulver (mittlerer Teilchendurchmesser: 0,23 um; erhältlich von Central Glass Co., Ltd.), 6 Teile eines Polycarbonatharzes (Bisphenol-Z-Typ; Molmasse: 80.000) mit der nachstehend gezeigten Struktur:
(worin m eine ganze Zahl bezeichnet),
0,1 Teile eines nachstehend gezeigten Perfluoralkylacrylat-Methylmethacrylat-Blockcopolymers (Molmasse: 30.000):
(worin i und j jeweils eine ganze Zahl bezeichnen und n 4 bis 16 bezeichnet), 120 Teile Monochlorbenzol und 80 Teile Dichlormethan unter Anwendung einer Sandmühle dispergiert und vermischt. Der erhaltenen Dispersion wurden 3 Teile eines nachstehend gezeigten Triphenylamins:
zugesetzt und zum Auflösen vermischt, und die erhaltene Lösung wurde durch Sprühauftrag auf die Ladungstransportschicht des Aluminiumzylinders aufgetragen, wodurch eine 5 um dicke Schutzschicht gebildet wurde. Auf diese Weise wurde das lichtempfindliche Element A hergestellt.
Die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements A wurde abgeschält, und dann wurden die in der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements vorhandenen Elemente unter Anwendung eines Röntgenphotoelektronenspektroskops (ESCALAB Model 200-X, hergestellt von VG Co.) unter Anwendung von Mg-Kα (300 W) als Röntgenstrahlquelle qualitativ und quantitativ analysiert. Die Messung wurde in einem Bereich von 2 mm · 3 mm in einer Tiefe von mehreren Ångström durchgeführt. Die Oberfläche des lichtempfindliche Elements A enthielt 5,2% Fluoratome (F-Atome) und 81,3% Kohlenstoffatome (C-Atome), so dass das F/C-Verhältnis 0,064 betrug. Der Kontaktwinkel, den die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements A mit Wasser bildete, betrug 100º.

Lichtempfindliches Element, Herstellungsbeispiel B

Die Verfahrensweise von Herstellungsbeispiel A wurde wiederholt, wobei auf dem Aluminiumzylinder die leitfähige Schicht, die Unter- bzw. Grundierschicht und die Ladungserzeugungsschicht erhalten wurden.
Dann wurden 3 Teile eines nachstehend gezeigten Triphenylamins:
7 Teile eines nachstehend gezeigten Triphenylamins:
10 Teile eines Polycarbonatharzes (Bisphenol-Z-Typ; Molmasse: 20.000) mit der nachstehend gezeigten Struktur:
(worin m eine ganze Zahl bezeichnet), 50 Teile Monochlorbenzol und 15 Teile Dichlormethan unter Rühren vermischt. Danach wurde der vorstehend erwähnte Aluminiumzylinder in die erhaltene Lösung eingetaucht und dann mit Beißluft getrocknet, wodurch auf der Ladungserzeugungsschicht eine 20 um dicke Ladungstransportschicht erhalten wurde.
Dann wurden 3 Teile feines Kohlenstofffluoridpulver (mittlerer Teilchendurchmesser: 0,27 um; erhältlich von Central Glass Co., Ltd.), 5 Teile eines Polycarbonatharzes (Bisphenol-Z-Typ; Molmasse: 80.000) mit der nachstehend gezeigten Struktur:
(worin m eine ganze Zahl bezeichnet), 0,3 Teile eines nachstehend gezeigten fluorsubstituierten Pfropfpolymers (F-Gehalt: 27 Masse%; Molmasse: 25.000):
(worin i, j, m und n jeweils eine ganze Zahl bezeichnen), 120 Teile Monochlorbenzol und 80 Teile Dichlormethan unter Anwendung einer Sandmühle dispergiert und vermischt. Der erhaltenen Dispersion wurden zum Auflösen 2,5 Teile eines nachstehend gezeigten Triphenylamins:
zugesetzt und vermischt, und die erhaltene Lösung wurde durch Sprühauftrag auf die Ladungstransportschicht des Aluminiumzylinders aufgetragen, wodurch eine 4 um dicke Schutzschicht gebildet wurde. Auf diese Weise wurde das lichtempfindliche Element B hergestellt.
Die Oberfläche dieses lichtempfindlichen Elements B enthielt 11,3% Fluoratome (F-Atome) und 75,5% Kohlenstoffatome (C-Atome), so dass das F/C-Verhältnis 0,150 betrug. Der Kontaktwinkel, den die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements B mit Wasser bildete, betrug 110º.

Lichtempfindliches Element, Herstellungsbeispiel C

Zur Herstellung des lichtempfindlichen Elements C wurde die Verfahrensweise von Herstellungsbeispiel A wiederholt, außer dass die Schutzschicht durch die nachstehend formulierte ersetzt wurde.
Ein Teil sphärische, dreidimensional vernetzte feine Polysiloxanteilchen (mittlerer Teilchendurchmesser: 0,29 um; erhältlich von Toshiba Silicone Co., Ltd.), 6 Teile eines Polycarbonatharzes (Bisphenol-Z-Typ; Molmasse: 80.000) mit der nachstehend gezeigten Struktur:
(worin m eine ganze Zahl bezeichnet), 0,1 Teile eines nachstehend gezeigten Polydimethylsiloxan-Methacrylat-Methylmethacrylat-Blockcopolymers (Molmasse: 50.000; 51- Gehalt: 12 Masse%):
(worin i und j jeweils eine ganze Zahl bezeichnen und n 1 bis 15 bezeichnet),
120 Teile Monochlorbenzol und 80 Teile Dichlormethan wurden unter Anwendung einer Sandmühle dispergiert und vermischt. Der erhaltenen Dispersion wurden zum Auflösen 3 Teile eines nachstehend gezeigten Triphenylamins:
zugesetzt und vermischt, und die erhaltene Lösung wurde durch Sprühauftrag auf die Ladungstransportschicht des Aluminiumzylinders aufgetragen, wodurch eine 3 um dicke Schutzschicht gebildet wurde. Auf diese Weise wurde das lichtempfindliche Element C hergestellt.
Die Oberfläche dieses lichtempfindlichen Elements C enthielt 10,2% Siliciumatome (Si-Atome) und 69,3% Kohlenstoffatome (C- Atome), so dass das Si/C-Verhältnis 0,147 betrug. Der Kontaktwinkel, den die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements C mit Wasser bildete, betrug 105º.

Lichtempfindliches Element, Herstellungsbeispiel D

(Vergleichsbeispiel)

Zur Herstellung des lichtempfindlichen Elements D wurde die Verfahrensweise von Herstellungsbeispiel A wiederholt, außer dass keine Schutzschicht gebildet wurde.
An der Oberfläche dieses lichtempfindlichen Elements D wurden weder Fluoratome (F-Atome) noch Siliciumatome (Si-Atome) nachgewiesen, so dass sowohl das F/C-Verhältnis als auch das Si/C- Verhältnis 0 betrug. Der Kontaktwinkel, den die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements D mit Wasser bildete, betrug 79º.

Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Ein Digitalkopiergerät wurde in der in Fig. 3 und 4 gezeigten Weise modifiziert, wobei eine Entwicklungseinrichtung für Magnetbürstenentwicklung eingebaut und die Reinigungseinrichtung entfernt wurde und die lichtempfindliche Trommel durch das angegebene, in Tabelle 1 gezeigte lichtempfindliche Element ersetzt wurde (ein modifiziertes Kopiergerät GP-55, hergestellt von Canon Inc.). Es wurden jeweils die Zweikomponentenentwickler angewendet, die die in Tabelle 1 gezeigten Toner enthielten, und zur Durchführung von Prüfungen wurden Bilder kopiert, während der Toner nacheinander zugeführt wurde.
Das Entwicklungspotenzial wurde derart eingestellt, dass gleichzeitig eine Reinigung in Bezug auf den restlichen Toner und eine Entwicklung ermöglicht wurde, und es wurden kontinuierliche Ropierprüfungen mit 5000 Blättern durchgeführt. Bei dem vorstehend erwähnten modifizierten Gerät wurden als Aufladeeinrichtung für das lichtempfindliche Element und als Übertragungseinrichtung Koronaaufladeeinrichtungen angewendet, wurde als Einrichtung zur bildmäßigen Belichtung von Bildbereichen ein Halbleiterlaser angewendet und wurden die elektrostatischen Latentbilder durch Umkehrentwicklung entwickelt. Die Betriebsgeschwindigkeit wurde derart eingestellt, dass pro Minute Bilder auf 30 Blatt Papier im Format A4, das der Breite nach zugeführt wurde, kopiert wurden.
Erhaltene Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Bewertung wurde folgendermaßen durchgeführt.
Der Schleierbildungsgrad wurde unter Anwendung eines Aufsichtdensitometers (REFLECTOMETER MODEL TC-6DS, hergestellt von Tokyo Denshoku Co., Ltd.) gemessen. Der schlechteste Wert der Reflexionsdichte (Aufsicht-Bilddichte) auf weißen Hintergrundbereichen von Papier nach dem Drucken wird mit D5 und der Mittelwert von Reflexionsdichten auf dem Papier vor dem Drucken mit Dr bezeichnet, wobei der Wert von D5 - Dr als Schleierbildungsgrad angesehen wird. Bilder mit einem Schleierbildungsgrad von 2% oder weniger sind im Wesentlichen schleierfreie, gute Bilder, und diejenigen mit einem Schleierbildungsgrad von mehr als 5% sind Bilder mit auffälliger Schleierbildung. In Tabelle 2 sind die Werte auf Bildern im Anfangsstadium und nach dem Betrieb mit 5000 Blättern gezeigt.
Die Bilddichte wird in Zahlenwerten angegeben, die durch Messung von flächenhaften schwarzen, quadratischen Bildern (5 mm · 5 mm) und flächenhaften schwarzen, kreisförmigen Bildern mit einem Durchmesser von 5 mm unter Anwendung eines Macbeth-Densitometers (hergestellt von Macbeth Co.) erhalten werden. In Tabelle 2 sind die Werte auf Bildern im Anfangsstadium und nach dem Betrieb mit 5000 Blättern gezeigt.
Die Auflösung wurde folgendermaßen bewertet: Ein Originalbild besteht aus 12 Mustern, wobei jedes Muster aus fünf feinen Linien zusammengesetzt ist, die die gleiche Linienbreite und den gleichen Abstand haben, und pro 1 mm 2,8; 3,2; 3,6; 4,0; 4, 5; 5,0; 5, 6; 6,3; 7,1; 8,0; 9,0 bzw. 10,0 Linien vorhanden sind. Das Originalbild wird unter geeigneten Kopierbedingungen kopiert, wobei Bilder erhalten werden, die dann mit einer Lupe betrachtet werden, und die Zahl der Linien (Linien/mm) in Bildern, wo man deutlich sieht, dass die feinen Linien getrennt sind, wird als Auflösungswert angesehen. In Tabelle 2 sind die Werte nach dem Kopieren mit 5000 Blättern gezeigt.
Was fehlerhafte Bilder anbetrifft, so wurde für die Bewertung untersucht, ob auf flächenhaften schwarzen Bereichen weiße Flecke auftreten oder nicht und ob auf flächenhaften weißen Bereichen körnige Flecke erscheinen oder nicht. Tabelle 1 Physikalische Eigenschaften von Toner und lichtempfindlichem Element Tabelle 2 Bewertungsergebnisse
In jedem Beispiel nahm der Tonerverbrauch im Vergleich zu Ropiergeräten mit der Reinigungseinrichtung, bei der die Reinigung mittels einer Reinigungsrakel durchgeführt wird, um 5 bis 10 Masse% ab, was zu einer Zunahme der Kopienmenge pro Masseeinheit des Toners führt.

Lichtempfindliches Element, Herstellungsbeispiel 1

Zur Herstellung eines lichtempfindlichen Elements wurde als Substrat ein Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 254 mm angewendet. Auf diesem Substrat wurden nacheinander Schicht um Schicht durch Tauchauftrag Schichten mit dem in Fig. 6 gezeigten Aufbau gebildet. Auf diese Weise wurde das lichtempfindliche Element Nr. 1 hergestellt.
(1) Leitfähige Schicht: Besteht hauptsächlich aus Pulvern von Zinnoxid und Titanoxid, die in Phenolharz dispergiert sind. Schichtdicke: 15 um.
(2) Unter- bzw. Grundierschicht: Besteht hauptsächlich aus einem modifizierten Nylon bzw. Polyamid und einem Copolymer-Nylon bzw. Copolyamid. Schichtdicke: 0,6 ja.
(3) Ladungserzeugungsschicht: Besteht hauptsächlich aus einem Titanylphthalocyan-Pigment mit Absorption im Bereich langer Wellenlängen, das in Butyralharz dispergiert ist. Schichtdicke: 0,7 um.
(4) Ladungstransportschicht: Besteht hauptsächlich aus einer Löcher (Defektelektronen) transportierenden Triphenylaminverbindung, die in einem Polycarbonatharz (durch Ostwald-Viskosimetrie gemessene Molmasse: 20.000) in einem Massenverhältnis von 9 : 10 gelöst wurde und der ferner Polytetrafluorethylen-Pulver (mittlerer Teilchendurchmesser: 0,2 um) in einer Menge von 5 Masse%, auf den Gesamtfeststoffgehalt bezogen, zugesetzt und gleichmäßig darin dispergiert wurde. Schichtdicke: 21 um.
Der Kontaktwinkel, den die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements Nr. 1 mit Wasser bildete, betrug 94º.
Der Kontaktwinkel wurde unter Verwendung von reinem Wasser und unter Anwendung eines Kontaktwinkel-Messgeräts (Model CA-D5, hergestellt von Kyowa Kaimen Kagaku K. K.) als Messgerät gemessen. Eine Zeichnung, die den Kontaktwinkel θ betrifft, ist in Fig. 7 angegeben.

Dichtempfindliches Element, Herstellungsbeispiel 2

Ein lichtempfindliches Element wurde bis zur Bildung der Unter- bzw. Grundierschicht in derselben Weise wie das lichtempfindliche Element Nr. 1 hergestellt.
3) Ladungserzeugungsschicht: Besteht hauptsächlich aus einem Pththalocyan-Pigment mit Absorption im Bereich langer Wellenlänen, das in Butyralharz dispergiert ist. Schichtdicke: 0,5 um.
4) Ladungstransportschicht: Besteht hauptsächlich aus einer Löcher (Defektelektronen) transportierenden Triphenylaminverbindung, die in einem Polycarbonatharz (durch Ostwald-Viskosimetrie gemessene Molmasse: 20.000.) in einem Massenverhältnis von 8 : 10 gelöst wurde und der ferner Polytetrafluorethylen-Pulver (mittlerer Teilchendurchmesser: 0,2 um) in einer Menge von 5 Masse%, auf den Gesamtfeststoffgehalt bezogen, zugesetzt und gleichmäßig darin dispergiert wurde. Schichtdicke: 22 um.
Der Kontaktwinkel, den die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements Nr. 2 mit Wasser bildete, betrug 94%.

Lichtempfindliches Element, Herstellungsbeispiel 3

(Vergleichsbeispiel)

Ein lichtempfindliches Element wurde bis zur Bildung der Unterbzw. Grundierschicht in derselben Weise wie das lichtempfindliche Element Nr. 1 hergestellt.
(3) Ladungserzeugungsschicht: Besteht hauptsächlich aus einem Azo-Pigment mit Absorption im Bereich langer Wellenlängen, das in Butyralharz dispergiert ist. Schichtdicke: 0,6 um.
(4) Ladungstransportschicht: Besteht hauptsächlich aus einer Löcher (Defektelektronen) transportierenden Triphenylaminverbindung, die in einem Polycarbonatharz in einem Massenverhältnis von 8 : 10 gelöst wurde. Schichtdicke: 25 um.
Der Kontaktwinkel, den die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements Nr. 3 mit Wasser bildete, betrug 73º.

Lichtempfindliches Element, Herstellungsbeispiel 4

Eine lichtempfindliche Trommel Nr. 4 wurde bis zur Bildung der Ladungserzeugungsschicht in derselben Weise wie das lichtempfindliche Element Nr. 1 hergestellt. Die Ladungstransportschicht wurde gebildet, indem eine Lösung verwendet wurde, die durch Auflösen einer Löcher (Defektelektronen) transportierenden Triphenylaminverbindung in einem Polycarbonatharz in einem Massenverhältnis von 10 : 10 hergestellt worden war, und die Lösung in einer Schichtdicke von 18 um aufgetragen wurde. Um ferner darauf eine Schutzschicht zu bilden, wurde eine Mischung, die hergestellt worden war, indem dieselben Materialien in einem Massenverhältnis von 4 : 10 gelöst wurden und diesen Polytetrafluorethylen-Pulver in einer Menge von 15 Masse%, auf den Gesamtfeststoffgehalt bezogen, zugesetzt und gleichmäßig darin dispergiert wurde, durch Sprühauftrag auf die Ladungstransportschicht aufgetragen, wobei eine Schutzschicht mit einer Schichtdicke von 3 um erhalten wurde.
Der Kontaktwinkel, den die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements Nr. 4 mit Wasser bildete, betrug 100º.
Lichtempfindlichkeitseigenschaften der jeweiligen lichtempfindlichen Elemente wurden gemessen, wobei als elektrophotographisches Gerät ein modifiziertes Gerät angewendet wurde, und zwar ein Laserdrucker (LBP-860, hergestellt von Canon Inc.), der derart modifiziert war, dass er mit der 1,5-fachen Betriebsgeschwindigkeit arbeitete. Die Betriebsgeschwindigkeit betrug 70 mm/s. Digitale Latentbilder wurden mit 300 dpi im Binärbetrieb erzeugt. In den vorliegenden Beispielen wurde an die Aufladewalze eine Gleichspannung angelegt, um die lichtempfindlichen Elemente elektrostatisch aufzuladen.
Die Eigenschaften der lichtempfindlichen Elemente wurden gemessen, während die Menge des Laserlichts (etwa 780 nm) verändert wurde, um das Potenzial zu überwachen. Hierbei wurde Laserbelichtung über die gesamte Oberfläche unter kontinuierlicher Bestrahlung in der Sekundärabtastrichtung angewendet.
Erhaltene Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

Bindemittelharz-Herstellungsbeispiel 1

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile mit Stickstoff gespültes Wasser und 20 Teile einer wässrigen Lösung von 0,2 Masse% Polyvinylalkohol eingeführt, und dann wurden 77 Teile Styrol, 22 Teile n-Butylacrylat, 1,9 Teile Benzoylperoxid und 0,2 Teile Divinylbenzol zugesetzt, worauf Rühren zur Bildung einer Suspension folgte. Danach wurde das Kolbeninnere mit Stickstoff gespült, und dann wurde die Temperatur auf 80ºC erhöht. Während diese Temperatur 12 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wurde eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, wobei ein Copolymer erhalten wurde.
Das Copolymer wurde mit Wasser gewaschen und danach in einer Umgebung mit vermindertem Druck getrocknet, während die Temperatur bei 65ºC gehalten wurde. Auf diese Weise wurde ein Bindemittelharz, Nr. 1, erhalten, dessen Gehalt an restlichen Monomeren vermindert war.

Bindemittelharz-Herstellungsbeispiel 2

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile mit Stickstoff gespültes Wasser und 20 Teile einer wässrigen Lösung von 0, 2 Masse% Polyvinylalkohol eingeführt, und dann wurden 77 Teile Styrol, 22 Teile n-Butylacrylat, 1,8 Teile Benzoylperoxid und 0,1 Teile Divinylbenzol zugesetzt, worauf Rühren zur Bildung einer Suspension folgte. Danach wurde das Kolbeninnere mit Stickstoff gespült, und dann wurde die Temperatur auf 80ºC erhöht. Während diese Temperatur 10 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wurde eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, wobei ein Copolymer erhalten wurde.
Das Copolymer wurde mit Wasser gewaschen und dann bei 45ºC unter normalem Druck getrocknet, wobei ein Harz erhalten wurde.
Dann wurden 100 Teile des Harzes und 800 Teile Toluol in einen Vierhalskolben eingeführt, und die Temperatur wurde erhöht, um 30 Minuten lang ein Erhitzen unter Rückfluss durchzuführen. Danach wurden die restlichen Monomere entfernt, während das organische Lösungsmittel entfernt wurde, und das erhaltene Harz wurde abgekühlt, worauf Pulverisieren folgte, wobei ein Bindemittelharz, Nr. 2, erhalten wurde.

Bindemittelharz-Herstellungsbeispiel 3

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile mit Stickstoff gespültes Wasser und 20 Teile einer wässrigen Lösung von 0,2 Masse% Polyvinylalkohol eingeführt, und dann wurden 77 Teile Styrol, 22 Teile n-Butylacrylat, 1,9 Teile Benzoylperoxid und 0,3 Teile Divinylbenzol zugesetzt, worauf Rühren zur Bildung einer Suspension folgte. Danach wurde das Kolbeninnere mit Stickstoff gespült, und dann wurde die Temperatur auf 80ºC erhöht. Während diese Temperatur 10 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wurde eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, wobei ein Copolymer erhalten wurde.
Das Copolymer wurde mit Wasser gewaschen und danach in einer Umgebung mit vermindertem Druck getrocknet, wobei ein Bindemittelharz, Nr. 3, erhalten wurde.

Bindemittelharz-Herstellungsbeispiel 4

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile mit Stickstoff gespültes Wasser und 20 Teile einer wässrigen Lösung von 0,2 Masse% Polyvinylalkohol eingeführt, und dann wurden 77 Teile Styrol, 22 Teile n-Butylacrylat, 1, 2 Teile Benzoylperoxid und 0,2 Teile Divinylbenzol zugesetzt, worauf Rühren zur Bildung einer Suspension folgte. Danach wurde das Kolbeninnere mit Stickstoff gespült, und dann wurde die Temperatur auf 80ºC erhöht. Während diese Temperatur 6 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wurde eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, wobei ein Copolymer erhalten wurde.
Das Copolymer wurde mit Wasser gewaschen und dann bei 45ºC unter normalem Druck getrocknet, wobei ein Bindemittelharz, Nr. 4, erhalten wurde.

Bindemittelharz-Herstellungsbeispiel 5

In einen Vierhalskolben wurden 180 Teile mit Stickstoff gespültes Wasser und 20 Teile einer wässrigen Lösung von 0,2 Masse% Polyvinylalkohol eingeführt, und dann wurden 77 Teile Styrol, 22 Teile n-Butylacrylat, 1,5 Teile Benzoylperoxid und 0,3 Teile Divinylbenzol zugesetzt, worauf Rühren zur Bildung einer Suspension folgte. Danach wurde das Kolbeninnere mit Stickstoff gespült, und dann wurde die Temperatur auf 80ºC erhöht. Während diese Temperatur 6 Stunden lang aufrechterhalten wurde, wurde eine Polymerisationsreaktion durchgeführt, wobei ein Copolymer erhalten wurde.
Das Copolymer wurde mit Wasser gewaschen und dann bei 45ºC unter normalem Druck getrocknet, wobei ein Bindemittelharz, Nr. 5, erhalten wurde.

Tonerherstellungsbeispiel 1

Zuerst wurden 88 Masse% des Bindemittelharzes Nr. 1, 2 Masse% eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Masse% Ruß und 3 Masse% Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet, während an seiner Abzugsöffnung, die mit einer Saugpumpe verbunden war, gesaugt wurde.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert, bis es einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 20 bis 30 um hatte, und danach mittels einer Strahlmühle, bei der der Zusammenprall von Teilchen in einem Zyklonstrom ausgenutzt wurde, fein pulverisiert. Dann wurden die Tonerteilchen einer Oberflächenmodifizierung durch die Wirkung von thermischer und mechanischer Scherkraft unterzogen, worauf Klassieren mittels eines Mehrkammer-Klassiergeräts, bei dem der Coanda-Effekt ausgenutzt wurde, folgte, wobei negativ aufladbare nichtmagnetische Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,9 um erhalten wurden.
Dann wurden 98,6 Masse% der erhaltenen Tonerteilchen mit 1,4 Masse% feinem hydrophobem Siliciumdioxidpulver vermischt, wobei ein Toner, Nr. 1, erhalten wurde.
Die Formfaktoren des Toners Nr. 1 wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 109 betrug und SF-2 109 betrug. Die restlichen Monomere in dem Toner Nr. 1 waren in einer Menge von 90 ppm vorhanden.

Tonerherstellungsbeispiel 2

Zuerst wurden 88 Masse% des Bindemittelharzes Nr. 2, 2 Masse% eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Masse% Ruß und 3 Masse% Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet, während an seiner Abzugsöffnung, die mit einer Saugpumpe verbunden war, gesaugt wurde.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert, bis es einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 20 bis 30 um hatte, und danach mittels einer Strahlmühle, bei der der Zusammenprall von Teilchen in einem Zyklonstrom ausgenutzt wurde, fein pulverisiert. Dann wurden die Tonerteilchen einer Oberflächenmodifizierung durch die Wirkung von thermischer und mechanischer Scherkraft unterzogen, worauf Klassieren mittels eines Mehrkammer-Klassiergeräts, bei dem der Coanda-Effekt ausgenutzt wurde, folgte, wobei Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 8,3 um erhalten wurden.
Dann wurden 98,7 Masse% der erhaltenen Tonerteilchen mit 1,3 Masse% feinem hydrophobem Siliciumdioxidpulver vermischt, wobei ein Toner, Nr. 2, erhalten wurde.
Die Formfaktoren des Toners Nr. 2 wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 115 betrug und SF-2 111 betrug. Die restlichen Monomere in dem Toner Nr. 2 waren in einer Menge von 410 ppm vorhanden.

Tonerherstellungsbeispiel 3

Zuerst wurden 88 Masse% des Bindemittelharzes Nr. 3, 2 Masse% eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Masse% Ruß und 3 Masse% Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet, während an seiner Abzugsöffnung, die mit einer Saugpumpe verbunden war, gesaugt wurde.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert, bis es einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 20 bis 30 um hatte, und danach mittels einer Strahlmühle, bei der der Zusammenprall von Teilchen in einem Zyklonstrom ausgenutzt wurde, fein pulverisiert. Dann wurden die Tonerteilchen mittels eines Mehrkammer-Rlassiergeräts, bei dem der Coanda-Effekt ausgenutzt wurde, klassierte, wobei Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,0 um erhalten wurden.
Dann wurden 98,6 Masse% der erhaltenen Tonerteilchen mit 1,4 Masse% feinem hydrophobem Siliciumdioxidpulver vermischt, wobei ein Toner, Nr. 3, erhalten wurde.
Die Formfaktoren des Toners Nr. 3 wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 138 betrug und SF-2 117 betrug. Die restlichen Monomere in dem Toner Nr. 3 waren in einer Menge von 790 ppm vorhanden.

Tonerherstellungsbeispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

Zuerst wurden 88 Masse% des Bindemittelharzes Nr. 4, 2 Masse% eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Masse% Ruß und 3 Masse% Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert, bis es einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 20 bis 30 um hatte, und danach mittels einer Luft-Pulverisiermühle mit einer Prallplatte fein pulverisiert. Anschließend wurden die Tonerteilchen in einem Oberflächenmodifiziergerät einer Oberflächenmodifizierung durch die Wirkung von thermischer und mechanischer Scherkraft unterzogen, worauf Klassieren mittels eines Mehrkammer-Klassiergeräts folgte, wobei Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 6,8 um erhalten wurden.
Dann wurden 98,5 Masse% der erhaltenen Tonerteilchen mit 1,5 Masse% feinem hydrophobem Siliciumdioxidpulver vermischt, wobei ein Toner, Nr. 4, erhalten wurde.
Die Formfaktoren des Toners Nr. 4 wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 125 betrug und SF-2 113 betrug. Die restlichen Monomere in dem Toner Nr. 4 waren in einer Menge von 1300 ppm vorhanden.

Tonerherstellungsbeispiel 5 (Vergleichsbeispiel)

Zuerst wurden 88 Masse% des Bindemittelharzes Nr. 5, 2 Masse% eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Masse% Ruß und 3 Masse% Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenexttuders schmelzgeknetet.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer Luft-Pulverisiermühle mit einer Prallplatte fein pulverisiert. Das fein pulverisierte Produkt wurde mittels eines Mehrkammer-Rlassiergeräts klassiert, wobei Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 7,5 um erhalten wurden.
Dann wurden 98,6 Masse% der erhaltenen Tonerteilchen mit 1,4 Masse% feinem hydrophobem Siliciumdioxidpulver vermischt, wobei ein Toner, Nr. 5, erhalten wurde.
Die Formfaktoren des Toners Nr. 5 wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 161 betrug und SF-2 144 betrug. Die restlichen Monomere in dem Toner Nr. 5 waren in einer Menge von 1700 ppm vorhanden.

Tonerherstellungsbeispiel 6

Zuerst wurden 88 Masse% des Bindemittelharzes Nr. 1, 2 Masse% eines metallhaltigen Azo-Farbstoffs, 7 Masse% Ruß und 3 Masse% Polypropylen mit niedriger Molmasse unter Anwendung einer Trockenmischmaschine mit stationärer Kammer vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mittels eines Doppelschneckenextruders schmelzgeknetet, während an seiner Abzugsöffnung, die mit einer Saugpumpe verbunden war, gesaugt wurde.
Das erhaltene schmelzgeknetete Produkt wurde unter Anwendung einer Hammermühle grob zerkleinert, wobei ein grob zerkleinertes Produkt erhalten wurde, das durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 1 mm hindurchging. Dieses grob zerkleinerte Produkt wurde ferner unter Anwendung einer mechanischen Pulverisiermühle pulverisiert, bis es einen volumengemittelten Teilchendurchmesser von 20 bis 30 um hatte, und danach mittels einer Luft-Pulverisiermühle mit einer Prallplatte fein pulverisiert. Anschließend wurden die Tonerteilchen in einem Oberflächenmodifiziergerät einer Oberflächenmodifizierung durch die Wirkung von thermischer und mechanischer Scherkraft unterzogen, worauf Klassieren mittels eines Mehrkammer-Klassiergeräts folgte, wobei Tonerteilchen mit einem massegemittelten Teilchendurchmesser von 8,0 um erhalten wurden.
Dann wurden 98,6 Masse% der erhaltenen Tonerteilchen mit 1,4 Masse% feinem hydrophobem Siliciumdioxidpulver vermischt, wobei ein Toner, Nr. 6, erhalten wurde.
Die Formfaktoren des Toners Nr. 6 wurden gemessen, wobei gefunden wurde, dass SF-1 135 betrug und SF-2 118 betrug. Die restlichen Monomere in dem Toner Nr. 6 waren in einer Menge von 110 ppm vorhanden.

Beispiel 6

Als elektrophotographisches Gerät wurde ein Laserdrucker (Handelsname: LBP-860, hergestellt von Canon Inc.) derart modifiziert, dass er mit der 1,5-fachen Betriebsgeschwindigkeit, d. h. mit 70 mm/s, arbeitete. Digitale Latentbilder wurden mit 300 dpi im Binärbetrieb erzeugt.
Die Gummi-Reinigungsrakel, die sich in der Betriebskassette für hBP-860 befand, wurde entfernt, und wie in Fig. 2 gezeigt ist, wurde die Aufladewalze 31 ferner mit einem Reinigungselement 39 für die Aufladewalze ausgestattet, das aus Faservlies bestand.
Dann wurde die Entwicklungseinrichtung 32 in der Betriebskassette modifiziert. Ein Entwicklungszylinder aus Edelstahl wurde durch eine aus einem Polyurethanschaumstoff hergestellte Gummiwalze mit einem mittleren Widerstand (Durchmesser: 16 mm) ersetzt, die als Entwicklerträgerelement 34 angewendet wurde und mit dem lichtempfindlichen Element 36 in Berührung gebracht wurde. Das Entwicklerträgerelement wurde derart angetrieben, dass es sich an der Berührungsstelle zwischen ihnen in derselben Richtung wie das lichtempfindliche Element und mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die 180% der Rotationsumfangsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Elements entsprach, drehte.
Als Einrichtung zum Auftragen des Toners auf das Entwicklerträgerelement 34 wurde an dem Entwicklerträgerelement 34 eine Auftragswalze 35 bereitgestellt und mit diesem Entwicklerträgerelement in Berührung gebracht. Zum Einstellen der Auftragsschichtdicke des Toners auf dem Entwicklerträgerelement war eine aus Edelstahl hergestellte Rakel 33, die mit einem Harz beschichtet war, angebracht. Es wurde dafür gesorgt, dass die Spannung, die während der Entwicklung von der Einrichtung 41 zum Anlegen einer Vorspannung angelegt wurde, nur eine Gleichstromkomponente (-300 V) hatte.
Bei dem restlichen Toner, dem einmal durch die Übertragungswalze 37 positive Polarität erteilt worden war, war durch die Aufladewalze 31 bewirkt worden, dass er negative Polarität hatte, d. h. dieselbe Polarität wie die Aufladepolarität des lichtempfindlichen Elements. Somit wurde durch Einstellung eines Entwicklungspotenzials (-300 V), das zwischen dem Aufladepotenzial und dem Potenzial des bildmäßig belichteten lichtempfindlichen Elements liegt, der restliche Toner mit negativer Polarität, der auf dem Bereich mit dem Potenzial der nicht belichteten Fläche (dem Aufladepotenzial des lichtempfindlichen Elements) vorhanden war, zu dem Entwicklerträgerelement 34 hin gesammelt.
Das elektrophotographische Gerät wurde modifiziert und unter derartige Betriebsbedingungen gesetzt, dass es an die Modifizierung der Betriebskassette anpassbar war. Was die Übertragungswalze 37 anbetrifft, so war sie derart angeordnet, dass sie der Drehung des lichtempfindlichen Elements 36 folgend drehbar war.
In dem modifizierten Gerät wurde das lichtempfindliche Element 36 mittels der Walzenaufladeeinrichtung 31 gleichmäßig aufgeladen. Im Anschluss an die Aufladung wurden Bildbereiche mit Laserlicht 40 belichtet, um ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen, das dann durch Umkehrentwicklung unter Verwendung des Toners in ein sichtbares Bild (ein Tonerbild) umgewandelt wurde, und danach wurde das Tonerbild mittels der Übertragungswalze 37, an die eine Spannung angelegt wurde, auf ein Übertragungs-Bildempfangsmaterial 38 übertragen.
Unter Anwendung des lichtempfindlichen Elements Nr. 4 wurde der Toner Nr. 1 als Entwickler verwendet, und das lichtempfindliche Element wurde derart eingestellt, dass es als Dunkelpotenzial ein Aufladepotenzial von -700 V hatte.
Bei einer Betriebsprüfung wurde das lichtempfindliche Element derart eingestellt, dass es eine Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) von 0,50 cJ/m² hatte, und in einer Umgebung mit einer Temperatur von 23ºC und einer relativen Feuchte von 55% wurde eine Prüfung mit 8000 Blättern durchgeführt.
Im Anfangsstadium, beim 6000. Blatt und beim 8000. Blatt wurde folgendermaßen eine Bewertung in Bezug auf Bilddichte, Schleierbildung, Geisterbilder und leere Bereiche in Buchstabenbildern durchgeführt.
Im Anfangsstadium wurden die Fähigkeit zur Farbton- bzw. Schwärzungswiedergabe und die Fähigkeit zur Wiedergabe von isolierten Punkten bewertet.
Die Bilddichte wird in Form der Reflexionsdichte (Aufsicht- Bilddichte) von quadratischen Bildern (5 mm · 5 mm) angegeben. Die Bewertung in Bezug auf die Schleierbildung wurde in derselben Weise wie in Beispielen 1 bis 5 durchgeführt.
Die Bildbewertung in Bezug auf Geisterbilder wurde unter Anwendung eines Musters für die Ausgabe flächenhafter schwarzer Streifen, die einer Umdrehung des lichtempfindlichen Elements entsprechen, wonach ein Halbtonbild ausgegeben wurde, das aus horizontalen Linien mit einer Breite von einem Punkt und leeren Bereichen mit einer Breite von zwei Punkten gebildet wurde, wie es durch Muster 9 in Fig. 10 gezeigt ist, durchgeführt.
Als Übertragungs-Bildempfangsmaterialien wurden Normalpapier mit 75 g/m², Kartonpapier mit 130 g/m², Postkartenpapier mit 200 g/m² und Folien für Overheadprojektoren verwendet.
Als Bewertungsverfahren wurde bei der Erzeugung eines Druckbildes auf einem Blatt die Differenz in der Reflexionsdichte des Bereichs, der bei der zweiten Umdrehung des lichtempfindlichen Elements an Stellen, die dem schwarzen Bild (schwarzen Druckbereichen) bzw. dem leeren Bild (Nicht-Bildbereichen) bei der ersten Umdrehung entsprechen, erzeugt wurde, unter Anwendung eines Macbeth-Aufsichtdensitometers gemessen und in der nachstehend gezeigten Weise berechnet:
Differenz in der Reflexionsdichte = Reflexionsdichte (Stelle mit vorherigem Bild) - Reflexionsdichte (Stelle ohne Bild)
Ergebnisse der Bewertung sind in Tabelle 4 gezeigt. Je geringer die Differenz in der Reflexionsdichte ist, in um so geringerem Maße treten die Geisterbilder auf und um so besser ist die Bewertung in Bezug auf Geisterbilder.
Zur Durchführung einer Gesamtbewertung in Bezug auf Geisterbilder wurden die Einstufungen AAA, AA, A, B und C festgelegt. Die Einstufungen AAA, AA, A, B und C werden jeweils gemäß den folgenden Bewertungsmaßstäben erteilt.
Die Summe der Absolutwerte der Differenzen in der Reflexionsdichte auf den jeweiligen Übertragungs-Bildempfangsmaterialien wurde ermittelt, und die Bereiche ihrer Summe wurden folgendermaßen eingestuft.
0,00: Einstufung AAA
0,01 bis 0,02: Einstufung AA
0,03 bis 0,04: Einstufung A
0,05 bis 0,07: Einstufung B
0,08 oder mehr: Einstufung C
Zur Bewertung der Fähigkeit zur Wiedergabe der Gradation wurden Bilddichten der verschiedenen in Tabelle 10 gezeigten Muster 1 bis 8 gemessen.
Im Hinblick auf die Fähigkeit zur Farbton- bzw.. Schwärzungswiedergabe werden nachstehend vorzuziehende Bilddichtebereiche der jeweiligen Muster gezeigt, wobei die Bewertung unter diesem Gesichtspunkt erfolgte.
Muster 1 : 0,10 bis 0,15 Muster 2 : 0,15 bis 0,20
Muster 3 : 0,20 bis 0,30 Muster 4 : 0,25 bis 0,40
Muster 5 : 0,55 bis 0,70 Muster 6 : 0,65 bis 0,80
Muster 7 : 0,75 bis 0,90 Muster 8 : 1,35 oder mehr
Eine Beurteilung wurde folgendermaßen durchgeführt: "Ausgezeichnet" bedeutet, dass alle Muster die vorstehend angegebenen Bilddichtebereiche erfüllen; "Durchschnittlich" bedeutet, dass ein Muster außerhalb eines bestimmten Bereichs liegt; und "Schlecht" bedeutet, dass mindestens zwei Muster außerhalb bestimmter Bereiche liegen.
Die Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten in Bezug auf graphische Bilder wurde bewertet, indem die Bilddichte von Muster 1 als Ersatzbild gemessen wurde. Dies liegt daran, dass sich entwickelte Bereiche erweitern und Bilddichten zunehmen, wenn das · digitale elektrostatische Latentbild unscharf wird. Eine Beurteilung wurde folgendermaßen durchgeführt: "Ausgezeichnet" bedeutet, dass die Bilddichte 0,10 bis 0,15 betrug; "Durchschnittlich" bedeutet, dass sie 0,16 bis 0,17 betrug; und "Schlecht" bedeutet, dass sie 0,18 oder mehr betrug.
Die Bewertung in Bezug auf leere Bereiche in Buchstabenbildern wurde unter Anwendung eines Gittermuster aus gedruckten Stellen mit 3 Punkten und leeren Stellen mit 15 Punkten durchgeführt. Als Übertragungs-Bildempfangsmaterial wurde Postkartenpapier mit 200 g/m² angewendet.
Der Fall, dass über das gesamte Bild nur Ränder von Linien zurückbleiben und in der Mitte der Linien leere weiße Bereiche auftreten, wird als "C" eingestuft; der Fall, dass in einem Teil des Bildes nur Ränder von Linien zurückbleiben und in der Mitte der Linien leere weiße Bereiche auftreten, wird als "B" eingestuft; und der Fall, dass über das gesamte Bild in der Mitte von Linien keine leeren Bereiche auftreten, wird als "A" eingestuft.
Ergebnisse der Betriebsprüfung sind in Tabelle 4; Einzelheiten zur Bewertung in Bezug auf Geisterbilder in Tabelle 5 und Einzelheiten zur Bewertung in Bezug auf die Gradation in Tabelle 6 gezeigt.
Nach Beendigung der Betriebsprüfung wurde die Schichtdicke der Schutzschicht gemessen. Es ergab sich, dass sie 3 um betrug, so dass keine Abnutzung feststellbar war.

Beispiel 7

Prüfungen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer dass der Toner Nr. 6 verwendet wurde. Es ergab sich, dass im Fall der Anwendung von Postkartenpapier mit 200 g/m² auf dem 8000. Blatt in geringem Maße leere Bereiche auftraten, jedoch wurden im Wesentlichen gute Ergebnisse erzielt.
Ergebnisse der Betriebsprüfung sind in Tabelle 4; Einzelheiten zur Bewertung in Bezug auf Geisterbilder in Tabelle 5 und Einzelheiten zur Bewertung in Bezug auf die Gradation in Tabelle 6 gezeigt.
Nach Beendigung der Betriebsprüfung wurde die Schichtdicke der Schutzschicht gemessen. Es ergab sich, dass sie 3 um betrug, so dass keine Abnutzung feststellbar war.

Beispiel 8

Prüfungen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer dass der Toner Nr. 2 und das lichtempfindliche Element Nr. 1 angewendet wurden und die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) zu 0,55 cJ/m² verändert wurde. Als Folge wurden in Bezug auf die Schleierbildung im Vergleich zu den Ergebnissen in Beispiel 6 etwas schlechtere Ergebnisse beobachtet, wodurch jedoch kein Problem verursacht wurde.
Ergebnisse der Betriebsprüfung sind in Tabelle 4; Einzelheiten zur Bewertung in Bezug auf Geisterbilder in Tabelle 5 und Einzelheiten zur Bewertung in Bezug auf die Gradation in Tabelle 6 gezeigt.
Nach Beendigung der Betriebsprüfung wurde die Schichtdicke der Ladungstransportschicht gemessen. Es ergab sich, dass sie 20 um betrug, so dass sie eine Abnutzung um 1 um zeigte.

Beispiel 9

Prüfungen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer dass der Toner Nr. 3 und das lichtempfindliche Element Nr. 1 angewendet wurden und die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) zu 0,55 cJ/m² verändert wurde. Als Folge war die Schleierbildung im Vergleich zu der in Beispiel 6 etwas schlechter und traten im Fall der Anwendung von Postkartenpapier mit 200 g/m² auf dem 8000. Blatt in geringem Maße leere Bereiche auf, jedoch wurden im Wesentlichen dieselben Ergebnisse wie in Beispiel 6 erhalten.
Nach Beendigung der Betriebsprüfung wurde die Schichtdicke der Ladungstransportschicht gemessen. Es ergab sich, dass sie 20 um betrug, so dass sie eine Abnutzung um 1 ja zeigte.

Beispiel 10

Prüfungen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer dass der Toner Nr. 3 und das lichtempfindliche Element Nr. 2 angewendet wurden und die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) zu 1,70 cJ/m² verändert wurde. Als Folge waren die Geisterbilder im Vergleich zu denen in Beispiel 6 etwas schlechter und traten im Fall der Anwendung von Postkartenpagier mit 200 g/m² auf dem 8000. Blatt in geringem Maße leere Bereiche auf, jedoch wurden im Wesentlichen dieselben Ergebnisse wie in Beispiel 6 erhalten.
Nach Beendigung der Betriebsprüfung wurde die Schichtdicke der Ladungstransportschicht gemessen. Es ergab sich, dass sie 21 um betrug, so dass sie eine Abnutzung um 1 um zeigte.

Vergleichsbeispiel 5

Prüfungen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer dass der Toner Nr. 4 und das lichtempfindliche Element Nr. 3 angewendet wurden und die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) zu 2,90 cJ/m² verändert wurde. Als Folge war das Betriebsverhalten in Bezug auf die Bilddichte und die Schleierbildung sehr schlecht und waren auch die Geisterbilder schlecht.
Es wurde auch eine Prüfung in Bezug auf die Gradation und die Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten mit einer zu 4,50 cJ/m² veränderten Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) durchgeführt, und die Prüfung in Bezug auf Geisterbilder wurde beim Betrieb mit dem 6000. Blatt und mit dem 8000.
Blatt durchgeführt. Als Folge lieferte die Erhöhung der Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) eine Verbesserung bei der Bewertung in Bezug auf Geisterbilder, führte jedoch zu schlechten Bildern ohne Gradation und ohne Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten.
Nach Beendigung der Betriebsprüfung wurde die Schichtdicke der Ladungstransportschicht gemessen. Es ergab sich, dass sie 22 um betrug, so dass sie eine Abnutzung um 3 um zeigte.

Vergleichsbeispiel 6

Prüfungen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 6 durchgeführt, außer dass der Toner Nr. 5 verwendet wurde, das lichtempfindliche Element Nr. 3 angewendet wurden und die Belichtungsintensität (flächenbezogene Belichtungsmenge) zu 2,90 cJ/m² verändert wurde. Als Folge war das Betriebsverhalten in Bezug auf die Bilddichte und die Schleierbildung sehr schlecht und waren auch die Geisterbilder schlecht.
Es wurde auch eine Prüfung in Bezug auf die Gradation und die Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten mit einer zu 2,40 cJ/m² veränderten Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) durchgeführt, und die Prüfung in Bezug auf Geisterbilder wurde beim Betrieb mit dem 6000. Blatt und mit dem 8000. Blatt durchgeführt. Als Folge wurden in Bezug auf die Gradation und die Fähigkeit zur Wiedergabe von Punkten keine sehr schlechten Ergebnisse beobachtet, jedoch traten in bedeutenderem Maße Geisterbilder auf, so dass die Bilder für eine Anwendung unakzeptierbar gemacht wurden.
Die Schichtdicke der Ladungstransportschicht des auf diese Weise geprüften lichtempfindlichen Elements wurde gemessen. Es ergab sich, dass sie 22 um betrug, so dass eine Abnutzung der lichtempfindlichen Schicht um 3 ja gezeigt wurde.

Vergleichsbeispiel 7

Prüfungen wurden in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 6 durchgeführt, außer dass bei dem in Beispiel 6 angewandten modifizierten Gerät eine Reinigungseinheit zur Entfernung von restlichem Toner mit einer Rakel als Reinigungselement bereitgestellt wurde. Schleierbildung und Bilddichte wurden im Anfangsstadium und beim Betrieb mit dem 8000. Blatt untersucht. Als Folge betrugen die Bilddichte und die Schleierbildung im Anfangsstadium 1,44 bzw. 0,5% und beim Betrieb mit dem 8000. Blatt 1,38 bzw. 3,9%.
Die Schichtdicke der Ladungstransportschicht des auf diese Weise geprüften lichtempfindlichen Elements wurde gemessen. Es ergab sich, dass sie 16 um betrug, so dass ein Abnutzung um 9 um gezeigt wurde, was zu einer Verminderung der Lebensdauer der lichtempfindlichen Schicht führte. Tabelle 4(A) Tabelle 4 (B) Tabelle 5(A) Tabelle 5(B) Tabelle 6

Claims

1. Bilderzeugungsverfahren mit

einem Aufladeschritt, bei dem ein lichtempfindliches Element elektrostatisch aufgeladen wird;

einem Belichtungsschritt, bei dem das aufgeladene lichtempfindliche Element belichtet wird, um ein elektrostatisches Latentbild zu erzeugen;

einem Entwicklungsschritt, bei dem ein Toner, der auf einem Entwicklerträgerelement getragen wird, mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Elements in Kontakt gebracht wird, um das elektrostatische Latentbild einer Umkehrentwicklung zu unterziehen, wodurch auf dem lichtempfindlichen Element ein Tonerbild erzeugt wird;

einem übertragungsschritt, bei dem das Tonerbild, das auf dem lichtempfindlichen Element erzeugt worden ist, auf ein Übertragungs-Bildempfangsmaterial übertragen wird; und

einem Schritt der Reinigung bei der Entwicklung, bei dem der Toner, der nach dem übertragungsschritt auf dem lichtempfindlichen Element zurückgeblieben ist, zu dem Entwicklerträgerelement hin gesammelt wird;

dadurch gekennzeichnet, dass

die Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 85º oder mehr bildet;

der erwähnte Toner restliche Monomere in einer Menge von nicht mehr als 1000 ppm enthält und

der erwähnte Toner einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 180 und einen Formfaktor SF-2 von 100 bis 140 hat.

2. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 90º oder mehr bildet.

3. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner restliche Monomere in einer Menge von 5 ppm bis 500 ppm enthält.

4. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 90º oder mehr bildet, der erwähnte Toner restliche Monomere in einer Menge von 5 ppm bis 500 ppm enthält und der erwähnte Toner einen Formfaktor SF-1 von 100 bis 140 und einen Formfaktor SF-2 von 100 bis 120 hat.

5. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 4, bei dem der Formfaktor SF-1 des erwähnten Toners 100 bis 130 und SF-2100 bis 115 beträgt.

6. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 3 oder 5, bei dem die restlichen Monomere in dem erwähnten Toner in einer Menge von 10 ppm bis 300 ppm vorhanden sind.

7. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte lichtempfindliche Element ein organisches lichtempfindliches Element mit getrennten Funktionen ist.

8. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 7, bei dem das erwähnte lichtempfindliche Element mit Wasser einen Kontaktwinkel von 90º oder mehr bildet.

9. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 7, bei dem das erwähnte organische lichtempfindliche Element mit getrennten Funktionen als seine äußerste Schicht eine Schutzschicht hat.

10. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 9, bei dem die erwähnte Schutzschicht des lichtempfindlichen Elements mit Wasser einen Kontaktwinkel von 90º oder mehr bildet.

11. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem in der Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements ein Material vorhanden ist, das Fluoratome hat, und der durch Röntgen- Photoelektronenspektroskopie gemessene Wert von F/C 0,03 bis 1,00 beträgt.

12. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem in der Oberfläche des erwähnten lichtempfindlichen Elements ein Material vorhanden ist, das Siliciumatome hat, und der durch Röntgen- Photoelektronenspektroskopie gemessene Wert von 51/C 0,03 bis 1,00 beträgt.

13. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte Entwicklerträgerelement die Reinigung bei der Entwicklung durchführt, während es mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht wird, die 110 t oder mehr der Umfangsgeschwindigkeit des erwähnten lichtempfindlichen Elements entspricht.

14. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte lichtempfindliche Element ein Dunkelpotenzial Vd und ein Hellpotenzial V1 hat und eine Gleichstromvorspannung Vdc derart an das Entwicklerträgerelement angelegt wird, dass die folgende Beziehung erfüllt wird:

Vd - Vdc > IV1 - Vdc .

15. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 14, bei dem die Gleichstromvorspannung Vdc einen Spannungswert zwischen dem Dunkelpotenzial Vd und dem Hellpotenzial V1 hat.

16. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 15, bei dem der Absolutwert Vd - Vdc um 10 V oder mehr größer ist als der Absolutwert V1 - Vdc .

17. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem das erwähnte elektrostatische Latentbild durch Belichtung mit einer Belichtungsintensität (flächenbezogenen Belichtungsmenge) erzeugt wird, die in einem Bereich liegt, der durch den Punkt, wo in der Belichtungsintensität/Oberflächenpotenzial-Kennlinie des lichtempfindlichen Elements eine Gerade mit einer Steigung, die 1/20 der Steigung einer Geraden beträgt, die den Punkt des Dunkelpotenzials Vd und den Punkt des Mittelwertes von Dunkelpotenzial Vd und Restpotenzial Vr, (Vd + Vr)/2, verbindet, die Belichtungsintensität/Oberflächenpotenzial-Kennlinie berührt, und durch den Punkt, in dem die Belichtungsintensität fünfmal so hoch ist wie die Belichtungsintensität, bei der das Oberflächenpotenzial auf die Hälfte abgenommen hat, abgegrenzt wird.

18. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner ein nichtmagnetischer Toner ist und das erwähnte elektrostatische Latentbild durch Kontaktentwicklung mit einem nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler entwickelt wird.

19. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 18, bei dem der erwähnte nichtmagnetische Toner mit einem magnetischen Tonerträger vermischt ist und das erwähnte elektrostatische Latentbild durch Magnetbürsten-Kontaktentwicklung entwickelt wird.

20. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner eine Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt enthält, die einen Schmelzpunkt von 40ºC bis 90ºC hat.

21. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 20, bei dem die erwähnte Substanz mit niedrigem Erweichungspunkt in dem erwähnten Tonar in einer Menge von 5 Masse% bis 30 Masse% enthalten ist.

22. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner ein Kapseltoner mit einer Kern/Hülle-Struktur ist.

23. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem der erwähnte Toner Tonerteilchen enthält, die gebildet werden, indem eine Monomermischung einer Suspensionspolymerisation in einem wässrigen Medium unterzogen wird.