DE2902884C2

DE2902884C2 - Elektrostatografischer Toner

Info

Publication number: DE2902884C2
Application number: DE2902884A
Authority: DE
Inventors: Junichiro Tokio/Tokyo Kanbe; Shunji Nakamura; Tohru Takahashi; Yasuyuki Kawasaki Kanagawa Tamura; Tsutomu Toyono
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-01-26
Filing date: 1979-01-25
Publication date: 1984-12-13
Also published as: DE2902884A1; GB2013919A; JPS54101328A; US4314017A; JPS5933908B2; GB2013919B

Description

staltet werden kann, da bei dem Verfahren zur Aufladung des Entwicklers kein Umrühren erforderlich ist, and daß bei dem Verfahren die Qualität der entwickelten Bilder im Verlauf der Zeit nicht beeinträchtigt wird, während sich bei einem Zweikomponentenentwickler eine solche Beeinträchtigung durch Schädigung der Trägerteilchen im Verlauf der Zeit ergeben würde. Trotz solcher Vorteile ist das Verfahren zur Entwicklung durch Ladungsinduktion nur bei einer Ausführungsform angewandt worden, bei der auf einem mit einem photoieitfähigen Material, beispielsweise Zinkoxid, beschichteten, elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial mit einem Papierträger ein latentes Ladungsbild erzeugt und unmittelbar mit einem Toner entwickelt wird.

Bilderzeugungsverfahren, bei denen die entwickelten Bilder auf ein geeignetes Bildempfangsmaterial, beispielsweise ein Blatt aus unbeschichtetem Papier, übertragen werden, sind in den letzten Jahren in weitem Umfang angewandt worden. Die Anwendung des vorstehend erwähnten Verfahrens zur Entwicklung durch Ladungsinduktion bei solchen Bilderzeugungsverfahren ist jedoch äußerst schwierig und nachteilig, da die Übertragungsstufe infolge der elektrischen Leitfähigkeit der Tonerteilchen verschiedenen Beschränkungen unterworfen ist.

Beispielsweise werden bei einem elektrostatischen Übertragungsverfahren, etwa bei einem Koronaübertragungsverfahren, bei dem ein Bildempfangsmaterial mit einem ein Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterial in Berührung gehalten und die Rückseite aas Bildempfangsmaterials zur Erzielung der Bildübertragung einer Koronaentladung, unterzogen wird, elektrisch leitende Tonerteilchen durch einen schwachen Koronastrom, der in das Bildempfangsmaterial eindringt, mit der gleichen Polarität wie das Bildempfangsmaterial aufgeladen, was nicht nur zu einer unzureichenden Übertragung, sondern auch zu einer Verzerrung der entwickelten Bilder durch gegenseitige Abstoßung zwischen den mit der gleichen Polarität aufgeladenen Tonerteilchen in der Tonerschicht führt.

Als Verfahren zur Entwicklung unter Anwendung eines Einkomponentenentwicklers ist auch ein Verfahren unter Anwendung eines elektrisch isolierenden Toners bekannt, bei dem die Tonerteilchen unter Bildung einer Tonerschicht auf einer Oberfläche einer zu einer Entwicklungsvorrichtung gehörenden Bahn oder Walze (nachstehend als Tonerträgerfläche bezeichnet) absorbiert oder aufgebracht werden, wobei die Tonerträgerfläche der Oberfläche eines ein Ladungsbild tragenden Aufzeichnungsmaterials nahe gegenübergestellt oder damit in Berührung gebracht wird, um die Entwicklung zu erzielen. Bei diesem Verfahren werden die Tonerteilchen entweder durch Koronaentladung oder durch triboelektrische Aufladung zwischen den Tonerteilchen und der Tonerträgerfläche oder einer anderen Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung aufgeladen. Es ist jedoch schwierig, durch Koronaentladung eine gleichmäßige Aufladung der Tonerteilchen zu erzielen, während es kaum möglich ist, in ausreichendem Maße und in stabiler Weise eine triboelektrische Aufladung zu erzielen, weil die Häufigkeit der Berührung der Tonerteilchen mit der Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung viel geringer ist als die Häufigkeit der Berührung der Tonerteilchen mit den Trägerteilchen bei einem Zweikomponentenentwickler. Zwar kann die Aufladung der Tonerteilchen in einem gewissen Ausmaß verstärkt werden, indem die Tonerträgerfläche mit einem Material beschichtet wird, das bei Reibung mit den Tonerteilchen mit der entgegengesetzten Polarität aufgeladen wird, jedoch ist eine solche Maßnahme nicht vollständig befriedigend, weil die Tonerteilchen auf der Tonerträgerfläche oder anderen Oberflächen durch eine von der elektrostatischen Anziehung verschiedene physikalische Adhäsion allmählich abgelagert werden, wodurch die Reibungsaufladung behindert wird, und weil ferner ein solches Material unter Verlust der Aufladbarkeit

ίο allmählich abgerieben wird

Aus der DE-OS 26 35 091 sind Tonerteilchen bekannt, auf deren Oberfläche durch elektrostatische Kräfte kleinere Teilchen einer Fließ- oder Gleitsubstanz festgehalten werden. Die Fließ- oder Gleitsubstanz bildet, gegebenenfalls zusammen mit einem Harz, das nicht weich ist, eine die Oberfläche der Tonerteilchen bedeckende Schicht Im Inneren der Tonerteilchen ist als fixierbare Substanz beispielsweise ein weiches Harz oder Wachs enthalten, während die vorstehend erwähnte Schicht keine fixierbare Substanz enthält, so daß die fixierbare Substanz nicht auf die Oberfläche einer Entwicklungsvorrichtung übertragen werden und dort nicht anhaften kann. Bei der Fließ- oder Gleitsubstanz handelt es sich um anorganische Verbindungen wie z. B. Titanoxid, die nicht leicht an der Oberfläche einer Entwicklungsvorrichtung anhaften können. Die Fließ- oder Gleitsubstanz ist dafür vorgesehen, an der Oberfläche der Tonerteilchen zu verbleiben, um deren Fließeigenschaften zu verbessern. Falls die erwähnte Schicht aus einer Mischung der Fließ- oder Gleitsubstanz und des nicht weichen Harzes besteht, kann die Mischung in einem bestimmten Ausmaß an der Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung anhaften, jedoch handelt es sich in diesem Fall bei dem auf der Oberfläche der Tonerteilchen ver-

3s bleibenden Harz um das gleiche Material wie das Harz, das an der Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung anhaftet, so daß keine triboelektrische Aufladung hervorgerufen wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrostatografisehen Toner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, bei dem in stabiler Weise eine verstärkte triboelektrische Aufladung erzielbar ist und der ein schnelles und genaues, wirksames Übertragen der entwickelten Bilder auf ein Bildempfangsmateriai ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch den im Patentanspruch 1

gekennzeichneten, elektrostatografischen Toner gelöst.

Die Substanz (4) kann leicht von der Substanz (2)

abgetrennt und auf eine Oberfläche einer Entwicklungs-

vorrichtung übertragen werden. Das Übertragen ist trotz gleichsinniger Polarität der Aufladung der Substanz (4) und der Aufladung dieser Oberfläche möglich, weil zwischen den Substanzen (2) und (4) eine elektrostatische Anziehungskraft wirksam ist, die geringer ist als die Adhäsionskraft zwischen dem Material der Oberfläche und der Substanz (4), weil aufgrund der Verschiedenheit der Substanz (4) die Adhäsionskraft zwischen der Substanz (4) und der Oberfläche die elektrostatische Abstoßungskraft zwischen Bereichen der Oberfläche

bo und der Substanz (4) überwiegt. Hierdurch wird eine Verstärkung der triboelektrischen Aufladung der Tonerteilchen erzielt.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht in den Verfahren zur elektrostaiografischen Entwicklung, das im Patentanspruch 12 gekennzeichnet ist.

Die Fig. 1,2 und 3 stellen Schnitte von verschiedenen

Ausführungsformendes erfindungsgemäßenTonersdar.

Aus den erfindungsgemäßen Tonerteilchen, bei denen

der Hauptteil der äußeren Oberfläche durch die Substanz (2), die die Aufladung der Tonerteilchen entweder positiv oder negativ steuern kann, eingenommen wird, während eine Substanz (4) einen kleineren Anteil der äußeren Oberfläche einnimmt und bei Reibung mit der den Hauptteil eines anderen Tonerteilchens bildenden Substanz (2) mit einer entgegengesetzten Polarität aufgeladen werden kann, wird die Substanz (4) freigesetzt, damit sie eine die Tonerteilchen berührende Oberfläche, beispielsweise eine Oberfläche einer Entwicklungsvorrichtung wie z. B. eine Tonerträgerfläche (beispielsweise eine Oberfläche einer Entwicklungswalze) bedeckt und dadurch die triboelektrische Ladung auf den Tonerteilchen, die in Reibungsberührung mit den erwähnten Oberflächen kommen, stabilisiert.

In F i g. 1 ist eine Tonerträgerfläche (1) mit einer beliebigen Gestalt, beispielsweise in Form einer Bahn oder einer Walze, gezeigt; die Substanz (2), die den Hauptteil der Oberfläche des isolierenden Tonerteilchens (3) einnimmt, ist so ausgewählt, daß das Tonerteilchen (3) bei Reibung mit der Tonerträgerfläche (1) mit der gewünschten Polarität triboelektrisch aufgeladen wird. Die Substanz (2) enthält einen Steuerstoff für die Steuerung der triboelektrischen Aufladbarkeit und ein Färbemittel. Beispiele für den in der Substanz (2) enthaltenen Steuerstoff sind verschiedene bekannte Bindemittel für Toner, beispielsweise Homopolymere von Styrol oder substituiertem Styrol, z. B. Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol oder Polyvinylstyrol, Styrol-Copoiymere, z. B. Styrol-p-Chlorsiyrol-Copolymer, Styrol-Propylen-Copolymer, Styrol-Vinyltoluol-Copolymer, Styrol-Vinylnaphthalin-Copolymer, Styrol-Methylacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylacrylat-Co polymer, Styrol-Butylacrylat-Copolymer, Styrol-Octylacrylat-Copolymer. Styrol-MethyJmethacrylat-Copolymer, Styrol-Ethylmethacrylal-Copolymer, Styrol-Butylmethacrylat-Copolymer, Styrol- Methyl-Ä-chlormethacrylat-Copolymer, Styrol-Acrylnitril-Copolymer, Styrol-Vinylmethylether-Copolymer. Styrol-Vinylethylether-Copolymer, Styrol-Vinylmethylketon-CopoIymer, Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Isopren-Copolymer und Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymer, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyurethan, Polyamid, Epoxyharz, Polyvinylbutyral, Polyamid, Polyacrylharz, modifiziertes Kolophonium, Terpenharz, Phenolharz, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze, aromatische Erdölharze, chloriertes Paraffin und Paraffinwachs, die einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Die Substanz (2) kann als Färbemittel verschiedene bekannte Farbstoffe oder Pigmente, beispielsweise Ruß (C. 1.77 266), Nigrosin (el 50 415), Eisenoxidschwarz, Metallkomplexsalz-Farbstoffe, Chromgelb (C. 1.14 095,14 025), Hansagelb (C 1.11 680, 11 710), Benzidingelb (C 1.21 090. 21 095, 21 100), rotes Eisenoxid, Chinacridon-Pigmente (C.!. Pigment Red 122), Rhodamin-Pigmente (C I. Pigment Red 81), Anilinrot, Brilliantcarmin (C. 1.15 850). Preußischblau, Ultramarin oder Phthalocyaninblau (C 1.74 160, 74180, 74 100), enthalten. Für die Herstellung von Gelb-, Purpur- oder Cyantonern wird insbesondere die Verwendung der folgenden Farbstoffe bevorzugt:

Für die Herstellung eines Gelbtoners werden insbesondere gelbe, organische Benzidinpigmenie (33'-Dichlorbenzidin-Derivate) bevorzugt Beispiele für bevorzugte Pigmente sind CI. Pigment Yellow 12 und Symuler Fast Yellow GF (C 1.21 090), C1. Pigment Yellow 14. Benzidine Yellow G, Benzidine Yellow I. G, Vulcan Fast Yellow G, Benzidine Yellow OT und Symuler Fast Yellow 5 GF₁(C 1.21 095), C. I. Pigment Yellow 13, Benzidine Yellow GR, Permanent Yellow GR und Symuler Fast Yellow GRF(C I. 21 100), Monoazofarbstoffe, beispielsweise C I. Solvent Yellow 16, und Nitrophenylam- insulfonamid(C. 1. Disperse Yellow 13).

Für die Herstellung eines Purpurtoners werden organische Purpurpigmente auf Basis von Chinacridon und organische Purpurpigmente auf Basis von Rhodamin

ίο bevorzugt. Beispiele für solche Pigmente sind Permanent Pink E und Fastgen Super Magenta RS (C. I. Pigment Red 122), Seikalight Rose 81, Symulex Rhodamine Y und Orgalite Brillred TCR (CI. Pigment Red 81), Anthrachinonfarbstoffe und Diazofarbstoffe wie C 1.

Solvent Red 19.

Für die Herstellung eines Cyantoners weiden organische Blaupigmente auf Phthalocyaninbasis bevorzugt. Beispiele für solche Pigmente sind Kupferphthalocyanin (C. I. Pigment Blue 15), Indanthrenblau und C 1.74 100, 74 250,74 260,74 280,74 255,74 160 und 74 180.

Einige dieser Pigmente und Farbstoffe wirken zusätzlich als Steuerstoff für die Steuerung der triboelektrischen Aufladbarkeit. Beispielsweise erhalten die vorstehend erwähnten Bindemittel durch Nigrosin, Pigment Fast Black B (C 1.1361), Helio Fast Blue (C. 1.1188), Triphenylmethanverbindungen (C 1.42 500, 42 140, 42 595), Rhodaminfarbstoffe (C 1.45160, 45 166, 45 170), Kupferphthalocyaninverbindungen (C 1.74 160, 74 250), Polyvinylpyridin oder Dimethylaminoethylme thacrylat eine positive Aufladbarkeit Ferner erhalten die vorstehend aufgeführten Bindemittel durch metallhaltige Farbstoffe, wie sie in den japanischen Patentanmeldungen Sho 41 20 153, Sho 43 27 596, Sho 4 46 397 oder Sho 45 26 478 beschrieben sind, oxidierte Stärke, metallhaltige Salicylverbindungen oder Vinylidenchlorid eine negative Aufladbarkeit. Die Aufladbarkeit kann weiter verbessert werden, indem solche als Steuerstoff wirkende Pigmente oder Farbstoffe zu dem vorstehend erwähnten Steuerstoff bzw. Bindemittel zugegeben werden.

Die Substanz (4) bildet einen kleineren Anteil der äußeren Oberfläche der Tonerteilchen (3) und besteht aus einem Material, das von den Tonerteilchen (3) leicht freigegeben und auf die Oberfläche der Entwicklungs vorrichtung übertragen wird und mit einer entgegenge setzter Polarität in bezug auf die Tonerteilchen (3) triboelektrisch aufladbar ist. Die Substanzen (2) und (4) werden vorzugsweise so ausgewählt daß sie ineinander unlöslich sind, wodurch diese Substanzen mit einem ge wünschten Flächenverhältnis auf der äußeren Oberflä che der Tonerteilchen unabhängig voneinander vorhanden sind. Ferner ist die Substanz (4) eine weiche Substanz, die eine Affinität zu der Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung hat so daß die Freigabe und das Über-

tragen der Substanz (4) von den Tonerteilchen auf die Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung erleichtert wird. Die Adhäsion der Substanz (4) an der Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung braucht nicht notwendigerweise sehr fest zu sein, jedoch kann sie fest genug sein, um die Adhäsion der Substanz (2) zu unterdrücken, oder sie kann fester als die Adhäsion der Substanz (2) sein. Damit die Substanz (4), die an der Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung angeheftet wird, eine befriedigende Entwicklung durch Aufladung der Tonerteilchen mit der entgegengesetzten Polarität erlaubt befindet sich die Substanz (4) vorzugsweise an einer Stelle in der triboelektrischen Spannungsreihe, die von der Stelle, an der sich die Substanz (2) befindet weit entfernt ist Die

Aufladbarkeit der Substanz (4) kann ferner durch Zugabe der vorstehend erwähnten als Steuerstoffe wirkenden Pigmente oder Farbstoffe erhöht werden. Auf diese Weise haftet die Substanz (4) während der Entwicklung an der Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung, wobei die Substanz (4) mit einer entgegengesetzten Polarität in bezug auf die Tonerteilchen aufgeladen wird, um die Tonerteilchen auf der Oberfläche zu tragen, wodurch eine befriedigende Entwicklung ermöglicht wird. Es ist daher möglich, die Beeinträchtigung des Entwicklungsvermögens, die üblicherweise unvermeidlich ist und sich dadurch ergibt, daß eine Substanz, die die Tonerteilchen bildet und infolgedessen die gleiche Ladungspolarität wie die Tonerteilchen hat, abgelagert wird, zu verhindern. Die Substanzen (2) und (4) und das die Entwicklungsvorrichtung bildende Material sind in der triboelektrischen Spannungsreihe in der folgenden Reihenfolge angeordnet: Substanz (2), das die Entwicklungsvorrichtung bildende Material und Substanz (4), wodurch die Tonerteilchen, die die Substanz (2) enthalten, bezüglich der Substanz (4), die auf der Oberfläche der Entwicklungsvorrichtung abgelagert wird, ein höheres Ladungspotential annehmen als bezüglich der Entwicklungsvorrichtung selbst, so daß auf diese Weise eine bessere Entwicklung sichergestellt ist, wenn eine solche Ablagerung stattfindet Die Entwicklungsvorrichtung oder die dazu gehörende Tonerträgerfläche, etwa eine Entwicklungswalze, kann beispielsweise aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Eisen, Kautschuk oder einem Kunststoffmaterial bestehen.

Erfindungsgemäß wird die Kombination der Substanzen (2) und (4) unter Berücksichtigung ihres Flächenverhältnisses auf der äußeren Oberfläche der Tonerteilchen und unter Berücksichtigung der Stärke der triboelektrischen Aufladung in einer solchen Weise ausgewählt, daß die Polarität der triboelektrischen Aufladung des gesamten Tonerteilchens (3) identisch ist mit der Aufladung der Substanz (2). Das Flächenverhältnis von Substanz (2) zu Substanz (4) liegt bei 5 :1 bis 500 :1, vorzugsweise bei 10 :1 bis 100 :1. Ferner sind die Tonerträgerfläche (1) oder andere Oberflächen der Entwicklungsvorrichtung so ausgebildet, daß eine selektive Ablagerung der Substanz (4) unter Berücksichtigung der Unterschiede in der Oberflächenspannung oder der Härte der Substanzen (2) und (4) erreicht wird. Wenn die Substanz (2) beispielsweise positiv aufgeladen werden soll, kann die Substanz (4) aus einem Harz, das weicher ist als das in der Substanz (2) verwendete Bindemittel, oder aus einem Wachs, beispielsweise Carnaubawachs, japanwachs oder Paraffinwachs, das mit einem Steuerstoff für die Erzielung einer negativen Aufladbarkeit versetzt ist, bestehen.

Die vorstehend erwähnte Zusammensetzung des Tonerteilchens (3) ermöglicht ein konstantes Beibehalten der Ladungseigenschaft der gesamten Tonerteilchen, die durch Reibung, beispielsweise mit einer Tonerträgerfläche, aufgeladen werden, obwohl für die Entwicklung eines Ladungsbildes nur Tonerteilchen verwendet werden.

Da die Substanz (4), die in den erfindungsgemäßen Tonerteilchen enthalten ist, leicht auf andere Oberflächen übertragbar und ablagerbar ist, ist es prinzipiell möglich, daß die Substanz (4) die gesamte Oberfläche der Tonerteilchen während deren Verwendung bedeckt, so daß die Polarität der triboelektrischen Aufladung der Tonerteilchen die Polarität der Substanz (4) annimmt, was für die Durchführung der Entwicklung nicht zweckmäßig ist In der Praxis tritt jedoch diese nachteilige Erscheinung äußerst selten auf, weil die Tonerteilchen allmählich verbraucht und durch neue ersetzt werden und weil ferner solche bedeckten Tonerteilchen, selbst wenn sie tatsächlich gebildet werden sollten, durch das latente Ladungsbild nicht angezogen und somit nicht an der Entwicklung teilnehmen würden.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Toners ist es bevorzugt, die Tonerträgerfläche (1) mit einem Material, das der in den Tonerteilchen enthaltenen Substanz to (4) ähnlich ist, zu beschichten, um die Affinität mit der Substanz (4) zu erhöhen und um auf diese Weise dessen Übertragung zu erleichtern.

Der Aufbau des Tonerteilchens (3) ist nicht auf die in der F i g. 1 gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondem das Tonerteilchen (3) kann, wie es in den Fig.2 und 3, worin gleiche Substanzen durch gleiche Bezugsziffern bezeichnet werden, gezeigt wird, modifiziert werden. Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform ist die Substanz (4) in der Substanz (2) überall im gesamten Volumen des Tonerteilchens dispergiert, während bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform die Substanz (4) in der Substanz (2) ausschließlich an der äußeren Oberfläche des Tonerteilchens verteilt ist, während der Innenkern (5) entweder aus der Substanz (2) oder der Substanz (4) oder einer anderen Substanz, beispielsweise einem weichen Material für die Druckfixierung, besteht. Das weiche Material für die Druckfixierung kann vorzugsweise an den Fasern eines unbeschichteten Papieres unter einem linearen Druck in der Größenordnung von 200 N/cm anhaften. Als weiches Material für die Druckfixierung sind beispielsweise Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen und Polytetrafluorethylen, Ethylen-Copolymere wie Ethylen-Vinylacetat-Copolymcr und Ethylen-Acrylverbindung-Copolymer, Polyester, Styrolharze wie Polystyrol, Styrol-Butadien-Copo- lymer und Styrol-Acrylverbindung-Copolymer, höhere Fettsäuren wie Palmitinsäure, Stearinsäure und Laurinsäure, Polyvinylpyrrolidon, Epoxyharze, Phenol-Terpen-Copolymere, Siliconharze, mit Maleinsäure modifizierte Phenolharze oder Methylvinylether-Maleinsäu- reanhydrid-Copolymer geeignet.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Toners, die nicht in der Zeichnung gezeigt ist, kann die Substanz (4), die aus einem weichen Material besteht, als ein Fixierungsbeschleuniger bei der Druckfixierung der Tonerteilchen verwendet werden. In einem solchen Fall sollte das weiche Material nicht in großer Menge an der äußeren Oberfläche freiliegen, sondern im Innern der Tonerteilchen verborgen sein, um eine so Koagulation oder Agglomerierung der Tonerteilchen in der Entwicklungsvorrichtung zu verhindern, wodurch die Lagerungsbeständigkeit der Tonerteilchen verbessert wird.

Ferner ist es möglich, zu den Tonerteilchen ein magnetisches Material, beispielsweise Magnetit, vorzugs weise in einer Menge zuzugeben, die die elektrische Leitfähigkeit des gesamten Toners nicht übermäßig erhöht. Als magnetisches Material kann eine magnetische oder magnetisierbare Substanz, beispielsweise ein PuI-ver aus einem Metall wie Eisen, Mangan, Nickel, Kobalt oder Chrom oder aus verschiedenen Ferriten oder Manganlegierungen oder Manganverbindungen, eingesetzt werden. In einem solchen Falle ist es vorteilhaft, den Toner auf der Entwicklungswalze magnetisch festzuhalten, indem ein Magnet im Innern der Entwick lungswalze vorgesehen wird, wobei die Tonerteilchen in wirksamer Weise triboelektrisch aufgeladen verden, indem sie auf der Entwicklungswalze durch den umlaufen-

ίο

	Gew.-Teile
Polystyrol (Durchschnitts
molekulargewicht: 1500)	100
Ruß	6
1 :2-Chromkomplex-Farbstoff
(Zaponechtschwarz.C. 1.12 195)	2
Magnetit	33

! den Magneten verschoben werden. einem klassierten Pulver mit einer Korngröße von 5 bis

Die mit dem erfindungsgemäßen Toner erzielbaren 15 μιη vermählen (nachstehend als Fraktion a bezeich- Vorteile werden im folgenden zusammengefaßt: net):

: (1) Die erfindungsgemäßen Tonerteilchen enthalten 5

an ihrer äußeren Oberfläche zwei Substanzen, die Substanz (2) und die Substanz (4), die sich in der triboelektrischen Spannungsreihe an voneinander weit entfernten Stellen befinden. Die Substanz (2) ;■'· bestimmt durch die von ihr eingenommene Fläche 10

oder die Stärke der darauf befindlichen triboelek-. trischen Ladung die Ladungspolarität des gesamte ten Tonerteilchens, während die Substanz (4) leicht Getrennt hiervon wurde die folgende Mischung zu \ϊ freigegeben und durch »Aufschmieren« auf eine einem Pulver mit einer Korngröße von weniger als 1 μιη j J mit den Tonerteilchen in Berührung kommende 15 sprühgetrocknet (nachstehend als Fraktion b bezeich-Il Oberfläche übertragen wird, um die triboelektri- net): ξ··- sehe Aufladung der Tonerteilchen mit der ge-

£ wünschten Polarität zu steuern. Gew.-Teile

' Die erfindungsgemäßen Tonerteilchen können Japanwachs 1

'·' für eine längere Zeitdauer eine stabile triboelektri- 20 Alkylaminomethyl-Kupfer-

; sehe Ladung beibehalten, weil die Substanz (4) die phthalocyanin 0,01 _;; Aufladbarfähigkeit der Tonerteilchen stabilisiert

ff und vergrößert, obwohl die Berührungsfläche mit 100 Gew.-Teile der Fraktion a und 1 Gew.-Teil der $j den Tonerteilchen im Vergleich mit dem Fall eines Fraktion b wurden in einer Kugelmühle ohne Kugeln f* Zweikomponentenentwicklers begrenzt ist. 25 durch gründliches Mischen zu Tonerteilchen verarbeij#j (2) Die erfindungsgemäßen Tonerteilchen sind isolie- tet, wobei unter dem Mikroskop auf den Teilchen der rend und ermöglichen daher eine leichte und ge- Fraktion a die Abscheidung einer sehr kleinen bedeknaue elektrostatische Übertragung (beispielsweise kenden Fläche der Fraktion b beobachtet wurde. , durch eine Koronaentladung) des entwickelten BiI- Der so erhaltene Toner wurde auf eine Aluminium- ; des. 30 Magnetwalze aufgebracht und zur Entwicklung eines - (3) Da es nicht notwendig ist, die erfindungsgemäßen positiven Ladungsbildes verwendet. Die Qualität der iti Tonerteilchen mit Trägerteilchen zu vermischen, entwickelten Bilder war befriedigend und zeigte auch i; sind die Tonerteilchen frei von im Verlauf der Zeit nach 10 OOOmaliger Wiederholung der Entwicklung keigj eintretenden Schädigungen, die bei dem Zweikom- ne Verschlechterung. Ferner konnte das so erhaltene, .fi ponentenentwickler, wie vorstehend erläutert wur- 35 entwickelte Bild auf ein unbeschichtetes Papier durch ;ί de, unvermeidlich sind. Koronaentladung genau übertragen werden. Anderer- ?,; (4) Die erfindungsgemäßen Tonerteilchen benötigen seits lieferte ein Toner, der nur aus der Fraktion a bell keine Aufladung durch eine Koronaentladung, ob- stand, unter den gleichen Bedingungen nur ein entwik-.*, wohl sie isolierend sind. Daher ist keine Koronaent- keltes Bild mit äußerst niedriger Bilddichte. : J ladungsvorrichtung notwendig, wodurch der Auf- 40 Die Analyse des auf der Magnetwalze abgelagerten & bau der Entwicklungsvorrichtung einfach gestaltet Materials nach der Entwicklung zeigte nur die Anwe- ?ϊ werden kann. senheit der Fraktion b. \i (5) Die erfindungsgemäßen Tonerteilchen sind ferner

j: als Toner für die Druckfixierung geeignet. Beispiel 2 s| (6) Die mangelhafte Entwicklung, die sich aus einer 45

$ Ablagerung von Tonerteilchen auf der Oberfläche Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, je-

• der Entwicklungsvorrichtung in Form einer Schicht doch wurden anstelle von 1 Gew.-Teil Japanwachs in

.;: ergibt, kann vermieden werden, da die Substanz (4) der Fraktion b 2 Gew.-Teile Paraffinwachs eingesetzt.

% allein auf dieser Oberfläche abgelagert wird, wäh- Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten. ii{ rend die Tonerteilchen, die hauptsächlich aus der 50

jji Substanz (2) mit entgegengesetzter Polarität beste- Beispiel 3 !I hen, vor. dem latenten Ladungsbild angezogen wer-

K den. 110 Gew.-Teile der Fraktion a des Beispiels 1 wurden

(7) Die Substanz (4) ist auf andere Oberflächen leicht in einer Luftstrahlmühle in Bewegung gehalten, mit eiübertragbar und wird daher auch auf die Oberflä- 55 ner Mischung (Fraktion c) von 10 Gew.-Teilen

ehe eines ein Ladungsbild tragenden Aufzeich- Polyvinylalkohol und 0,1 Gew.-Teil einer Lösung von

nungsmaterials übertragen, von der sie auf eine Polyvinylpyridin in wäßriger Essigsäure versetzt und zu

Reinigungseinrichtung, beispielsweise eine Pelz- Tonerteilchen sprühgetrocknet, die bei der Entwicklung

bürste, übertragen wird, wodurch die Fähigkeit der und Übertragung wie im Beispiel 1 verwendet wurden. Reinigungseinrichtung zum Anziehen des Toners 60 wobei ähnliche Ergebnisse erhalten wurden, verbessert wird. Ferner bewirkt die Substanz (4),

die auf die Oberfläche des ein Ladungsbild tragen- Beispiel 4 den Aufzeichnungsmaterials übertragen wird, eine

Verminderung des Abriebs einer Reinigungsklinge. 50 Gew.-Teile eines Phenolharzes, 50 Gew.-Teile ei-

65 nes Epoxyharzes, 10 Gew.-Teile Ruß und 30 Gew.-Teile

Beispiel 1 Magnetit wurden gründlich vermischt (Fraktion d) und

mit einer Mischung (Fraktion e) von 10 Gew.-Teilen

Die folgenden Materialien wurden vermischt und zu Carnaubawachs und 2 Gew.-Teilen eines 1 :2-Chrom-

11 12

komplexfarbstoffs (Zaponechtschwarz, C. 1.12 195) versetzt. Das erhaltene Produkt wurde gemahlen und zu Tonerteilchen (Korngröße: 5 bis 15 μιη) klassiert, wobei unter dem Mikroskop beobachtet wurde, daß die Fraktion e 3 bis 8% der Oberfläche der Tonerteilchen einnahm.

Die so erhaltenen Tonerteilchen wurden auf eine Magnetwalze aus rostfreiem Stahl aufgebracht und zur Entwicklung eines negativen Ladungsbildes verwendet, wobei ähnliche Ergebnisse bei der Entwicklung und Übertragung wie in Beispiel 1 erzielt wurden.

Beispiel 5

100 Gew.-Teile der Fraktion a von Beispiel 1 und 10 Gew.-Teile der zu feiner. Körnchen getrockneten Fraktion c von Beispiel 3 wurden vermischt und zu klassierten Tonerteilchen mit einer Korngröße von 5 bis 15 μιη vermählen, die bei der Entwicklung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 verwendet wurden. Die erzielten Ergebnisse wurden weiter verbessert, wenn die Oberfläche der Magnetwalze mit Polyvinylalkohol beschichtet war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

30

40

45

50

55

60

65

Claims

1 2 Es sind verschiedene elektrofotografische Aufzeich- Patentansprüche: nungs- und Vervielfältigungsverfahren bekannt, bei de nen in einer Stufe ein elektrostatisches oder magneti-

1. Elektrostatografischer Toner aus gefärbten, sches Ladungsbild durch feine, gefärbte Teilchen, sogeelektrisch isolierenden Tonerteilchen (3), die haupt- 5 nannte Toner, sichtbar gemacht wird.

sächlich eine Substanz (2) und eine geringere Menge Elektrofotografische Verfahren, bei denen auf einem einer Substanz (4), deren triboelektrische Aufladbar- elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial durch keit entgegengesetzt ist, enthalten, dadurch ge- verschiedene Maßnahmen ein Ladungsbild erzeugt,das kennzeichnet, daß die Substanz (2) den Haupt- Ladungsbild mit einem Toner entwickelt ggf. das so teil der Oberfläche der Tonerteilchen (3) einnimmt 10 erhaltene Tonerbild auf ein Bildempfangsmaterial, bei- und deren Polarität bestimmt und die Substanz (4) spielsweise ein Papierblatt, übertragen und das Tonerein leicht von der Substanz (2) abtrennbares, weiches bild durch Anwendung von Hitze, Druck oder einem Harz oder Wachs enthält Lösungsmitteldampf unter Herstellung einer fertigen

2. Toner nach Anspruch 1, dadurch gekcnnzeich- Kopie fixiert wird, sind beispielsweise aus der US-PS net daß sich die Substanzen (2) und (4) in der tribo- 15 22 97 691 bekannt und in den japanischen Patentanmelelektrischen Spannungsreihe an weit voneinander düngen Sho 42 23 910 und Sho 43 24 748 beschrieben, entfernten Stellen befinden. Verfahren zum Sichtbarmachen des Ladungsbildes

3. Toner nach Anspruch t oder 2, dadurch gekenn- durch einen Toner sind beispielsweise das aus der US-zeichnet daß sich die Substanzen (2) und (4) in bezug PS 28 74 063 bekannte Magnetbürstenentwicklungsverauf die Oberfläche (1) einer Entwicklungsvorrich- 20 fahren, das aus der US-PS 26 18 552 bekannte Kaskatung an entgegengesetzten Stellen der triboelektri- denentwicklungsverfahren und das aus der US-PS sehen Spannungsreihe befinden. 22 21776 bekannte Pulverwolkenentwicklungsverfah-

4. Toner nach einem der vorhergehenden Ansprü- ren. Bei solchen Entwicklungsverfahren können als Entche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanzen (2) wickler Einkomponentenentwickler, die nur aus feinen, und (4) geringe gegenseitige Löslichkeit besitzen. 25 gefärbten Tonerteilchen, die so ausgebildet werden

5. Toner nach einem der vorhergehenden Ansprü- können, daß sie durch die elektrostatische Ladung mehr ehe, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (4) oder weniger selektiv angezogen oder abgestoßen wereinen Steuerstoff enthält den, bestehen, oder Zweikomponentenentwickler, die

6. Toner nach einem der vorhergehenden Ansprü- aus eirer Mischung von feinen, gefärbten, elektrisch isoche, dadurch gekennzeichnet daß die Substanz (4) 30 lierenden Tonerteilchen mit Trägerteilchen, beispielsander Oberfläche der Tonerteilchen (3) anhaftet, weise Eisenpulver oder Glasperlen, bestehen, ange-

7. Toner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da- wandt werden. Bei dem Zweikomponentenentwickler durch gekennzeichnet, daß die Substanz (4) auch im werden die isolierenden Tonerteilchen triboelektrisch Innern der Tonerteilchen (3) dispergiert ist. (d. h. durch Reibung) aufgeladen, indem sie mit den Trä-

8. Toner nach einem der vorhergehenden Ansprü- 35 gerteilchen vermischt werden, und die Tonerteilchen ehe, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (2) werden dann auf dem Ladungsbild abgeschieden. Auch ein Bindemittel enthält. bei dem Einkomponentenentwickler werden die Toner-

9. Toner nach einem der vorhergehenden Ansprü- teilchen auf dem Ladungsbild durch die Wirkung einer ehe, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen Ladung, die durch ein leitendes Material, beispielsweise ein weiches Material für die Druckfixierung enthal- 40 eine zum Festhalten der Tonerteilchen dienende, maten. gnctische Metallwalze, durch Koronaentladung oder

10. Toner nach einem der vorhergehenden An- durch triboelektrische Aufladung induziert wird, abgesprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteil- schieden.

chen zusätzlich ein magnetisches Material enthalten. Als eines der Entwicklungsverfahren, bei denen ein

11. Toner nach einem der vorhergehenden An- 45 Einkomponentenentwickler verwendet wird, ist ein Versprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substan- fahren zur Entwicklung durch Ladungsinduktion bezen (2) und (4) an der äußeren Oberfläche der Toner- kannt, wie es beispielsweise in der japanischen Patentteilchen (3) in einem Flächenverhällnis von 5 :1 bis anmeldung Sho 37 491 beschrieben ist. Bei diesem Ver-500 :1 vorhanden sind. fahren werden elektrisch leitende Magnettonerteilchen

12. Verfahren zur elektrostatografischen Entwick- 50 an einer Walze, die einen Magneten enthält, unter BiI-lung mittels des Toners gemäß einem der vorherge- dung einer Magnetbürste angeheftet. Die Magnetbürste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei wird mit einem ein Ladungsbild tragenden Aufzeichder Entwicklung lediglich die Substanz (4) der To- nungsmaterial in Berührung gehalten, um das Ladungsnerteilchen (3) auf der Oberfläche (1) einer Entwick- bild mit dem Toner zu entwickeln. Da die Tonerteilchen lungsvorrichtung übertragen und dadurch die tribo- 55 elektrisch 'teilend sind, wird bei einem solchen Entwickelektrische Aufladung der Tonerteilchen (3) ver- lungsverfahren in den Tonerteilchen eine Ladung industärkt wird und daß die entwickelten Bereiche auf ziert, deren Polarität der Polarität des Ladungsbildes ein Bildempfangsmaterial übertragen werden. entgegengesetzt ist, wenn die Magnetbürste dem La-

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn- dungsbild gegenübersteht. Auf diese Weise wird das Lazeichnet, daß die Fixierung durch Druck erfolgt. 60 dungsbild durch elektrostatische Anziehung zwischen

dem Ladungsbild und den Tonerteilchen, deren elektro-

statische Aufladung so induziert wird, entwickelt.

Ein solches Verfahren zur Entwicklung durch Ladungsinduktion ist in dem Sinne vorteilhaft, daß bei dem

Die Erfindung betrifft einen elektrostatografischen 65 nur aus Tonerteilchen bestehenden Entwickler eine EinToner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 stellung der Tonerkonzentration oder des Mischverfür die Entwicklung von latenten elektrostatischen oder hältnisscs mit Trägerteilchen nicht erforderlich ist, daß magnetischen Ladungsbildern. die Entwicklungsvorrichtung kompakt und einfach ge-