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Entwickler für elektrophotographische Verfahren Die Erfindung bezieht
sich auf elektrophotographische Verfahren und insbesondere auf einen bntwickler
für ein Bildkopierverfahraz unter Anwendung von statischer Elektrizität, Als photographische
Verfahren unter Anwendung von statischer Elektrizität ist das Verfahren der Xerographie
und Elektrofax bekannt, und ein derartiges elektrostatisches Kopierverfahren wurde
vor kurzem in Computor- oder in Bildtelegraphie- oder Fernphotographie-Systemen
verwendet.
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Zur Umhandlung eines elektrostatischen latenten Bildes, das optisch
auf einer lichtelektrischen, isolierenden Schicht erhalten wurde oder nach einem
Verfahren unter Anv;iendung eines hohen Potentials auf eine einfache, isolierende
Schicht durch ,Annähern einer Elektrode mit einer erwünschten Bildform,beispielsweise
einem Schriftzeichen, geschaffen wurdd,
in ein sichtbares Bild,
wurde in weitem Umfang ein Verfahren angewendet, bei welchem gefärbte Pulver mit
einer zu dem Vorzeichen des latenten Bildes entgegengesetzten Ladung auf das latente
Bild aufgebracht werden, um die gefärbten Pulver auf dem latenten Bild elektrostatisch
zum Anhaften zu bringen. Ferner wurde ein Umkehrentwicklungsverf ahren verwendet,
bei welchem gefärbte Pulver, die mit gleichen Vorzeichen, wie die Ladung des latenten
Bildes, geladen waren, in den anderen .Bereichen als dem Bereich den latenten Bildes
unter ;iusnutzung der Abstoßung gegenüber dem latenten Bild zum Anhaften gebracht
werden.
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Del-artige Pulver werden üblicherweise Toner genannt.
mit ladungsregelnden oder -s-tuernden zweiten Teilchen (allgemein mit Träger bezeichnet)
gemischt, die Üblicherweise gröber als der Toner sind, oder der Toner wird vor
Die erstere Arbeitsweise wird Kaskadenentwicklungsverfahren genannt, und wenn ein
Magnetismus aufweisender Träger ver-
verfahren bezeichnet (magnetic brush developing method).
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Das letere Verfahren wird auch Lösungsentwicklungsverfahren genannt.
Außerdem geibt es ein weiteres Verfahren, bei
welchem lediglich
der Toner auf ein latentes Bild in einem Aerosol mittels einer geeigneten Vorrichtung
aufgebracht uni in dieses eingeführt wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine kombination von dem Träger und
dem Toner. Nachstehend wird eine derartige Mischung einfach als Entwickler bezeichnet.
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Es wurden verschiedene Zusammensetzungen des Toners und verschiedene
Kombinationen der Toners mit Trägern
Entwicklereigenschaften bei gewöhnlicher Feuchtigkeit (weniger als 80 % relative
Feuchtigkeit) ihre Eigenschaften unter der Bedingung einer hohen relativen Feuchtigkeit
rasch verringern. Es wird angenommen, daß diese Schwierigkeit durch-die Erscheinung
hervorgerufen wird, daß der Toner die erforderliche Lang für die Entwicklung bei
Bioher Feuchtigkeit durch Entladung der einmal auf dem TLner in Luft gebildeten
Ladung und durc:l rasche Neutralisierung oder Kompensierung durch eine in Nähe des
Toners vorhandene entgegengesetzte Ladung verliert.
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Es ist ferner zu beachten, da!? auch andere Schwierigkeiten auftreten,
d. h. die Ladungsabgabegeschwindigkeit eines elektrostatischen latenten Bildes wird
erhöht und bei Aufladung mittels einer Koronaentladung od. dgl.
wird
das anfangspotential selbst unmittelbar nach der Entladung verringert.
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Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß man diese Schwierigkeiten
durch Verbesserung-der Toner und/oder Träger überwinden kann. D. ho es wurde gefunden,
daß eine derartige Abnahme in den Eigenschaften durch die Rückführung der Eigenschaften
vom Toner oder Träger herbeigeführt wird.
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Das Auftreten derartiger Schwierigkeiten, die sich insbesondere bei
hoher Feuchtigkeit ergeben, auch wenn die Komponenten des Entwicklers nahezu elektrisch
isolierende und .h3&ouhobe Materialien sind, war nicht ohne weiteres ersichtlich.
Es wurde an-;enommen, daß eine geringe teenge an wasserlöslichen Verunreinigungen
oder Ionischen Verunreinigungen, die in den in dem Toner enthaltenen Komponenten
vorhanden sind, ein Aufladen bei hoher .feuchtigkeit verhindern. Bei rrüfung der
Beständigkeit gegenüber FeuchtigI;eit eines Entwicklers aus einem Trägerund einen
Toner, aus welchem wasserlösliche Verunreinigungen spezifisch entfernt worden waren,
wurden@ehr gute Ergebnisse erhalten.
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Es wurden, ferner Untersuchungen über ein yexfab.ren zur quantitativen
Unterscheidung der Unterschiede zwischen dem nach der vorstellend angegebenen Weise
hergestelltem #;ntwickler mit einer hohen Feuchtigkeitsbeständigkeit und de,, üblichen
im Handel befindlichen Entwicklern für elektrostati@
sehe Photographie-ausgeführt,
wobei gefunden wurde, daß man durch Eintauchen einer bestimmten Menge eines Entwicklers
in eine bestimmte Menge von Wasser hoher Reinheit, das durch Behandlung mit Ionenaustauschharzen
während einer aus-
gungen in dem Entwickler in Wasser gelöst werden, ein Produkt herstellen kann und
dann die Zunahme an elektrischer Zeitfähigkeit des Wassers bestimmen kann.
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Aus den vorstehenden Erläuterungen ist es offensichtlich, daß die
Eigenschaften eines Entwicklers bei hoher Feuchtigkeit erniedrigt werden, wenn wenigstens
der Träger oder der Toner des Entwicklers die wasserlöslichen Verunreinigungen enthält.
Im allgemeinen ist der. Gehalt an Verunreinigungen in dem Toner verhältnismäßig
niedrig und überwiegt in dem Träger.
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Die nachstehende Tabelle zeigt die Beziehungen zwi-
der spezifischen elektrischen Zeitfähigkeit von Wasser, in welches der Entwickler
oder Träger eingetaucht wurde, bis die Zunahme der Zeitfähigkeit nicht mehr beobachtet
wurde.
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Die Messung der elektrischen Zeitfähigkeit in* der nachstehenden Tabelle
wurde nach der folgenden Arbeitsweise ausgeführt loo g reines Wasser mit einer spezifischen
elektrischen Zeitfähigkeit von 1,6 x 1o 6 cm @', das durch Ionenaustauschharze
gereinigt
worden ist, werden zu 150 g eines Entwicklers oder eines Trägers gegeben,
worauf nach ausrächendem Rühren die überstehende Flüssigkeit abfiltriert und die
elektrische Zeitfähigkeit unter Verwendung einer elektrischen Leitfähigkeitsmeßzelle
mit einer Zellenkonstante von 1,o und einer Wechselstrombrücke (looo Hz) bei einer
Temperatur von 250C + 10C gemessen wird. Im allgemeinen wird die spezifische elektrische
Zeitfähigkeit auf einen gesättigten Wert allmählich erhöht, der in die Tabelle aufgenommen
wird.
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Für die Untersuchung der Anwendbarkeit und Brauchbarkeit wurde eine
Xeroxplatte, die durch Vakuumabscheidung von amorphem Selen auf einer Aluminiumplatte
hergestellt worden ist, und eine Aluminiumplatte mit einer lichtempfindlichen Schicht
aus Zinkoxyd, welches in einem Siliconharz dispergiert lst, als lichtempfindliches
Material virendet; ein Gefäß, das einen Entwickler enthält, wird für mehr als zwei
Stunden in eine bei einer Temperatur von 3000 und bei einer Feuchtigkeit von 95%
gehaltene Kammer gebracht; die-lichtempfindliche Platte, die ein Bild trägt, wird
auf das Gefäß in der Kammer gebracht, worauf eine Kaskadenentwicklungsarbeitsweise
unter dieser Bedingung ausgeführt wird. Die Bewertung der Qualität des entwickelten
Bildes ist wie folgt: Sie wird mit "A" bezeichnet, wenn keine Schwierigkeiten oder
Störungen in der praktischen Verwendung vorhanden sind, mit "B", wenn die Bilddichte
wesentlich erniedrigt
ist, jedoch das Bild praktisch noch erraten
werden kann, und mit "0", wenn das Bild sehr schwach ist oder eine beachtliche Nebel-
oder Schleierbildung vorhanden ist, so daB die praktische Verwendung unmöglich ist.
Die in der vorstehenden Tabelle gezeigten Entwickler ergaben ein gutes klares Bild
bei normaler Feuchtigkeit..
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Außerdem wurden bei der praktischen Anwendung die folgenden Erscheinungen
beobachtet:
In den Entwicklern, deren Brauchbarkeit bei hoher Feuchtigkeit
verringert worden ist, war eine starke Neigung vorhanden, gemäß welcher die elektxostatische
Anziehungskraft zwischen Träger und Toner. geschwächt war, wobei der Toner, ohne
auf einen Träger getragen zu werden, in die Luft gestreut wurde. Diese Erscheinung
kann auch durch die vorstehend angegebene Annahme erklärt werden.
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Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß man die Eigenschaften
von Entwicklern selbst bei einer hohen Feuchtigkeit beachtlich verbessern kann,
vorausgesetzt, daß die Zunahme der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit weniger
als
beträgt.
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Zur Entfernung der Verunreinigungen von Entwicklern kann. jede Komponente
des Entwicklers ausreichend gereinigt werden; jedoch wird in den meisten Fällen
die unreine Komponente des Endprodukts mit Wasser gewaschen. Dadurch wird nahegelegt,
daß die Wirkung der Erniedrigung der Brauchbarkeit bei hoher Feuchtigkeit in den
Verunreinigungen in Nähe der Oberfläche der Komponente stark ist. Das heißt, daß
die
beeinflussen, wasserlösliche, leitfähige Komponenten sind, die mit Wasser extrahiert
werden können, und wenn einige wasserlösliche leitfähige Materialien im Inneren
eines Überzugs, der gegenüber Wasser vollständig undurchlässig ist,
vorhanden
sind, keinen Einfluß auf die Brauchbarkeit bei hoher Feuchtigkeit ausüben, Überdies
sind Toner im allgemeinen in geringerem Anteil vorhanden und demgemäß ist ihr Beitrag
niedriger; jedoch kann in einem besonderen Fall eine große rlenge an leitfähigen
Komponenten in Tonern enthalten sein. In diesem Fall kann die Brauchbarkeit bei
hoher Feuchtigkeit auch durch den Gehalt an wasserlöslichen leitenden Komponenten
in Trägern und Tonern bestimmt sein.
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Das Verfahren zur Bestimmung der Brauchbarkeit eines Entwicklers bei
hoher Feuchtigkeit ist auch in den Fällen wirksam, wenn der Entwickler positiv geladene
Tonerteilchen und negativ geladene Tonerteilchen enthält und wenn der Entwickler
7.1_lsätzlich zu dem Träger und Toner ein weiteres
Überdies wurde bei der Behandlung einer automatischen Kopiermaschine häufig beobachtet,
daß die Raumtemperatur über Nacht durch das Abstellen einer Luftkonditioniereinrichtung
eines GebRudes , in welchem die Kopiermaschine untergebracht ist, erniedrigt wird
und die Temperatur in dem Entwicklungsapparat der Kopiermaschine unter dem Taupunkt
der Luft in dem Apparat gesenkt wird, wobei teilweise Feuchtigkeit an dem Entwicklungsapparat
kondensiert wird; selbst unter derartig strengen Bedingungen ist der Grad oder das
Ausmaß
der Erniedrigung der Bilddichte im Falle der Verwendung des gereinigten Entwicklers
gemäß der Erfindung wesentlich geringer als bei Verwendung eines gebräuchlichen
Entwicklers und der Entwickler gemäß-der Erfindung kann praktisch ohne irgendwelche
ernsthaften Schwierigkeiten zur Anwendung gelangen.