DE2754994C3 - Verfahren zur elektrostatischen Bildaufzeichnung - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch ', dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger verwendet wird, der auf der Oberfläche eine Oxidschicht von 0.1 bis 5 Gew.-% aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger verwendet wird, bei dem 80 bis 100% der Partikel flache Eisenpartikel einer Korngröße von 30 bis 200 μΐη sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner in einer Menge von 3 bis 7 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile des Eisenparlikel- 4-, Trägers verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß ein Träger verwendet wird, bei dem 80 bis 100% der Partikel kugelförmige Eisenpartikel einer Korngröße von 30 bis 400 μπι ίο sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner in einer Menge von 1,5 bis 5 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile des aus kugelförmigen Eisenpartikeln bestehenden Trägers eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein ferromagnetischer Träger verwendet wird, dessen spezifischer Widerstand durch einen unter Fluorharzen, Polystyrolharten, Epoxyharze!!, Styrol-Methacrylat-Harzen und synthetischem Kautschuk ausgewählten isolieren^ den Überzug eingestellt ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein ferromagnetischer Träger verwendet wird, dessen spezifischer Wider' stand durch Zumischüng von Pulver aus Cr, Mo₁ W, Ni, Co, Mn, Si, Bi, Pb₁ Zn, Se oder Te eingestellt ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetbürste mit einem Widerstand über 4,5 · 10⁷ Ω verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Verfahren zur elektrostatischen Bildaufzeichnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Als elektrophotographisches Verfahren ist das sog. Magnetbürstenverfahren bekannt, bei dem ein Trocken-Umkehrentwickler verwendet wird, der einen Träger und einen Toner enthält. Das Magnetbürstenverfahren sowie hierzu dienende Entwickler sind beispielsweise in der US-PS 28 74 063 und in den JP-AS 40-10866 (veröffentlicht am 1.6.1965) und 48-8139 (veröffentlicht am 12.3.1972) beschrieben. Bei diesen Verfahren ist der Träger mit ferromagnetischen Eigenschaften üblicherweise ein Träger aus Eisenpartikeln, dem ein Toner mit einer mittleren Teilchengröße von 1-50μηι als wesentlicher Bestandteil zur Erzielung des pulverförmigen Entwicklers zugesetzt ist, der durch die Magnetkraft des Trägers bürstenartig angeordnet wird und entsprechend dem Muster des elektrostatischen latenten Bildes zur Entwicklung des Bildes aufgebracht wird, das dann übertragen und auf dem Kopierpapier fixiert wird. Bei diesen Vtrfahren wurde ein Entwickler mit einem volumbezogenen spezifischen Widerstand von nicht mehr als 1 · ΙΟ⁸ Ω · cm (zum Meßverfahren siehe später) verwende», der eine Art Gegenelektrodenwirkung hervorruft, v/as zur Eliminierung von Rand- und Saumeffekten führt und Kopien mit ausgezeichneter Tonabstufung liefert. Qualitativ hochwertige Bilder können entsprechend durch die sog. Normalentwicklung hergestellt werden, bei der ein Bild auf den Flächen erscheint, auf denen Ladungen existieren.

In der Zwischenzeit wurde im Zuge des Entwicklungstrends nach Verfahren und Vorrichtungen der Bildaufzeichnung mit hoher Geschv« rrdigkeit und hoher Dichte ein nichtmechanischer, nach einem elektrophotographischen Verfahren arbeitender Laserstrahlc'rucker entwickelt, bei dem das Bild mit einem Laserstrahl optisch geschrieben und danach umkehrentwickelt wird, wobei entsprechend die belichteten Bereiche des Bildes entwickelt werden. Bei Anwendung herkömmlicher Entwickler bei der Umkehrentwicklung nach dem Magnetbürstenverfahren wurde allerdings festgestellt, daß eine zufriedenstellende Entwicklung durch die Gegenelektrodenwirkung der Magnetbürste nicht erzielt werden kann. Die Qualität der Entwicklung ist dabei insbesondere dann schlecht, wenn ein Photoleiter mit hohem Restpotential verwendet wird oder die Aufzeichnung des Bildes mit hoher Geschwindigkeit vorgenommmen wird, wobei entsprechend keine ausreichende Belichtungs- bzw. Entwicklungszeit zur Verfügung steht. Aus diesen Gründen wurde zur Vermeidung der genannten Schwierigkeiten angegeben, die gesamte Entwicklungsvorrichtung vom Erdpotential zu isolieren und eine externe Vorspannung daran anzulegen, sowie ferner, ohne Anlegen einer Vorspannung die gesamte Entwicklungsvorrichtung vom Erdpotential zu isolieren oder einen hochohmigen Widerstand öder einen Kondensator in Serie mit der EntwicklungS' vorrichtung zu legen, um so eine Selbstvorspannung zu erzielen. Bei diesen Verfahrensweisen tritt allerdings dann, wenn der Phötöleitef Störungen wie beispielswel· se Löcher oder Durchschlagsstellen aufweist, aufgrund

des Kurzschließens der Vorspannung ein Verlust an Bildinformation innerhalb eines Gebiets auf, das größer ist als der Bereich der Störung beispielsweise in Form einer Durchschlagsstelle, wobei hinzukommen kann, daß der Störungsbereich durch die beim Kurzschließen auftretende Entladung weiter vergrößert wird. Die Isolation der gesamten Entwicklungsvorrichtung ist darüber hinaus aufwendig und störungsanfällig, wobei die Vorspannung durch Ansammlungen von verstreutem Trägermaterial kurzgeschlossen werden kann. Es wurde ferner die Verwendung einer Isolierhülse anstelle der isolation der Entwicklungsvorrichtung angegeben; auch nierdurch lassen sich jedoch die obengenannten Probleme nicht immer lösen, auch treten zusätzliche Schwierigkeiten hinsichtlich der Herstellung wie auch Haltbarkeit der Hülse auf.

Aus der US-PS 32 62 806 ist in diesem Zusammenhang ein elektrophotographischer Umkehrentwickler bekannt, der aus einem Toner und einem Träger besteht, der aus einem magnetisierbaren Pulver im Gemisch mit einem gemischten Toner aufgebaut ist, wobei der Toner mindestens eine positiv aufladbare sowie eine negativ aufladbare Komponente aufweist. Angaben über den spezifischen Widerstand finden sich in dieser Druckschrift nicht. Das entsprechende Entwicklungsverfahren erfordert entsprechend zugleich das Anlegen einer Vorspannung zwischen Trommel und Hülse der Magnetbürste.

Aus diesen Gründen bestand ein außerordentliches Interesse an der Ausarbeitung eines neuen Vsrfahrens. das sich von den üblichen, herkömmlichen Entwicklungsverfahren unterscheidet und sich besonders für Laserdruckverfahren eignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur elektrophotographischen Bildaufzeichnung anzugeben, das die Erzielung einer hohen Auflösung und qualitativ hochwertiger Bildaufzeichnungen bzw. Kopien ermöglicht; das Verfahren soll ferner die Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung elektrostatischer Bilder bei einer Papiergeschwindigkeit von 20 cm/s oder darüber, insbesondere bei 40 cm/s oder darüber, unter Erzielung hochauflösender Bilder ermöglichen.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erhndungsgemäße Verfahren beruht auf der Aufzeichnung von Bildern durch elektrostatische Fotografie durch

Aufladen einer photoleitenden Trommel,
Belichtung der Trommel zur Erzeugung eines dem aufzuzeichnenden Bild entsprechenden elektrostatischen latenten Bildes auf der Trommel,
Umkehrentwicklung des elektrostatischen latenten Bildes mit einem Trocken-Umkehrentwickler, wobei der Entwickler von einer auf der Hülse einer magnetischen Trommel erzeugten Magnetbürste auf die Trommel aufgebracht wird,

Übertragung des auf der Trommel während der Umkehrentwicklung aufgebrachten Toners auf ein Aufzeichnungsmedium und Fixierung des übertragenen Toners und ist dadurch gekennzeichnet, daß

— als Trocken-Umkehrentwickler ein Entwickler mit
100 Gew.-Teilen eines ferromagnetichen Trägers und

1 bis 10 Gew.-Teüen eines Toners als wesentlichen Bestandteilen und

einem spezifischen Widerstand von 3,5 · 10^H bis 1 · 10" Ω · cm verwendet und

— die Umkehrentwicklung bei gemeinsamer Erdung der photoleitenden Trommel und der Hülse ohne gegenseitige Vorspannung durchgeführt wird.

Der erfindungsgemäß eingesetzte Träger weist einen erhöhten elektrischen Widerstand auf, um damit den spezifischen Widerstand des fertigen Entwicklers

ίο kontrollieren bzw. einstellen zu können. Die Partikeloberfläche des Eisenpartikel-Trägers ist teilweise oder vollständig mit einer Oxidschicht aus dem Material des Eisenpartikel-Trägers selbst oder einer Beschichtung aus bekannten organischen Isoliermaterialien wie Fluorharzen, Polystyrolharzen, Epoxyharzen. Styrol-Methacrylat-Harzen oder synthetischem Kautschuk bedeckt. Alternativ dazu können zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes des Eisenpartikel-Trägers Pulver von Metallen wie Cr, Mo, W, Ni, Co, Mn, Si.

2Ii Bi. Pb, Zr, Se oder Te Verwendung finden Ivu. dem Träger zugeretzt werden. Eine eitere Alternate e ucstCiii uänn, oxiuc OuCr r\.ompicAVf "uiriuün^cM uci oben angegebenen Metalle auf einen Teil oder die ganze Oberfläche der Partikel aufzubringen. Die Verfahren

2't zur Kontrolle des elektrischen Widerstandes des oben beschrebenen Eisenpartikel-Trägers sind bekannt und können auch im Rahmen der Erfindung Anwendung finden. Verfahren zu^r Erzeugung der Oxidschich· auf der Oberfläche von Eisenpartikeln sind beispielsweise in

in folgenden Druckschriften angegeben. JP-AS 47-19388. JP-OS 49-17740, 50-127640, 50-127641, 52-4836. 52 11037 und 52-33732; das Verfahren zur Beschichtung mit einem organischen Isoliermaterial ist ferner in folgenden Druckschriften angegeben: JP-AS 40-26386.

r> 42-19755, 44-27S78. 44-27879, 48-8140, 48-13065. 49-26910, 50-37546 und 47-17434; das Verfahren zum Zusatz verschiedener Arten von Metallen ist in der JP-AS 43-14518. 52-1669 und der JP-OS 51-64933 angegeben; das Verfahren zur Erzeugung einer Beschichtung mit Oxid- und/oder Komplexverbindungen der verschiedenen Arten von Metallen ist schließlich in den JP-AS 39-8150,48-8138 und 50-36982 sowie der JP-OS 47-13953 enthalten. Das Verfahren zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes des Eisenpar-

4j tikel-Trägers nach der Erfindung ist entsprechend nicht auf bestimmte Verfahrensweisen beschränkt. Der elektrische Widerstand des Eisenpartikel-Trägers kann erfindungsgemäß durch geeignete Wahl der Menge an Oberflächen-Sauerstoff, der Art der organischen Beschichtung und ihrer Dicke oder der Menge der verschiedenen Artsn von Metallen kontrolliert und eingestellt werden, wodurch es möglich ist. d°n spezifischen Widerstand des resultierenden Entwicklers hne.nalb des obenerwähnter! Bereichs einzustellen.

Wenn beispielsweise beim Verfahren zur Herstellung einer Oxidschicht eine Oxidation nach Missung der Menge an Oberflächen-Sauerstoff im Bereich von 0.1-5 Gew.-% erzielt wurde, kann der spezifische Widerstand des resultierender. Entwicklers innerhalb

ho des oben angegebenen Bereichs liegen. Bei den Verfahren zur Herstellung von Harzbeschichtungen oder der Verwendung verschiedener Arien von Metallen oder ihren Oxiden kann der elektrische Widerstand des Eisenpartikel-Trägers durch entspre-

chende Auswahl de*· Materialarten und der Dicke der Beschichtung in der Weise kontrolliert werden, daß der spezifische Widerstand des resultierenden Entwicklers im oben aneeeebenen Bereich liect.

Der Bereich von 3,5 · W bis 1 · 10" Ω · cm für den spezifischen Widerstand des Entwicklers wurde erfindungsgemäß aus praktischen Gesichtspunkten als obere Grenze ermittelt. Hinsichtlich der Untergrenze ist auch unterhalb des Wertes von 3,5 · IO⁹ Ω · cm eine ί Entwicklung mit einer nichtgeerdeten Hülse unproblematisch; bei der Entwicklung mit einer geerdeten Hülse wird allerdings die Schwärzung des Bildes so sehr verringert, daß eine praktische Anwendung nicht mehr möglich ist.

Der erfindungsgemäß verwendete Träger aus Eisenpartikeln wird im Hinblick auf die Fließfähigkeit des Entwicklers und die Bildqualität bezüglich der Partikelgröße vorteilhaft so gewählt, daß bei flachen Partikeln 80-100 Gew.-% des Trägers innerhalb des Korngrößenbereichs von 30-200μΐτι bzw. bei kugelförmigen Teilchen 80-100 Gew.-% des Trägers innerhalb des Korngrößenbereichs von 30 -400 μίτι liegen.

AUTnnpr können erfindiingsgemäß bekannte, bereits in Entwicklern verwendete Toner herangezogen werden Die Teilchengröße der Tonerpartikel liegt im Bereich von 1-50μπι und vorzugsweise 5-30μηι. Kleinere Partikel mit einer Teilchengröße unter 1 μιη werden durch die Rotation der Magnetbürste leicht verstreut, was zu einer Verunreinigung führt und Schleierbildung verursachen kann. Größere Partikel über 50 μπι verursachen andererseits ungleichmäßige Entwicklung und verringern das Auflösungsvermögen.

Als Färbemittel für den Toner können bekannte Mittel herangezogen werden, beispielsweise Ruß. Nigrosin-Farbstoff, Anilinfarben, Calco Oil Blue, Chromgelb, Ultramarinblau, Chinolingelb. Methylenblau-Chrolid, Monastralblau, Malachitgrün-Oxilat, Lampenruß, Bengalrosa, Monastralrot, Sudanschwarz B, Phthalocyanin, Kupfer-phthalocyanin, Benzidingelb. Rhodamin-6G-Farbstoff od. dgl. Zur Gewährleistung einer reinen Färbung des Toners zur Erzielung eines reinen Tonerbildes auf dem Aufnahmemedium muß eine ausreichende Menge des Pigments oder Farbstoffs im Toner vorliegen.

Das Harz kann unter den Polystyrolharzen, Acrylharzen, Polyäthylenharzen, Polyvinylharzen, Chrolidharzen, Polyacrylamidharzen, Methacrylatharzen, PoIyäthylenterephthalatharzen, Polyamidharzen, Epoxyharzen und deren Copolymeren, Verschnitten daraus (Polyblend) oder Gemischen davon ausgewählt werden.

Vinylharze mit einem Schmelzpunkt oder Schmelzbereichsbeginn bei mindestens etwa 43° C sind für den erfindungsgemäßen Toner besonders geeignet. Das Vinylharz kann beispielsweise ein Homopolymer oder ein Copolymer vor 2 oder mehreren Vinylmonomeren darstellen. Typische Monomere, die bei der Herstellung des Vinylpolymeren herangezogen werden können, sind etwa Styrol, Vinylnaphthalin, Monolefine wie Äthylen, Propylen, Butylen und Isobutylen; Vinylester wie Vinylacetat; Vmylpropionsäure, Vinylbenzoesäure, Vinylbuttersäure; Ester von alifatischen a-Methylen-monocarbonsäuren wie Methylacrylat Äthylacrylat n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Dodecylacrylat n-Octylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Butylmethacrylat; Vmyläther wie Vinyimethyläther. Vinylisobutyläther, Vinyläthyläther sowie Vinylketone wie etwa Vlnylmethylketon, Vmylhexylketon und Methylisopropenylketon sowie Gemische der obengenannten Substanzen.

Für den Toner geeignete Harzmateriaiien weisen üblicherweise ein mittleres Molekulargewicht von etwa 3000-500 000 auf.

Zur Kontrolle der Ladungsmenge kann erfindungsgemäß erforderlichenfalls ein Mittel zur Ladungskontrolle zugegeben werden. Das Mittel zur Ladungskontrolle kann entweder ein bekanntes Mittel wie etwa ein anionisches oder kaiionisches grenzflächenaktives Mittel oder ein Pigment oder Farbstoff sein, wie oben bei den Färbemitteln beschrieben.

Die iViengenanteile des Eisenpartikel-Trägers und des Toners können effindungsgemäß innerhalb eines weiten Bereichs variieren; im allgemeinen können 100 Gewichtsteile des Eisenpartikel-Trägers und 1—10 Gewichtsteile, vorzugsweise 1.5-7 Gewichtsteile, des Toners eingesetzt werden. Allgemein gilt, daß die Bildschwärzung mit abnehmendem Tonergehalt verringert wird, sowie, daß mit steigendem Tonergehalt Bildschleier auftreten können und ein Verstreuen des Toners eintreten kann. Das Verhältnis von Toner zu Träger ist bei Verwendung kugelförmiger Trägerpartikel kleiner als bei Verwendung flacher Trägerpartikel für eine gegebene Bildschwärzung. Allgemein sind 3-7 Gewichtsteile Toner bei Verwendung eines Trägers mit flachen Partikeln und 1,5-5 Gewichtsteile Toner bei Verwendung eines Trägers mit kugelförmigen Partikeln erfindungsgemäß geeignet.

Wenn ein Mittel zur Ladungskontrolle eingesetzt wird, beträgt seine Menge allgemein nicht mehr als 20% der Toner-Gesamtmenge. Es ist ferner bekannt, zur Erleichterung der positiven Aufladung des Toners Nigrosin-Farbstoff in einer Menge von 3-10 Gew.-% zuzusetzen; dieses Verfahren kann auch erfindungsgemäß angewandt werden.

Der erfindungsgemäße Entwickler besitzt einen derart erhöhten Widerstand des Entwicklers oder Trägers, daß die in der unmittelbaren Umgebung auftretende Gegenelektrodenwirkung der Magnetbürste, die auf der Hülse einer Magnettrommel erzeugt wird, verringert wird und eine Selbstvorspannung lediglich durch die Bürstenspilzen, die eine Art Ketten von Trägerpartikeln mit darauf abgelagertem Toner darstellen, oder durch den Entwickler gebildet wird, der sich in der Nähe des Aufnahmemediums befindet Auch bei Vorliegen einer Restspannung in einem zu entwickelnden Bereich kann das Bild infolgedessen entwickelt werden, wenn eine Potentialdifferenz gegenüber einem anderen Bereich vorliegt Aus diesem Grund können entsprechend Aufnahmen bzw. Kopien mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden. Darüber hinaus kann eine zufriedenstellende Umkehrentwicklung auch dann erreicht werden, wenn die Entwicklungsvorrichtung oder die Hülse elektrisch mit der Unterlage des Aufzeichnungsmediums verbunden ist Die Um¹ ihrentwicklung mit dem erfindungsgemäßen Entwickler ermöglicht daher Abbildungen bzw. Kopien hoher Qualität

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert; sie stellt eine Querschnittsansicht eines Teils einer trocken arbeitenden elektrophotographischen Umkehrentwicklungseinrichtung dar, bei der das Magnetbürstenverfahren entsprechend einer Ausführungsweise der Erfindung angewandt wird.

Das in den nachstehenden Beispielen herangezogene Magnetbürsten-Entwicklungsverfahren wird anhand der Zeichnung erläutert: Auf der Trommel 1 wird ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt, das unter Drehung der Trommel 1 mit dem Entwickler 2 in Kontaxi gebracht wird. Der Entwickler 2 befindet sich dabei in einem Behälter 3. Zu seinem Transport auf die Trommel 1 sind eine stationäre magnetische Walze 5

und eine Metallhülse 4 (geerdet) die die magnetische Walze 5 umgibt und um diese herum rotiert. Der Entwickler 2 wird dabei zu der Hülse 4 hingezogen und durch deren Rotation in Bewegung gesetzt. Die Entwicklerteilchen, die zur Entwicklung eines elektro- ί statischen latenten Bildes mit der Trommel 1 in Kontakt gebracht wurden, werden zur Wiederverwendung mit einem Schaber 6 von der Hülse 4 abgestreift. Je nach Veriwuch des Toners im Entwickler 2 wird dieser entsprechend ergänzt,

Die nachstehenden Beispiele betreffen die Widerslände des Entwicklers 2 und der Magnetbürste. Der Widerstand der Magnetbürste wurde wie folgt gemessen: Der Außendurchmesser der Hülse 4 betrug 60 mm. die Länge (effektive Länge der Magnetbürste) 260 mm: die magnetische Polstärke betrug 800 Gauß, der Abstand zwischen dem Ende der Entwickler-Regulierplatte 7 und der Hülse 4 betrug 5 mm. Anstelle der Trommel 1 wurde eine Metalltrommel mit einem r\iiHnt*mnprn·· „_ftH | ΊΓΙ rvtm t» Λη*· Wln\*>n mnn»ini-l tXnt\ -5Λ L/Ul \*%tt I IbOiIWI ΤΙ/11 I&V fill!« (It U%. I If VIdI. 11((/HlIVl (, UUU £V ihr Mittelpunkt im wesentlichen mit dem Mittelpunkt der Magnetpole zusammenfiel. Die Trommel wurde dabei fixiert, während die Hülse 4 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 50 cm/s in Rotation versetzt wurde, wobei an den 5-mm-Spalt zwischen der Hülse 4 und der Trommel eine Gleichspannung von 100 V angelegt wurde. Unter diesen Verhältnissen wurde der entsprechende Strom gemessen; aus dem Strom wurde der Widerstand des Entwicklers bestimmt und daraus der spezifische Widerstand (Ω · cm) errechnet. Die Bürstendicke ist dabei als gemessene mittlere Dicke zug: ünde gelegt. Die Bildschwärzung wurde mit einem Mikrodensitometer gemessen; sie entspricht der Reflexionsschwärzung für die Linien bei einer Auflösung von 2 Linien/mm.

Beispiel 1

Zu 3 Gew.-% (gemessen aufgrund der Menge an Oberflächen-Sauerstoff) oxidierte Eisenpartikel (minde- ao stens 96% innerhalb eines Korngrößenbereichs von 35-140 μΐη) wurden als Träger verwendet. Der Toner " war ein handelsübliches gemischtes Harz aus einem Bisphenol-Epoxyharz (Erweichungspunkt 78-84° C) mit 5 Gew.-% Ruß und 5 Gew.-% Nigrosin-Farbstoff sowie einem Styrol-Acrylatester-Copolymerharz mit einer Korngröße von 5 — 30 μπι.

100 Gewichtsteile des Eisenpartikel-Trägers und 5 Gewichtsteile Toner wurden zur Herstellung eines Entwicklers vom positiven Ladungstyp miteinander gemischt. Der spezifische Widerstand des Entwicklers betrug 8,6 · 10⁹Ω · cm; der Widerstand der Magnetbürste betrug 1,1 - 108Ω. Unter Verwendung dieses Entwicklers wurde ein Bild in folgender Weise aufgenommen:

Eine Selen-Photoleitertrommel wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 40 cm/s (Papierzuführungsgeschwindigkeit) mit einer Coronaspannung von + 6 kV aufgeladen, worauf ein elektrostatisches latentes Bild mit einem He-Cd-Laser in einer Geschwindigkeit von 10 Lichtpunkten/mm darauf erzeugt wurde. Im Anschluß daran wurde das Bild umkehrentwickelt wobei der Entwickler zur Ablagerung der Tonerpartikel auf der Oberfläche der Photoleitertrommel verwendet wurde. Danach wurden die Tonerpartikel von der Fotoleitertrommel mit einem elektrischen Feld kontinuierlich übertragen und zur Vervollständigung der Bildaufnahme bei 160° C fixiert

Die resultierende Bildschwärzung betrug 1,0, wenn die Hülse 4 nicht geerdet war, und 0,9 bei geerdeter Hülse 4. Daraus geht hervor, daß mit dem erfindungsgemäßen Entwickler Aufnahmen und Bildaufzeichnungen mit hoher Geschwindigkeit möglich sind.

Vergleichsbeispiel I

Die Aufnahme erfolgte wie in Beispiel 1.

Als Entwickler wurde ein handelsüblicher Trockenentwickler verwendet. Der spezifische Widerstand des Entwicklers betrug 7 · Ι0⁸Ω ■ cm, der Widerstand der Magnetbürste 1 · 10⁷Ω. Die Menge an Oberflächen-Sauerstoff des im Entwickler verwendeten Eisenpartikel-Trägers betrug 0,35 Gew.-%, wobei über 93% der Eisenpartikel innerhalb des Korngrößenbereichs von 35- 140 μηι lagen.

Die resultierende Bildschwärzung betrug 1,1 bei

(■'0*ΐ·^ηννΓ0νίνΓ riU'SS . V^rm riif» Hnlcf» α anrif*rprcf*itc geerdet wurde, konnte keine Entwicklung erzielt werden, d. h., daß die Bildschwärzung OJ oder darunter betrug. Wenn der Entwickler von Beispiel 1, der einen Magnetbürstenwiderstand von 1,1 · ΙΟ^Ω ergab und selbst einen spezifischen Widerstand von 8,6 · 10°Ω · cm aufwies, eingesetzt wurde, wurde demgegenüber eine zufriedenstellende Aufzeichnung unabhängig davon erzielt, ob die Hülse geerdet war oder nicht; wenn dagegen der Entwickler für positive Ladungen mit dem herkömmlichen Träger verwendet wurde, konnte bei geerdeter Hülse 4 keine Entwicklung erzielt werden.

Aus den Ergebnissen geht hervor, daß dieEigenschaften des Trägers bei der Umkehrentwicklung und dem entsprechenden Entwicklungsverfahren von Bedeutung sind und die Bildqualität vom Widerstand der Magnetbürste beeinflußt wird, sowie, daß der Entwickler von Beispiel 1, der einen hohen spezifischen Widerstand aufweist, auch für geerdete Entwicklungseinrichtungen die Erzielung einer hohen Bildschwärzung erlaubt.

Beispiel 2

Es wurden dieselben Eisenpartikel-Träger und Toner wie in Beispiel 1 verwendet, wobei der Träger in einer Menge von 100 Gewichtsteilen und der Toner im Mengenbereich zwischen 3 und 8 Gewichtsteilen zur Herstellung einiger verschiedener Entwickler herangezogen wurden. Die Widerstände der Magnetbürste betrugen für die resultierenden Entwickler 1 · 10⁸ Ω für 3 Gewichtsteile Toner und 3 · ΙΟ⁸ Ω für 8 Gewichtsteile toner. Dabei ist festzustellen, daß die auf den unterschiedlichen Mengen an Träger und Toner beruhende Differenz der Widerstände der Magnetbürste nur sehr klein ist

Beispiel 3
und Vergleichsbeispiel 2

Es wurden verschiedene Eisenpartikel-Träger mit unterschiedlichen Oxidaü'onsgraden zur Bildaufzeichnung wie in Beispiel 1 herangezogen, wobei die Bildqualität bei geerdeter und nichtgeerdeter Hülse ermittelt wurde.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle aufgeführt

ίο

Tabelle

	Vergleichsbeispiel 2	0.7	Beispiel 3	2.4	3.3	4.3
Menge an Oberflächen-Sauer	0.3		1.4
stoff des Eisenpartikcl-Trägers
(Gew.-%)		1.71X10"		6.3X10"	8.6X109	11.2X10"
Spezifischer Widerstand des	0.78X10"		3.51X10"
des Entwicklers (Ll · cm)		2.2X10'		7.9*10'	11X10'	14.3X10'
Widerstand der Magnetbürste (U )	1X10'		4.5X10"
lildqualität		schlecht		gut	gut	gut
Hülse geerdet	schlecht		ziemlich
		gut	gut	gut	gut	gut
Hülse nicht geerdet	gut	gut

Aus der Tabelle wird ersichtlich, daß gute Aufzeichnungen erhalten werden, wenn der spezifische Widerstand des Entwicklers über etwa 3.5 · ΙΟ'Ω · mi liegt ihd der Widerstand der Magnetbürste über etwa 4,5 · ΙΟ⁷ Ω beträgt.

Beispiel 4

Durch Mischen von 100 Gewichtsteilen desselben Eisenpartikel-Trägcrs wie in Beispiel 1 und 5 Gewichtsteilen eines Toners mit einem Styrol-Acrylatester-Copolymerharz (Erweichungspunkt 90 - 103° C, im Handel trhältlich) wurde ein Entwickler zur Verwendung in •inem Trockenkopierer hergestellt, bei dem Zinkoxid als Haupt-Photoleiter verwendet war.

Der spezifische Widerstand des resultierenden Entwicklers betrug 9,4 · 10⁹Ω · cm, der Widerstand der Magnetbürste 1,5 · 10⁸H. Mit diesem Entwickler wurde wie in Beispiel 1 eine Bildaufzeichnung durchgeführt, bei der eine gute Bildqualität wie in Beispiel 1 erzielt wurde.

Beispiel 5

Durch Mischen von 100 Gewichtsteilen desselben tisenpartikel-Trägers wie in Beispiel 1 und 5 Gewichtsleilen eines Toners aus 50 Gew.-°/o eines Styrol-Acryltster-Copolymerhar7.es (Erweichungspunkt etwa 120⁰C), 5 Gewichtsprozent Ruß und 5 Gewichtsprozent Nigrosin-Farbstoff wurde ein Entwickler hergestellt. Der spezifische Widerstand des resultierenden Entwicklers betrug 8,3·10⁹Ω-ατι, der Widerstand der Magnetbürste 1 · 10*Ω.

Unter Verwendung dieses Entwicklers wurde wie in Beispiel 1 bei geerdeter Hülse eine Bildaufzeichnung vorgenommen. Das resultierende Bild besaß eine Jchwärzung von 1,2 oder darüber.

Beispiel 6

Durch Mischen von 100 Gewichtsteilen desselben Eisenpartikel-Trägers wie in Beispiel 1 und 5 Gewichtsteilen eines Toners aus 90 Gew.-% eines Styrol-Butadien-Copolymerharzes (Erweichungspunkt 80- 100⁰C), 3 Gew.-°/o Ruß und 7 Gew.-°/o Nigrosin-Farbstoff wurde ein Entwickler hergestellt. Der spezifische Widerstand des resultierenden Entwicklers und der Widerstand der Magnetbürsie waren im wesentlichen die gleichen wie in Beispiel I.

Mit diesem Entwickler wurde eine Bildaufzeichnung

wie in Beispiel l durchgeführt. Die Bildschwärzung betrug bei geerdeter Hülse 1,3.

Beispiel 7

Durch Mischen /on 100 Gewichtsteilen desselben Eisenpartikel-Trägers wie in Beispiel 1 und 5 Gewichtsteilen eines Toners aus 85 Gew.-% eines linearen, gesättigten Polyesterharzes (Erweichungspunkt etwa 12O⁰C, hergestellt aus Neopentylglycolterephthalat und Trimethylolpropan), 8 Gew.-% Ruß und 7 Gew.-% Nigrosin-Farbstoff wurde ein Entwickler hergestellt.

Der spezifische Widerstand des resultierenden Entwicklers und der Widerstand der Magnetbürste waren im wesentlichen die gleichen wie in Beispiel 1.

Mit diesem Entwickler wurde wie in Beispiel 1 eine Bildaufzeichnung durchgeführt. Bei geerdeter Hülse wurde eine Bildschwärzung von 1,3 erzielt.

Beispiel 8

Auf die Kornoberfläche eines Eisenpartikel-Trägers, der aufgrund der Messung des Oberflächen-Sauerstoffs zu 0,3 Gew.-% oxidiert war, wurde eine Beschichtung aus einem Bisphenol-A-Epoxyharz (Erweichungspunkt etwa 80⁰C) in einer Dicke von 7 μπι aufgebracht. 100 Gewichtsteile des resultierenden Eisenpartikel-Trägers und 5 Gewichtsteile des in Beispiel 1 eingesetzten

so Toners wurden zur Herstellung des endgültigen Entwicklers gemischt. Der spezifische Widerstand des resultierenden Entwicklers betrug 1,01 -10" Ω-cm.

der Widerstand der Magnetbürste 13 - 10⁹Ω.

Mit diesem Entwickler wurde wie in Beispiel 1 eine Bildaufzeichnung durchgeführt Bei einer Auflösung von 5 Linien/mm wurde eine Bildschwärzung von 1,0 erzielt. Es wurde ferner festgestellt, daß der erfindungsgemäß eingesetzte Entwickler auch als Umkehrentwickler für Kaskadensysteme vorteilhaft anwendbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrostatischen Bildaufzeichnung durch

Aufladen einer photoleitenden Trommel,
Belichtung der Trommel zur Erzeugung eines dem aufzuzeichnenden Bild entsprechenden elektrostatischen latenten Bildes auf der Trommel, ι ο Umkehrentwicklung des elektrostatischen latenten Bildes mit einem Trocken-Umkehrentwickler, wobei der Entwickler von einer auf der Hülse einer magnetischen Trommel erzeugten Magnetbürste auf die Trommel aufgebracht wird, H Übertragung des auf der Trommel während der Umkehrentwicklung aufgebrachten Toners auf ein Aufzeichnungsmedium und

Fixierung des übertragenen Toners, dadurch gekennzeichnet, daß

— als Trücken-Urnkehrentwicklcr ein Entwickler mit

100 Gew.-Teilen eines ferromagnetischen Trägers und 1 bis 10 Gew.-Teilen eines Toners
als wesentlichen Bestandtei'en und
einem spezifischen Widerstand von 3,5 · 10⁹ bis 1 · 10" Ω · cm verwendet und

— die Umkehrentwicklung bei gemeinsamer Erdung der photoleitenden Trommel und der Hülse ohne gegenseitige Vorspannung durchgeführt wird.