DE2520214A1 - Elektrostatisches abbildungsverfahren und klassifizierte carriermaterialien dafuer - Google Patents
Elektrostatisches abbildungsverfahren und klassifizierte carriermaterialien dafuerInfo
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Description
DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN
PATENTANWÄLTE D-8000 MÖNCHEN 81 - ARABEUASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087 ......
ZbzOZ14
Case D/74265/74305 26 716 Wt/My
XEROX CORPORATION
Rochester, N.Y. / USA
Rochester, N.Y. / USA
Elektrostatisches Abbildungsverfahren und klassifizierte Carriermaterialien dafür
Die Erfindung betrifft klassifizierte Carriermaterialien mit einem großen Oberflächenbereich und ein elektrostatisches
Abbildungsverfahren, bei dem diese Materialien verwendet
werden. Bei dem elektrostatographischen Abbildungsverfahren wird ein elektrostatographisches Abbildungselement mit einer
Aufzeichnungsobei'xläche geschaffen, dann wird ein elektrostatisches
latentes Bild auf der Aufzeichnungsoberfläche geschaffen und dann wird das elektrostatische latente Bild mit
einer Entwicklungsmischung behandelt, die feinverteilte Tonerteilchen enthält, die elektrostatisch an der Oberfläche von
klassifizierten Carriermaterialien mit großem Oberflächenbereich anhaften, wobei die Carriermaterialien einen spezifisehen
Oberflächenbereich von mindestens ungefähr 150 cm /g besitzen und eine geometrische Standardabweichung bei der
Teilchengrößenvolumenverteilung von weniger als ungefähr 1,3
aufweisen und eine Teilchengrößenverteilung besitzen, worin die Carrierteilchen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser
von weniger als ungefähr 100 Mikron aufweisen, wobei mindestens ein Teil der feinverteilten Tonerteilchen auf
die Aufzeichnungsfläche entsprechend dem elektrostatischen
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latenten Bild daran angezogen und darauf abgeschieden wird.
Die Erfindung betrifft allgemein elektrostatographische Ab-.
bildungssysteme und insbesondere verbesserte Entwicklermaterialien und ihre Verwendung.
Die Bildung und Entwicklung von Bildern auf der Oberfläche von photoleitfähigen Materialien durch elektrostatische Maßnahmen
ist gut bekannt. Das elektrostatographische Grundverfahren, wie es in der US-PS 2 297 691 beschrieben wird, besteht darin,
daß man eine einheitliche elektrostatische Ladung auf eine photoleitfähige Isolierschicht anbringt, die Schicht mit
einem Licht-und-Schatten-Bild belichtet, um die Ladung auf
den Flächen der Schicht, die dem Licht ausgesetzt ist, zu zersetzen und das entstehende, elektrostatische latente Bild
entwickelt, indem man auf dem Bild ein feinverteiltes, elektroskopisch.es
Material, das als "Toner" bezeichnet wird, abscheidet* Der Toner wird üblicherweise an die Flächen der
Schicht angezogen, die die Ladung beibehalten haben, und dabei wird ein Tonerbild gebildet, das dem elektrostatischen latenten
Bild entspricht. Dieses Pulverbild kann dann auf eine TrägefOberfläche wie Papier übertragen werden. Das übertragene
Bild kann anschließend permanent auf die Trägeroberfläche . wie durch Wärme fixiert werden. Anstatt daß man ein latentes
Bild bildet, indem man die photoleitfähige Schicht einheitlich lädt und die Schicht mit einem Licht- und-Schatten-Bild
belichtet, kann man das latente Bild bilden, indem man die Schicht in Bildkonfiguration direkt lädt. Das Pulverbild kann
dann auf die photoleitfähige Schicht fixiert werden, wenn die Übertragungsstufe des Pulverbildes nicht durchgeführt
werden soll. Andere geeignete Fixiermaßnahmen wie die Behandlung mit einem Lösungsmittel oder das Aufbringen einer Überzugs
können anstelle der zuvor erwähnten Wärmefixierstufe durchgeführt werden.
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Es sind viele Verfahren bekannt, um elektroskopische Teilchen
an das elektrostatische latente Bild, das entwickelt werden soll, anzuwenden. Ein Entwicklungsverfahren wird in
der US-PS 2 618 552 beschrieben und ist als "Kaskaden11-Entwicklung bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Entwicklermaterial,
das relativ große Carrierteilchen und feinverteilte Tonerteilchen, die elektrostatisch an der
Oberfläche der Carrierteilchen haften, auf die Oberfläche, die das elektrostatische latente Bild trägt, aufgebracht,
darauf aufgewalzt oder darauf gesprüht bzw. daran herunterlaufen gelassen. Die Zusammensetzung der Tonerteilchen wird
so gewählt, daß sie eine triboelektrische Polarität besitzen,
die entgegengesetzt zu der der Carrierteilchen ist. Um ein negativ geladenes, elektrostatisches latentes Bild zu entwickeln,
sollte eine elektrisches Pulver-und-Carrier-Kombination
gewählt werden, bei der das Pulver triboelektrisch
positiv, bezogen auf den Carrier,ist. Umgekehrt sollte zur Entwicklung eines positiv geladenen elektrostatischen latenten
Bildes elektroskopisches Pulver und Carrier gewählt werden, worin das Pulver triboelektrisch negativ, bezogen auf den
Carrier, ist. Diese triboelektrische Beziehung zwischen
dem Pulver und den Carrier hängt von ihren relativen Stellungen,
in den triboelektrischen Reihen ab, in denen die Materialien auf solche Weise angeordnet werden, daß jedes Material
mit einer positiven elektrischen Ladung geladen wird, wenn es mit irgendeinem Material unter ihm in den Reihen behandelt
wird, und daß es mit einer negativen elektrischen Ladung geladen wird, wenn es mit irgendeinem Material über ihm
in den Reihen geladen wird. Wenn die Mischung längs der bildtragenden Oberfläche abläuft oder darüber fließt, scheiden
sich Tonerteilchen elektrostatisch ab und sichern die geladenen Teile des latenten Bilds. Die Tonerteilchen werden an
den nichtgeladenen oder Hintergrundteilen des Bildes nicht abgeschieden. Die meisten Tonerteilchen, die zufällig auf dem
Hintergrund abgeschieden werden, werden durch den fließenden Carrier entfernt, was vermutlich auf die größere elektrosta-
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tische Anziehung zwischen dem Toner und dem Carrier, verglichen mit der elektrostatischen Anziehung zwischen dem
Toner und dem entladenen Hintergrund zurückzuführen ist. Die Carrierteilchen und die nichtverwendeten Tonerteilchen
werden dann recyclisiert. Dieses Verfahren ist besonders gut für die Entwicklung von Kopien von Strich- bzw. Zeilenbildern.
Das Kaskadenentwicklungsverfahren wird viel bei technischen, elektrostatographischen Entwicklungsverfahren verwendet. Bei
den Bürokopiergeräten für allgemeine Zwecke wird dieses Verfahren eingesetzt, wie es in der US-PS 3 099 943 beschrieben
wird.
Ein weiteres Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer
Bilder ist das Entwicklungsverfahren mit "magnetischer Bürste"
wie es z.B. in der US-PS 2 874 053 beschrieben wird. Bei diesem Verfahren wird ein Entwicklermaterial, das Toner und
magnetische Trägerteilchen enthält, von einem Magneten getragen. Das magnetische Feld des Magneten bewirkt eine Anordnung
der magnetischen Träger in einer bürstenartigen Konfiguration. Diese "magnetische Bürste" ist mit einer Oberfläche,
die ein elektrostatisches latentes Bild trägt, in Berührung, und die Tonerteilchen werden von der Bürste
zu dem elektrostatischen Bild durch elektrostatische Anziehung gezogen. Viele andere Verfahren, wie die "touchdown"
(Herunterfließ)-Entwicklung (vgl. US-PS 2 895 847) sind bekannt, um elektroskopische Teilchen an elektrostatische
latente Bilder, die entwickelt werden sollen, anzuwenden. Die oben beschriebenen Entwicklungsverfahren zusammen mit
zahlreichen Abänderungen sind gut bekannt und werden in zahlreichen Patentschriften und Publikationen beschrieben und
gehen aus den vielfach verwendeten elektrostatischen Abbildungsvorrichtungen hervor.
Bei automatischen elektrostatographischen Vorrichtungen ist es üblich, eine elektrostatographische Platte in Form einer
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zylindrischen Trommel zu verwenden, die kontinuierlich durch einen Zyklus von verschiedenen Stufen rotiert wird, einschließlich
Ladung, Belichtung, Entwicklung, Übertragung und Reinigung. Die Platte wird üblicherweise durch Glimmentladung
(Corona) mit positiver Polarität mit einer Glimmentladung erzeugenden Vorrichtung, wie sie beispielsweise in
der US-PS 2 777 957 beschrieben wird, geladen, die mit einer geeigneten Quelle hohen Potentials verbunden ist. Nachdem
das Pulverbild auf dem elektrostatischen Bild während der Entwicklungsstufe gebildet wurde, wird das Pulverbild elektrostatisch
auf eine Trägeroberfläche mit einer Glimmentladung
erzeugenden Vorrichtung wie der oben beschriebenen Glimmentladungsvorrichtung übertragen. Bei den automatischen Vorrichtungen,
wo eine rotierende Trommel verwendet wird, wird eine Trägeroberfläche, auf die das Pulverbild übertragen werden
soll, durch die Vorrichtung mit der gleichen Geschwindigkeit, wie sie die Peripherie der Trommel besitzt, transportiert,
und diese wird dann mit der Trommel in Übertragungsstellung in Berührung gebracht, wobei sie zwischen der Trommeloberfläche
und der Vorrichtung, die die Glimmentladung bildet, angebracht ist. Die Übertragung erfolgt mit der Vorrichtung,
die die Gliionentladung bildet, wodurch eine elektrostatische
Ladung erzeugt wird und wodurch das Pulverbild von der Trommel auf die Trägeroberfläche angezogen wird. Die Polarität der
Ladung, die erforderlich ist, um den Bildübergang zu bewirken, hängt von der visuellen Form der ursprünglichen Kopie relativ
zu der Reproduktion ab und von den elektroskopischen Eigenschaften des Entwicklungsmaterials, das zur Entwicklung
verwendet wird. Wenn beispielsweise eine positive Reproduktion von einem positiven Original gemacht werden soll, ist es
üblich, eine Glimmentladung mit positiver Polarität zu verwenden, um den Übergang des negativ geladenen Tonerbildes
auf die Trägeroberfläche zu bewirken. Wenn eine positive
Reproduktion von einem negativen Original gemacht werden soll, ist es üblich, ein positiv geladenes Entwicklungsmaterial zu
verwenden, welches von den geladenen Flächen der Platte ab-
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gestoßen wird, um die Flächen darin zu entladen und ein
positives Bild zu bilden, welches dann mit Glimmentladung negativer Polarität übertragen werden kann. In beiden Fällen
verbleiben auf der Platte nach dem Übergang ein restliches Pulverbild und gelegentlich Carrierteilchen. Bevor die
Platte für den anschließenden Zyklus wiederverwendet werden
kann, ist es erforderlich, daß das restliche Bild und die · Carrierteilchen, sofern vorhanden, entfernt werden, um zu
verhindern, daß auf den nachfolgenden Kopien "Geistbilder" entstehen. Bei dem oben beschriebenen Positiv-zu-Positiv-Reproduktionsverfahren
werden das restliche Entwicklungspulver wie auch irgendwelche vorhandenen Carrierteilchen
auf der Plattenoberfläche durch eine Erscheinung fest zurückgehalten r die nicht vollständig bekannt ist, aber, wie
angenommen wird, durch elektrische Ladung hervorgerufen wird. Diese Ladung wird anschließend durch eine Vorrichtung, die
Glimmentladungen bildet, neutralisiert, bevor das restliche Pulver mit einer Reinigungsvorrichtung behandelt wird. Die
Neutralisation der Ladung verstärkt die Reinigungswirkung der Reinigungseinrichtung.
Typischü elektrostatographisclie Reinigungsvorrichtungen umfassen
eine Tuchr.einigüngsvorrichtung, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 186 838 beschrieben wird. Gemäß
dieser US-Patentschrift werden das restliche Pulver und die Carrierteilchen auf der Platte durch Reiben mit einem Gewebe
aus faserförmigem Material der Abbildungsplattenoberfläche
entfernt. Diese billigen und wegwerfbaren Gewebe aus faserförmigem
Material werden unter Druck- und Reibungs- oder Wischkontakt mit der Abbildungsoberfläche weitertransportiert und
allmählich weitergeführt, bis man eine saubere Oberfläche der Platte erhält, wobei das restliche Pulver und die Carrierteilchen
in der Platte fast wesentlich entfernt werden.
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Obgleich man mit den bekannten Entwicklungssystemen im allgemeinen
Bilder guter Qualität erhält, besitzen sie auf bestimmten Gebieten große Nachteilet Bei der Reproduktion von
Kopien mit hohem Kontrast wie von Briefen, Zeichnungen u.a.
ist es wünschenswert, das elektroskopische und die Carriermaterialien so auszuwählen, daß ihre gegenseitige Elektrifizierung
in den meisten Fällen durch die Entfernung zwischen ihren relativen Stellungen in den triboelektrischen Reihen
bestimmt wird. Sind jedoch sonst verträgliche elektroskopische Pulver und Carriermaterialien voneinander in den triboelektrischen
Reihen zu weit entfernt, werden die entstehenden Bilder blaß, da die Anziehungskräfte zwischen den
Carrier- und den Tonerteilchen mit den Anziehungskräften zwischen dem elektrostatischen latenten Bild und den Tonerteilchen
in Konkurrenz stehen. Obgleich die Bilddichte, wie in dem vorstehenden Satz beschrieben wird, verbessert
werden kann, indem man die Tonerkonzentration in der Entwicklungsmischung
erhöht, treten eine unerwünscht hohe Tonerabscheidung im Hintergrund wie auch erhöhte Tonereinkeilung
und Agglomeration auf, wenn die Tonerkonzentration: in der Entwicklungsmischung zu hoch ist. Die anfängliche elektrostatographische
plattenladung kann erhöht werfen, um dip
Dichte des abgeschiedenen Pulverbildes zu verbessern, aber die Plattenladung muß üblicherweise extrem hoch sein, um
das elektroskopische Pulver von den Carrierteilchen wegzuziehen. Extrem hohe elektrostatographische Plattenladungen
sind nicht nur wegen des hohen Energieverbrauchs unerwünscht, der erforderlich ist, um die elektrostatographische Platte
bei hohen Potentialen zu erhalten, sondern ebenfalls deshalb, da das hohe Potential bewirkt, daß die Carrierteilchen an
der elektrostatographischen Plattenoberfläche haften und nicht einfach über die elektrostatographische Plattenoberfläche
fließen und abfließen. Eine Druckstreichung bzw. Druckverschlechterung und ein starkes Übertragen von Carrierteilchen
treten oft auf, wenn Carrierteilchen an wiederverwendbaren elektrostatographischen Abbildungsoberflächen haf-
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ten. Die starken Carrier-Übertragungsschwierigkeiten sind
besonders wesentlich, wenn der Entwickler in Festflächenbedeckungsvorrichtungen verwendet wird, wo überschüssige
Mengen an Tonerteilchen von den Carrierteilchen entfernt
werden, wobei viele Carrierteilchen im wesentlichen befreit von Tonerteilchen zurückbleiben. Das Haften der Carrierteilchen
an wiederverwendbaren elektrostatographischen Abbildungsoberflächen aktiviert die Bildung von unerwünschten
Rissen auf der Oberfläche während des Bildübertragens und während der Reinigung der Oberfläche. Aus diesem Grund sind
viele Materialien, die sonst Eigenschaften besitzen, die ermöglichen, daß sie als Carrierteilchen verwendet werden,
ungeeignet, da sie unzufriedenstellende triboelektrische Eigenschaften aufweisen. Zusätzlich sind einheitliche triboelektrische
Oberflächeneigenschaften bei vielen Carrieroberflächen bei Massenproduktionsverfahren schwierig zu erreichen.
In einigen Fällen ist es fast unmöglich, Qualitätsbilder in automatischen Vorrichtungen mit hoher Geschwindigkeit zu erreichen, wenn Carrier verwendet werden, die nichteinheitliche
triboelektrische Eigenschaften aufweisen. Obgleich es möglich ist, den triboelektrischen Wert von einem
isolierenden Caiiiermaterial zu ändern, indem man das
Carriermaterial mit einem anderen isolierenden Material mit
einem triboelektrischen Wert entfernt von dem triboelektrischen Viert des ursprünglichen Carriermaterials vermischt,
so sind doch relativ große Mengen an zusätzlichem Material erforderlich, um den triboelektrischen Wert des
ursprünglichen Carriermaterials zu ändern. Die Zugabe von großen Mengen an Material zu dem ursprünglichen Carriermaterial,
um dessen triboelektrische Eigenschaften zu ändern, erfordert eine wesentliche Herstellungsstufe,
und oft werden die ursprünglichen physikalischen Eigenschaften des Carriermaterials unerwünscht geändert. Es ist weiterhin
sehr wünschenswert, die triboelektrischen Eigenschaften der Carrieroberflachen zu regulieren, damit es möglich ist,
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die gewünschte Tonerzusammensetzung zu verwenden, wobei die anderen wünschenswerten physikalischen Eigenschaften
des Carriers beibehalten werden sollen. Die Änderung der triboelektrischen Eigenschaften eines Carriers durch Anwendung
eines Oberflächenüberzugs ist ein besonders geeignetes Verfahren. Mit diesem Verfahren ist es nicht nur möglich,
die triboelektrischen Eigenschaften des Carriers zu ändern, der aus Materialien mit geeigneten physikalischen Eigenschaften
hergestellt wurde, es ist ebenfalls möglich, Materialien zu verwenden, die zuvor noch nicht als Carrier
eingesetzt wurden. Beispielsweise kann man einen Carrier mit wünschenswerten physikalischen Eigenschaften mit Ausnahme
der Härte mit einem Material beschichten, das die gewünschte Härte besitzt und das auch andere physikalische Eigenschaften
aufweist, so daß das entstehende Produkt als Carriermaterial sehr wertvoll ist. Es besteht ein steigender Bedarf an
besseren elektrostatographischen Carriern und ein Bedarf an einem verbesserten Verfahren zu ihrer Herstellung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Carriern zu schaffen und
ein Carriermaterial zu schaffen, das die ob^n beschriebenen
Nachteile nicht aufweist. Weiterhin sollen Entwicklermaterialien geschaffen werden, die eine längere Entwicklergebrauchsdauer
aufweisen. Es sollen Entwicklermaterialien geschaffen werden, die verbesserte triboelektrische und mechanische
Eigenschaften aufweisen und die für elektrostatographische Vorrichtungen geeignet sind, wo eine Entwicklungsvorrichtung
mit magnetischer Bürste eingesetzt wird. Es sollen erfindungsgemäß Entwicklermaterialien geschaffen
werden, die gegenüber der Filmbildung auf den elektrostatographischen Aufzeichnungsoberflächen resistenter sind. Die
Entwicklermaterialien sollen nicht an den Hintergrundflächen der elektrostatographischen Abbildungsoberflächen kleben.
Weiterhin sollen viele Materialien, die bis heute als Carriematerialien nicht verwendet wurden, in einen geeig-
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neten Zustand dafür überführt werden. Es sollen verbesserte Entvricklermaterialien geschaffen werden, die physikalische
und chemische Eigenschaften besitzen, die besser sind als die der bekannten Entwicklermaterialien.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird allgemein gesprochen dadurch gelöst, daß elektrostatographische Entwicklermaterialien
geschaffen werden, die klassifizierte Carriermaterialien
mit einem spezifischen Oberflächenbereich von mindestens ungefähr 150 cm /g enthalten.
Die verbesserten erfindungsgemäßen Entwicklermaterialien
ergeben zufriedenstellende Ergebnisse, wenn die Carriermaterialien einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens
ungefähr 150 cm /g aufweisen. Es ist jedoch bevorzugt, daß die Carriermaterialien einen spezifischen Oberflächenbereich
von mindestens ungefähr 165 cm /g aufweisen, da dadurch die Entwicklergebrauchsdauer verbessert wird und da
eine erhöhte Kopiemenge mit dem Entwicklermaterial in einer elektröstatographischen Reproduktions vor richtung mit hoher
Geschwindigkeit erhalten werden kann, wobei niedrige Hint'irgrundswerte aufrechterhalten werden und die Festflächenentwicklungsdichte
beibehalten wird. Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn die erfindungsgemäßen Carriermate-.rialien
einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens
ungefähr 175 cm /g besitzen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Flächenverhältnisse von Carrier zu Tonermaterial in einem Hochgeschwindigkeitsentwicklungssystem
mit magnetischer Bürste so sind, daß die Tonerkonzentration nicht ausreichend vermindert
werden kann, so daß ein Ladungswert für eine minimale Abscheidung von Tonermaterial in den Hintergrundbereichen des
elektrostatischen latenten Bilds während der Entwicklung erhalten wird, während ausreichende Tonerkonzentrationen
beibehalten werden, um eine zufriedenstellende Festflächen-
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dichte (solid area density) zu erreichen. Verwendet man die erfindungsgemäßen Carriermaterialien mit einem minimalen
spezifischen Oberflächenbereich, kann diese Schwierigkeit gelöst werden. Erfindungsgemäß kann man eine
Entwicklermischung verwenden, die eine niedrigere Tonerkonzentration
pro Einheitsflächenbereich an Carrier besitzt, wobei man einen höheren elektrischen Restladungswert bzw.
elektrischen Netzladungswert erhält. Es wurde gefunden, daß, wenn bei dem elektrostatischen Kopierverfahren irgendein
gegebenes Carriermaterial verwendet wird, um Tonermaterialien
eine triboelektrische Ladung durch Kontaktladungsübertragung zu verleihen, der Bereich oder die Größe,
der triboelektrischenLadungsoberfläche des Carriers sehr wichtig ist. Es wurde gefunden, daß der Carrierladungsoberflächenbereich
in Beziehung zu der Menge an Tonermaterial steht, d.h. bei einem gegebenen Tonermaterial
ist es möglich, bis zu dem nützlichen triboelektrischen Potential oder Wert zu laden. Erfindungsgemäß wurde gefunden,
daß die triboelektrische Ladungskapazität eines Carriermaterials von dem Oberflächenbereich abhängt,und dementsprechend
kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um optimale Carriermaterialien für irgendein gegebenes
elektrostatisches Entwicklungssystem zu entwickeln.
Zusätzlich besitzen die erfindungsgemäßen klassierten Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich eine geometrische
Standardabweichung bei der TeilGhengrößenvolumenverteilung von weniger als ungefähr 1,3 und eine Teilchengrößenverteilung,
worin die Teilchen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als ungefähr 100 Mikron besitzen.
Der Ausdruck "geometrische Standardabweichung", wie er hierin verwendet wird, ist als die Abweichung definiert,
die man bei der Teilchengrößenanalyse erhält, ungefähr bestimmt als das Verhältnis des Teilchengrößendurchmessers,
der größer ist als der von 84% der Probe, zu dem des Teilchen-
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durchmessers, der größer ist als 50% der Probe. Dieser Wert
stellt die mittlere oder durchschnittliche Teilchengrößenverteilung, ausgedrückt durch das Gewicht oder Volumen,der Carrierteilchen
dar und ist eine wesentliche Reflexion "bzw. ein wesentlicher Faktor für die erhaltene Kopiequalität bei einem
elektrostatographischen Entwicklungssystem. Ein weiteres Maß für die geometrische Standardabweichung der erfindungsgemäßen
klassifizierten Carriermaterialien ist die Abweichung, die man in der Teilchengrößenanalyse erhält, ungefähr bestimmt
durch das Verhältnis des Teilchendurchmessers, der größer ist als der von 50% der Probe, zu dem des Teilchendurchmessers,
der größer ist als der von 16% der Probe. Der 50%-Wert stellt
die mittlere oder durchschnittliche Teilchengröße, ausgedrückt durch das Volumen der Carrierteilchen, dar und ist
ein wichtiger Faktor für die Bestimmung der nützlichen Gebrauchsdauer des Entwicklers. In beiden Fällen werden die
Werte, die man für den durchschnittlichen Volumenteilchendurchmesser und die geometrische Standardabweichung erhält,
durch Größenanalyse bestimmt, indem man eine Siebanalyse durchführt und US-Standardsiebe
von 325 bis 70 mesh (44 bis 210/u) verwendet.
von 325 bis 70 mesh (44 bis 210/u) verwendet.
Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen klassifizierten Carriermaterialien zufriedenstellende Ergebnisse liefern,
wenn die geometrische Standardabweichung der Teilchengrößenvolumenverteilung
davon unter ungefähr 1,3 liegt und der durchschnittliche Volumenteilchendurchmesser weniger als ungefähr
100 Mikron beträgt. Verbesserte Ergebnisse werden erhalten,wenn man, wie es bevorzugt ist, die geometrische Standardabweichung bei der Teilchengrößenvolumenverteilung unter ungefähr
1,2 hält und wenn der durchschnittliche Volumenteilchendurchmesser unter ungefähr 90 Mikron liegt.
Optimale Ergebnisse werden erhalten, wenn die geometrische Standardabweichung bei der Volumenverteilung der klassifizierten
erfindungsgemäßen Carriermaterialien unter ungefähr
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1,15 liegt und wenn der durchschnittliche Volumenteilchendurchmesser
unter ungefähr 85 Mikron liegt.
Man kann irgendein geeignetes Teilchenklassifizierungsverfahren verwenden, um die erfindungsgemäßen Carriermaterialiegen
mit hohem Oberflächenbereich herzustellen. Typische Teilchenklassifizierungsverfahren umfassen die Luftklassifizierung,
Sieben, Zyklontrennung, Schlämmverfahren, Zentrifugierverfahren und Kombinationen davon. Das bevorzugte
Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich ist ein Siebverfahren
oder Aussiebverfahren.
Als erfindungsgemäßes Carriermaterial mit hohem Oberflächenbereich
kann irgendein geeignetes beschichtetes oder nichtbeschichtetes elektrostatographisches Carrierperlenmaterial
verwendet werden. Typische Carrier für Kaskadenentwicklungsverfahren sind Natriumchlorid, Ammoniumchlorid, Aluminiumkaliumchlorid,
Rochellesalz, Natriumnitrat, Aluminiumnitrat, Kaliumchlorat, granuläres Zirkon, granuläres Silicium,
Methylmethacrylat, Glas und Siliciumdioxid. Typische
Carrier für Entwicklungsverfahren mit magnetischer Bürste
sind Nickel, Stahl, Eisen, ferritische Materialien u.a.
Die Carrier können mit oder ohne Überzug verwendet werden. Viele der zuvor beschriebenen und andere typische Carrier
werden in den US-Patentschriften 2 638 416 und 2 618 552
beschrieben. Zum Schluß ist ein beschichteter Carrierteilchendurchmesser zwischen ungefähr 30 Mikron und ungefähr
1000 Mikron bevorzugt, da die Carrierteilchen dann eine ausreichende Dichte und Inertheit besitzen, um die Haftung der elektrostatischen Bilder während des Kaskadenentwicklungsverfahrens zu verhindern. Für die Entwicklung mit magnetischer Bürste sollten" die Carrierteilchen im allgemeinen einen durchschnittlichen Durchmesser zwischen ungefähr 30 Mikron und ungefähr 250 Mikron besitzen. Allgemein gesagt, erhält
Methylmethacrylat, Glas und Siliciumdioxid. Typische
Carrier für Entwicklungsverfahren mit magnetischer Bürste
sind Nickel, Stahl, Eisen, ferritische Materialien u.a.
Die Carrier können mit oder ohne Überzug verwendet werden. Viele der zuvor beschriebenen und andere typische Carrier
werden in den US-Patentschriften 2 638 416 und 2 618 552
beschrieben. Zum Schluß ist ein beschichteter Carrierteilchendurchmesser zwischen ungefähr 30 Mikron und ungefähr
1000 Mikron bevorzugt, da die Carrierteilchen dann eine ausreichende Dichte und Inertheit besitzen, um die Haftung der elektrostatischen Bilder während des Kaskadenentwicklungsverfahrens zu verhindern. Für die Entwicklung mit magnetischer Bürste sollten" die Carrierteilchen im allgemeinen einen durchschnittlichen Durchmesser zwischen ungefähr 30 Mikron und ungefähr 250 Mikron besitzen. Allgemein gesagt, erhält
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man zufriedenstellend Ergebnisse,wenn ungefähr 1 Teil Toner
mit ungefähr 10 bis 200 Gew.Teilen Carrier verwendet wird.
Die erfindungsgemäßen Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich können mit irgendeinem geeigneten Beschichtungsmaterial
beschichtet werden«. Typische Beschichtungsmaterialien
für die elektrostatographischen Carrierteilchen umfassen Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Styrol-Acrylatorganisches
Silicium-Terpolymere, natürliche Harze wie Kautschuk,
Kolophonium, Kopal, Dammarharz bzw. Steinharz, Drangon's Blood, Jalape, Storax; thermoplastische Harze
einschließlich der Polyolefine wie Polyäthylen, Polypropylen, chloriertes Polyäthylen und chlorsulfoniertes Polyäthylen;
Polyvinyle und Polyvinylidene wie Polystyrol, Polymethylstyrol,
Polymethylmethacrylat, Polyacrylnitril, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyral, Polyvinylchlorid,
Polyvinylcarbazol, Polyvinylather und Polyvinylketone;
Fluorkohlenstoffe wie Polytetrafluoräthylen, Polyvinylfluorid,
Polyvinylidenfluorid; und Polychlortrifluoräthylen; Polyamide wie Polycaprolactam und Polyhexamethylen-adipamid; Polyester
wie Polyäthylen-terephthalat; Polyurethane; Polysulfide,
Polycarbonate ; wärmehärtbare Harze einschließlich phenolischer Harze wie Phenol-Formaldehyd, Phenol-Furfural und
Resorcin-Formaldehyd; Aminoharze wie Harnstoff-Formaldehyd
und Melamin-Formaldehyd; Polyesterharze; Epoxyharze u.a.
Viele der zuvor beschriebenen und andere typische Beschichtungsmaterialien für Träger werden in den US-Patentschriften
2 618 551, 3 526 533, 3 533 835 und 3 658 500 beschrieben.
Wenn die erfindungsgemäßen Carriermaterialien mit hohem Qberfläehenbereich
beschichtet werden, kann irgendeine geeignete elektrostatographische Carrierüberzugsdicke verwendet werden.
Jedoch ist ein Carrierüberzug mit einer Dicke, die mindestens ausreicht, um einen dünnen, kontinuierlichen Film auf den.
Carrierteilchen zu bilden, bevorzugt, da der Carrierüberzug dann eine ausreichende Dicke aufweist, um dem Abrieb zu wider-
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stehen, wodurch kleine Löcher vermieden werden,die die triboelektrischen
Eigenschaften der beschichteten Carrierteilchen nachteilig beeinflussen. Im allgemeinen kann der
Carrierüberzug für die Kaskadenentwicklung und die Entwicklung mit magnetischer Bürste ungefähr 0,1 bis ungefähr
10,0 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der beschichteten Carrierteilchen, ausmachen. Bevorzugt sollte der Carrierüberzug
ungefähr 0,3 bis ungefähr 1,5 Gew.%, bezogen auf
das Gewicht der beschichteten Carrierteilchen, ausmachen, da dadurch eine maximale Beständigkeit, eine Tonereinkei-1
ungsbeständigkeit und eine gute Kopiequalität erhalten werden. Um die Eigenschaften der beschichteten, zusammengesetzungen
Carrierteilchen weiter zu variieren, können gut bekannte Zusatzstoffe wie Weichmacher, reaktive und nichtreaktive Polymer, Farbstoffe, Pigmente, Benetzungsmittel
und Mischungen davon mit den Beschichtungsmaterialien vermischt werden.
Wenn erfindungsgemäße Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich
beschichtet werden, kann die Carrierbeschichtungsmasse auf die Carrierkerne nach irgendeinem geeigneten
Verfahren aufgebracht werden wie durch Sprühen, Eintauchen,
ein Wirbelbeschichtungsverfahren, Beschichtung in der Trommel, Bürsten u.a. Die Beschichtungsmassen können als Pulver,
als Dispersion, als Lösung, als Emulsion oder als heiße Schmelze aufgebracht werden. Wenn sie als Lösung aufgebracht
werden, kann.man irgendein geeignetes Lösungsmittel verwenden. Lösungsmittel mit relativ hohen Siedepunkten sind bevorzugt,
da weniger Energie und Zeit erforderlich sind, um die Lösungsmittel anschließend nach der Anwendung des Überzugs
auf die Carrierkerne zu entfernen. Gewünschtenfalls kann der Überzug Harzmonomere enthalten, die in situ auf
der Oberfläche der Kerne polymerisiert werden, oder Plastisole,
die in situ in nichtfließbarem Zustand auf der Oberfläche
der Kerne geliert werden. Überraschenderweise wurde gefunden, daß bei einem gegebenen unreationellen Beschich-
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tungsverfahren Carrierkernmaterialien, die die spezifischen Oberflächenbereiche, wie sie bei der vorliegenden Erfindung
definiert wurden, besitzen, erhöhte wirksame Flächen ergeben, d.h. die triboelektrische Ladung der beschichteten
Fläche pro Einheitsgewicht. Durch erhöhte aktive Carrierflächen wird der triboelektrische Ladungswert für Tonermaterial
bei einer gegebenen Tonerkonzentration, ausgedrückt durch das Gewicht, in einer Entwicklermischung erhöht.
Wo es daher bevorzugt ist, ein elektrostatographisches Entwicklungssystem bei minimaler Tonerkonzentration zu betreiben,
um eine Feststoffflächenbedeckung bei einer Tonerkonzentration zu erhalten, die hoch genug sind, um
die Tonerabscheidung in den Hintergrundflächen eines entwickelten
elektrostatischen latenten Bildes minimal zu halten, bedingt durch Tonerteilchen, die eine niedrige
oder schwache triboelektrische Ladung besitzen, so können diese Zeile erreicht werden, indem man die erfindungsgemäßen
Carriermaterialien mit großem Oberflächenbereich verwendet. Erfindungsgemäß werden die zuvor erwähnten Ziele erreicht,
wenn man mit erniedrigter Tonerkonzentration arbeitet, und dabei erhält man geringere HintergrundabScheidungen, und
die Entwicklergebrauchsdauer ist verlängert.
In den erfindungsgemäßen Carriermaterialien mit hoher Oberfläche
können irgendwelche geeigneten pigmentierten oder gefärbten elektroskopischen Tonermaterialien verwendet wer-'
den. Typischer Tonermaterialien-umfassen: Wacholderharz, Kolophonium, Cumaronindenharz, Asphalt, Gilsonit,. Phenol-Formaldehydharze,
Methacrylharze, Polystyrolharze, .- ■
Polypropylenharze, Epoxyharze, Polyäthylenharze und Mischungen davon. Das besondere Tonermäterial, das verwendet wird,
hängt offensichtlich von der Trennung der Tonerteilchen von
den Carrierperlen mit hohem Oberflächenbereich in den triboelektrischen Reihen ab} vergl. US-Patentschriften 2 659 670,
2 753 308, 3 079 342, 2 788 288 und US Patent Reissue
0 9 8 5 0/0874
25202U
25 136, wo elektroskopische Tonerzusammensetzungen beschrieben
werden. Diese Toner besitzen im allgemeinen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser zwischen ungefähr 1 und
ungefähr 30 Mikron.
Man kann bei den erfindungsgemäßen Carriern mit hohem Oberflächenbereich
irgendwelche geeignete Tonerkonzentrationen verwenden. Typischer Tonerkonzentrationen für Kaskaden- und
magnetische Bürsten-Entwicklungssysteme enthalten ungefähr 1 Teil Toner und ungefähr 10 bis ungefähr 400 Gew.Teile
Carrier.
Man kann irgendein geeignetes Färbemittel wie ein Pigment oder einen Farbstoff verwenden, um die Tonerteilchen zu färben.
Tonerfärbemittel sind gut bekannt und sind beispielsweise Ruß, Nigrosinfarbstoff, Anilinblau, Calco Oil Blue,
Chromgelb, Ultramarinblau, Chinolingelb, Methylenblauchlorid,
Monastral Blue, Malachite Greene Ozalate, Lampenruß, Rose Bengal, Monastral Red, Sudan Black BM und Mischungen davon.
Die Pigmente oder die Farbstoffe sollten in dem Toner in einer Menge vorhanden sein, die ausreicht, ihn stark zu
färben, so daß er auf dem Aufzeichnungselement ein klares,
sichtbares Bild bildet. Bevorzugt wird das Pigment in einer Menge von ungefähr 3 bis ungefähr 20 Gew.%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des gefärbten Toners, verwendet, da dadurch Bilder mit hoher Qualität erhalten werden. Yfenn das Tonerfärbemittel
ein Farbstoff ist, können wesentlich geringere Mengen an Färbemittel verwendet werden.
Als Aufzeichnungsfläche kann man bei den erfindungsgemäßen
Carriern mit hohem Oberflächenbereich irgendein geeignetes organisches oder anorganisches photoleitfähiges Material verwenden.
Typische anorganische Photoleitermaterialien sind: Schwefel, Selen, Zinksulfid, Zinkoxid, Zink-cadmiumsulfid,
Zink-magnesiumoxid, Cadmiumselenid, Zinksilikat, Calcium-
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Strontiumsulfid, Cadmiumsulfid, Quecksilberjodid, Quecksilberoxid,
Quecksilbersulfid, Indiumtrisulfid, Galliumselenid,
Arsendisulfid, Arsentrisulfid, Arsentriselenid,
Antimontrisulfid, Cadmiumsulfo-selenid und Mischungen davon.
Typische organische Photoleiter sind: Chinacridonpigmente, Phthalocyaninpigmente, Triphenylamin, 2,4-Bis-(4,4'-diäthylamino-phenol)-1,3,4-oxadiazol,
N-Isoprapylcarbazol, Triphenylpyrrol,
4,5-Diphenyl-imidazolidinon, 4,5-Diphenylimidazolidinthion,
- 4,5-Bis-(4' -aminophenyl) -imidazolidinon,
1,5-Dicyanonaphthalin, 1,4-Dicyanonaphthalin, Aminophthalodinitril,
Nitrophthalodinitril, 1,2,5,6-Tetra-aza-cyclöoctatetraen~(2,4,6,7),
2~Mercapto-benzothiazol-2-phenyl-4-bisphenylidenoxazolon,
6-Hydroxy-2,3-di-(p-methoxyphenyl)-benzofuran,
4-Dimethylamino-benzyliden-benzhydrazid,
3-Benzyliden-aminocarbazol, Polyvinylcarbazol, (2-Nitrobenzyiiden)-p-bromanilin,
2,4-Diphenylchinazolin, 1,2,4-Triazin, 5~Diphenyl-3-methylpyrazolin, 2-(4'-Dimethylaminephenyl)-benzoxazol,
3-Amincarbazol und Mischungen davon. Beispiele von photoleitfähigen Materialien werden beispielsx^eise
in den US-Patentschriften 2 803 542, 2 970 906, 3 121 006, 3 121 00) und 3 151 982 beschrieben.
In den folgenden Beispielen werden Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Carriermaterialien näher erläutert.
J)ie Teile und Prozentgehalte sind, sofern nicht anders angegeben,
durch das Gewicht ausgedrückt.
Eine Kontrollentwicklungsmischung wird hergestellt, indem
man ungefähr 1 Teil Tonermaterial, enthaltend ein Styroln-Butylmethacrylat-Copolymer,
Polyvinylbutyral und Ruß, hergestellt gemäß dem in Beispiel 1 der US-PS 3 079 342 beschriebenen
Verfahren, mit einer durchschnittlichen Teilchengröße
von ungefähr 10 bis ungefähr 20 Mikron mit ungefähr 100 Teilen Carrierkernmaterial, enthaltend Nickel-
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- 19 - 25202H
zinkferrit, beschichtet mit ungefähr 0,6 Gew.%, bezogen
auf das Gewicht des Kernmaterials, einer Trägerüberzugszusammensetzung, enthaltend Styrol, einen Methacrylester
und eine organische Siliciumverbindung, wie sie in der US-PS 3 526 533 beschrieben wird, vermischt. Das beschichtete
Ferrit-Carriermaterial wird durch Siebanalyse untersucht, und man stellt folgende Teilchengrößenverteilung fest:
US-Sieb Gew.%
mesh (/u)
70 (250) 0
80 (177) 0
100 (149) 0,1
120 (125) 0,1
140 (105) 7,2
170 ( 88) 30,4
200 ( 74) 30,7
230 ( 63) 25,5
270 (54) 5,7
325 (44) 0,2
Pfanne 0
Durch Berechnung wird festgestellt, daß das beschichtete Ferrit-Carriermaterial einen spezifischen Oberflächenbereich
von ungefähr 128 cm /g besitzt. Die Entwicklermischung wird zur Entwicklung einer Selen-PhotoleiteraufZeichnungsfläche,
die ein elektrostatisches latentes Bild trägt, verwendet, wobei man das in der US-PS 2 874 O63 beschriebene Entwicklungsverfahren
mit magnetischer Bürste verwendet. Das magnetische Feld des Magneten bewirkt eine Ausrichtung des
Carriers und Toner in bürstenartiger Konfiguration. Die magnetische Bürste wird in Entwicklungskonfiguration mit der
elektrostatischen, bildtragenden Oberfläche gebracht und Tonerteilchen werden von den Carrierteilchen zu dem latenten
Bild durch elektrostatische Anziehung angezogen. Die entstehenden Kopien eines Standardbildtestmusters besitzen eine
25202U
gute Qualität, und man kann bis ungefähr 25 000 Kopien erhalten. Danach übersteigt der Bildhintergrundswert den maximalen
Wert von 0,010, der als annehmbar angesehen wird.
Eine Entwicklermischung wird hergestellt, indem man ungefähr 1 Teil des in Beispiel 1 verwendeten Tonermaterials mit ungefähr
100 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten Carriermaterials vermischt, mit der Ausnahme, daß das Carriermaterial,
wie durch Siebanalyse bestimmt wurde, die folgende Teilchen» größenverteilung hatte:
Gew.%
0 0
0,8 5,9 21,4 40,3 28,5 1,4 1,4 0,3 Pfanne 0
Durch Berechnung wird festgestellt, daß das beschichtete Ferrit-Carriermaterial einen spezifischen Oberflächenbereich
von ungefähr 151 cm /g besitzt. Der Entwickler wird verwendet, um eine Selen-Photoleiteraufzeichnungsoberflache zu entwickeln,
die ein elektrostatisches latentes Bild trägt, wobei man im wesentliehen unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1
beschrieben arbeitet* Man stellt fest, daß die entstehenden Kopien des Standardbildtestmusters eine gute Qualität bis
zu ungefähr 70 000 Kopien besitzen, danach beträgt der Bild-
U.S. | Sieb |
mesh | (/u) |
70 | (210) |
80 | (177) |
100 | (149) |
120 | (125) |
140 | (105) |
170 | ( 88) |
200 | ( 74) |
230 | ( 63) |
270 | ( 54) |
325 | ( 44) |
0/0874
- 21 - 252Ö2U
hintergrundswert ungefähr 0,010; dies ist der maximale Wert, der als annehmbar angesehen wird.
Eine Entwicklermischung wird hergestellt, indem man ungefähr 1 Teil des in Beispiel 1 verwendeten Tonermaterials mit
ungefähr 100 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten Carriermaterials vermischt, mit der Ausnahme, daß das Carriermaterial,
wie durch Siebanalyse festgestellt wurde, die folgende Teilchengrößenverteilung hatte:
U.S. Sieb Gew.%
0
0
0
0
0
0,16 13,8
35,1
40,9
7,59 1,86 0,53 0,06
35,1
40,9
7,59 1,86 0,53 0,06
Durch Berechnung wird'festgestellt, daß das beschichtete
Ferrit-Carriermaterial einen spezifischen Oberfiächenbereich von ungefähr 160 cm /g besitzt. Der Entwickler v/ird verwendet,
um eine Selen-Photoleiteraiifzeichnungsoberfläche zu entwickeln,
die ein elektrostatisches latentes Bild trägt, wobei man im wesentlichen unter den gleichen Bedingungen wie
in Beispiel 1 beschrieben arbeitet. Man stellt fest, daß die entstehenden Kopien des Standardbildtestmusters eine
gute Qualität bis zu ungefähr 100 000 Kopien aufweisen. Danach erreicht der Bildhintergrundswert einen Wert von un-
mesh | (/u) |
70 | (210) |
80 | (177) |
100 | (149) |
120 | (125) |
140 | (105) |
170 | ( 88) |
200 | ( 74) |
230 | ( 63) |
270 | ( 54) |
325 | ( 44) |
Pfanne |
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- 22 - 25202U
gefähr 0,010, d.h. den maximalen Wert, der als annehmbar
angesehen wird.
Beispiel 4
Eine Entwicklungsmischung wird hergestellt, indem man ungefähr 1 Teil des in Beispiel 1 verwendeten Tonermaterials mit
ungefähr 100 Teilen des in Beispiel 1 verwendeten Carriermaterials vermischt, mit der Ausnahme, daß das Carriermaterial,
wie durch Siebanalyse festgestellt wurde, die folgende Teilchengrößenverteilung zeigte:
U.S. | Sieb |
mesh | (/u) |
70 | (210) |
80 | (177) |
100 | (149) |
120 | (125) |
140 | (105) |
170 | ( 88) |
200 | ( 74) |
230 | ( 63) |
270 | ( 54) |
325 | "( 44) |
5,7 44,7 34,9 10,9
3,7
0,13 Pfanne 0
Durch Berechnung stellt man fest, daß das Ferrit-Carriermaterial
einen spezifischen Oberflächenbereich von ungefähr 168 cm/g besitzt. Der Entwickler wird verwendet, um eine"
Selen-Photoleiteraufzeichnungsoberfläche, die ein elektrostatisches latentes Bild trägt, zu entwickeln, wobei man im
wesentlichen bei den gleichen Bedingungen arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben. Man stellt fest, daß die entstehenden
Kopien des Standardbildtestmusters eine gute Qualität bis zu ungefähr 130 000 Kopien besitzen. Danach wird festgestellt,
daß der Bildhintergrundswert ungefähr den maximalen. Wert von 0,010 erreicht, der noch als annehmbar angesehen wird.
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Beispiel 5
Eine Entwicklermischung wird hergestellt, indem man ungefähr 1 Teil des in Beispiel 1 verwendeten Tonermaterials mit ungefähr
100 Teile des in Beispiel 1 verwendeten Carriermaterials vermischt, mit der Ausnahme, daß das Carriermaterial,
wie durch Siebanalyse festgestellt wurde, die folgenden Teilchengrößenverteilungen zeigte:
U.S. Sieb . Gewo%
mesh ( /u)
70 (210) 0
80 (177) 0,2
100 (149) 1,7
120 (125) 4,5
140 (105) 7,5
170 ( 88) 10,3
200 ( 74) 62,4
230 ( 63) 2,6
270 (54) 5,1
325 (44) 5,1
Pfanne 0,51
Diese Verteilung wurde künstlich erzielt und die normale Logarithmendarstellung für die geometrische Standardabweichungsberechnung
wird nicht erfüllt. Durch Berechnung wird festgestellt, daß das beschichtete Ferrit-Carriermaterial
einen spezifischen Oberfiächenbereich von ungefähr 177 cm /g
hat. Der Entwickler wird verwendet, um eine Selen-Photoleiterauf zeichnungsoberf lache, die ein elektrostatisches latentes
Bild trägt, zu entwickeln, wobei man im wesentlichen bei den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben arbeitet.
Man stellt fest, daß die entstehenden Kopien des Standardbildtestmusters eine gute Qualität bis zu ungefähr
150 000 Kopien aufweisen, dann beträgt der Bildhintergrundswert ungefähr 0,008 und liegt noch innerhalb des Bereichs
bis zu dem maximalen Wert von 0,010, der als annehmbar ange-
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sehen wird. Der Versuch v/urde bei diesem Zählwert für die
Kopien beendet. .
Die erfindungsgemäßen Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich
zeichnen sich dadurch aus, daß es möglich wird, eine verbesserte Kopienqualität zu erreichen und die
Tonerabscheidung in den Hintergrundsbereichen sind geringer.
Zusätzlich zeigen die erfindungsgemäßen Carriermaterialien
mit hohem Oberflächenbereich eine verbesserte Leistung in der Kopiervorrichtung mit längerer Systemgebrauchsdauer.
Diese Carriermaterialien ermöglichen wesentlich verbesserte tribo elektrische Ladungseigenschaf ten der Entwicklermischung,
während wesentlich längerer Zeiten, und dadurch wird die Gebrauchsdauer des Entwicklers der Errfcwicklermischungen erhöht
und die Entwicklermaterialien müssen kaum ersetzt werden. Die erfindungsgemäßen Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich
ergeben dichte Tonerbilder und sind besonders geeignet für Entwicklungssystem mit magnetischer Bürste.
Die erfindungsgemäßen Entwicklermaterialien ermöglichen Verbesserungen in der Systemgebrauchsdauer, bedingt durch die
inhärente, verlängerte Gebrauchsdauer des Entwicklers, bedingt
durcli die Klassifizierung und die Verwendong von Carriermaterialien mit spezifischen Oberflächenbereichen.
0 9 8 5 0/ f) 8 7
Claims (1)
- Patentansprüche1. Elektrostatographisches Abbildungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man ein elektrostatographisches AbMldungselement, das eine Aufzeichnungsoberfläche enthält, schafft, ein elektrostatisches latentes Abbild auf der Aufzeichnungsfläche bildet und das elektrostatische latente Bild mit einer Entwicklermischung behandelt, enthaltend feinverteilter Tonerteilchen,. die elektrostatisch an der Oberfläche der klassifizierten Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich haften, wobei die Materialien einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens ungefähr150 cm /g, eine geometrische Standardabweichung bei der Teilchengrößenvolumenverteilung von weniger als ungefähr 1,3 und eine Teilchengrößenverteilung besitzen, worin die Carrierteilchen einaidurchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als ungefähr 100 Mikron aufweisen, wobei mindestens ein Teil der feinverteilten Tonerteilchen auf die Aufzeichnungsoberfläche entsprechend dem elektrostatischen latenten Bild angezogen und dort abgeschieden wird. .2. Elektro-tatographisches Abbildurigsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Carriermaterialien einen spezifischen Oberflächenbereichvon mindestens ungefähr 165 cm /g besitzen.3. Elektrostagoraphisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Carriermaterialien einen spezifischen Oberflächenbereich vonmindestens ungefähr 175 cm /g besitzen.4. Elektrostatographisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Carriermaterialien eine geometrische Standardabweichung bei der Teilchengrößenvolumenverteilung von weniger als ungefähr 1,2 und einen durchschnittlichen Volumenteilchendur ch-509850/0874messer von weniger als ungefähr 90 Mikron besitzen«,5. Elektrostatographisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Carrierraaterialien eine geometrische Standardabweichung bei der Volumenverteilung von weniger als ungefähr 1/15 und einen durchschnittlichen Volumenteilchendurchmesser von weniger als ungefähr 85 Mikron besitzen.6. Elektrostatographisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Carriermaterialien mit einem dünnen, kontinuierlichen Film aus einem Beschichtungsmaterial überzogen sind.7. Elektrostatographisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Beschichtungsmaterial von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10,0 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der beschichteten Carrierteilchen, ausmacht.8. Elektrostatographisches Abbildungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , cKö das Carriermaterial Nickel-zinkferrit, beschichtet mit einem dünnen, kontinuierlichen Film aus einer Beschichtungszusammensetzung, enthaltend Styrol, einen Methacrylatester und eine organische Siliciumverbindung, enthält.9y Klassifizierte Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Carriermaterialien einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens ungefähr 150 cm /g, eine geometrische Standardabweichung bei der Teilchengrößenvolumenverteilung von weniger als ungefähr 1,3 und eine Teilchengrößenverteilung besitzen, bei der die Carrierteilchen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als ungefähr 100 Mikron aufweisen.50985ü/0874" ' " 25202U10. Klassifizierte Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Carriermaterialien einen spezi-fischen Oberflächenbereich von mindestens ungefähr 165 cm /g besitzen.11. Klassifizierte Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Carriermaterialien einen spezi-fischen Oberflächenbereich von mindestens ungefähr 175 cm /g besitzen.12. Klassifizierte Carriernaterialien mit hohem Oberflächenbereich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Carriermaterialien eine geometrische Standardabweichung bei der Teilchengrößenvolumenverteilung von weniger als ungefähr 1,2 und einen durchschnittlichen Teilchenvolumendurchmesser von weniger als ungefähr 90 Mikron besitzen.13. Klassifizierte Carriermaterialien mit hohem Oberfläoh?nber'c?ich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Carriermaterialien eine geometrische Standardabweichung bei der Volumenverteilung von weniger als ungefähr 1,15 und einen durchschnittlichen Volumenteilchendurchmesser von weniger als ungefähr 85 Mikron besitzen.14. Klassifizierte Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Carriermaterialien mit einem dünnen, kontinuierlichen Film aus einem Beschichtungsmaterial überzogen sind..609050/087415. Klassifizierte Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10,0 Gew.%t bezogen auf das Gewicht der beschichteten Carrierteilchen, ausmacht.16. Klassifizierte Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich nach Anspruch 9, dadurch g ek e η η zei chnet , daß das Carriermaterial Nickel-zinkferrit, beschichtet mit einem dünnen, kontinuierlichen Film aus einer Beschichtungszusammensetzung, enthaltend Styrol, einen Methacrylatester und eine organische Siliciumverbindung, enthält.17. Elektrostatographische Entwicklungsmischung, dadurch gekennzeichnet , daß sie feinverteilte Tonerteilchen, die elektrostatisch an der Oberfläche von klassifzierten Carriermaterialien mit hohem Oberflächenbereich haften, enthält, wobei die Carriermaterialien einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens ungefähr150 cm /g, eine geometrische Standardabweichung bei der Teilchengrößenvoiumenv/Orteilung von weniger als ungefähr 1,3 und eine Teilchengrößenverteilung, worin die Carrierteilchen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von weniger als ungefähr 100 Mikron aufweisen, besitzen.18. Elektrostatographische Entwicklungsmischung, nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Carriermaterialien einen spezifischen Oberflächenbereich von mindestens ungefähr 165 cm /g besitzen.19· Elektrostatographische Entwicklungsmischung nach Anspruch 17, dadurch -gekennzeichnet , daß die Carriermaterialien einen spezifischen Oberflächenbereich vonmindestens ungefähr 175 cm /g besitzen.509850/0874" 25202U20. Elektrostatographische Entwicklungsmischung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Carriermaterialien eine geometrische Standardabweichung bei der Teilchengrößenvolumenverteilung von weniger als ungefähr 1,2 und einen durchschnittlichen Volumenteilchendurchmesser von weniger als ungefähr 90 Mikron' besitzen.21. Elektrostatographische Entwicklungsmischung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Carriermaterialien eine geometrische Standardabweichung bei der Teilchengrößenvolumenverteilung von weniger als ungefähr 1,15 und einen durchschnittlichen Voluznenteilchendurchmesser von weniger als ungefähr 85 Mikron besitzen.22· Elektrostatographische Entwicklungsmischung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Carriermaterialien mit einem dünnen, kontinuierlichen Film aus einem BeSchichtungsmaterial überzogen sind.23· Elektrostatographische Entwicklungsmischung nach Anspruch 22, dadurch ' gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial von ungefähr 0,1 bis ungefähr 10,0 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der beschichteten Carrierteilchen, ausmacht.24ο Elektrostatographische Entwicklungsmischung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Carriermaterial Nickel-zinkferrit, beschichtet mit einem dünnen, kontinuierlichen Film aus einer Beschichtungszusammensetzung, enthaltend Styrol, einen Methacrylester und eine organische Siliciumverbindung, enthält.509850/0874
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