DE69613319T2

DE69613319T2 - Toner für die Entwicklung elektrostatischer Bilder, Bildherstellungsverfahren und Prozesskassette

Info

Publication number: DE69613319T2
Application number: DE69613319T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Doujo; Yushi Mikuriya; Yuichi Mizoh
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2016-11-20
Also published as: KR0184559B1; CN1113274C; EP0774696B1; KR970028881A; CN1159013A; EP0774696A3; EP0774696A2; US5695902A; DE69613319D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern in Bilderzeugungsverfahren, wie der Elektrophotographie und dem elektrostatischen Drucken, ferner ein Bilderzeugungsverfahren und eine Prozeßkartusche unter Verwendung des Toners.
Bislang ist eine große Zahl von elektrophotographischen Prozessen bekannt, die in den US-PS'en 2 297 691, 3 666 363, 4 071 361 u. a. beschrieben sind. Bei diesen Verfahren wird ein latentes elektrostatisches Bild über verschiedene Einrichtungen auf einem ein photoleitendes Material umfassenden lichtempfindlichen Element ausgebildet, wonach das latente Bild entwickelt und mit einem Toner visualisiert wird. Das entstandene Tonerbild wird nach der Übertragung auf ein Transfer(-Empfangs)-Material, wie Papier etc., wie gewünscht, durch Erhitzen, Pressen oder Erhitzen und Pressen oder mit Lösungsmitteldampf fixiert, um ein Tonerbild zu erhalten.
Begleitend zur Entwicklung von digitalen Kopiergeräten und der Größenreduzierung von Tonerpartikeln in der neueren Zeit wurde gewünscht, Kopiergeräte mit einer Vielzahl von Funktionen zu entwickeln, die in der Lage sind, Kopien hoher Qualität zu erzeugen, und eine kürzere erste Kopierzeit aufweisen, und zwar über eine Verbesserung im Fixiersystem im Hinblick auf die Einsparung von Energie als Maßnahmen gegen Umweltprobleme.
Die Entwicklung eines Toners mit einer geringeren Partikelgröße zur Verbesserung der Auflösung und Klarheit von Bildern zur Reduzierung einer ersten Kopierzeit führt jedoch zu neuen, damit verbundenen Problemen.
Genauer gesagt, eine geringere Tonerpartikelgröße führt zu einem Anstieg der Oberfläche der Tonerpartikel pro Gewichtseinheit, wodurch das Aufladevermögen des Toners stärker nachteilig durch die Umwelt beeinflußt werden kann. Insbesondere in einem Fall, in dem man solche Tonerpartikel in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit über einen langen Zeitraum stehen läßt, sind die Tonerpartikel gegenüber Feuchtigkeit empfänglich, so daß nach dem Stehenlassen ein Abfallen der Bilddichte auftreten kann.
Ein neueres digitales Kopiergerät muß sogar eine Kombination aus einem klaren Symbolbild und einem photographischen Bild, das auf zuverlässige Weise die Dichtegradation des Originales wiedergibt, vorsehen. Als generelle Tendenz in der Kopie eines photographischen Bildes mit Symbolen verschlechtert ein Anstieg der Linienbilddichte zur Schaffung von klareren Symbolen nicht nur die Dichtegradationscharakteristik des photographischen Bildes, sondern führt zu einer beträchtlichen Rauhigkeit im Halbtonabschnitt. Andererseits wird durch eine Verbesserung der Dichtegradationscharakteristik des photographischen Bildes die Liniendichte des Symbolbildes verringert und die Klarheit des Symbolbildes verschlechtert.
In den letzten Jahren ist es möglich geworden, ein Bild mit einer im gewissen Ausmaß verbesserten Dichtegradation durch Lesen der Bilddichte an entsprechenden Abschnitten eines Bildes und digitales Umwandeln der gelesenen Dichtedaten zu schaffen. Gegenwärtig wird hierfür jedoch eine weitere Verbesserung gewünscht.
Solche weiteren Verbesserungen hängen zum größten Teil von Verbesserungen der Entwicklungseigenschaften eines Entwicklers ab. Bilddichten stehen üblicherweise in keiner linearen Beziehung zu Entwicklungspotentialen (Differenzen zwischen den Potentialen eines lichtempfindlichen Elementes und eines Entwicklerträgerelementes), sondern besitzen die Neigung, bei niedrigen Entwicklungspotentialen nach unten durchzuhängen und bei höheren Entwicklungspotentialen nach oben vorzustehen, wie durch die durchgezogene Kurve in Fig. 2 dargestellt. In einem Halbtonbereich variiert daher die Bilddichte entsprechend einer geringen Änderung des Entwicklungspotentiales stark. Folglich ist es schwierig, eine gute Dichtegradationscharakteristik zu erreichen. In Fig. 2 gibt die durchgezogene Kurve einen Fall wieder, bei dem die maximale Bilddichte so eingestellt wurde, daß sie größer ist als 1,4, während die gestrichelte Kurve einen Fall wiedergibt, bei dem eine bessere Dichtegradationscharakteristik beabsichtigt ist.
Um eine klare Kopie eines Linienbildes zu erhalten, ist es praktisch ausreichend, eine maximale Dichte in einem Bereich von 1,30 in einem Vollbildteil zu haben, der nicht sofort durch einen Randeffekt nachteilig beeinflußt wird, da der Kontrast eines Linienbildes normalerweise durch den Randeffekt erhöht wird.
Bei einem photographischen Bild hat jedoch ein Originalbild als solches eine sehr große maximale Dichte von 1,90-2,00, wobei der Eindruck hiervon durch Oberflächenglanz stark nachteilig beeinflußt wird. Bei einer Kopie eines derartigen photographischen Bildes, das eine generell große Fläche besitzt und aufgrund des Randeffektes keinen Dichteanstieg bewirkt, ist es daher erforderlich, eine maximale Bilddichte von etwa 1,4-1,5 in einem Vollbildteil aufrechtzuerhalten, selbst wenn der Oberflächenglanz unterdrückt wird. Beim Kopieren eines photographischen Bildes mit Symbolen ist es daher sehr wichtig, eine lineare Beziehung zwischen dem Entwicklungspotential und der Bilddichte einzuhalten und eine maximale Bilddichte von 1,4-1,5 beizubehalten.
Da ferner bei einem digitalen Kopiergerät normalerweise ein Umkehrentwicklungsmodus Anwendung findet, haftet der Toner zum Entwickeln an Abschnitten ohne Ladung oder Abschnitten mit einer identischen Polarität eines lichtempfindlichen Elementes und wird von der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes mit Ladungen gehalten, die durch vom Toner verursachte elektrostatische Induktion erzeugt wurden.
Um daher den Toner durch das lichtempfindliche Element auf beständige Weise zu fördern, ist es erforderlich, den Toner mit einer erhöhten Aufladung zu versehen, um die elektrostatische Induktion zu bewirken.
Ferner wird zum Zeitpunkt der Übertragung ein Transferempfangsmaterial (d. h. Papier etc.) auf eine Polarität aufgeladen, die zu der des lichtempfindlichen Elementes entgegengesetzt ist. Wenn daher der Transferstrom erhöht wird, kann verursacht werden, daß sich das Transferempfangsmaterial um das lichtempfindliche Element wickelt, d. h. hieran elektrisch haftet, oder eine Rückübertragung des übertragenen Tonerbildes auf das lichtempfindliche Element stattfindet.
Der Transferstrom muß daher verringert werden, und es wird erforderlich, um eine gewisse Transfereffizienz bei einem schwachen elektrischen Feld aufrechtzuerhalten, den Toner mit einer erhöhten Aufladung zu versehen, während das Trennvermögen zwischen dem Toner und dem lichtempfindlichen Element erhöht wird.
Da in einem Entwicklungsvorgang unter Verwendung eines herkömmlichen Toners die Verringerung der Ladung zu einem Absinken der Entwicklungseffizienz führt, was wiederum zu einer geringeren Bilddichte führt, wird ein Auswahlentwicklungsphänomen, gemäß dem eine Tonerfraktion mit einer höheren Ladung bevorzugt verbraucht wird, verursacht. Daher verbleibt eine Tonerfraktion mit einer relativ niedrigen Ladung bevorzugt auf der Entwicklungshülse, und die Partikelgröße des im Entwicklungsgefäß verbleibenden Toners wird erhöht, was während der kontinuierlichen Bilderzeugung zu einer schlechteren Bildqualität führt.
Zum Zeitpunkt der Übertragung führt eine unzureichende Toneraufladung zu einer geringeren Übertragungseffizienz und zu einer niedrigeren Bilddichte. Ferner wird es schwierig, das Tonerbild unter dem elektrischen Feld einzugrenzen, so daß es während der Übertragung verstreut werden kann, was zu einer geringeren Bildqualität führt.
In der Elektrophotographie findet auf herkömmliche Weise als Aufladeeinrichtung eine Koronaentladeeinrichtung Verwendung. Eine solche Koronaentladeeinrichtung erzeugt jedoch eine große Ozonmenge, die wiederum eine Filterausrüstung erforderlich macht, so daß die gesamte Größe und die Betriebskosten der Bilderzeugungsvorrichtung ansteigen können.
Um die vorstehend genannten Probleme zu lösen, wurde ein Aufladesystem entwickelt, bei dem ein Aufladeelement in Form einer Rolle oder in Blattform gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes stößt, um einen schmalen Raum in der Nachbarschaft des Stoßabschnittes auszubilden, wodurch eine Entladung nach dem Paschen'schen Gesetz verursacht und auf diese Weise die Ozonerzeugung unterdrückt wird. Wegen der Aufladebeständigkeit wurde ein Rollenauflademechanismus unter Verwendung einer Aufladerolle als Aufladeelement besonders bevorzugt.
Beispielsweise beschreiben die JP-A 63-149669 und JP-A2- 123358 ein Bilderzeugungssystem unter Verwendung eines Kontaktauflademechanismus und eines Kontaktübertragungsmechanismus, wobei eine elektrisch leitende elastische Rolle gegen ein Trägerelement für ein elektrostatisches Bild (lichtempfindliches Element) stößt, um das Trägerelement für das elektrostatische Bild gleichmäßig aufzuladen, während eine Spannung an die elektrisch leitende Rolle gegelegt wird. Dann wird ein Tonerbild durch Belichtungs- und Entwicklungsschritte auf dem Bildträgerelement ausgebildet, und eine andere elektrisch leitende Rolle wird gegen das Bildträgerelement gepreßt, während ein Transferempfangselement hierzwischen durchgeführt wird, um das Tonerbild auf das Transferempfangsmaterial zu übertragen. Hiernach folgt ein Fixierschritt, um ein Kopiebild zu erhalten.
Bei einer derartigen Kontaktaufladevorrichtung beruht deren wesentlicher Auflademechanismus jedoch auf der Entladung vom Aufladeelement zum lichtempfindlichen Element. Die Spannung zum Aufladen muß daher höher sein als ein resultierendes Oberflächenpotential auf dem lichtempfindlichen Element. In einem Fall, in dem eine Wechselstromaufladung durchgeführt wird, um eine gleichmäßige Aufladung zu realisieren, sind jedoch neue Probleme in bezug auf Geräusche der Wechselstromaufladung, d. h. Geräusche, die eine Schwingung zwischen dem Aufladeelement und dem lichtempfindlichen Element begleiten, verursacht durch ein elektrisches Feld der Wechselspannung, entstanden, ferner eine Verschlechterung der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes durch die Entladung, die wiederum zu einer Schmelzhaftung oder Filmbildung des Toners oder einer Tonerkomponente auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes führt.
Bei dem Rollentransfermechanismus ohne Anwendung der Koronaentladung läßt man das Transferelement über ein Transferempfangsmaterial gegen das lichtempfindliche Element stoßen, so daß eine Filmbildung infolge Tonerreibung während der Leerdrehung vor und nach der Zufuhr des Transferempfangsmateriales und ein lokaler Übertragungsdefekt entstehen können, der als "Transfer-Dropout" bezeichnet wird und durch Pressen des Tonerbildes auf das lichtempfindliche Element zum Zeitpunkt der Übertragung des Tonerbildes auf das Transferempfangsmaterial verursacht wird.
Um das obige Problem zu lösen, schlägt die JP-A 3-121462 eine Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung eines Entwicklers vor, der ein mit Silikonöl behandeltes hydrophobes anorganisches Feinpulver enthält. Hierdurch wird jedoch keine ausreichende Verbesserung bei einem dicken Transferempfangspapier erzielt, das ein Basisgewicht besitzt, das 100 g/m² übersteigt, beispielsweise eine Postkarte und Kent-Papier, ferner für OHP-Folien. Des weiteren werden mit einem derartigen Entwickler keine Tonerpartikel erzielt, die in geeigneter Weise in Verbindung mit einer unbeheizten Trommel verwendet werden können, und es wird keine kürzere erste Kopierzeit erreicht, die bei den momentan im Gebrauch befindlichen Kopiergeräten erforderlich ist.
Wenn die vorstehend erwähnten Aufladeelemente das lichtempfindliche Element kontaktieren, können der restliche Transfertoner und der Teil des Toners, der von der Reinigungsvorrichtung zurückgelassen wurde, am Transferelement und Aufladeelement haften. Wenn eine große Tonermenge angesammelt ist, wird es schwierig, eine gleichmäßige Aufladung und eine gleichmäßige Übertragung zu bewirken, so daß es zu Streifen oder Unregelmäßigkeiten in Halbtonbildern kommen kann.
Der auf dem lichtempfindlichen Element verbleibende Resttoner, der nicht auf das Transferempfangsmaterial übertragen worden ist, wird im Reinigungsschritt vom lichtempfindlichen Element entfernt. Der Reinigungsschritt wird in herkömmlicher Weise unter Verwendung eines Reinigungsblattes, einer Reinigungspelzbürste, einer Reinigungsrolle etc. durchgeführt. Bei jeder Reinigungseinrichtung wird der restliche Transfertoner dynamisch abgeschabt oder aufgestaut, um in einen Abfalltonerbehälter eingeführt zu werden. Hierbei wird ein Element gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes gepreßt, wodurch das lichtempfindliche Element verschlissen oder beschädigt werden kann, so daß Bilddefekte, eine Fixierung (oder Schmelzhaftung) von Toner auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes (der Trommel) oder eine Haftung (Filmbildung) eines externen Additives, beispielsweise isoliertem Siliciumdioxides, auf der Trommeloberfläche verursacht werden können.
In den letzten Jahren findet zunehmend ein Fixiersystem (ein Surf-Fixiersystem) unter Verwendung eines Filmes mit einer guten thermischen Leitfähigkeit anstelle eines Rollenfixiersystems als eine Fixiereinrichtung Verwendung, die für einen Gebrauch auf Anforderung geeignet ist, bei dem der Fixiervorrichtung kein Strom zugeführt wird, wenn das Kopiergerät nicht in Gebrauch ist, sondern nur dann, wenn das Gerät in Gebrauch ist, oder bei einem Kopiersystem, das einen Schnellstart ermöglicht und keine Wartezeit erfordert, nachdem das Kopiergerät an die Stromzufuhr angeschlossen worden ist.
Im Surf-Fixiersystem ist wegen der geringen Wärmekapazität des Filmes die Temperatur eines Abschnittes des geförderten Transferpapiers, der in den Film eindringt, ziemlich niedrig, so daß der Toner auf dem Transferpapier nicht im großen Umfang geschmolzen ist, bevor er den Film kontaktiert. In diesem Fall kann das Tonerbild auf dem Transferpapier durch einen geringen Luftstrom, der an der Kontaktstelle zwischen dem Transferpapier und dem Film verursacht wird, oder eine vom Film ausgeübte elektrostatische Kraft gestört werden, so daß ein Bilddefekt resultiert, der als "Fixierstreuung" bezeichnet wird. Dies ist ein Phänomen, das besonders in einem Kopiersystem mit höherer Geschwindigkeit auftritt. Um dieses Phänomen zu vermeiden, muß die Übertragung im Übertragungsschritt in ausreichender Weise vervollständigt worden sein. Dies deswegen, weil dann, wenn ein Toner einer hohen Aufladung zur Entwicklung auf einem lichtempfindlichen Element verwendet und das entstandene Tonerbild in wirksamer Weise übertragen wurde, der Toner in einer hohen Dichte auf dem Transferpapier abgelagert werden kann, so daß auf diese Weise eine Fixierstreuung vermieden werden kann.
Um die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es wichtig, den Toner so stark wie möglich und so gleichmäßig wie möglich aufzuladen und das Trennvermögen zwischen dem Toner und dem lichtempfindlichen Element zu verbessern. Im Hinblick auf den Aufbau und die Funktionsweise, die gegenwärtig von einem Kopiergerät gefordert werden, ist es des weiteren von Bedeutung, ein Absinken der Toneraufladung und ein Absinken des Tonerfließvermögens, das möglicherweise in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit erwartet wird, zu verhindern sowie beständige Bildqualitäten über einen langen Zeitraum beizubehalten.
Als Verfahren zum Stabilisieren der Toneraufladung beschreiben die offengelegten japanischen Patentanmeldungen (JP-A) 58-66951, JP-A 59-168458 bis JP-A 59-168460 und JP-A 59-170847 die Verwendung von eleketrisch leitendem Zinkoxid und Zinnoxid. Die JP-A 60-32060 beschreibt ein Verfahren, bei dem zwei Arten von anorganischem Feinpulver verwendet werden, um Papierstaub und Ozonaddukte zu entfernen, die sich auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elementes gebildet haben oder an dieser haften. Die JP-A 2-110475 beschreibt ein Verfahren, bei dem zwei Arten eines anorganischen Feinpulvers in Kombination mit einem Toner verwendet werden, der ein mit einem Metall vernetztes Styrol-Acrylharz umfaßt, um Papierstaub und Ozonaddukte, die sich auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elementes gebildet haben oder daran haften, zu entfernen und eine Tonerstreuung, ein Fließen des Bildes sowie einen Abfall der Bilddichte in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit zu vermeiden. Gemäß diesen Verfahren ist es jedoch schwierig, die erste Kopierzeit zu verkürzen, wie es bei heutigen Kopiergeräten gefordert wird, während ein Toner einer geringen Partikelgröße verwendet wird, da es schwierig ist, eine Absenkung der Bilddichte zu erreichen.
Die JP-A 61-236559 und JP-A 63-2073 beschreiben Verfahren, bei denen Ceroxidpartikel zum Verbessern des Toneraufladevermögens verwendet werden. Bei diesem Verfahren kann das Toneraufladevermögen auf sichere Weise verbessert werden. Wenn jedoch ein organisches lichtempfindliches Element verwendet wird, kann die Oberflächenschicht des lichtempfindlichen Elementes durch einen abrasiven Effekt des Ceroxides graduell abgerieben werden, was zu schlechteren Kopiebildern führt.
Daher wird immer noch in Verbindung mit der Entwicklung eines Toners mit einer kleineren Partikelgröße ein Toner gewünscht, der in der Lage ist, gleichmäßig aufgeladen zu werden und sein Aufladevermögen beibehält, selbst wenn man ihn über einen langen Zeitraum in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit stehen läßt.
Es wird bewirkt, daß ein Toner eine Ladungsverteilung besitzt, die der Partikelgrößenverteilung entspricht. Im Falle eines Monokomponententoners wird die Ladungsverteilung durch die Dispersionszustände der Tonerkomponenten, beispielsweise eines magnetischen Materiales oder eines Farbmittels, in den Tonerpartikeln und durch die Tonerpartikelgrößenverteilung nachteilig beeinflußt. In dem Fall, in dem die Tonerkomponenten gleichmäßig in Tonerpartikeln dispergiert sind, wird die Tonerladungsverteilung prinzipiell durch die Tonerpartikelgrößenverteilung beeinträchtigt.
Tonerpartikel einer geringeren Partikelgröße haben normalerweise eine größere Ladung pro Gewichtseinheit, während Tonerpartikel mit einer größeren Partikelgröße normalerweise eine kleinere Ladung pro Gewichtseinheit besitzen. Ein Toner mit einer größeren Ladung neigt dazu, eine breitere Verteilung der Ladung zu besitzen, während ein Toner mit einer kleineren Ladung dazu neigt, eine engere Verteilung der Ladung aufzuweisen.
Um eine stabile Ladung zu erreichen, ist ein Verfahren zum Fixieren von elektrisch leitendem Pulver auf Tonerpartikeln der vorstehend beschriebenen Art vorgeschlagen worden. Bei diesem Verfahren ist es jedoch schwierig, eine ausreichend größere maximale Bilddichte und eine ausreichende Unterdrückung einer Verschlechterung der Bildqualität in Kombination während einer kontinuierlichen Bilderzeugung zu erzielen. Dies ist wahrscheinlich auf die folgenden Gründe zurückzuführen.
Bei dem Verfahren zur Fixierung von elektrisch leitendem Pulver auf den Tonerpartikeln ist eine große Menge des elektrisch leitenden Pulvers auf Tonerpartikeln einer geringeren Partikelgröße, d. h. Tonerpartikeln mit einer größeren Ladung, fixiert. Folglich können zwar Trübungen auf einem weißen Hintergrund reduziert werden, andererseits können jedoch die Tonerpartikel mit geringerer Partikelgröße wegen einer reduzierten Ladung für die Entwicklung bevorzugt verbraucht werden (Selektionsentwicklung). Wenn die Tonerpartikel fixiert werden, wird der damit bedeckte Bereich eines Fixierbogens kleiner als der mit Tonerpartikeln einer großen Partikelgröße bedeckte Bereich, woraus eine niedrigere maximale Bilddichte resultiert. Da die Tonerpartikel einer geringeren Partikelgröße selektiv für die Entwicklung verwendet werden, wird die Partikelgröße des in der Entwicklungsvorrichtung verbleibenden Toners zur größeren Seite hin verschoben, so daß im Vergleich zu der Bildqualität der Anfangsbilder ein Abfall der Bildqualität auftritt.
Im Gegensatz zu dem Verfahren der Absenkung der Tonerladung ist das Verfahren zur Verursachung einer triboelektrischen Aufladung zwischen einem Toner und einem Metalloxid in der Entwicklungsvorrichtung mit Sicherheit wirksam für eine Erhöhung und Vergleichmäßigung der Toneraufladung. Wegen der Forderung nach einer kürzeren ersten Kopierzeit in der Bilderzeugungsvorrichtung ist es jedoch unmöglich, durch Ausnutzung einer Wartezeit in ausreichender Weise eine erhöhte Tonerladung in der Entwicklungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Dies ist besonders der Fall bei einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit. Wenn die Tonerpartikelgröße verringert wird, nimmt nämlich das Fließvermögen des Toners ab, was wegen der Feuchtigkeitsabsorption und einem Absinken des Aufladevermögens besonders stark in einer Umgebung mit hoher Tempertur und hoher Feuchtigkeit auftritt. Bei einem herkömmlichen Kopiergerät, bei dem ein Heißrollenfixiersystem Verwendung findet, kann während einer Zeitdauer bis zum Starten der ersten Kopie, innerhalb der die Fixierrolle erhitzt wird, der Toner in der Entwicklungsvorrichtung gerührt werden, um ein bestimmtes Niveau in bezug auf das Fließvermögen und ein bestimmtes Niveau der triboelektrischen Aufladung zu erreichen. Zusammen mit einer Verbesserung in der Fixiervorrichtung wurde jedoch die Aufheizzeit für die Vorrichtung verkürzt. Des weiteren ist im Surf-Fixiersystem, bei dem das Transferpapier über einen Film gegen ein Heizelement gepreßt wird, um ein entwickeltes Tonerbild auf dem Transferpapier zu entwickeln, im wesentlichen keine Wartezeit vorhanden. In Kombination mit einem derartigen Fixiersystem kann das vorstehend erwähnte Rühren nicht durchgeführt werden, so daß das Tonerfließvermögen und die Toneraufladung nicht in ausreichender Weise erhöht werden können und auf diese Weise Bilder mit einer geringen Bilddichte resultieren können, die von Trübungen begleitet werden. Ferner ist es auch möglich, daß das Tonerbild nicht in ausreichender Weise am Transferpapier fixiert wird und eine Tonerbildstreuung zu diesem Zeitpunkt auftritt, wenn das Tonerbild in die Fixiervorrichtung eindringt, wie vorstehend beschrieben.
In der JP-A 5-333590 wird ein Toner beschrieben, der ein zusammengesetztes Metalloxid enthält. Im mit einem Toner vermischten Zustand wird Metalloxidpulver mit einer bestimmten Größe relativ zu der der Tonerpartikel unter einer in der Entwicklungsvorrichtung ausgeübten Scherkraft einmal an die Tonerpartikel angezogen und hiervon getrennt, so daß die Zahl der Kontakte mit den Tonerpartikeln erhöht wird, um für eine erhöhte Tonerladung zu sorgen. Das vorstehend genannte zusammengesetzte Metalloxid kann jedoch eine Verringerung des Tonerfließvermögens verursachen. Das hat zur Folge, daß bei Verwendung des Toners insbesondere in einer Bilderzeugungsvorrichtung, die das Surf-Fixiersystem aufweist, Bilder mit geringerer Qualität in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit resutieren können.
Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, mit dem die vorstehend aufgezeigten Probleme gelöst werden können.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der in der Lage ist, Kopiebilder mit einer hohen Bilddichte von einem Ausgangsstadium an bis zum Ende eines langen Zeitraumes selbst in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit vorzusehen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der im wesentlichen gleichmäßig auf ein Entwicklerträgerelement aufgebracht werden kann und dessen Tonerpartikel auf triboelektrische Weise wirksam und im wesentlichen gleichmäßig aufgeladen werden können.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, mit dem auf beständige Weise Bilder erzeugt werden können, die eine beständige Dichte vom Anfangsstadium an besitzen und, selbst in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit oder hoher Feuchtigkeit, im wesentlichen frei von Trübungen oder Unregelmäßigkeiten sind und über einen langen Zeitraum eine im wesentlichen gleichmäßige Dichte besitzen.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern mit einem hohen Fließvermögen, der in der Lage ist, Bilder vorzusehen, die eine hohe Auflösung und Schärfe besitzen und in bezug auf ein Original wiedergabegetreu sind.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der in der Lage ist, Halbtonbilder und Vollbilder zu schaffen, die im wesentlichen gleichmäßig und frei von einer Aufrauhung sind.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der einen hohen Übertragungswirkungsgrad besitzt und in der Lage ist, Bilder vorzusehen, die im wesentlichen frei sind von einem "Transfer-Dropout" (Übertragungsausfall) oder einem Bildfehler, selbst in einem Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung einer Kontakttransfereinrichtung.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der in der Lage ist, die Haftung, Schmelzhaftung oder Filmbildung eines Toners an einem lichtempfindlichen Element selbst während einer langen Zeitdauer einer kontinuierlichen Bilderzeugung unter Verwendung eines Aufladeelementes zum Kontaktaufladen oder zur Kontaktübertragung im wesentlichen zu verhindern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, bei dem die Wahrscheinlichkeit einer Tonerstreuung auf einem Aufzeichnungsmaterial oder einem Transferempfangsmaterial zum Zeitpunkt der Fixierung selbst in einem Heißfixiersystem, bei dem das Transferempfangsmaterial über einen Film fest gegen ein Heizelement gepreßt wird, um ein entwickeltes Tonerbild am Transferempfangsmaterial heiß zu fixieren, geringer ist.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Schaffung eines Toners zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern, der in der Lage ist, auf beständige Weise Bilder mit einer hohen Qualität und einer hohen Bilddichte selbst bei der Bilderzeugung auf einer großen Zahl von Bögen in verschiedenartigen Umgebungen vorzusehen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung eines Bilderzeugungsverfahrens unter Verwendung eines vorstehend beschriebenen Toners.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Schaffung einer Prozeßkartusche, die einen vorstehend beschriebenen Toner enthält.
Erfindungsgemäß wird ein Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes zur Verfügung gestellt, der umfaßt: Tonerpartikel, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und ein anorganisches Feinpulver, wobei das anorganische Feinpulver umfaßt:
(A) anorganisches Feinpulver (A), das mindestens mit Silikonöl behandelt ist, und
(B) anorganisches Feinpulver (B), das eine gewichtsgemittelte Partikelgröße von 0,3-5 um besitzt und ein zusammengesetztes Metalloxid, gekennzeichnet durch die Formel [Sr]a [Si]b [O]c, umfaßt, wobei a eine ganze Zahl von 1-9, b eine ganze Zahl von 1-9 und c eine ganze Zahl von 3-9 bedeuten.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bilderzeugungsverfahren zur Verfügung gestellt, das die folgenden Schritte umfaßt:
Aufladen eines Trägerelementes für ein elektrostatisches Bild über eine Primäraufladeeinrichtung;
Ausbilden eines elektrostatischen Bildes auf dem aufgeladenen Trägerelement für das elektrostatische Bild durch Belichten;
Entwickeln des elektrostatischen Bildes mit einem in einer Entwicklungseinrichtung gehaltenen Toner zur Ausbildung eines Tonerbildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild;
Übertragen des Tonerbildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild über eine Transfereinrichtung auf ein Transferempfangsmaterial über ein Zwischentransferelement oder ohne ein solches;
Heißfixieren des Tonerbildes auf dem Transferempfangsmaterial über eine Heißfixiereinrichtung;
wobei der Toner ein vorstehend wiedergegebener Toner ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Prozeßkartusche zur Verfügung gestellt, die umfaßt: ein Trägerelement für ein elektrostatisches Bild und eine Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln eines auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild ausgebildeten elektrostatischen Bildes mit dem vorstehend erwähnten Toner darin enthalten, wobei das Trägerelement für das elektrostatische Bild und die Entwicklungseinrichtung zur Ausbildung einer Kartusche einstückig montiert sind, die lösbar an einer Haupteinheit der Bilderzeugungsvorrichtung montierbar ist. Die Prozeßkartusche kann mit einem Kontaktaufladeelement versehen sein, das gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stößt, um das Trägerelement für das elektrostatische Bild aufzuladen.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
Von den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Röntgenstrahlenbeugungsmuster eines anorganischen Feinpulvers, das Strontiumsilicat umfaßt;
Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Kopiebilddichte und dem Entwicklungspotential wiedergibt, wobei eine durchgezogene Kurve einen Fall verdeutlicht, bei dem die maximale Bilddichte auf 1,4 oder mehr eingestellt ist, eine durchgezogene Linie einen Fall wiedergibt, bei dem ein Zustand eingestellt ist, um eine gute Dichtegradation vorzusehen, und eine abwechselnd mit langen und kurzen Strichen versehene Linie einen Fall wiedergibt, bei dem ein Toner mit einer verbesserten Entwicklungscharakteristik verwendet wird;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Bilderzeugungsschrittes, der bei einer Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens gemäß der Erfindung Anwendung findet;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fixierschrittes, der bei einer Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens gemäß der Erfindung Anwendung findet;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Prozeßkartusche gemäß der Erfindung; und
Fig. 6 eine Darstellung einer Vorrichtung zum Messen der triboelektrischen Ladung einer Pulverprobe.
Als Ergebnis von intensiven Untersuchungen der Erfinder wurden die nachfolgenden Kenntnisse gewonnen.
(a) Ein das Fließvermögen verbesserndes Mittel (Fließvermögenverbesserer) sorgt nicht nur für eine Verbesserung des Fließvermögens eines Toners, sondern verbessert auch das Entwicklungsverhalten. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß ein allgemein bekanntes Mittel zum Verbessern des Fließvermögens (d. h. fluorierte Verbindung, SiO&sub2;, oberflächenbehandeltes SiO&sub2; etc.) eine Polarität besitzt, so daß das Mittel die Aufladeeigenschaften des Toners nachteilig beeinflußt. Was die Bilddichte anbetrifft, so ist normalerweise eine große Zugabemenge des Mittels zum Verbessern des Fließvermögens von Vorteil. Wenn jedoch eine übermäßig große Menge des Mittels zum Verbessern des Fließvermögens verwendet wird, kann sich der Zustand des an der Partikeloberfläche haftenden Mittels zur Verbesserung des Fließvermögens verändern, so daß es daher schwierig ist, eine gleichmäßige Triboelektrifizierung unter den Tonerpartikeln aufrechtzuerhalten und Trübungen entstehen können.
(b) Es ist möglich, das Fließvermögen von Partikeln eines zusammengesetzten Metalloxides per se zu verbessern, indem diese Partikel vor dem Vermischen mit Tonerpartikeln mit einem das Fließvermögen verbessernden Mittel vermischt werden. Ferner kann durch Verwendung dieser Partikel eines zusammengesetzten Metalloxides eine Absenkung des Fließvermögens eines Toners in einer Umgebung mit hoher Tempertur und hoher Feuchtigkeit verhindert werden. In diesem Fall wird jedoch das Ladungsaufbringungsvermögen als solches der Partikel aus dem zusammengesetzten Metalloxid vermindert, was zu einer triboelektrischen Aufladung mit den Tonerpartikeln führt, so daß Schwierigkeiten auftreten können, wie beispielsweise ein Abfallen der Bilddichte und das Auftreten von Trübungen. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß eine Ladungsübertragung zwischen dem Mittel zum Verbessern des Fließvermögens und den Partikeln aus dem zusammengesetzten Metalloxid stattfindet, und zwar zusätzlich zu der ursprünglich zwischen den Tonerpartikeln und den Partikeln aus dem zusammengesetzten Metalloxid bewirkten triboelektrischen Aufladung, so daß die Ladung des gesamten Toners im Vergleich zu dem Fall, in dem keine Partikel aus dem zusammengesetzten Metalloxid zugesetzt werden, verringert wird. Folglich kann sich das Entwicklungsverhalten des Toners verschlechtern und zu einer Absenkung der Bilddichte und Trübungen führen.
Durch weitere Untersuchungen, um einen Toner mit einem höheren triboelektrischen Aufladevermögen zu erhalten, der ein gutes Übertragungsvermögen beibehält, ohne daß das Fließvermögen verschlechtert wird, so daß auf kontinuierliche Weise Bilder mit hoher Qualität erzielt werden können, sind die Erfinder zu der folgenden Erkenntnis gelangt.
Durch externes Zusetzen eines anorganischen Feinpulvers (A), das mindestens mit Silikonöl behandelt wurde, zu den Tonerpartikeln wird es möglich, einen Übertragungsausfall und eine Filmbildung über eine lange Zeitdauer zu verhindern, ferner ein Absinken der Bilddichte durch einen Abfall des Aufladevermögens in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit zu verhindern.
Bei dem Verfahren zum Erreichen einer erhöhten Aufladung durch Kontakt zwischen den Tonerpartikeln und den Partikeln aus dem zusammengesetzten Metalloxid (d. h. einem Verfahren, bei dem die Partikel aus dem zusammengesetzten Metalloxid nicht vollständig an den Tonerpartikeln fixiert werden, sondern die Tonerpartikel und die Partikel aus dem zusammengesetzten Metalloxid zur Triboelektrifizierung in einer Entwicklungsvorrichtung miteinander in Kontakt gebracht werden), ist es möglich, das Fließvermögen, die anfängliche Aufladungsrate und die Sättigungsaufladung eines Toners zu verbessern, indem ein anorganisches Feinpulver (B) zugesetzt wird, das Si als Bestandteil enthält und eine spezielle Partikelgröße besitzt.
Durch externes Zusetzen der vorstehend erwähnten zwei Arten von anorganischem Feinpulver (A) und (B) zu den Tonerpartikeln ist es möglich, einen Toner zu erzeugen, der ein gutes Fließvermögen, gutes Aufladevermögen und ein gutes Übertragungsvermögen besitzt und in der Lage ist, in verschiedenartigen Umgebungen für Bilder mit hoher Qualität zu sorgen.
Genauer gesagt, durch Einarbeiten von Si in ein zusammengesetztes Metalloxid wird der entstandene Toner mit einem besseren Fließvermögen versehen als in dem Fall, in dem ein anderes Element eingearbeitet wird, was wahrscheinlich auf einen besseren Effekt von Si zum Verbessern des Fließvermögens zurückzuführen ist, wie aus der Tatsache hervorgeht, daß Siliciumdioxid allgemein als Mittel zum Verbessern des Fließvermögens verwendet wird. Das anorganische Feinpulver (B), das ein zusammengesetztes Metalloxid aufweist, das Si als Bestandteil enthält und eine spezielle Partikelgröße besitzt, hat ein hohes Ladungsaufbringungsvermögen bei der Triboelektrifizierung mit Tonerpartikeln, so daß ein Toner mit einem hohen triboelektrischen Aufladevermögen erzeugt wird. Selbst in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ist es daher möglich, für eine ausreichende Aufladung für ein zufriedenstellendes Entwicklungsverhalten zu sorgen, und zwar selbst über eine geringe Zahl von Kontakten mit den Tonerpartikeln, während ein Absinken des Fließvermögens des Toners vermieden wird.
Ferner ist es durch Verwendung des anorganischen Feinpulvers (A), das mit mindestens Silikonlöl oberflächenbehandelt wurde, in Kombination mit dem anorganischen Feinpulver (B) möglich, ein Abfallen der Toneraufladung und resultierenden Bilddichte infolge einer Feuchtigkeitsabsorption in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit zu verhindern. Selbst in einem Fall, bei dem über einen langen Zeitraum in verschiedenen Kopiergeräten kopiert wird, ist es möglich, auf kontinuierliche Weise Bilder hoher Qualität zu erzeugen, ohne eine Filmbildung oder einen Übertragungsausfall zu verursachen.
Wie vorstehend beschrieben, enthält der Toner zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern gemäß der vorliegenden Erfindung, um ein ausreichendes Entwicklungsverhalten ohne Filmbildung oder einen Übertragungsausfall bei Verwendung in verschiedenartigen Kopiergeräten (einschließlich von solchen, die im Kontaktaufladebetrieb und im Kontakttransferbetrieb arbeiten) zu erreichen, in Kombination das anorganische Feinpulver (A), das mindestens mit Silikonöl oberflächenbehandelt wurde, und das anorganische Feinpulver (B), das ein Strontiumsilicat umfaßt und eine spezielle Partikelgröße besitzt, um die Tonerpartikel mit einem hohen Ladungsbeaufschlagungsvermögen zu versehen. Dies ist ebenfalls wichtig, um eine "Fixierstreuung" zu verhindern, die im Surf-Fixiersystem auftreten kann, und einen Toner vorzusehen, der selbst in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ein ausreichendes Fließvermögen und Entwicklungsverhalten besitzt.
Es wird nunmehr die Tonerzusammensetzung beschrieben, die zum Erreichen der Ziele der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
Das Silikonöl für die Oberflächenbehandlung des anorganischen Feinpulvers kann vorzugsweise ein solches sein, das durch die folgende Formel gekennzeichnet ist:
worin R&sub1;-R&sub1;&sub0; unabhängig voneinander Wasserstoff, Hydroxyl, Alkyl, Halogen, Phenyl, Phenyl mit einem Substituenten, eine aliphatische Säuregruppe, Polyoxyalkylen oder Perfluoroalkyl bedeuten und m und n ganze Zahlen sind.
Das Silikonöl kann vorzugsweise eine Viskosität bei 35ºC von 5-2000 mm²/sec besitzen. Silikonöl mit einem zu geringen Molekulargewicht und einer geringen Viskosität kann flüchtig sein. Silikonöl mit einem zu hohen Molekulargewicht und einer hohen Viskosität erzeugt Schwierigkeiten bei der damit durchgeführten Oberflächenbehandlung. Bevorzugte Beispiele des Silikonöles können umfassen: Methylsilikonöl, Dimethylsilikonöl, Phenylmethylsilikonöl, Chlorophenylmethylsilikonöl, Alkyl-modifiziertes Silikonöl und Polyoxyalkyl-modifiziertes Silikonöl.
Es ist auch möglich, ein Silikonöl zu verwenden, das eine Stickstoff-enthaltende Seitenkette besitzt. Ein solches Silikonöl kann eine Teilstruktur besitzen, die durch die folgende Formel gekennzeichnet ist:
und/oder
worin R&sub1; Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Alkoxy; R&sub2; Alkylen oder Phenylen; R&sub3; und R&sub4; Wasserstoff, Alkyl oder Aryl; und R&sub5; eine Stickstoff-enthaltende heterozyklische Gruppe bedeuten.
Das vorstehend erwähnte Alkyl, Aryl, Alkylen oder Phenylen kann eine Stickstoff-enthaltende Organo-Gruppe oder einen Substituenten, wie ein Halogen, enthalten.
Das Silikonöl kann vorzugsweise eine Ladungspolarität besitzen, die identisch mit der des Tonerpartikels ist, um ein verbessertes Toneraufladevermögen zu erreichen.
Das anorganische Feinpulver kann auf bekannte Weise behandelt werden, d. h. durch direktes Vermischen des anorganischen Feinpulvers und Silikonöl mit einem Mischer, beispielsweise einem Henschel-Mischer, oder durch Sprühen von Silikonöl auf das anorganische Feinpulver. Alternativ dazu ist es möglich, das Silikonöl zuerst in einem geeigneten Lösungsmittel zu lösen oder zu dispergieren und dann es mit dem anorganischen Feinpulver zu vermischen, wonach eine Entfernung des Lösungsmittels folgt.
Das Silikonöl kann vorzugsweise in einer Menge von 1,5-60 Gewichtsteilen, bevorzugter von 3,5-40 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des zu behandelnden anorganischen Feinpulvers verwendet werden. Die Menge in dem Bereich von 1,5-60 Gewichtsteilen ermöglicht eine gleichmäßige Behandlung mit dem Silikonöl, um auf geeignete Weise eine Filmbildung und einen Ausfall zu verhindern, verhindert das Abfallen des Toneraufladevermögens infolge einer Feuchtigkeitsabsorption in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit und verhindert das Abfallen der Bilddichte während einer kontinuierlichen Bilderzeugung. Im Falle der Verwendung des Surf-Fixiersystems ist es möglich, Bilddefekte, wie eine Fixierstreuung, zu verhindern. Es ist auch möglich, ein Abfallen des Tonerfließvermögens und das Auftreten von Trübungen zu verhindern.
Das anorganische Feinpulver (A) kann vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von 50-400 m²/g, bevorzugter von 80-390 m²/g, besitzen. Der Wert in dem Bereich von 50-400 m²/g ermöglicht, die Tonerpartikel mit einem guten Aufladevermögen und Übertragungsvermögen auszustatten, und verhindert das Abfallen der Tonerladung sowie eine Bildqualitätsverschlechterung während einer langen Zeitdauer einer kontinuierlichen Bilderzeugung.
Das anorganische Feinpulver (A) kann vorzugsweise eine Hydrophobizität von mindestens 95%, bevorzugter von mindestens 97%, besitzen. Eine Hydrophobizität von mindestens 95% sorgt für eine verbesserte Feuchtigkeitsfestigkeit und verhindert ein Abfallen der Bilddichte in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit.
Es wird ferner bevorzugt, das anorganische Feinpulver (A) vor oder gleichzeitig mit der Behandlung mit dem Silikonöl mit einem Silankopplungsmittel zu behandeln.
Das Silankopplungsmittel kann in einer Menge von 1-40 Gewichtsteilen, vorzugsweise 2-35 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des anorganischen Feinpulvers verwendet werden. Vor der Behandlung in einem Bereich von 1-40 Gewichtsteilen wird eine verbesserte Feuchtigkeitsfestigkeit erreicht, und die Wahrscheinlichkeit zur Verursachung von Agglomerationen ist geringer.
Bei dem Silankopplungsmittel kann es sich um ein solches handeln, das durch die nachfolgende allgemeine Formel
RmSiYn
gekennzeichnet ist, worin R eine Alkoxygruppe oder ein Chloratom, m eine ganze Zahl von 1-3, Y eine Kohlenwasserstoffgruppe, wie Alkyl, Vinyl, Glycidyl oder Methacryl, und n eine ganze Zahl von 3-1 bedeuten.
Beispiele des Silankopplungsmittels können umfassen: Dimethyldichlorosilan, Trimethylchlorosilan, Alkyldimethylchlorosilan, Hexamethyldisalazan, Allylphenyldichlorosilan, Benzyldimethylchlorosilan, Vinyltriethoxysilan, τ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, Divinylchlorosilan und Dimethylvinylchlorosilan.
Das anorganische Feinpulver kann mit einem Silankopplungsmittel in einem bekannten Prozeß, beispielsweise einem Trockenprozeß, behandelt werden, bei dem das in einem trüben Zustand gehaltene anorganische Feinpulver unter Rühren mit einem verdampften Silankopplungsmittel reagieren gelassen wird, oder in einem Naßprozeß, bei dem das anorganische Feinpulver in einem Lösungsmittel dispergiert und ein Silankopplungsmittel tropfenweise zugesetzt wird, um die Reaktion zu veranlassen.
Das anorganische Feinpulver als Basismaterial für die Behandlung mit dem Silikonöl kann ein Oxid, zusammengesetztes Oxid, Metalloxid, Metall, einen Kohlenstoff, eine Kohlenstoffverbindung, ein Fulleren, eine Borverbindung, ein Carbid, ein Nitrid, eine Keramik oder ein Halogenid umfassen. Metalloxide werden bevorzugt, worunter Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Titandioxid besonders bevorzugt werden. Es wird besonders bevorzugt, Siliciumdioxid zu verwenden, da es für eine stabile hohe Sättigungsladung sorgt.
Das als anorganisches Feinpulver (A) verwendete Siliciumdioxid kann ein solches sein, das durch einen Trockenprozeß gemäß der Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenides (beispielsweise Pyrolyse in einer Sauerstoff-Wasserstoff- Flamme) gewonnen wurde, und ein solches, das durch einen Naßprozeß einschließlich der Zersetzung von Natriumsilicat, Erdalkalimetallsilicaten oder anderen Silicaten mit Säure, Ammonium, Salz oder Alkalisalzen gewonnen wurde. Es wird besonders bevorzugt, amorphes Siliciumdioxid zu verwenden.
Das als anorganisches Feinpulver (A) verwendete Titandioxid kann ein solches sein, das durch den Schwefelsäureprozeß, den Chlorprozeß oder eine Niedrigtemperaturoxidation (Pyrolyse oder Hydrolyse) von Titanalkoxid, Titanhalogenid oder Titanacetylacetonat erhalten wurde. Bei dem kristallinen System des Titandioxides kann es sich um den Anatas- Typ, Rutil-Typ, ein Mischkristall hiervon oder um einen amorphen Zustand handeln.
Das als anorganisches Feinpulver (A) verwendete Aluminiumoxid kann ein solches sein, das durch den Bayer-Prozeß, den verbesserten Bayer-Prozeß, den Ethylenchlorhydrinprozeß, eine Funkenentladung im Wasserverfahren, die Hydrolyse einer Organoaluminiumverbindung, die Pyrolyse von Aluminiumalaun und die Flammenzersetzung von Aluminiumchlorid erhalten wurde. Das Aluminiumoxid kann ein Kristallsystem von α, β, τ, δ, , η, θ, , χ, ρ oder ein Gemisch hiervon besitzen oder amorph sein. Es wird besonders bevorzugt, Aluminiumoxid von α, β, τ, θ, von einem Mischkristall oder amorphes Aluminiumoxid zu verwenden.
Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete anorganische Feinpulver (B) muß eine gewichtsgemittelte Partikelgröße von 0,3-5 um, vorzugsweise 0,5-3 um, besitzen, um die Funktion und Wirkung der vorliegenden Erfindung zu erfüllen.
Eine gewichtsgemittelte Partikelgröße unter 0,3 um führt zu einer großen Haftkraft an den Tonerpartikeln, so daß die Realisation einer guten Triboelektrifizierung der Tonerpartikel und die Erreichung der Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht möglich ist. Andererseits bewirkt eine gewichtsgemittelte Partikelgröße über 5 um eine unzureichende Mischung mit den Tonerpartikeln, und es kann zu einer beträchtlichen Streuung von der Hülsenoberfläche kommen, wodurch das Innere des Kopiergerätes verunreinigt wird. Des weiteren kann eine Verringerung der Bilddichte verursacht werden.
Si-enthaltende zusammengesetzte Metalloxide, gekennzeichnet durch die folgende (Zusammensetzungs)Formel
[M]a[Si]b[O]c
wobei M ein Metallelement oder ein Metallgemisch, ausgewählt aus der aus Sr, Mg, Zn, Co, Mn und Ce bestehenden Gruppe, a eine ganze Zahl von 1-9, b eine ganze Zahl von 1-9 und c eine ganze Zahl von 3-9 bedeuten, sind für die Erfindung in Betracht gezogen worden. Um bessere Wirkungen der vorliegenden Erfindung zu erzielen, kann das Verhältnis zwischen dem Metallelement (M) und Si vorzugsweise in einem Bereich von a/b = 1/9-9,0, bevorzugter in einem Bereich a/b = 0,5-3,0, liegen.
Erfindungsgemäß ist das anorganische Feinpulver (B) ein solches, das ein zusammengesetztes Metalloxid umfaßt, welches Sr zusätzlich zu Si enthält, um das Fließvermögen, das Aufladevermögen und das Übertragungsvermögen des resultierenden Toners zu verbessern.
Das erfindungsgemäße Strontiumsilicat wird durch die Formel [Sr]a[Si]b[O]c wiedergegeben und umfaßt die Verbindungen SrSiO&sub3;, Sr&sub3;SiO&sub5;, Sr&sub2;SiO&sub4;, SrSiO&sub5; und Sr&sub3;Si&sub2;O&sub7;. SrSiO&sub3; wird besonders bevorzugt. Das anorganische Feinpulver (B), das das zusammengesetzte Metalloxid umfaßt, kann vorzugsweise durch ein Sinterverfahren hergestellt werden, wonach eine mechanische Pulverisierung und pneumatische Klassierung in die gewünschte Partikelgrößenverteilung folgen.
Das Aufladevermögen der anorganischen Feinpulver (A) und (B) stellt einen sehr wichtigen Faktor bei der vorliegenden Erfindung dar. Es wird bevorzugt, daß das anorganische Feinpulver (A) ein Aufladevermögen auf eine Polarität besitzt, die mit der der Tonerpartikel identisch ist, sowie eine Ladung Q1, gemessen bei einer Triboelektrifizierung mit Eisenpulver, die die Beziehung Q1 > 150 mC/kg erfüllt, und daß das anorganische Feinpulver (B) ein Aufladevermögen auf eine Polarität besitzt, die der der Tonerpartikel entgegengesetzt ist, sowie eine Ladung Q2, gemessen bei einer Triboelektrifizierung mit den Tonerpartikeln, aufweist, die die Beziehung Q2 > 3,7 mC/kg erfüllt, um das Fließvermögen, Aufladevermögen und Übertragungsvermögen des Toners zu verbessern.
Die Ladungen der anorganischen Feinpulver (A) und (B) innerhalb der vorstehend beschriebenen Bereiche sorgen für höhere Ladungen der Tonerpartikel.
Das anorganische Feinpulver (A) kann in 0,05-3 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,1-2,5 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile der Tonerpartikel verwendet werden. Die Menge in einem Bereich von 0,05-3 Gewichtsteilen versieht den Toner mit einem hohen Fließvermögen und Verbesserungen in verschiedenartigen Bildeigenschaften, ermöglicht eine gleichmäßige Aufladung der Tonerpartikel durch die Entwicklungshülse und verhindert solche Probleme, wie Bildunregelmäßigkeiten, Trübungen, ein Absinken der Bilddichte und Filmbildung.
Das anorganische Feinpulver (B) kann in 0,05-15 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,1-10 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile der Tonerpartikel verwendet werden. Die Menge in einem Bereich von 0,05-15 Gewichtsteilen ermöglicht eine hohe Ladung des Toners selbst in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit und eine Aufrechterhaltung einer hohen Bilddichte. Des weiteren kann selbst in einem Fall, bei dem Tonerpartikel einer geringen Partikelgröße in einer Umgebung mit geringer Feuchtigkeit verwendet werden, von der Entwicklungshülse eine gleichmäßige Ladung aufgebracht werden, während Beschichtungsunregelmäßigkeiten auf der Entwicklungshülse sowie ein Absinken der Bilddichte und das Auftreten von Trübungen verhindert werden. Ferner können die Tonerpartikel auf wirksame Weise von der Entwicklungshülse triboelektrisch aufgeladen werden.
Das Bindemittelharz zur Ausbildung der Tonerpartikel kann beispielsweise Vinylharze, Polyesterharze und Epoxidharze umfassen. Hiervon werden Vinylharze und Polyesterharze im Hinblick auf das Aufladevermögen und Fixiervermögen bevorzugt.
Beispiele von Vinylmonomeren, die zur Herstellung eines Vinylharzes (Copolymers), das das Bindemittelharz der vorliegenden Erfindung bildet, verwendet werden, können umfassen: Styrol; Styrolderivate, wie o-Methylstyrol, m- Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol, p-Chlorostyrol, 3,4-Dichlorostyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-n-Butylstyrol, p-tert-Butylstyrol, p- n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n-Decylstyrol und p-n-Dodecylstyrol; ethylenisch gesättigte Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen; ungesättigte Polyene, wie Butadien; halogenierte Vinyle, wei Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid und Vinylfluorid; Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbenzoat; Methacrylate, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat; Acrylate, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n- Octylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chloroethylacrylat und Phenylacrylat; Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutylether; Vinylketone, wie Vinylmethylketon, Vinylhexylketon und Methylisopropenylketon; N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol und N- Vinylpyrrolidon; Vinylnaphthaline; Acrylsäurederivate oder Methacrylsäurederivate, wie Acrylnitril, Methacrylnitril udn Acrylamid; die Ester der vorstehend erwähnten α,β-ungesättigten Säuren und die Diester der vorstehend erwähnten zweibasigen Säuren. Diese Vinylmonomere können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Hiervon kann eine Kombination von Monomeren, die Copolymere vom Styroltyp und Copolymere vom Styrol-Acryltyp (oder Methacryltyp) vorsehen, besonders bevorzugt werden.
Das Bindemittelharz, das bei der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, kann auch die Form eines vernetzten Polymers oder Copolymers besitzen, das durch Verwendung eines vernetzenden Monomeren erhalten wird. Beispiele hiervon sind nachfolgend aufgeführt.
Aromatische Divinylverbindungen, wie Divinylbenzol und Divinylnaphthalin; Diacrylatverbindungen, die an eine Alkylkette gebunden sind, wie Ethylenglycoldiacrylat, 1,3- Butylglycoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,5-Pentandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat und Neopentylglycoldiacrylat, und Verbindungen, die durch Substituieren von Methacrylatgruppen für die Acrylatgruppen in den obigen Verbindungen erhalten werden; Diacrylatverbindungen, die an eine eine Etherbindung enthaltende Alkylkette gebunden sind, wie Diethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Tetraethylenglycoldiacrylat, Polyethylenglycol #400 Diacrylat, Polyethylenglycol #600 Diacrylat, Dipropylenglycoldiacrylat und Verbindungen, die durch Substituieren von Methacrylatgruppen für die Acrylatgruppen in den obigen Verbindungen erhalten werden; Diacrylatverbindungen, die an eine eine aromatische Gruppe und eine Etherbindung enthaltende Kette gebunden sind, wie Polyoxyethylen(2)-2,2-bis(4- hydroxyphenyl)propandiacrylat, Polyoxyethylen(4)-2,2-bis(4- hydroxyphenyl)propandiacrylat, und Verbindungen, die durch Substituieren von Methacrylatgruppen für die Acrylatgruppen in den obigen Verbindungen erhalten werden; und Diacrylatverbindungen vom Polyestertyp, wie beispielsweise eine unter dem Markennamen MANDA (erhältlich von der Firma Nihon Kayaku K. K.) erhältliche Verbindung. Polyfunktionelle Vernetzungsmittel, wie Pentaerythritoltriacrylat, Trimethylolethantriacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Tetramethylolmethantetracrylat, Oligoesteracrylat, und Verbindungen, die durch Substituieren von Methacrylatgruppen für die Acrylatgruppen in den obigen Verbindungen erhalten werden; Triallylcyanurat und Triallyltrimellitat.
Diese Vernetzungsmittel können vorzugsweise in einem Anteil von 0,01-5 Gewichtsteilen, insbesondere 0,03-3 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile der anderen Vinylmonomerkomponenten verwendet werden.
Unter den vorstehend erwähnten Vernetzungsmonomeren können aromatische Divinylverbindunge (insbesondere Divinylbenzol) und Diacrylatverbindungen, die an eine eine aromatische Gruppe und eine Etherbindung aufweisende Kette gebunden sind, in bezug auf die Fixiereigenschaften und die Anti- Offset-Eigenschaften in geeigneter Weise für das Bindemittelharz verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein oder mehrere Homopolymere oder Copolymere von den vorstehend beschriebenen Vinylmonomeren, wie Polyester, Polyurethan, Epoxidharz, Polyvinylbutyral, Kolophonium, modifiziertes Kolophonium, Terpenharz, Phenolharz, aliphatisches oder alizylklisches Kohlenwasserstoffharz, aromatisches Petroleumharz etc., wie gewünscht, mit dem vorstehend erwähnten Bindemittelharz zu vermischen.
Wenn zwei oder mehr Harzarten vermischt werden, um ein Bindemittelharz vorzusehen, wird bevorzugt, daß die zwei oder mehr Harzarten unterschiedliche Molekulargewichte besitzen und in geeigneten Anteilen miteinander vermischt werden.
Das Bindemittelharz kann vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von 45-80ºC, bevorzugter von 55-70ºC, ein anzahlgemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 2.500-50.000 und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 10.000-1.000.000 besitzen.
Das das Polymer oder Copolymer vom Vinyltyp enthaltende Bindemittelharz kann durch Polymerisation erhalten werden, wie beispielsweise Massepolymerisation, Lösungspolymerisation, Suspensionspolymerisation oder Emulsionspolymerisation. Wenn ein Carbonsäuremonomer und/oder Säureanhydridmonomer verwendet wird, kann die Massepolymerisation oder Lösungspolymerisation im Hinblick auf die Monomereigenschaften vorzugsweise eingesetzt werden.
Ein beispielhaftes Verfahren ist das folgende. Ein Vinylcopolymer kann unter Verwendung eines sauren Monomeren, wie Dicarbonsäure, einem Dicarbonsäureanhydrid oder einem Dicarbonsäuremonoester, durch Massepolymerisation oder Lösungspolymerisation erhalten werden. Bei der Lösungspolymerisation kann ein Teil der Dicarbonsäure- und Dicarbonsäuremonoestereinheiten durch geeignetes Steuern der Bedingungen zum Abdestillieren des Lösungsmittel in Anhydride umgewandelt werden. Das durch die Massepolymerisation oder Suspensionspolymerisation erhaltene Vinylcopolymer kann ferner durch Wärmebehandlung in Anhydrideinheiten überführt werden. Es ist auch möglich, einen Teil der Säureanhydrideinheit mit einer Verbindung, beispielsweise einem Alkohol, zu verestern.
Umgekehrt ist es auch möglich, eine Ringöffnung der Säureanhydrideinheiten des auf diese Weise erhaltenen Vinylcopolymers zu bewirken, um einen Teil hiervon in Dicarboxyleinheiten zu überführen.
Andererseits ist es auch möglich, ein durch Verwendung eines Dicarboxylmonoestermonomers erhaltenes Vinylcopolymer durch Wärmebehandlung in ein Anhydrid oder durch Hydrolyse in eine Dicarbonsäure zu überführen. Das durch Massepolymerisation oder Lösungspolymerisation erhaltene Vinylcopolymer kann in einem polymerisierbaren Monomer weiter gelöst werden, wonach eine Suspensionspolymerisation oder Emulsionspolymerisation folgt, um ein Vinylpolymer oder Copolymer zu erhalten, während der ein Teil der Säureanhydrideinheiten einer Ringöffnung unterzogen werden kann, um in Dicarbonsäureeinheiten überführt zu werden. Während der Polymerisation kann ein anderes Harz in das polymerisierbare Monomer eingemischt werden. Das entstandene Harz kann einer Umwandlung in ein Säureanhydrid durch Wärmebehandlung, einer Ringöffnung des Säureanhydrides durch Behandlung mit schwach alkalischem Wasser oder einer Veresterung mit einem Alkohol unterzogen werden.
Dicarbonsäure- und Dicarbonsäureanhydridmonomere besitzen eine starke Tendenz zur alternierenden Polymerisation. Ein Vinylcopolymer, das funktionelle Gruppen, wie ein Säureanhydrid und Dicarbonsäureeinheiten, in einem willkürlich dispergierten Zustand enthält, kann in der folgenden Weise als bevorzugtes Verfahren hergestellt werden. Aus einem Dicarbonsäuremonoestermonomer wird in Lösungspolymerisation ein Vinylcopolymer hergestellt, das in einem Monomer gelöst wird, wonach eine Suspensionspolymerisation folgt, um ein Bindemittelharz zu erhalten. Bei diesem Verfahren können sämtliche oder ein Teil der Dicarbonsäuremonoestereinheiten über eine dealkoholische Zyklisierung in Anhydrideinheiten überführt werden, indem der Zustand für die Lösungsmittelentfernung nach der Lösungspolymerisation gesteuert wird. Während der Suspensionspolymerisation kann ein Teil der Säureanhydrideinheiten hydrolisiert werden, um eine Ringöffnung zu erreichen und auf diese Weise Dicarbonsäureeinheiten zu erzeugen.
Die Umwandlung in Säureanhydrideinheiten in einem Polymer kann als eine Verschiebe- oder Infrarotabsorption von Carbonyl in Richtung auf die Seite einer höheren Wellenzahl als in der entsprechenden Säure oder im entsprechenden Ester bestätigt werden. Somit kann die Bildung oder Vernichtung von Säureanhydrideinheiten auf bequeme Weise durch FT-IR (Fourier-Transformationsinfrarotspektroskopie) bestätigt werden.
Das auf diese Weise erhaltene Bindemittelharz enthält Carboxylgruppen, Säureanhydridgruppen und Dicarboxylgruppen, die gleichmäßig darin dispergiert sind, so daß ein Toner mit zufriedenstellendem Aufladevermögen erreicht werden kann.
Das erfindungsgemäß verwendete Polyesterharz kann vorzugsweise eine solche Zusammensetzung aufweisen, daß es 45-55 Mol% der Alkoholkomponente und 55-45 Mol% der Säurekomponente enthält.
Beispiele der Alkoholkomponente können umfassen: Diole, wie Ethylenglycol, Propylenglycol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Dietriylenglycol, Trietriylenglycol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglycol, 2-Ethyl- 1,3-hexandiol, hydriertes Bisphenol A, Bisphenolderivate, gekennzeichnet durch die folgende Formel (I):
worin R eine Ethylen- oder Propylengruppe und x und y unabhängig voneinander eine positive ganze Zahl bedeuten, unter der Voraussetzung, daß das Mittel aus x + y in einem Bereich von 2-10 liegt; Diole, gekennzeichnet durch die folgende Formel (II)
worin R' bedeutet -CH&sub2;CH&sub2;-,
und mehrwertige Alkohole, wie Glycerin, Sorbitol und Sorbitan.
Beispiele der zweibasigen Säure, die mindestens 50 Mol% der gesamten Säurekomponente ausmacht, können umfassen: Benzoldicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Terephthalsäure und Isophthalsäure, und ihre Anhydride; Alkyldicarbonsäuren, wie Succininsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Azelainsäure, und ihre Anhydride; C&sub6;-C&sub1;&sub8; Alkyl- oder Alkenyl-substituierte Succininsäuren und ihre Anhydride; und ungesättigte Dicarbonsäuren, wie Fumarsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Itaconsäure, und ihre Anhydride.
Beispiele von mehrbasigen Carbonsäuren mit drei oder mehr funktionellen Gruppen können umfassen: Trimellitsäure, Pyromellitsäure, Benzophenontetracarbonsäure und ihre Anhydride.
Eine besonders bevorzugte Klasse von Alkoholkomponenten, die das Polyesterharz bilden, ist ein Bisphenolderivat, gekennzeichnet durch die obige Formel (I). Bevorzugte Beispiele von Säurekomponenten können Dicarbonsäuren, einschließlich Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure und ihre Anhydride; Succininsäure sowie n-Dodecenylsuccininsäure und ihre Anhydride, Fumarsäure, Maleinsäure und Maleinsäureanhydrid; und Tricarbonsäuren, wie Trimellitsäure und ihre Anhydride, umfassen.
Die aus diesen Säure- und Alkoholkomponenten erhaltenen Polyesterharze werden als Bindemittelharz bevorzugt, da sie einen Toner für eine Heißrollenfixierung liefern, der ein gutes Fixiervermögen und ausgezeichnete Anti-Offset-Eigenschaften besitzt.
Das Polyesterharz kann vorzugsweise einen Säurewert von maximal 90, bevorzugter von maximal 50, und einen OH(Hydroxyl)-Wert von maximal 50, bevorzugter von maximal 30, besitzen. Dies deswegen, weil der resultierende Toner ein Aufladevermögen besitzt, das durch die Umweltbedingungen auf beträchtliche Weise nachteilig beeinflußt wird, wenn die Zahl der Endgruppen erhöht wird.
Das Polyesterharz kann vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von 50-75ºC, insbesondere 55-65ºC, ein anzahlgemitteltes Molekulargewicht (Mn) von 1.500-50.000, insbesondere 2.000-20.000, und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw) von 6.000-100.000, insbesondere 10.000-90.000, aufweisen.
Der Toner zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern gemäß der vorliegenden Erfindung kann des weiteren ein negatives oder positives Ladungssteuermittel besitzen, wie gewünscht, um das Aufladevermögen weiter zu stabilisieren. Das Ladungssteuermittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,1-10 Gewichtsteilen, insbesondere 0,1-5 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes eingesetzt werden.
Bekannte Ladungssteuermittel können folgende Substanzen umfassen:
Beispiele des negativen Ladungssteuermittels zum Schaffen eines negativ aufladbaren Toners können aufweisen: organische Metallkomplexe oder Chelatverbindungen einschließlich Monoazometallkomplexen und Organometallkomplexen von aromatischen Hydroxycarbonsäuren und aromatischen Dicarbonsäuren. Andere Beispiele können umfassen: aromatische Hydroxycarbonsäuren, aromatische Mono- und Polycarbonsäuren sowie ihre Metallsalze, Anhydride und Ester, und Phenolderivate, wie Bisphenole.
Beispiele des positiven Ladungssteuermittels zur Schaffung eines positiv aufladbaren Toners können aufweisen: Nigrosin und mit aliphatischen Säuremetallsalzen etc. modifizierte Produkte hiervon, Oniumsalze einschließlich quaternäre Ammoniumsalze, wie Tributylbenzylammonium 1-hydroxy-4-naphthosulfonat und Tetrabutylammoniumtetrafluoroborat, und Photophoniumsalze mit analogen Strukturen sowie Lackpigmente hiervon, Triphenylmethanfarbstoffe und Lackpigmente hiervon (die Lackmittel umfassen: Phosphorwolframsäure, Phosphormolybdänsäure, Phosphorwolframmolybdänsäure, Tanninsäure, Laurinsäure, Gallussäure, Ferricyanide und Ferrocyanide), Metallsalze von höheren Fettsäuren; Diorganozinnoxide, wie Dibutylzinnoxid, Dioctylzinnoxid und Dicyclohexylzinnoxid; Diorganozinnborate, wie Dibutylzinnborat, Dioctylzinnborat und Dicyclohexylzinnborat; Guanidinverbindungen und Imidazolverbindungen. Diese können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Wenn der Toner der vorliegenden Erfindung als magnetischer Toner formuliert wird, enthält der Toner ein magnetisches Material als (magnetisches) Farbmittel.
Beispiele des magnetischen Materiales, das in einem solchen magnetischen Toner enthalten ist, umfassen: Eisenoxide, wie Magnetit, Hämatit und Ferrit; magnetische Eisenoxide enthaltend ein anderes Metalloxid; Metalle, wie Fe, Co und Ni, und Legierungen von diesen Metallen mit anderen Metallen, wie Al, Co, Cu, Pb, Mg, Ni, Sn, Zn, Sb, Be, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W und V; und Gemische hiervon.
Spezielle Beispiele des magnetischen Materiales können umfassen: Trieisentetroxid (Fe&sub3;O&sub4;), Dieisentrioxid (τ-Fe&sub2;O&sub3;), Zinkeisenoxid (ZnFe&sub2;O&sub4;), Yttriumeisenoxid (Y&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2;), Cadmiumeisenoxid (CdFe&sub2;O&sub4;), Gadoliniumeisenoxid (Gd&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2;) Kupfereisenoxid (CuFe&sub2;O&sub4;), Bleieisenoxid (PbFe&sub1;&sub2;O&sub1;&sub9;) Nickeleisenoxid (NiFe&sub2;O&sub4;), Neodymeisenoxid (NdFe&sub2;O&sub3;), Bariumeisenoxid (BaFe&sub1;&sub2;O&sub1;&sub9;), Magnesiumeisenoxid (MgFe&sub2;O&sub4;), Manganeisenoxid (MnFe&sub2;O&sub4;), Lanthaneisenoxid (LaFeO&sub3;), Eisenpulver (Fe), Kobaltpulver (Co) und Nickelpulver (Ni). Die vorstehend geannten magnetischen Materialien können einzeln oder im Gemisch von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Ein besonders geeignetes magnetisches Material für die vorliegende Erfindung ist ein Feinpulver aus Trieisentetroxid oder τ-Dieisentrioxid.
Das magnetische Material kann eine durchschnittliche Partikelgröße von 0,05-2 um besitzen. Es kann bei einer Messung bei einer Beaufschlagung von 795,8 kA/m vorzugsweise die folgenden magnetischen Eigenschaften besitzen: eine Koerzitivkraft (Hc) von 1,6-12,0 kA/m, eine Sättigungsmagnetisierung (σs) von 50-200 Am²/kg, insbesondere 50-100 Am²/kg, und eine Restmagnetisierung (σr) von 2-20 Am²/kg.
Das magnetische Material kann im Toner in einem Anteil von 10-200 Gewichtsteilen, vorzugsweise 20-150 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes vorhanden sein.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann wahlweise ein nichtmagnetisches Farbmittel einschließlich willkürlich gewählter Pigmente oder Farbstoffe enthalten.
Beispiele des Pigmentes können umfassen: Ruß, Anilin Schwarz, Acetylen Schwarz, Naphthol Gelb, Hansa Gelb, Rhodaminlack, Alizarinlack, rotes Eisenoxid, Phthalocyanin Blau und Indanthren Blau. Es wird bevorzugt, 0,1-20 Gewichtsteile, insbesondere 1-10 Gewichtsteile, eines Pigmentes pro 100 Gewichtsteile des Harzes zu verwenden. Für einen entsprechenden Zweck können auch Farbstoffe, wie Anthrachinonfarbstoffe, Xanthenfarbstoffe und Methinfarbstoffe, verwendet werden, die vorzugsweise in einer Menge von 0,1-20 Gewichtsteilen, insbesondere 0,3-10 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes eingesetzt werden können.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, ein oder zwei oder mehr Arten eines Trennmittels in die Tonerpartikel einzuarbeiten.
Beispiele des Trennmittels können umfassen: aliphatische Kohlenwasserstoffwachse, wie Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht, Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht, mikrokristallines Wachs und Paraffinwachs, Oxidationsprodukte von aliphatischen Kohlenwasserstoffwachsen, wie oxidiertes Polyethylenwachs, und Blockcopolymere hiervon; Wachse, die aliphatische Ester als Hauptbestandteile enthalten, wie Carnaubawachs, Sasolwachs, Montansäureesterwachs, und partiell oder vollständig entsäuerte aliphatische Ester, wie entsäuertes Carnaubawachs. Weitere Beispiele des Trennmittels können umfassen: gesättigte lineare aliphatische Säuren, wie Palmitinsäure, Stearinsäure und Montansäure; ungesättigte aliphatische Säuren, wie Brassidinsäure, Eläosterainsäure und Parinarsäure; gesättigte Alkohole, wie Stearylalkohol, Arachinalkohol, Behenylalkohol, Carnaubylalkohol, Cerylalkohol und Melissylalkohol; langkettige Alkylalkohole; mehrwertige Alkohole, wie Sorbitol; Amide von aliphatischen Säuren, wie Linoleylamid, Oleylamid und Laurylamid; Bisamide von gesättigten aliphatischen Säuren, wie Methyl-bisstearylamid, Ethylen-biscaprylamid, Ethylen-bislaurylamid und Hexamethylen-bisstearylamid; Amide von ungesättigten aliphatischen Säuren, wie Ethylen-bisolerylamid, Hexamethylenbisoleylamid, N,N'-dioleyladipoylamid und N,N'-Dioleylsebacoylamid; aromatische Bisamide, wie m-Xylol-bisstearoylamid und N,N'-distearylisophthalylamid; Metallsalze von aliphatischen Säuren (allgemein als Metallseifen bezeichnet), wie Calciumstearat, Calciumlaurat, Zinkstearat und Magnesiumstearat; Pfropfwachse, erhalten durch Pfropfen von aliphatischen Kohlenwasserstoffwachsen mit Vinylmonomeren, wie Styrol und Acrylsäure; partiell veresterte Produkte zwischen aliphatischen Säuren und mehrwertigen Alkoholen, wie Behensäuremonoglycerid; und Methylesterverbindungen mit einer Hydroxylgruppe, erhalten durch Hydrieren von pflanzlichem Fett und Öl.
Das Trennmittel kann vorzugsweise in einer Menge von 0,1-20 Gewichtsteilen, insbesondere 0,5-10 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile des Bindemittelharzes verwendet werden.
Das Trennmittel kann über ein Verfahren zum Mischen des Trennmittels in einer Lösung des Harzes bei einer erhöhten Temperatur unter Rühren oder Schmelzkneten des Bindemittelharzes zusammen mit dem Trennmittel gleichmäßig im Bindemittelharz dispergiert werden.
Der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung kann wahlweise geeignete Mengen von anderen Additiven als den anorganischen Feinpulvern (A) und (B) enthalten. Insbesondere kann ein Additiv vorzugsweise verwendet werden, das in der Lage ist, das Fließvermögen nach externer Zugabe zu den Tonerpartikeln zu verbessern, ohne das Aufladevermögen zu verschlechtern. Beispiele von derartigen Additiven können umfassen: Harzpartikel einschließlich Fluor-enthaltendes Harzpulver, wie Polyvinylidenfluoridfeinpulver oder Polytetrafluorethylenpulver; Polyamidharzpartikel, Silikonharzpartikel, Silikonkautschukpartikel, Urethanharzpartikel, Melaminformaldehydharzpartikel und Acrylharzpartikel; Partikel aus Kautschuk und Wachs; zusammengesetzte Partikel aus Partikeln von anorganischen Substanzen, wie Metallen, Metalloxiden, Salzen und Ruß, zusammen mit einem Harz; Partikel von Fluor-enthaltenden Verbindungen, wie fluorierter Kohlenstoff; Partikel von Fettsäuremetallsalzen, wie Zinkstearat; Partikel von Fettsäuren oder Fettsäurederivaten, wie Fettsäureestern; Partikel von Molybdänsulfid und Partikel von Aminosäuren und Aminosäurederivaten.
Die Tonerpartikel und der resultierende Toner können vorzugsweise eine gewichtsgemittelte Partikelgröße (D&sub4;) von 5,5-12 um, bevorzugter von 5,5-9 um, besitzen.
Verschiedene physikalische Parameter, die hier erwähnt werden, können nach den folgenden Verfahren gemessen oder ermittelt werden.

(1) Röntgenbeugungsmuster

Ein Röntgenbeugungsmuster einer Pulverprobe aus einem zusammengesetzten Metalloxid kann unter Verwendung der folgenden Vorrichtung erhalten werden:
Röntgenbeugungsgerät ("CN2014", erhältlich von der Firma Rigaku Denki K. K.)
Pulverformgerät ("PX-700", erhältlich von der Firma Sarmonics K. K.)
Eine Pulverprobe wird unter Druck mit Hilfe des vorstehend genannten Formgerätes geformt (oder pelletiert). Die geformte Probe wird in das vorstehend genannte Röntgenbeugungsgerät eingesetzt und einer Messung der Röntgenstrahlenintensität unter den folgenden Bedingungen unterzogen:
Target, Filter: Cu, Ni
Spannung, Strom: 32,5 KV, 15 mA
Zähler: Sc
Zeitkonstante: 1 sec
Divergenzschlitz; 1 Grad
Empfangsschlitz: 0,15 mm
Streuschlitz: 1 Grad
Winkelbereich: 50-20 Grad.
Aus den auf diese Weise erhaltenen Spitzenintensitäten und entsprechenden Bragg-Winkeln (2 θ) kann die Struktur der Probe identifiziert werden.

(2) Anteil des zusammengesetzten Metalloxides (in den Tonerpartikeln)

Der Anteil des zusammengesetzten Metalloxides in den Tonerpartikeln kann unter Verwendung einer Kalibrierungskurve und der nachfolgenden Vorrichtung ermittelt werden:
Fluoreszenzröntgenspektrometer ("3080", erhältlich von der Firma Rigaku Denki K. K.)
Preßformmaschine ("MAEKAWA Testing Machine", erhältlich von der Firma MFG Co., Ltd.)
(i) Erstellung der Kalibrierungskurve
Eine vorgegebene Tonerprobe (X) wird mit vorgegebenen Anteilen (nachfolgend aufgeführt) eines Pulvers aus einem zusammengesetzten Metalloxid in einer Kaffeemühle vermischt, um sieben Pulverproben für eine Kalibrierungskurve herzustellen:
0 Gew.-%, 0,5 Gew.-%, 1,9 Gew.-%, 2,0 Gew.-%, 3,0 Gew.-%, 5,0 Gew.-% und 10,0 Gew.%.
Die auf diese Weise hergestellen 7 Proben werden unter Verwendung der obigen Preßformmaschine preßgeformt.
Basierend auf einer 2θ-Tabelle wird ein Kα-Spitzenwinkel (a) eines metallischen Elementes [M] innerhalb der Doppeloxidpartikel bestimmt.
Die entsprechenden Proben für die Kalibrierungskurve werden in eine Probenkammer des vorstehend erwähnten Fluoreszenzröntgenspektrometers gesetzt, und der Druck der Probenkammer wird verringert, um einen Unterdruckzustand zu erzeugen.
Die Kalibrierungskurve wird hergestellt, indem die Röntgenintensitäten der entsprechenden Proben unter den folgenden Bedingungen erhalten werden:
Meßspannung (Potential) und Strom: 50 kV, 50 mA
2θ-Winkel (Bragg-Winkel): a
Kristallplatte: LiF
Meßzeit: 60 sec.

(ii) Quantifizierung des zusammengesetzten Metalloxides innerhalb der Tonerproben

Eine Pulverprobe wird preßgeformt und einer Messung der Röntgenstrahlenintensität in der gleichen Weise und unter identischen Bedingungen wie vorstehend in (i) unterzogen. Aus der gemessenen Röntgenstrahlenintensität wird der Anteil des zusammengesetzten Metalloxides unter Verwendung der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Kalibrierungskurve ermittelt.

(3) Partikelgrößenverteilung

Die Partikelgrößenverteilung einer hier beschriebenen Pulverprobe basiert auf einer Messung unter Verwendung eines Coulter-Zählers, wobei die Messung auf verschiedenartige Weise durchgeführt wird.
Ein Coulter-Zähler ("Multisizer Type-II" erhältlich von der Firma Coulter Electronics Inc.) wird als Meßinstrument verwendet, an den eine Schnittstelle (erhältlich von der Firma Nikkaki K. K.) zum Erhalt einer Verteilung auf Anzahlbasis und einer Verteilung auf Volumenbasis und ein Personalcomputer CX-1 (erhältlich von der Firma Canon K. K.) angeschlossen sind.
Für die Messung wird eine 1%-ige wäßrige NaCl-Lösung als Elektrolytlösung unter Verwendung von Natriumchlorid von Reagenzqualität hergestellt. 100 bis 150 ml der Elektrolytlösung werden 0,1 bis 5 ml eines oberflächenaktiven Mittels, vorzugsweise eines Alkylbenzolsulfonsäuresalzes, als Dispergiermittel zugesetzt. Hierzu werden 2 bis 20 mg einer Probe zugesetzt. Die entstandene Dispersion der Probe in der Elektrolytflüssigkeit wird über etwa 1-3 min mit Hilfe einer Ultraschalldispergiervorrichtung einer Dispergierbehandlung unterzogen. Danach wird die Messung der Partikelgrößenverteilung unter Verwendung des vorstehend erwähnten Coulter-Zählers Multisizer Type-II mit einer 100 um-Öffnung für eine Tonerprobe oder einer 13 um-Öffnung für eine anorganische Feinpulverprobe durchgeführt, um eine Verteilung auf Volumenbasis und eine Verteilung auf Anzahlbasis zu erhalten. Aus den Ergebnissen der Verteilung auf Volumenbasis und der Verteilung auf Anzahlbasis können Parameter erhalten werden, die den Toner oder das anorganische Feinpulver der vorliegenden Erfindung charakterisieren. Genauer gesagt, aus der Verteilung auf Volumenbasis kann die gewichtsgemittelte Partikelgröße (D&sub4;) erhalten werden.

(4) Spezifische Oberfläche des anorganischen Feinpulvers

Die spezifische Oberfläche einer anorganischen Feinpulverprobe wird unter Verwendung einer automatischen Meßvorrichtung für die spezifische Oberfläche vom Durchflußtyp ("Micromeritics Flowsorb II", erhältlich von der Firma Shimadzu Seisakusho K. K.) gemessen. Eine Probe in einer Menge von 0,2 g wird nach einer Entgasungsbehandlung bei 70ºC über 30 min einer Messung unter Verwendung eines Gasgemischstromes von 30 Vol.% Stickstoff und 70 Mol% Helium unterzogen.

(5) Hydrophobizität des anorganischen Feinpulvers

1,0 g einer Probe wird in eine fest verschließbare 250 cm³- Kunststoffflasche abgewogen, und 100 cm³ entionisiertes Wasser werden in die Flasche abgemessen, wonach diese fest verschlossen wird. Die Flasche wird mit einer Geschwindigkeit von 1,5 Zyklen/sec über 10 min geschüttelt. Nach dem Schütteln wird der untere flüssige Abschnitt in der Kunststoffflasche in eine Zelle gegeben und nach dem Stehenlassen über 1 min einer Durchlässigkeitsmessung bei einer Wellenlänge von 500 nm unter Verwendung eines Spektrophotometers ("U-BEST-50", erhältlich von der Firma JASCO Corp.) unterzogen, wobei die gemessene Durchlässigkeit als Anzeige der Hydrophobizität verwendet wird.

(6) Ladung des anorganischen Feinpulvers (Fig. 6)

Eine Pulverprobe (Einzelheiten hiervon werden in den nachfolgenden Beispielen beschrieben) wird abgewogen und in einem metallischen Behälter 2 angeordnet, der mit einem elektrisch leitenden Sieb 3 von 500 mesh versehen ist (die Größe kann in geeigneter Weise verändert werden, um das Eisen über die magnetischen Partikel nicht durchzulassen), wonach der Behälter mit einem Metalldeckel 54 versehen wird. Das Gesamtgewicht des Behälters 2 wird mit W&sub1; (g) gewogen. Dann wird ein Aspirator 1, der zumindest in bezug auf einen Teil, der mit dem Behälter 2 in Kontakt steht, aus einem Isolationsmaterial besteht, betätigt, und das Feinpulver im Behälter wird durch ausreichendes Absaugen über eine Saugöffnung 7 (über ca. 2 min) entfernt, während der Druck an einem Druckmeßgerät 5 auf 250 mmAq durch Einstellen eines Aspiratorsteuerventils 6 gesteuert wird. Die zu diesem Zeitpunkt erfolgende Ablesung an einem Potentiometer 9, das an den Behälter 2 über einen Kondensator 8 mit einer Kapazität C (uF) angeschlossen ist, wird mit V (Volt) angegeben. Das Gesamtgewicht des Behälters nach der Aspiration wird mit W&sub2; (g) gewogen. Dann wird die triboelektrische Aufladung T des Feinpulvers wie folgt berechnet: T (mC/kg) = CxV/(W&sub1; - W&sub2;).

(7) Detektion des anorganischen Feinpulvers von einem Toner

5 g einer Tonerprobe in einem Gemisch mit 500 cm³ Methanol werden über ca. 1-3 min einer Ultraschalldispergierung unterzogen. Im Falle einer magnetischen Tonerprobe läßt man die Dispersion 30 min über einem Magneten stehen. Die entstandene aufschwimmende Flüssigkeit wird durch ein Membranfilter (erhältlich von der Firma Sumitomo Denko K. K.) mit einer Öffnungsgröße von 0,5 um gefiltert, und das Filtrat wird zweimal einer Ultraschalldispersionsfiltration unterzogen. Die entstandene feste trockene Substanz (b) auf dem Filtrat wird durch Absaugen durch ein 0,2 um-Membranfilter weiter filtriert, und die Substanz auf dem Filter wird einer Vitraschalldispergierung in 100 cm³ Toluol unterzogen. Die Toluollösung oder Dispersion wird zu einem Feststoff (a) getrocknet, aus dem das anorganische Feinpulver (A) detektiert wird. Der Feststoff (a) kann einer Messung gemäß den vorstehend beschriebenen Punkten (2)-(6) unterzogen werden, ferner einer quantitativen Analyse, wie durch Infrarotabsorptionsspektrometrie (IR) etc.
Das Silikonöl im anorganischen Feinpulver (A) kann detektiert werden, indem der vorstehend beschriebene gewonnene Feststoff (a) einer Messung unter Verwendung eines Gaschromatographiemassenanalysators (P-GC/MS) in der folgenden Weise unterzogen wird:

Vorrichtung

Ein System, das aus den folgenden drei Typen in Kombination besteht:
Curic Patent Pyrolyser ("JHP223", erhältlich von der Firma JAPAN ANALYTICAL INDUSTRY)
Gaschromatographie ("5890A", erhältlich von der Firma HEWLETT PACKARD CO.)
Massenspektrometrie ("TRIOR", erhältlich von der Firma VG INSTRUMENT CO.)

Meßbedinungen

Pyrofolie: 590ºC
Zersetzungszeit: 4 sec
Ofentemperatur: 150ºC
Übertragungsleitungstemperatur: 180ºC
Trägergas: Helium
Durchsatz: 50 ml/min
Säule: DB-1 (hergestellt von J & W)
Säulentemperatur: 50ºC → 150ºC, Erhöhungsrate: 2ºC/min Injektionsöffnungstemperatur: 180ºC
Splitverhältnis: 50/1
Lineargeschwindigkeit: 30 cm/sec

Verfahren

1) Es wird eine Abstimmung und Kalibrierung des Q-Pols durchgeführt.
2) 0,1-1 mg einer Probe werden mit einer Pyro-Folie umhüllt.
3) Die gemäß 2) hergestellte Pyro-Folie wird in einer Pyrolysevorrichtung angeordnet, und der Probeneinführteil wird gereinigt, wonach 10 min gewartet wird.
4) Die Messung wird begonnen.
5) Nach der Messung werden die Massenspektren der entsprechenden Peaks des erhaltenen Chromatogramms mit Standardspektren verglichen, um die gemessene Probe zu identizieren.

(8) Säurewert des Harzes vom Vinyltyp

Eine qualitative und quantitative Analyse der funktionellen Gruppen können durchgeführt werden, beispielsweise durch Anwendung der Infrarotabsorptionsspektrometrie, einer Säurewertmessung gemäß JIS K-0070 und einer Säurewertmessung durch Hydrolyse (Gesamtsäurewertmessung).
Beispielsweise kann bei der Infrarotabsorption das Vorhandensein einer Säureanhydridfraktion durch einen Absorptionspeak in der Nachbarschaft von 1.780 cm&supmin;¹ bestätigt werden, der auf die Carbonylgruppe im Säureanhydrid zurückzuführen ist.
Der IR-Absorptionsspektrumpeak betrifft einen Peak, der nach 16-maliger Integration durch FT-IR mit einer Auflösung von 4 cm&supmin;¹ erkennbar ist. Ein im Handel erhältliches Beispiel der FT-IR-Vorrichtung ist die Vorrichtung "FT-IR 1600" (erhältlich von der Firma Perkin-Elmer Corp.).
Die Messung des Säurewertes gemäß JIS K-0070 (hiernach als "JIS-Säurewert" bezeichnet) sieht einen Säurewert eines Säureanhydrides vor, der etwa 50% des theoretischen Wertes entspricht (auf der Basis der Annahme, daß ein Mol eines Säureanhydrides einen Säurewert erzeugt, der mit der entsprechenden Dicarbonsäure identisch ist).
Andererseits führt die Messung des Gesamtsäurewertes (A) zu einem Säurewert, der nahezu mit dem theoretischen Wert identisch ist. Daher kann der auf eine Säureanhydridgruppe pro g eines Harzes zurückführbare Säurewert auf die folgende Weise erhalten werden:
Gesamtsäurewert (B) = [Gesamtsäurewert (A) - JIS-Säurewert] · 2
Beispielsweise im Falle der Herstellung einer Copolymerzusammensetzung vom Vinyltyp, die als Bindemittelharz verwendet wird, unter Verwendung von Maleinsäuremonoester als Säurekomponente durch Lösungspolymerisation und Suspensionspolymerisation kann der Gesamtsäurewert (B) eines Copolymers vom Vinyltyp, der bei der Lösungspolymerisation erzeugt wird, berechnet werden, indem der JIS-Säurewert und der Gesamtsäurewert (A) des Vinylcopolymers gemessen werden, und die Menge (d. h. in Mol%) des während des Polymerisationsschrittes und des Lösungsmittelentfernungsschrittes gebildeten Säureanhydrides kann aus dem Gesamtsäurewert und der bei der Lösungspolymerisation verwendeten Vinylmonomerzusammensetzung berechnet werden. Des weiteren wird das bei der Lösungspolymerisation hergestellte Vinylcopolymer in Monomeren, wie Styrol und Butylacrylat, gelöst, um eine Monomerzusammensetzung herzustellen, die dann einer Suspensionspolymerisation unterzogen wird. In diesem Fall bewirkt ein Teil der Säureanhydridgruppen eine Ringöffnung. Die Anteile der Dicarbonsäuregruppe, Säureanhydridgruppe und Dicarbonsäuremonoestergruppe der Vinylcopolymerzusammensetzung nach der Suspensionspolymerisation, die als Bindemittelharz vewendet werden, können aus dem JIS-Säurewert, Gesamtsäurewert (A) der Vinylcopolymerzusammensetzung, die durch die Suspensionspolymerisation erhalten wurde, der Monomerzusammensetzung für die Suspensionspolymerisation und der Menge des bei der Lösungspolymerisation hergestellten Vinylcopolymers berechnet werden.
Der Gesamtsäurewert (A) eines hier verwendeten Bindemittelharzes wird auf die folgende Weise gemessen. Ein Probeharz in einer Menge von 2 g wird in 30 ml Dioxan gelöst, und 10 ml Pyridin, 20 mg Dimethylaminopyridin und 3,5 ml Wasser werden zugesetzt, wonach ein Wärmereflux über 4 h folgt. Nach dem Abkühlen wird die entstandene Lösung mit 1/10 N- KOH-Lösung in THF (Tetrahydrofuran) bis zur Neutralität titriert, wobei Phenolphthalein als Indikator verwendet wird, um den Säurewert zu messen, der den Gesamtsäurewert (A) darstellt. Unter den Bedingungen zur Messung des Gesamtsäurewertes (A) wird eine Säureanhydridgruppe in Dicarbonsäuregruppen hydrolisiert, jedoch werden eine Acrylestergruppe, eine Methacrylestergruppe oder eine Dicarboxylmonoestergruppe nicht hydrolisiert.
Die vorstehend erwähnte 1/10 N-KOH-Lösung in THF wird wie folgt hergestellt. Zuerst werden 1,5 g KOH in etwa 3 ml Wasser gelöst, und 200 ml THF und 30 ml Wasser werden zugesetzt, wonach gerührt wird. Nach dem Stehenlassen wird eine gleichmäßige klare Lösung gebildet, wobei, falls erforderlich, eine geringe Menge Methanol zugesetzt wird, wenn die Lösung separiert wird, oder eine geringe Menge Wasser zugesetzt wird, wenn die Lösung trübe ist. Dann wird der Faktor der auf diese Weise erhaltenen 1/10 N-KOH/THF- Lösung über eine 1/10 N-HCl-Standardlösung standardisiert.
Das Bindemittelharz kann einen Gesamtsäurewert (A) von 2- 100 mgKOH/g besitzen. Es wird jedoch bevorzugt, daß das eine Säurekomponente enthaltende Vinylcopolymer im Bindemittelharz einen JIS-Säurewert unter 100 besitzt. Wenn der JIS-Säurewert 100 oder mehr beträgt, ist die funktionelle Gruppe, wie die Carboxylgruppe und Säureanhydridgruppe, in einer hohen Dichte enthalten, so daß es schwierig wird, einen guten Ausgleich in bezug auf das Aufladevermögen und die Dispergierfähigkeit hiervon zu erhalten, was sich selbst bei einem Einsatz in einer verdünnten Form als problematisch erweist.

(9) Säurewert des Polyesterharzes

2-10 g eines Probeharzes werden in einen 200-300 ml-Erlenmeyerkolben eingewogen, und etwa 50 ml eines Lösungsmittels aus einem Methanol/Toluol(= 30/70)-Gemisch werden zugesetzt, um das Harz zu lösen. Im Falle einer schlechten Löslichkeit kann eine geringe Menge an Aceton zugesetzt werden. Die Lösung wird mit einer N/10 KOH/Alkohol-Lösung titriert, die vorher unter Verwendung eines 0,1%-igen Indikatorgemisches aus Bromothymol Blau und Phenolphthalein standardisiert wurde. Der Säurewert wird aus dem Verbrauch der KOH/Alkohol-Lösung auf der Basis der folgenden Gleichung berechnet:
Säurewert = Vol. (ml) von KOH/Alkohol · N · 56,1/Probengewicht
wobei N den Faktor der N/10 KOH/Alkohollösung bezeichnet.

(10) Glasübergangstemperatur Tg

Die Messung von Tg eines Bindemittelharzes kann in der folgenden Weise unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters (d. h. "DSC-7", erhältlich von der Firma Perkin-Elmer Corp.) durchgeführt werden.
Eine Probe in einer Menge von 5-20 mg, vorzugsweise etwa 10 mg, wird genau abgewogen.
Die Probe wird auf einem Aluminiumtiegel angeordnet und einer Messung in einem Temperaturbereich von 30-200ºC bei einer Temperaturanstiegsrate von 10ºC/min in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit parallel zu einem schwarzen Aluminiumtiegel als Referenz unterzogen.
Im Verlauf des Temperaturanstieges tritt ein Hauptabsorptionspeak im Temperaturbereich von 40-100ºC auf.
In diesem Fall wird die Glasübergangstemperatur (Tg) als Temperatur des Schnittpunktes einer DSC-Kurve mit einer Zwischenlinie ermittelt, die die vor und nach dem Auftreten des Absorptionspeaks erhaltenen Basislinien passiert.
Als nächstes werden das Bilderzeugungsverfahren und die Prozeßkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine spezielle Ausführungsform einer Bilderzeugungsvorrichtung, die zur Durchführung des Bilderzeugungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, wird in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben.
Wie man Fig. 3 entnehmen kann, umfaßt die Vorrichtung ein Trägerelement 1 für ein elektrostatisches Bild in der Form einer drehbaren Trommel (lichtempfindliches Element). Das lichtempfindliche Element 1 besitzt grundlegend ein elektrisch leitendes Substrat 1b und eine Photoleiterschicht 1a auf seiner Außenfläche. Der Oberflächenabschnitt der Photoleiterschicht 1a umfaßt ein Polycarbonatharz, das eine Ladungsfördersubstanz und 8 Gew.-% eines Fluor-enthaltenden Harzpulvers enthält. Das lichtempfindliche Element 1 dreht sich im Uhrzeigersinn in dem gezeigten Zustand mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit von beispielsweise 200 mm/sec.
Eine Aufladerolle 2 als Kontaktaufladungselement funktioniert als Primäraufladeeinrichtung und umfaßt grundlegend einen Metallkern 2a sowie eine elektrisch leitende elastische Schicht 2b aus beispielsweise Epichlorhydrinkautschuk, der Ruß enthält, wobei die elastische Schicht 2b den Metallkern 2a umgibt.
Die Aufladerolle 2 wird mit einem linearen Druck von beispielsweise 40 g/cm gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 gepreßt und dreht sich in Abhängigkeit von der Drehung des lichtempfindlichen Elementes 1. Gegen die Aufladerolle 2 stößt ein Filzkissen 12 als Reinigungselement.
Eine Aufladevorspannungsquelle 3 legt beispielsweise eine Gleichspannung von -1,4 kV an die Aufladerolle 2, wodurch die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 auf eine Polarität und ein Potential von ca. -700 V aufgeladen wird.
Dann wird ein elektrostatisches Bild auf dem lichtempfindlichen Element 1 durch Belichtung mit Bildlicht 4 als elektrostatische Bilderzeugungseinrichtung erzeugt und dann als Tonerbild mit einem Toner visualisiert, der in einer Entwicklungseinrichtung 5 angeordnet ist. Eine Transferrolle 6 als Kontakttransferelement umfaßt einen Metallkern 6b sowie eine elektrisch leitende elastische Schicht 6a aus beispielsweise Ethylen-propylen-butadiencopolymer, das Ruß enthält, wobei die Schicht 6a den Metallkern 6b umgibt.
Die Transferrolle 6 stößt gegen die Oberfläche des lichtempfindlichen Elementes 1 mit einem linearen Druck von beispielsweise 20 g/cm und wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht, die der des lichtempfindlichen Elementes 1 entspricht. Des weiteren stößt ein Filzkissen 13 als Reinigungselement gegen die Transferrolle 6.
Bei dem Transferempfangsmaterial 8 handelt es sich bei dieser Ausführungsform um Papier einer Größe A4, das zwischen das lichtempfindliche Element 1 und die Transferrolle 6 gefördert wird. Gleichzeitig damit wird eine Gleichvorspannung von -5 kV mit einer Polarität, die zu der des Toners entgegengesetzt ist, von einer Transfervorspannungsquelle 7 an die Transferrolle 6 gelegt, wodurch das entwickelte Tonerbild auf dem lichtempfindlichen Element 1 auf die Stirnseite des Transferempfangsmateriales 8 übertragen wird. Daher wird die Transferrolle zum Zeitpunkt der Übertragung über das Transferempfangsmaterial 8 gegen das lichtempfindliche Element 1 gepreßt.
Dann wird das Tonerbild am Transferempfangsmaterial 8 fixiert, und das das fixierte Tonerbild tragende Transferempfangsmaterial 8 wird als Bildprodukt abgegeben.
Das lichtempfindliche Element 1 wird nach der Tonerbildübertragung einer Reinigung von verunreinigenden Substanzen, wie beispielsweise restlichem Transfertoner, unterzogen, und zwar durch eine Reinigungsvorrichtung 9, die mit einem elastischen Reinigungsblatt hauptsächlich aus Polyurethankautschuk versehen ist, das gegen das lichtempfindliche Element 1 in Gegenrichtung mit einem linearen Druck von beispielsweise 25 g/cm gepreßt wird, wonach eine Ladungsentfernung durch eine Entladungsbelichtungsvorrichtung 10 stattfindet, um für einen nachfolgenden Bilderzeugungszyklus verwendet werden zu können.
Bei dem Bilderzeugungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Tonerbild vorzugsweise unter Erhitzung auf ein Transferempfangsmaterial, wie Normalpapier oder eine transparente Folie für einen Overhead-Projektor (OHP), über eine Kontaktheizeinrichtung heißfixiert werden.
Die Kontaktheißfixiereinrichtung kann beispielsweise eine Heißdruckrollenfixiervorrichtung oder eine Heißfixiervorrichtung einschließlich eines festen Heizelementes und eines Preßelementes, das gegenüber dem Heizelement angeordnet ist, um gegen das Heizelement gepreßt zu werden und einen Kontakt des Transfermateriales mit dem Heizelement über einen Film zu bewirken, sein.
Eine Ausführungsform der Fixiervorrichtung ist in Fig. 4 gezeigt.
Wie man Fig. 4 entnehmen kann, umfaßt die Fixiervorrichtung ein Heizelement, das eine Wärmekapazität besitzt, die geringer ist als die einer herkömmlichen Heißrolle, sowie einen linearen Heizteil aufweist, der eine maximale Temperatur von vorzugsweise 100-300ºC besitzt.
Der zwischen dem Heizelement und dem Preßelement angeordnete Film kann vorzugsweise eine hitzefeste Folie mit einer Dicke von 1-100 um umfassen. Diese hitzefeste Folie kann eine Folie aus einem hitzefesten Polymer, wie Polyester, PET (Polyethylenterephthalat), PFA (Tetrafluorethylenperfluoralkylvinylethercopolymer), PTFE (Polytetrafluorethylen), Polyimid oder Polyamid, eine Folie aus einem Metall, wie Aluminium, oder ein Laminat aus einer Metallfolie und einer Polymerfolie umfassen.
Der Film kann vorzugsweise eine Trennschicht und/oder eine Schicht mit geringem Widerstand auf einer derartigen hitzeresistenten Folie aufweisen.
Eine Ausführungsform der Fixiervorrichtung wird in Verbindung mit Fig. 4 erläutert.
Die Vorrichtung umfaßt ein lineares Heizelement 21 mit geringer Wärmekapazität, das beispielsweise ein Aluminiumsubstrat 30 von 1,0 mm-t · 10 mm-W · 250 mm-L aufweisen kann, und ein Widerstandsmaterial 29, das in einer Breite von 1,0 mm auf das Aluminiumsubstrat aufgebracht und von beiden Längsenden aus erregt worden ist. Die Erregung wird durchgeführt, indem Impulse einer Gleichspannung von 100 V und einer Zyklusdauer von 20 msec angelegt werden, während die Impulsbreiten verändert werden, um die entwickelte Wärmeenergie zu steuern und eine gewünschte Temperatur in Abhängigkeit vom Ausgang eines Temperatursensors 31 vorzusehen. Die Impulsbreite kann von ca. 0,5 msec bis 5 msec reichen. In Kontakt mit dem Heizelement 21, das in bezug auf Energie und Temperatur derart gesteuert wird, wird ein Fixierfilm 22 in der Richtung eines angegebenen Pfeiles bewegt. Der zugeführte Strom muß nicht in der Form von Impulsen vorliegen.
Der Fixierfilm 22 kann beispielsweise einen Endlosfilm umfassen, der einen 20 um dicken hitzeresistenten Film (aus beispielsweise Polyimid, Polyetherimid, PES oder PFA, versehen mit einem Überzug aus einem Fluor-enthaltenden Harz, wie PTFE oder PAF, auf seiner Bildkontaktseite) und eine 10 um dicke Überzugstrennschicht, die darin ein elektrisch leitendes Material enthält, aufweist. Die Gesamtdicke kann normalerweise geringer als 100 um, vorzugsweise geringer als 40 um, sein. Der Film wird in Richtung des Pfeiles unter Spannung zwischen einer Antriebsrolle 23 und einer Paßrolle 24 angetrieben.
Die Fixiervorrichtung umfaßt des weiteren eine Druckrolle 25 mit einer lösbaren Elastomerschicht aus beispielsweise Silikonkautschuk, die über den Film mit einem Gesamtdruck von 4-20 kg gegen das Heizelement 21 gepreßt wird, während sie sich zusammen mit dem Film in Kontakt hiermit bewegt. Ein Transfer(empfangs)material 26, das ein nichtfixiertes Tonerbild 27 trägt, wird entlang einer Einlaßführung 28 zur Fixierstation geführt, um durch die vorstehend beschriebene Erhitzung ein fixiertes Bild zu erhalten.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform umfaßt einen Fixierfilm in der Form eines Endlosbandes. Bei dem Film kann es sich jedoch auch um eine längliche Folie handeln, die zwischen einer Folienzuführachse und einer Folienwickelachse angetrieben wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Fixiersystem hat das Heizelement eine starre ebene Oberfläche, so daß das Transfermaterial am Fixierspalt in einem ebenen Zustand von der Druckrolle gepreßt wird, um das Tonerbild hierauf zu fixieren. Ferner verengt sich wegen der Struktur der Spalt zwischen dem Fixierfilm und dem Transfermaterial an einer Stelle (B) unmittelbar bevor das Transfermaterial in den Spalt eindringt, so daß Luft zwischen dem Fixierfilm und dem Transfermaterial nach hinten herausgedrückt wird.
Wenn in einem solchen Zustand ein Linienbild auf dem Transfermaterial in Längsrichtung des Heizelementes eindringt, wird Luft in Richtung auf das Linienbild herausgedrückt. Wenn in diesem Fall das Tonerbild leicht auf der Linie liegt, wird die Luft zur Rückseite herausgedrückt, wobei sie die Entwicklerpartikel hiermit zerstreut.
Insbesondere dann, wenn das Transferpapier nicht so glatt oder feucht ist, wird das elektrische Übertragungsfeld geschwächt und das Tonerbild nur schwach in Richtung auf das Transferpapier gezogen. In einem solchen Fall kann die vorstehend erwähnte Zerstreuung des Tonerbildes auftreten. Ferner wird im Fall einer großen Prozeßgeschwindigkeit die Zerstreuung wegen eines erhöhten Luftdrucks bemerkenswert.
Da jedoch der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung die anorganischen Feinpulver (A) und (B) enthält, kann er unter beliebigen Umweltbedingungen mit einer hohen Aufladung versehen werden, ohne daß Beschichtungsunregelmäßigkeiten auf der Hülse verursacht werden, so daß eine Fixierstreuung, die bei dem vorstehend erwähnten Fixiersystem verursacht werden kann, verhindert werden kann.
Das mindestens mit Silikonöl behandelte anorganische Feinpulver (A) ist feuchtigkeitsresistent und kann daher den Toner in der Entwicklungsvorrichtung mit einer hohen Aufladung und einem hohen Fließvermögen selbst in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit versehen. Diese Technik zur Verleihung einer erhöhten Aufladung kann jedoch eine übermäßig große Aufladung des Toners in einer Umgebung mit geringer Feuchtigkeit bewirken, was zu Überzugsunregelmäßigkeiten auf der Hülse führt. Als Verfahren zur Vermeidung einer weiteren Erhöhung der Überzugsunregelmäßigkeiten auf der Hülse ist es daher wirksam, in den Toner das anorganische Feinpulver (B) mit einer speziellen Partikelgröße einzuarbeiten. Aufgrund der Partikelgröße und der Ladungscharakteristik wird das anorganische Feinpulver (B) veranlaßt, die Hülse nur moderat zu bedecken, um eine übermäßig große Aufladung des Toners zu vermeiden. Darüber hinaus wird die Ladung der Tonerpartikel nicht nur von der Hülse aus, sondern auch durch Kontakt mit dem anorganischen Feinpulver (B) verringert, so daß der Toner gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur auf der Hülse, sondern auch auf dem lichtempfindlichen Element eine hohe Aufladung erhält. Wenn daher ein elektrisches Transferfeld an den Toner der vorliegenden Erfindung gelegt wird, können die Tonerpartikel ladungsinduziert werden, um an das Transferempfangsmaterial stark angezogen zu werden oder eine elektrostatische Agglomeration zu verursachen, so daß sie festhaftend auf einem Linienbild angeordnet werden und eine Streuung derselben vermieden werden kann.
Der Toner der vorliegenden Erfindung kann auch durch Triboelektrifizierung mit einer ziemlich hohen Aufladung versehen werden, so daß die Toneraufladung am Trägerelement für das elektrostatische Bild hoch wird und das darauf befindliche Tonerbild unter der Wirkung eines elektrischen Transferfeldes in großem Umfang übertragen wird. Dies ist ebenfalls vorteilhaft, um eine Tonerstreuung zu verhindern.
Vorstehend wurde eine Ausführungsform des Bilderzeugungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Aufladerolle als Kontaktaufladeelement (Primäraufladeeinrichtung) kann jedoch auch durch ein anderes Kontaktaufladeelement ersetzt werden, wie beispielsweise ein Aufladeblatt oder eine Aufladebürste, oder kann sogar durch eine kontaktfreie Koronaaufladeeinheit ersetzt werden. Ein Kontaktaufladeelement wird jedoch bevorzugt, da während der Aufladung weniger Ozon erzeugt wird.
Was die Transfereinrichtung anbetrifft, so kann die Kontakttransfereinrichtung, wie beispielsweise die Transferrolle, durch eine kontaktfreie Koronatransfereinrichtung ersetzt werden. Eine Kontakttransfereinrichtung wird jedoch bevorzugt, da während der Übertragung weniger Ozon entsteht.
Eine Ausführungsform der Prozeßkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Teile mit entsprechenden Funktionen wie bei der Bilderzeugungsvorrichtung der Fig. 3 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Prozeßkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt mindestens eine Entwicklungseinrichtung und ein Trägerelement für ein elektrostatisches Bild, die auf integrierte Weise eine Kartusche bilden, welche lösbar an einer Haupteinheit einer Bilderzeugungsvorrichtung (beispielsweise einem Kopiergerät, einem Laserstrahldrucker oder einem Faxgerät) montierbar ist.
Wie man Fig. 5 entnehmen kann, umfaßt eine Prozeßkartusche 150 gemäß dieser Ausführungsform auf integrierte Weise eine Entwicklungseinrichtung 109, ein trommelförmiges Trägerelement (lichtempfindliches Element) 101 für ein elektrostatisches Bild, eine mit einem Reinigungsblatt 118a versehene Reinigungseinrichtung 118 und eine Primäraufladeeinrichtung (Aufladerolle) 119.
Bei dieser Ausführungsform besitzt die Entwicklungseinrichtung 109 ein elastisches Regulierblatt 111 und ein Entwicklungsgefäß 103, das einen Entwickler 104 vom Monokomponententyp enthält, der einen magnetischen Toner umfaßt. Zur Zeit der Entwicklung wird ein vorgegebenes elektrisches Feld zwischen dem lichtempfindlichen Element 101 und der Entwicklungshülse 105 durch eine Entwicklungsvorspannung erzeugt, die von einer Vorspannungsaufbringungseinrichtung angelegt wird, welche in der Haupteinheit angeordnet ist, um einen Entwicklungsschritt unter Verwendung des Entwicklers 104 durchzuführen. Um den Entwicklungsschritt in geeigneter Weise auszuführen, ist der Spalt zwischen dem lichtempfindlichen Element 101 und der Entwicklungshülse von großer Bedeutung.
Die Prozeßkartusche der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfaßt auf integrierte Weise vier Elemente, d. h. eine Entwicklungseinrichtung, ein Trägerelement für ein elektrostatisches Bild, eine Reinigungseinrichtung und eine Primäraufladeeinrichtung. Die Prozeßkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt jedoch auf integrierte Weise mindestens zwei Elemente von einer Entwicklungseinrichtung und einem Trägerelement für ein elektrostatisches Bild in der Form einer Kartusche. Daher kann die Prozeßkartusche der vorliegenden Erfindung auch als Kartusche ausgebildet sein, die drei Elemente von der Entwicklungseinrichtung, dem Trägerelement für das elektrostatische Bild und der Reinigungseinrichtung umfaßt, oder drei Element von der Entwicklungseinrichtung, dem Trägerelement für das elektrostatische Bild und der Primäraufladeeinrichtung oder eine andere Kombination, die zusätzlich zur Entwicklungseinrichtung und dem Trägerelement für das elektrostatische Bild ein anderes Element aufweist.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung auf der Basis von Herstellbeispielen und Beispielen in größeren Einzelheiten beschrieben. Diese Herstellbeispiele und Beispiele schränken jedoch in keiner Weise den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ein.

Herstellbeispiele für anorganisches Feinpulver (A)

Mit Silikonöl behandeltes anorganisches Feinpulver (A) wurde auf die nachfolgende Weise hergestellt.
In einen geschlossenen, mit einer Hochgeschwindigkeitsrühreinrichtung versehenen Mischer wurden 20 g von zu behandelnden Partikeln (Siliciumdioxid) eingegeben, und die Atmosphäre wurde durch Stickstoff ersetzt. Unter moderatem Rühren wurde ein Behandlungsmittel (Dimethylsilikon), das wahlweise mit einer geeigneten Menge von n-Hexan verdünnt war, aufgesprüht. Des weiteren wurden 180 g von zu behandelnden Partikeln zugesetzt. Gleichzeitig damit wurde der Rest der vorgegebenen Menge des Behandlungsmittels aufgesprüht. Nach der Zugabe wurde der Inhalt 10 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt, wonach ein Rühren mit hoher Geschwindigkeit, ein Erhitzen auf 300ºC und ein Rühren über 1 Stunde folgten. Während das Rühren fortgesetzt wurde, wurde das System auf Raumtemperatur abgekühlt, und der Pulveranteil wurde aus dem Mischer herausgenommen und mit einer Hammermühle desintegriert, um anorganisches Feinpulver (A-a) zu erhalten.
Auf entsprechende Weise wurden die in Tabelle 1 aufgeführten anorganischen Feinpulver (A-b) bis (A-m) hergestellt.
Hiervon wurde das anorganische Feinpulver (A-b) hergestellt, indem das Siliciumdioxid durch Aufsprühen von 25 Gewichtsteilen Hexamethyldisilazan und durch Erhitzen auf 200ºC über 2 Stunden behandelt wurde, bevor die Silikonölbehandlung durchgeführt wurde.
Das anorganische Feinpulver (A-m) wurde auf die nachfolgende Weise hergestellt.
Eine flüchtige Titanverbindung (Titantetraisopropoxid) wurde bei 200ºC in einem Verdampfer mit einer Stickstoffatmosphäre verdampft. Getrennt hiervon wurde Wasser in einem Verdampfer mit einer Stickstoffatmosphäre verdampft und in eine Heizeinrichtung bei 500ºC eingeführt. Die verdampfte Titanverbindung und der erhitzte Dampf wurden in einen Reaktor eingeführt, um eine Hydrolyse zu bewirken und Titanoxidpartikel herzustellen. Dann wurde eine vorgegebene Menge von Dimethylsilikon bei 200ºC in einem Verdampfer einer Stickstoffatmosphäre verdampft und unmittelbar nach der Bildung der Titanoxidpartikel in den Reaktor eingeführt. Nach Durchführung sämtlicher vorstehender Operationen unter einem Stickstoffgasstrom wurden die behandelten Partikel über ein Filter rückgewonnen. Tabelle 1
* 1: Siliziumdioxid (trocken) bedeutet Trockenprozeßsiliciumdioxid und Siliciumdioxid (feucht) bedeutet Naßprozeßsiliciumdioxid.
*2: Bahandelt mit 25 Gewichtsteilen Dimethyldisilazan vor der Silikonbehandlung.
*3: DMS: Dimethylsilikon

Herstellbeispiele für anorganisches Feinpulver (B)

Anorganisches Feinpulver (B), das ein Si-enthaltendes zusammengesetztes Metalloxid aufwies, wurde in der nachfolgenden Weise hergestellt.
1400 g Strontiumcarbonat und 500 g Siliciumoxid wurden 8 Stunden lang in einer Kugelmühle naßgemischt, ausgefiltert und getrocknet. Das Gemisch wurde bei einem Druck von 5 kg/cm² pelletiert und bei 1300ºC 8 Stunden lang calciniert, um ein zusammengesetztes Metalloxid zu erhalten. Dieses zusammengesetzte Metalloxid wurde mechanisch pulverisiert, um anorganisches Feinpulver (B-a) mit einer gewichtsgemittelten Partikelgröße (D&sub4;) von 2,1 um und einer anzahlgemittelten Partikelgröße (D&sub1;) von 1,0 um zu gewinnen. Dann wurde das anorganische Feinpulver (B-a) einer Röntgenbeugungsmessung unterzogen, um das in Fig. 1 dargestellte Röntgenbeugungsmuster zu erhalten. Durch dieses wurde bestätigt, daß das anorganische Feinpulver (B-a) zusammengesetzte Metalloxide aus SrSiO&sub3; (a = 1, b = 1, c = 4) und Sr&sub2;SiO&sub4; (a = 2, b = 1, c = 4) aufwies.
zu Vergleichszwecken wurden die in Tabelle 2 gezeigten anorganischen Feinpulver (B-h) und (B-i) in entsprechender Weise wie oben hergestellt, mit der Ausnahme, daß ein Gemisch aus 1950 g Strontiumcarbonat und 1050 g Titanoxid calciniert wurde, um anorganisches Feinpulver (B-h) herzustellen, und ein Gemisch von 2520 g Magnesiumcarbonat und 1800 g Siliciumdioxid calciniert wurde, um anorganisches Feinpulver (B-i) zu gewinnen. Tabelle 2

Beispiel 1

Bindemittelharz (Polyesterharz) 100 Gewichtsteile (Tg = 60ºC, Säurewert = 23 mgKOH/g, Hydroxylwert = 31 mgKOH/g, Hauptpeakmolekulargewicht (Mp) = 7200, Mn = 3200, Mw = 57000)
Magnetisches Eisenoxid 90 Gewichtsteile (Dav. = 0,16 um; Hc = 9,2 kA/m σs = 83 Am²/kg), σr = 11,5 Am²/kg bei einem Magnetfeld von 795,8 kA/m)
Monoazometallkomplex 1 Gewichtsteil (Negativladungssteuermittel)
Polypropylenwachs 3 Gewichtsteile
Die obigen Bestandteile wurden in einem Henschel-Mischer vermischt und mit einem Doppelschneckenextruder bei 130ºC schmelzgeknetet. Nach dem Abkühlen wurde das geknetete Produkt mit einer Schneidmühle grob zerkleintert und mit einer Strahlmühle fein pulverisiert, wonach eine Klassierung mit einem pneumatischen Klassierer folgte, um negativ aufladbare magnetische Tonerpartikel (X) mit einer gewichtsgemittelten Partikelgröße (D&sub4;) von 6,4 um zu erhalten.
100 Gewichtsteilen der magnetischen Tonerpartikel (X) wurden 1,0 Gewichtsteile anorganisches Feinpulver (A-a) und 3,0 Gewichtsteile anorganisches Feinpulver (B-a) extern zugesetzt, und das Gemisch wurde mit einem Henschel-Mischer vermischt, um negativ aufladbaren magnetischen Toner (X-1) mit D&sub4; = 6,4 um zu erhalten.

[Auswertung 1]

Im Verlauf der Herstellung der magnetischen Tonerpartikel (X) von Beispiel 1 wurde 1 kg der Tonerpartikel im Stadium nach dem Schmelzkneten und der Grobzerkleinerung durch die Schneidmühle einer Siebung unterzogen, um eine Fraktion von 60 mesh-(Öffnung = 250 um)-Durchgang und 100 mesh-(Öffnung = 150 um)-Rückhalt als Träger (C) zur Messung der triboelektrischen Aufladung (Q2) zu gewinnen.
Sämtliche anorganischen Feinpartikel (B-a) bis (B-i) in einer Menge von 0,50 g wurden in eine 50 ml-Kunststoffflasche eingewogen und über Nacht stehengelassen (mindestens 12 h), und zwar in einer Umgebung normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit (23,5ºC/60% RH), während die Flasche offengehalten wurde. Dann wurden 9,50 g des Trägers (C) in jede Flasche eingegeben, und jede Flasche wurde fest verschlossen und mit einem Schüttelgerät ("YS-LD", hergestellt von der Firma K. K. Yayoi-sha) mit einem Maß von 150 über 1 Minute geschüttelt (ca. 220mal).
Jede in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte Meßprobe wurde einer Messung der triboelektrischen Aufladung in der vorstehend beschriebenen Weise ähnlich wie bei der Tonerladungsmessung unterzogen (was das Verhalten des anorganischen Feinpulvers (B) in bezug auf das Verleihen einer triboelektrischen Aufladung anbetrifft, so gibt ein positiver größerer Wert ein besseres Verhalten wieder). Die Ergebnisse sind in der vorstehenden Tabelle 2 aufgeführt.
Zur Messung der Aufladung (Q&sub1;) der anorganischen Feinpulver (A-a) bis (A-n) wurde jede Pulverprobe in 0,2 g in eine 50 ml-Kunststoffflasche eingewogen und unter den gleichen Bedingungen wie oben stehengelassen.
9,80 g Eisenpulver ("EFV 200/300", hergestellt von der Firma Nippon Teppun K. K.) wurden als Träger in die Flasche eingegeben, wonach die Flasche geschlossen, geschüttelt und einer triboelektrischen Ladungsmessung in der gleichen Weise wie oben unterzogen wurde. Die Ergebnisse sind in der vorstehenden Tabelle 1 aufgeführt.

(Auswertung des Tonerverhaltens)

Der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte magnetische Toner (X-1) wurde in ein Kopiergerät eingegeben, das durch Umgestaltung eines im Handel erhältlichen Kopiergerätes einschließlich einer Kontaktaufladeeinrichtung und einer Kontakttransfereinrichtung ("NP-6030", erhältlich von der Firma Canon K. K.) erhalten wurde, wobei dieses Gerät keine Trommel und keine Heizung aufwies und eine Prozeßgeschwindigkeit von 35 Blatt/min besaß sowie eine in Fig. 4 gezeigte Heißfixiervorrichtung als Fixiereinrichtung besaß und ein Reversalentwicklungsschema aufwies, um die nachfolgenden Gegenstände auszuwerten [Auswertung 2-4].

[Auswertung 2]

200 g des magnetischen Toners (X-1) wurden in eine Entwicklungsvorrichtung gegeben und über Nacht (über mindestens 12 h) in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit (23ºC/60% RH) stehengelassen, wonach die Bilderzeugung auf 1000 Blatt getestet wurde, um dann die Bilddichte zu messen. Die Entwicklungsvorrichtung wurde dann herausgenommen und über Nacht (12 h) in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (30 ºC/80% RH) stehengelassen. Sie wurde in die Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit zurückgeführt, wonach sofort eine Bilderzeugung auf 20 Blatt durchgeführt wurde, um die Bilddichte wie am vorhergehenden Tag (vorstehend erwähnt) zu messen. Die Bilddichte auf dem ersten Blatt wurde mit der Bilddichte auf dem letzten Blatt (1000stes Blatt) verglichen, und das Verhalten wurde auf der Basis des Bilddichten(ID)-Unterschiedes auf den folgenden Niveaus ausgewertet.

[Auswertung 3]

200 g des magnetischen Toners (X-1) wurden in eine Entwicklungsvorrichtung, die eine Entwicklungshülse besaß, gegeben und über Nacht (über mindestens 12 h) in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit (15ºC/50% RH) stehengelassen. Unter Verwendung eines externen Antriebsmechanismus wurde die Entwicklungshülse gedreht, und der Beschichtungszustand des magnetischen Toners auf der Entwicklungshülse wurde 10 Minuten lang vom Beginn der Drehung an beobachtet. Die Auswertung wurde auf der Basis der folgenden Niveaus durchgeführt:
A: Der Oberflächenzustand auf der Hülse war sehr gleichmäßig.
B: Der Oberflächenzustand auf der Hülse war gleichmäßig, jedoch nur in einem begrenzten Teil von einem rippenförmigen Muster begleitet.
C: Die Oberfläche auf der Hülse war örtlich von einem Rippenmuster begleitet.
D: Das Rippenmuster wurde auf der gesamten Oberfläche der Hülse beobachtet.
E: Eine örtliche Ungleichmäßigkeit wurde infolge des Wachstums des Rippenmusters auf der Oberfläche der Hülse deutlich beobachtet.
F: Eine Oberflächenungleichmäßigkeit wurde über die gesamte Oberfläche der Hülse klar festgestellt.

[Auswertung 4]

200 g von magnetischem Toner (X-1) wurden in eine Entwicklungshülse gegeben und über Nacht (über mindestens 12 h) in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit (15ºC/59% RH) stehengelassen. Ein Dichteauswertungschart wurde als Original für 2000 Blatt für eine Bilderzeugung verwendet. Eine Trübung auf einem weißen Vollbild wurde im Anfangsstadium und beim 500sten, 1000sten und 2000sten Blatt während der Bilderzeugung beobachtet. Das auf diese Weise erhaltene Reflexionsvermögen eines jeden weißen Vollbildes wurde mit einem Reflexionsmeßgerät ("REFLECTOMETER", erhältlich von der Firma Tokyo Denshoku K. K.) gemessen und mit dem von nichtgebrauchtem Papier verglichen, um Schleiererscheinungen festzustelle:
Schleier (%) = [Reflexionsvermögen von nichtgebrauchtem Papier] - [Reflexionsvermögen des weißen Vollbildes].
Die Ergebnisse wurden anhand der folgenden Niveaus ausgewertet:
A: Schleier < 0,1%
B: 0,1% ≤ Schleier ≤ 0,5%
C: 0,5% < Schleier ≤ 1,0%
D: 1,0% < Schleier ≤ 1,5%
E: 1,5% < Schleier ≤ 2,0%
F: 2,0% < Schleier

[Auswertung 5]

400 g von magnetischem Toner (X-1) wurden in eine Entwicklungsvorrichtung gegeben und über Nacht (über mindestens 12 h) in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (30ºC/80% RH) stehengelassen. Mit der Entwicklungsvorrichtung wurden 25 · 104 Blatt bei einer kontinuierlichen Bilderzeugung entwickelt, während die Tonerergänzung wiederholt wurde. Dabei wurde ein umgestaltetes, im Handel erhältliches digitales Kopiergerät ("GP30FA", erhältlich von der Firma Canon K. K.; mit einer trommelfreien und heizungsfreien Form und einer Heißfixiervorrichtung gemäß Fig. 4 (als Fixiereinrichtung), einer Aufladerolle (als Primäraufladeeinrichtung), einer Transferrolle (als Transfereinrichtung) und einer Prozeßgeschwindigkeit von 35 Blatt/min) verwendet. Während der kontinuierlichen Bilderzeugung wurde das Auftreten von "Filming" in einem Intervall von 5 · 10&sup4; Blatt überprüft. Nach 25 · 10&sup4; Blatt wurde die Bilderzeugung fortgesetzt. Wenn ein Tonerergänzungszeichen aufleuchtete, wurde der Resttonerüberprüfungssensor außer Betrieb gesetzt, um einen weiteren Betrieb des Gerätes zu ermöglichen. Danach wurden OHP-Folien zugeführt, um den Ausfall auszuwerten, und das "Tonerfilming" auf der Trommel wurde wieder ausgewertet. Nach einem weiteren Stehenlassen über Nacht (über mindestens 12 h des noch den Toner enthaltenden Gerätes) wurde eine große Zahl von 1 mm breiten Linien, die sich in einer Richtung senkrecht zur Papiervorschubrichtung erstreckten, auf Transferpapierblättern (Kangas-Papier) erzeugt, um die Fixierstreuung auszuwerten. Die Auswertung wurde mit den folgenden Niveaus für die entsprechenden Gegenstände durchgeführt:

Ausfall

A: Überhaupt kein Ausfall.
B: Diverse Ausfallabschnitte wurden beobachtet, jedoch auf einem Niveau, das praktisch kein Problem darstellte.
C: Viele Ausfallabschnitte wurden auf einem praktisch problematischen Niveau beobachtet.
D: Ein Ausfall trat bei sämtlichen Symbol- und Linienbildern auf.

Filming auf lichtempfindlicher Trommel

A: Überhaupt kein Filming während der kontinuierlichen Bilderzeugung.
B: Ein oder zwei Filmingflecken traten während der kontinuierlichen Bilderzeugung auf, verschwanden jedoch.
C: Nach der kontinuierlichen Bilderzeugung traten diverse Filmingflecken auf, verschwanden jedoch.
D: Mehr als 10 Filmingflecken traten auf.
E: Filming trat über die gesamte Oberfläche auf.

Fixierstreuung

A: Überhaupt keine Fixierstreuung.
B: Eine Fixierstreuung trat in diversen Teilen auf, jedoch mit einem Niveau, das praktisch kein Problem darstellte.
C: Eine Fixierstreuung trat in einer großen Anzahl von Teilen auf einem praktisch problematischen Niveau auf.
D: Ein beträchtliche Fixierstreuung trat bei allen Linienbildern auf.

Beispiele 2-25 und Vergleichsbeispiele 1-6

Magnetische Toner (X-2) bis (X25) und magnetischer Vergleichstoner (Y-1) bis (Y-6) wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die in Tabelle 3 aufgeführten anorganischen Feinpulver (A) und (B) verwendet wurden.
Jeder auf diese Weise hergestellte magnetische Toner wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgewertet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 4-6 aufgeführt. Tabelle 3 Tabelle 3 (Fortsetzung) Tabelle 4 Tabelle 4 (Fortsetzung) Tabelle 5: Tonerbeschichtung auf der Entwicklungshülse in LT/LH Tabelle 5 (Fortsetzung) Tabelle 6: Auswertung 5 (in HT/HH) Tabelle 6 (Fortsetzung)

Claims

1. Toner zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes mit Tonerpartikeln, die mindestens ein Bindemittelharz und ein Farbmittel enthalten, und einem anorganischen Feinpulver, wobei das anorganische Feinpulver umfaßt:

(A) anorganisches Feinpulver (A), das mindestens mit Silikonöl behandelt wurde, und

(B) anorganisches Feinpulver (B), das eine gewichtsgemittelte Partikelgröße von 0,3-5 um besitzt und ein zusammengesetztes Metalloxid, gekennzeichnet durch die Formel [Sr]a[Si]b[O]c, umfaßt, wobei a eine ganze Zahl von 1-9, b eine ganze Zahl von 1-9 und c eine ganze Zahl von 3-9 bedeuten.

2. Toner nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver (A) vor oder gleichzeitig mit der Behandlung mit Silikonöl mit einem Silankopplungsmittel behandelt worden ist.

3. Toner nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver (A) eine spezifische Oberfläche von 50-400 m²/g und eine Hydrophobizität von mindestens 95% besitzt.

4. Toner nach Anspruch 1, bei dem das Silikonöl zur Erzeugung des anorganischen Feinpulvers (A) eine Viskosität bei 25ºC von 5-2000 mm²/sec hat.

5. Toner nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver (A) durch Behandeln von 100 Gewichtsteilen des anorganischen Feinpulvers mit 1,5-60 Gewichtsteilen von Silikonöl erhalten worden ist.

6. Toner nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver (A) eine Ladungspolarität besitzt, die identisch ist mit der der Tonerpartikel, und eine Ladung Q1 aufweist, die die Bedingung Q1 > 150 (mC/kg) bei einer Triboelektrifizierung mit Eisenpulver erfüllt, und

bei dem das anorganische Feinpulver (B) eine Ladungspolarität besitzt, die zu der der Tonerpartikel entgegengesetzt ist, und eine Ladung Q2 aufweist, die die Bedingung Q2 > 3,7 (mC/kg) bei einer Triboelektrifizierung mit den Tonerpartikeln erfüllt.

7. Toner nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver (A) eine Substanz umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Titandioxid, Aluminiumoxid und Siliciumdioxid besteht.

8. Toner nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver (A) in 0,05-3 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Tonerpartikel enthalten ist.

9. Toner nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver (B) in 0,05-15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Tonerpartikel enthalten ist.

20. Toner nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver (B) eine gewichtsgemittelte Partikelgröße von 0,5-3 um aufweist.

11. Toner nach Anspruch 1, bei dem das zusammengesetzte Metalloxid Strontium und Si in einem Verhältnis (a/b) von 1/9-9,0 enthält.

12. Toner nach Anspruch 1, bei dem das zusammengesetzte Metalloxid Strontium und Si in einem Verhältnis (a/b) von 0,5-3,0 enthält.

13. Toner nach Anspruch 1, bei dem das zusammengesetzte Metalloxid ein Strontiumsilicat umfaßt, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus SrSiO&sub3;, Sr&sub3;SiO&sub5; Sr&sub2;SiO&sub4; und Sr&sub3;Si&sub2;O&sub7; besteht.

14. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Tonerpartikel relativ zu Eisenpulver ein negatives triboelektrisches Aufladevermögen besitzen.

15. Toner nach Anspruch 1, bei dem die Tonerpartikel eine gewichtsgemittelte Partikelgröße von 5,5-12 um aufweisen.

16. Toner nach Anspruch 15, bei dem die Tonerpartikel eine gewichtsgemittelte Partikelgröße von 5,5-9 um besitzen.

17. Toner nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Feinpulver (A) in 0,1-2,5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Tonerpartikel enthalten ist und das anorganische Feinpulver (B) in 0,1-10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Tonerpartikel enthalten ist.

18. Bilderzeugungsverfahren mit den folgenden Schritten:

Aufladen eines Trägerelementes für ein elektrostatisches Bild über eine Primäraufladeeinrichtung;

Ausbilden eines elektrostatischen Bildes auf dem aufgeladenen Trägerelement für das elektrostatische Bild durch Belichten;

Entwickeln des elektrostatischen Bildes mit einem in einer Entwicklungseinrichtung gehaltenen Toner zur Ausbildung eines Tonerbildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild;

Übertragen des Tonerbildes auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild über eine Transfereinrichtung auf ein Transferempfangsmaterial über ein Zwischentransferelement oder ohne ein solches;

Heißfixieren des Tonerbildes auf dem Transferempfangsmaterial über eine Heißfixiereinrichtung;

wobei der Toner ein Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17 ist.

19. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 18, bei dem das Trägerelement für das elektrostatische Bild über ein Kontaktaufladeelement als die gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stoßende Primäraufladeeinrichtung aufgeladen wird.

20. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 18, bei dem das Tonerbild auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild auf ein Transferempfangsmaterial durch ein Kontakttransferelement als gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stoßende Transfereinrichtung über das Transferempfangsmaterial übertragen wird.

21. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 18, bei dem das Tonerbild auf das Transferempfangsmaterial über eine Heißfixiervorrichtung als Heißfixiereinrichtung, die ein Heizelement umfaßt, einen entlang dem Heizelement angeordneten Film und ein Preßelement, das gegenüber dem Heizelement angeordnet ist und über den Film gegen das Heizelement gepreßt wird, um das Transferempfangsmaterial über den Film fest gegen das Heizelement zu pressen, heißfixiert wird.

22. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 18, bei dem

das Trägerelement für das elektrostatische Bild durch ein Kontaktaufladeelement als gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stoßende Primäraufladeeinrichtung aufgeladen wird und

das Tonerbild auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild auf ein Transferempfangsmaterial über ein Kontakttransferelement als gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stoßende Transfereinrichtung über das Transferempfangsmaterial übertragen wird.

23. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 18, bei dem das Trägerelement für das elektrostatische Bild über ein Kontaktaufladeelement als gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stoßende Primäraufladeeinrichtung aufgeladen wird;

das Tonerbild auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild auf ein Transferempfangsmaterial über ein Kontakttransferelement als gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stoßende Transfereinrichtung über das Transferempfangsmaterial übertragen wird; und

das Tonerbild auf dem Transferempfangsmaterial über eine Heißfixiervorrichtung als das Heizelement umfassende Heißfixiereinrichtung, einen entlang dem Heizelement angeordneten Film und ein Preßelement, das gegenüber dem Heizelement angeordnet ist und über den Film gegen dieses gepreßt wird, um das Transferempfangsmaterial über den Film fest gegen das Heizelement zu pressen, heißfixiert wird.

24. Prozeßkartusche mit einem Trägerelement für ein elektrostatisches Bild und einer Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln eines auf dem Trägerelement für das elektrostatische Bild ausgebildeten elektrostatischen Bildes mit einem darin enthaltenen Toner, wobei das Trägerelement für das elektrostatische Bild und die Entwicklungseinrichtung zur Ausbildung einer Kartusche einstückig montiert sind, die lösbar an einer Haupteinheit der Bilderzeugungsvorrichtung montierbar ist, wobei der Toner ein Toner nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 17 ist.

25. Prozeßkartusche nach Anspruch 24, die des weiteren ein Kontaktaufladeelement aufweist, das gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stößt, um das Trägerelement für das elektrostatische Bild aufzuladen.

26. Prozeßkartusche nach Anspruch 24, die des weiteren ein Reinigungselement aufweist, das gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stößt, um das Trägerelement für das elektrostatische Bild zu reinigen.

27. Prozeßkartusche nach Anspruch 24, die des weiteren umfaßt:

ein Kontaktaufladeelement, das gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stößt, um das Trägerelement für das elektrostatische Bild aufzuladen;

ein Reinigungselement, das gegen das Trägerelement für das elektrostatische Bild stößt, um das Trägerelement für das elektrostatische Bild zu reinigen.