DE2906580A1

DE2906580A1 - Elektrographisches entwicklungsverfahren fuer ein latentes elektrostatisches bild

Info

Publication number: DE2906580A1
Application number: DE19792906580
Authority: DE
Inventors: Hiromi Kameda; Hitoshi Kato; Koji Nagai
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1979-02-21
Publication date: 1979-08-30
Also published as: US4254204A; JPS54114246A

Description

Glawe, Delfs, Moll & Partner - ρ 9114/79 - Seite Y

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein elektrographisches Entwicklungsverfahren für ein latentes elektrostatisches BiId₀ Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entwickeln von elektrostatischen Bildern in Tonerbilder mit einer magnetischen Bürste aus einem magnetischen Toner.

Latente elektrostatische Bilder, die auf der Oberfläche eines Trägers gebildet sind (wie z. B. elektrostatisches Aufzeichnungspapier bei der Bildübertragung oder ein fotoleitendes Element bei elektrofotografischen Kopiergeräten), können vorteilhafterweise in sichtbare Bilder z. B₀ durch das Verfahren entwickelt werden, daß im US-Patent 3 909 258 beschrieben ist, bei dem die bildtragende Oberfläche mit einer magnetischen Bürste aus magnetischen Tonerteilchen niedrigen Widerstandes überstrichen wird, die aus einer Dispersion feiner magnetischer Teilchen in einem Harz hergestellt sind und Ruß oder ähnliches elektrisch leitendes Material enthalten, das in die Oberflächen der Tonerteilchen eingebaut ist.

Wegen verschiedener Vorteile hat dieses Verfahren weite Anwendung bei elektrofotografischen Kopiergeräten usw. gefunden. Die Kopierer, bei denen dieses Verfahren benutzt wird, sind jedoch ausschließlich auf diejenigen des Fax-Typs begrenzt gewesen, bei denen das Kopierpapier selbst entwickelt wird. In der Tat muß das Verfahren noch für die Benutzung in sogenannten Kopierern für gewöhnliches" Papier (plain paper copiers, PPC) verbessert werden, die offenbar die idealen Kopiergeräte sind.

Vermutlich beruht dies auf der Tatsache, daß einerseits der für das Verfahren magnetische Toner sehr leicht aufgebrachte Ladungen aufnehmen und daher einen niedrigen spezifischen Widerstand haben muß, während andererseits große Schwierigkeiten beim übert ragen eines solchen Toners mit niedrigem spezi-

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fischen Widerstand von der das Bild tragenden Oberfläche auf das Kopierpapier auftreten. Deutlicher gesagt, bekommt das Tonerbild deutliche Unterbrechungen während der übertragung, wenn latente Bilder, die mit dem Toner niedrigen spezifischen Widerstandes entwickelt sind, nämlich Tonerbilder, von der Unterlage auf Papier mit Hilfe von Corona-Entladung und der Benutzung einer üblichen Übertragungseinheit übertragen werden sollen, wodurch eine Kopie erhalten wird, die unbrauchbar ist. Die Unterbrechungen des Tonerbildes sind offenbar der Erscheinung zuzuschreiben, daß Tonerteilchen, wenn der Toner den Corona-Ladungen ausgesetzt wird, in ein Gebiet des Papiers übertragen werden, das vom darauf zu bildenden Bildgebiet verschieden ist; es könnte auch sein, daß einige Tonerteilchen aufgrund einer Änderung der Polarität verstreut werden.

Es sind verschiedene Versuche gemacht worden, um dem magnetischen Toner den höchstmöglichen spezifischen Widerstand zu geben und dabei den Fehler zu beseitigender mit der übertragung des magnetischen Toners durch eine Corona-Entladungseinheit zusammenhängt; die Beseitigung des Fehlers beeinflußt jedoch, obwohl sie zu einem gewissen Grade erreicht wurde, in negativer Weise die Entwicklung des latenten Bildes, so daß keine brauchbaren Tonerbilder erhalten werden.

Außerdem hat das in US-PS 3 909 258 beschriebene Verfahren einen anderen Nachteil, daß Tönungen nur sehr schlecht reproduziert werden, wenn es in PPC-Geräten zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes mit einem hohen Potential von bis zu ungefähr 500 Volt bis ungefähr 1000 Volt benutzt wird, sogar wenn die erhaltenen Kopien brauchbar sind.

Dies wird weiter unten ausführlich unter Bezugnahme auf Fig. beschrieben werden, die die Beziehung zwischen dem Potential von latenten elektrostatischen Bildern und der Menge von magnetischem Toner zeigt, die auf der das Bild tragenden Oberfläche abgelagert wird, wenn das latente Bild durch das Verfahren des

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obigen US-Patents entwickelt wird. Das Potential P ist

/der

auf'Abszisse gegen die Menge T auf der Ordinate aufgetragen. Die ausgezogene Linie A in Fig. 1 stellt die obige Beziehung dar, die bei der Benutzung eines magnetischen Toners mit niedrigem spezifischen Widerstand von

10 Ohm-cm auftritt (kommerzieller magnetischer Toner, der gegenwärtig für den Gebrauch in Kopiergeräten vom Fax-Typ erhältlich ist). Die mit Strichpunkten versehene Linie B zeigt die Beziehung, die bei Benutzung eines magnetischen Toners mit einem hohem spezifischen Widerstand von 10 Ohm-cm auftritt. Die ausgezogene Linie A läßt erkennen, daß, wenn das Potential des latenten Bildes im Bereich von O bis 500 V liegt, das Potential ungefähr proportional zur Menge des abgelagerten Toners ist, was eine zufriedenstellende Wiedergabe der Tönung innerhalb des Bereiches ermöglicht, während bei Potentialen oberhalb 500 V die Tonermenge im wesentlichen unabhängig vom Potential konstant bleibt, wobei dann keine Tönungen wiedergegeben werden. Die strichpunktierte Linie B zeigt, daß latente Bilder, wenn sie ein Potential von ungefähr 1000 V haben, nur bis zu einer niedrigeren Gesamtdichte mit einer geringeren Menge von Tonerablagerung entwickelt werden können.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines neuen und sehr nützlichen elektrographischen Entwicklungsverfahrens .

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrographischen Entwicklungsverfahrens, bei dem die Schwierigkeiten nicht auftreten, die bei dem konventionellen oben beschriebenen elektrographischen Entwicklungsverfahren, bei dem ein magnetischer Toner mit niedrigem spezifischen Widerstand verwendet wird, auftreten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrographischen Entwicklungsverfahrens mit hervorragender Fähigkeit, Tönungen wiederzugeben.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrographischen Entwicklungsverfahrens, bei dem ein neuer magnetischer Toner verwendet wird, mit dem latente elektrostatische Bilder auf zufriedenstellende Weise von einem ein Bild tragenden Element auf Kopierpapier mit Hilfe von Corona-Entladung und der Benutzung einer Corona-Entladungseinheit übertragen werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines oben beschriebenen elektrographischen Entwicklungsverfahrens , das für PPC-Geräte geeignet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß Teilchen eines magnetischen Toners, der Kernteilchen mit niedrigem spezifischen Widerstand, die ein Harz und ein fein verteiltes magnetisches Material enthalten, und Sekundärteilchen einschließt, die durch Wärmeeinwirkung an einen Teil der äußeren Oberfläche jedes Kernteilchens angebracht sind und in erster Linie aus einem isolierenden Harz bestehen, in reibende Berührung miteinander gebracht werden und daß eine ein latentes elektrostatisches Bild tragende Oberfläche mit einer magnetischen Bürste entwickelt wird, die aus dem magnetischen Toner aufgebaut ist.

Bei dem erfindungsgemäßen elektrographischen Entwicklungsverfahren zum Entwickeln eines latenten elektrostatischen Bildes auf einer Unterlage in ein Tonerbild. wird die das Bild tragende Oberfläche der Unterlage mit einer magnetischen Bürste überstrichen, die aus einem magnetischen Toner aufgebaut ist, der Kernteilchen mit niedrigem spezifischen Widerstand aufweist, die ein Harz und feine Teilchen eines magnetischen Materials enthalten, und Sekundärteilchen enthält, die durch Wärmeeinwirkung an einem Teil der äußeren Oberfläche jedes Kernteilchens anhaften und in erster Linie aus einem isolierenden Harz bestehen.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung, durch die schematisch die Beziehung zwischen dem Potential der elektrostatischen latenten Bilder P und der Tonermenge T, die auf den Bildern abgelagert ist, dargestellt ist, und zwar gem. den elektrogräphischen Entwicklungsverfahren des Standes der Technik und der Erfindung;

Fig_u 2 in schematischer Darstellung ein PPC-Gerät, das

für das elektrographische Entwicklungsverfahren der Erfindung geeignet ist;

Fig. 3 in Vergrößerung einen Querschnitt von magnetischen Tonerteilchen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden; und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Verhaltens der Teilchen des magnetischen Toners während der Entwicklung.

Im folgenden sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der magnetische Toner, der beim erfindungsgemäßen elektrogräphischen Entwicklungsverfahren verwendet werden soll, wird durch Zusammenmischen von Kernteilchen mit niedrigem spezifischen Widerstand, die aus einer Dispersion feiner Teilchen eines magnetischen Materials in einem Harz hergestellt sind, und von Sekundärteilchen hergestellt, die vorwiegend aus einem isolierenden Harz bestehen. Anschließend wird die resultierende Mischung einer Wärmebehandlung ausgesetzt, um die Sekundärteilchen durch Wärmeeinwirkung an den Kernteilchen anzubringen.

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Fig. 3 zeigt den Aufbau der magnetischen Tonerteilchen Tn, die ein Kernteilchen M und Sekundärteilchen S enthalten, die durch Wärmeeinwirkung an der Oberfläche des Kernteilchens M befestigt sind_o Man sieht, daß Sekundärteilchen S konzentrisch an zurückspringenden und vorspringenden Abschnitten der Kernteilchen M haften. Dies beruht vermutlich darauf, daß die Sekundärteilchen S so an den Kernteilchen M anhaften, wenn die beiden Arten von Teilchen miteinander während des Herstellungsprozesses vermischt werden. Es erscheint, daß einige Teilchen S, wenn die Sekundärteilchen S in Reibungsberührung mit den Kernteilchen M gebracht werden, reibungselektrisch von den Vorsprüngen der Teilchen M angezogen werden, während andere Teilchen S zu den zurückspringenden Teilen der Teilchen M verbracht werden, um konzentrisch an diesen Teilen anzuhaften.

Die Kernteilchen M haben einen spezifischen Widerstand von

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bis zu 10 Ohm-cm, vorzugsweise bis zu 10 Ohm-cm. Der spezifische Widerstand der Kernteilchen M kann dadurch kontrolliert werden, daß ein elektrisch leitendes magnetisches Material als fein verteiltes magnetisches Material verwendet wird, oder indem ein die Leitfähigkeit bewirkendes Mittel in die Harzkomponente der Teilchen M eingefügt wird. Das Harz und das magnetische Material für die Kernteilchen M können aus denjenigen ausgewählt werden, die allgemein für Entwickler verwendet werden. Es kann auch, falls dies gewünscht ist, ein Farbmittel in die Kernteilchen M eingefügt werden.

Die Sekundärteilchen S können, wenn sie in reibende Berührung mit den Kernteilchen M gebracht werden, durch Reibungselektri-

zität auf eine Polarität aufgeladen werden, die für das Entwickeln geeignet ist_f nämlich auf eine Polarität, die der Polarität des latenten Bildes entgegengesetzt ist, wobei sie solche isolierenden Eigenschaften haben, daß sie die reibungselektrischen Ladungen behalten. Das isolierende Harz für die Sekundärteilchen S kann wie gewünscht aus denjenigen ausgewählt werden, die allgemein für Entwickler verwendet werden. Die Sekun-

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därteilchen S können wie die Kernteilchen M, falls gewünscht, ein Farbmittel enthalten.

Das Verhältnis der Bedeckung der Oberfläche der Kernteilchen M durch die Sekundärteilchen S liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 10 bis 50 %. Der Optimalwert kann jedoch gemäß den Größen der zwei Arten von Teilchen bestimmt werden» Dieses Verhältnis ist nicht direkt maßgebend für das Verhältnis der durch die Teilchen S bewirkten Abdeckung in bezug auf die gesamte Oberfläche der Kernteilchen M, sondern bezeichnet das Verhältnis des Oberflächengebietes der Teilchen S, das im wesentlichen andere Tonerteilchen berühren kann, zum Oberflächengebiet des Kernteilchens M.

Das isolierende Harz, das als Hauptkomponente der Sekundärteilchen für die Herstellung des erfindungsgemäßen magnetischen Toners dient, unterscheidet sich von der Harzkomponente der Kernteilchen bezüglich des Schmelzpunktes. Dabei können die Sekundärteilchen leicht an die äußeren Oberflächen der Kernteilchen nur durch eine einfache Wärmebehandlung befestigt werden. Eine Wärmebehandlung muß in diesem Falle jedoch bei einer Temperatur durchgeführt werden, die niedriger ist als der Schmelzpunkt des hochschmelzenden Harzes.

Die Sekundärteilchen geben, wenn sie verhältnismäßig groß sind, jedoch nicht so groß, daß ihre Größe diejenigen der Kernteilchen überschreitet, dem Toner verbesserte Hafteigenschaften.

Der für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete magnetische Toner hat aufgrund der obigen Struktur die folgenden physikalischen Eigenschaften (1) und (2).

(1) Wenn Tonerteilchen in reibende Berührung miteinander kommen, indem sie irgendeiner physischen Kraft ausgesetzt werden, zum Beispiel beim Bilden der magnetischen Bürste, nehmen die Kernteilchen durch Reibungselektrizität Ladungen einer Polarität und die Sekundärteilchen

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Ladungen der entgegengesetzten Polarität auf. Gleichzeitig werden die Kernteilchen durch Reibungselektrizität auf dieselbe Polarität wie das latente Bild aufgeladen, die Ladungen werden jedoch schnell verschwinden, da die Kernteilchen einen niedrigen spezifischen Widerstand haben. Andererseits nehmen die Sekundärteilchen Ladungen einer Polarität auf, die derjenigen des Bildes entgegengesetzt ist. Entgegen den Verhältnissen bei den Ladungen auf den Kernteilchen werden diese Ladungen nicht schnell verschwinden.

(2) Wenn der Toner die Form einer magnetischen Bürste annimmt, hat die Bürste in Borstenrichtung einen spezifischen Widerstand, der ungefähr gleich dem spezifischen Widerstand der Kernteilchen selbst ist, was zu dem Ergebnis führt, daß Ladungen über die Tonerteilchen in dieser Richtung leicht bewegt werden können.

Die physikalischen Eigenschaften (2) , die eben erwähnt wurden, werden weiter unten deutlicher unber Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben werden, in der eine leitende Entwicklungshülse 10 gezeigt ist, in der eine vielpolige magnetische Walze 11 angeordnet ist. Wenn aus dem magnetischen Toner Tn eine Magnetbürste gebildet wird, berühren sich die Tonerteilchen gegenseitig in erster Linie an Oberflächenabschnitten der Kernteilchen, wobei die Kernteilchen M auf diese Weise im wesentlichen eine elektrische Leiterbahn in der Richtung e der Bürste bilden.'Trotz der Tatsache, daß isolierende Sekundärteilchen S vorhanden sind, hat die Bürste daher in der Richtung e einen spezifischen Widerstand, der ungefähr gleich dem spezifischen Widerstand der Kernteilchen M selbst ist, und zwar in erster Linie aufgrund der Tatsache, daß die Kernteilchen M einzeln magnetisiert werden, mit dem Ergebnis, daß sie einander direkt berühren. Darüber hinaus werden die Sekundärteilchen S, die die zurückspringenden Abschnitte der Kernteilchen M ausfüllen, eine solche direkte Berührung erleichtern.

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Da für das elektrographische Entwicklungsverfahren der Erfindung ein magnetischer Toner benutzt wird, der den neuen Aufbau und die besonderen oben beschriebenen physikalischen Eigenschaften hat, werden durch das Verfahren die besonderen Wirkungen (1) und (2) bewirkt, die weiter unten angegeben sind, wodurch die erfindungsgemäßen Aufgaben gelöst werden_o

(1) Wenn ein latentes elektrostatisches Bild entwikkelt wird, haben Sekundärteilchen eine reibungselektrische Ladung,und Kernteilchen haben eine Ladung, die auf dieselben durch die magnetische Bürste aufgebracht sind. Der magnetische Toner wird daher elektrostatisch zum latenten Bild hin durch eine Coulomb-Kraft angezogen, die zwischen beiden Ladungen und dem latenten Bild wirkt. Auf diese Weise können sogar latente Bilder mit hohem Potential mit hoher Reproduzierbarkeit von Tönungen entwickelt werden, wie dies durch die unterbrochene Linie C in Fig. 1 angedeutet ist. Die durch die Linie C dargestellten Ergebnisse wurden im weiter unten beschriebenen Versuch 1 erhalten.

(2) Wenn der magnetische Toner auf Kopierpapier durch eine Corona-Entladungseinheit übertragen werden soll, wird der Toner elektrostatisch zur Oberfläche des Papiers durch eine Coulomb-Kraft angezogen, die zwischen der reibungselektrischen Ladung der Sekundärteilchen und der dem Papier durch die Entladungseinheit mitgeteilten Ladung wirkt, so daß wie bei konventionellen isolierenden Tonern der magnetische Toner in zufriedenstellender Weise auf das Papier übertragen werden kann, wobei er ein Tonerbild ohne irgendwelche Unterbrechungen bildet.

Für die Beschreibung von Versuchen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren soll zunächst die in den Versuchen benutzte Apparatur unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben werden» Das Gerät ist vom PPC-Typ.

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Fig_o 2 zeigt ein elektrofotografisch.es fotoleitendes Element 1, das durch Aufbringen eines fotoleitenden Materials von Se auf die äußere Oberfläche einer Trommel durch Vakuumverdampfung hergestellt ist. Das Element 1 wird in der Richtung des Pfeiles a angetrieben. Um das Element 1 sind eine Corona-Entladungseinheit 2 zum Laden, ein System 3 zum Projizieren des Bildes eines Originales, eine Entwicklungseinheit 4, eine Corona-Entladungseinheit 5 für die Bildübertragung, eine Einheit 6 zum Entfernen überschüssigen Toners und eine Löschlampe angeordnet, und zwar in der erwähnten Reihenfolge. Kopierpapier 8 wird von einem Vorratsbehälter (nicht gezeigt) von der linken Seite der Zeichnung abgegeben,durch die Übertragungsstation hindurchgeführt und einer Fixiereinheit 9 zugeführt, die ein Paar von Wärmewalzen aufweist. Nachdem ein Tonerbild, das dem Bild eines Originals entspricht, auf dem Papier erzeugt ist, wird das Papier anschließend aus dem Gerät durch eine nicht gezeichnete öffnung herausgeführt.

Die Entwicklungseinheit 4 weist eine feste leitende Entwicklungshülse 10, eine Magnetwalze 11, die in Richtung eines Pfeiles b gedreht wird, um den magnetischen Toner in Richtung eines Pfeiles d zuzuführen, einen tonerenthaltenden Vorratsbehälter 12 zum Zuführen des Toners Tn zu der Oberfläche der Hülse und ein Gehäuse 13 auf, das die Hülse 10 umgibt. Der Zwischenraum zwischen der Oberfläche des fotoleitenden Elementes 1 und der Oberfläche der Hülse 10 beträgt 0,7 mm. Die Magnetwalze 11 soll sich mit 700 Umdrehungen pro Minute drehen.

Die Einheit 6 zum Entfernen überschüssigen Toners ist von dem Typ, der eine Klinge 20 aufweist, die in gleitender Berührung mit der Oberfläche des Elementes 1 steht, um den überschüssigen Toner von der fotoleitenden Oberfläche abzukratzen'. Die Einheit 6 zum Entfernen des Toners schließt darüber hinaus Einrichtungen zum Zurückführen des entfernten Toners in das Gehäuse 13 durch eine Rohrleitung 22 am Boden des Gehäuses 21 der Einheit 21 ein, damit der zurückgewonnene Toner für die

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Entwicklung wieder verwendet werden kann.

Mit dem oben beschriebenen PPC-Gerät wird das fotoleitende Element 1 durch die Corona-Entladungseinheit 2 gleichmäßig geladen und dann einem optischen Bild ausgesetzt, das dem Originalbild entspricht und durch das System 3 darauf projiziert wird, wodurch ein latentes elektrostatisches Bild auf der fotoleitenden Oberfläche gebildet wird. Das Potential des latenten Bildes reicht vom niedrigsten Wert von ungefähr + 150 V bis zum Höchstwert von ungefähr + 750 V. Das latente Bild wird durch die Einheit 4 in ein Tonerbild entwickelt. Für die Entwicklung hat die Hülse 10 eine Vorspannung derselben Polarität wie das latente Bild, nämlich positive Polarität. Das entwickelte latente Bild, d. h. das Tonerbild, wird auf das Papier 8 durch die Corona-Entladungseinheit 5 übertragen und anschließend auf dem Papier 8 durch die Einheit 9 fixiert. Der Toner, der auf dem Element 1 zurückbleibt, wird durch die Klinge 20 abgeschabt und in das Innere der Entwicklungseinheit 4 über die Rohrleitung 22 zurückgebracht, während die restlichen Ladungen auf dem Element 1 durch Belichtung mit dem Licht von der Löschlampe 7 beseitigt werden. Die Ladungen, die durch die Übertragungs-Corona-Entladungseinheit 5 abgegeben werden, haben dieselbe Polarität wie das latente Bild. Tonerteilchen Tn werden in Reibungskontakt miteinander dadurch gebracht, daß sie auf der Entwicklungshülse in der Richtung des Pfeiles d transportiert werden, wobei die Kernteilchen und Sekundärteilchen durch Reibung elektrisch auf Polaritäten aufgeladen werden, die einander entgegengesetzt sind.

Es wurden die folgenden Versuche mit dem oben beschriebenen Gerät durchgeführt, um die Wirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verifizieren.

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Versuch 1 (erfindungsgemäßes Beispiel)

EPIKOTE 1002 100 Gewichtsteile

(Schmelzpunkt 82 C, Epoxy-Harz, Handelsname benutzt durch und hergestellt durch Shell Chemical Co., USA)

IRON OXIDE RB-BL
(EISENOXID RB-BL ) 280 Gewichtsteile

(feinverteiltes magnetisches Material, Handelsname benutzt durch und hergestellt durch Chitan Kogyo Co., Ltd., Japan)

KETJEN BLACK (Ketjen Schwarz) 10 Gewichtsteile

(Farbmittel, Handelsname benutzt durch und hergestellt durch Lion Fat and Oil Co., Ltd., Japan)

Diese drei Komponenten wurden miteinander vermischt, mit heißen Walzen geknetet, pulverisiert und gesiebt, um Teilchen mit Größen von 10 bis 25 |im herzustellen (die im folgenden als "Teilchen A" bezeichnet werden). Es wurde festgestellt, daß die Teilchen einen

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spezifischen Volumenwiderstand von 10 Ohm-cm hatten, was dadurch gemessen wurde, daß die Teilchen in die Form einer Magnetbürste gebracht wurden und die Bürste einem elektrischen Feld von ungefähr 300 bis 500 V/mm ausgesetzt wurde.

Andererseits wurden die folgenden Komponenten miteinander gemischt, mit heißen Walzen geknetet, pulverisisert und gesiebt, um Teilchen der Größe 3 bis 10 μπι zu erzeugen (die im folgenden als "Teilchen B" bezeichnet werden)„

PICCOLASTIC D125 100 Gewichtsteile

(Schmelzpunkt 125 ° C, Styrolharz, Handelsname benutzt durch und hergestellt durch Esso Standard Co.,USA)

KETJEN BLACK 8 Gewichtsteile

E)ie Teilchen A und die Teilchen B wurden miteinander vermischt unter Umrühren im Gewichtsverhältnis von 2 : 1 und dann bei 90 C

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einer Wärmebehandlung unterzogen, um durch Wärmeeinwirkung die Teilchen B an den Oberflächen der Teilchen A zu befestigen und einen magnetischen Toner zu erhalten, der für das erfindungsgemäße Verfahren benutzt werden kann. Die Teilchen A wurden als Kernteilchen benutzt, und die Teilchen B wurden als Sekundärteilchen benutzt.

Der Toner wurde im Kopierbetrieb unter Benutzung der in Fig. 2 gezeigten Apparatur geprüft, wobei deutliche und scharfe Tonerbilder mit ausgezeichneter Wiedergabe von Tönungen erhalten wurden. Deutlicher gesagt wurden die Tonerbilder in zufriedenstellender Weise ohne irgendwelche Unterbrechungen übertragen. In Fig. 1 stellt die unterbrochene Linie C den Zusammenhang zwischen dem Potential von latenten Bildern und die Menge von Tonerablagerungen auf den latenten Bildern über die fotoleitende Oberfläche dar, wie dies durch diesen Versuch bestimmt wurde.

Versuch 2

Der im Versuch 1 benutzte magnetische Toner wurde bezüglich der Menge von Ladungen durch das Wegblasverfahren geprüft, um zu bestätigen, daß der Toner durch Reibungselektrizität geladen werden kann und imstande ist, die Ladungen zu halten. Der Versuch wurde ausgeführt, nachdem der Toner mit Eisenträgergranulat für ungefähr 30 Minuten gemischt wurde, was eine Ladungsmenge von 10 μσ/g ergibt, die vergleichbar ist mit derjenigen eines konventionellen isolierenden Toners. Zum Vergleich sei bemerkt, daß herausgefunden wurde, daß ein magnetischer Toner mit einem niedrigen spezifischen Widerstand von 10 Ohm-cm (kommerziell erhältlicher magnetischer Toner zum Gebrauch in Kopiergeräten vom Fax-Typ), wenn er auf ähnliche Weise untersucht wurde, eine Ladungsmenge aufwies, die nur eine Größe von ungefähr 1 bis ungefähr 3 μσ/g betrug.

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Versuch 3 (erfindungsgemäßes Beispiel)

HYMER-ST75 100 Gewichtsteile

(Schmelzpunkt 75 C, Styrolharz, Handelsname benutzt durch und hergestellt durch Sanyo Chemical Industries, Ltd„, Japan)

EISENOXID RB-BL 280 Gewichtsteile

KETJEN BLACK 8 Gewichtsteile

Teilchen 'der Größe 10 bis 25 μπι (die im folgenden als "Teilchen C" bezeichnet werden sollen) wurden aus den drei obigen Komponenten in derselben Weise wie bei Versuch 1 hergestellt. Es wurde herausgefunden, daß die Teilchen einen spezifischen Volumenwider-

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stand von 10 Ohm-cm hatten»

Andererseits wurden Teilchen der Größe 10 bis 25 μπι (die im folgenden als "Teilchen D" bezeichnet werden) aus den drei unten angegebenen Komponenten in derselben Weise wie beim Versuch 1 hergestellt.

HYMER SBM 73 100 Gewichtsteile

(Schmelzpunkt 120° C, Styrol-Acryl-Harz, Handelsname benutzt durch und hergestellt durch Sanyo Chemical Industries, Ltd_o, Japan)

KETJEN BLACK 4 Gewichtsteile

011 BLACK (öl-Schwarz) 2 Gewichtsteile

(Farbmittel, Handelsname benutzt durch und hergestellt durch Orient Chemical Industries, Ltd., Japan).

Teilchen C und Teilchen D wurden miteinander vermischt unter Umrühren im Gewichtsverhältnxs von 2 : 1 und dann bei 100° C einer Wärmebehandlung unterzogen, um die Teilchen D an den Oberflächen der Teilchen C unter Wärmeeinwirkung zu befestigen

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und um einen magnetischen Toner zu erhalten, der für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann. Die Teilchen C wurden als Kernteilchen und die Teilchen D als Sekundärteilchen benutzt.

Der Toner wurde bezüglich des Kopierbetriebes durch die Apparatur der Figur 2 untersucht, an der einige Veränderungen vorgenommen wurden. Beim Betrieb wurden scharfe Tonerbilder mit ausgezeichneter Wiedergabefähigkeit von Tönungen wie im Falle des Versuches 1 erhaltenα Die obenerwähnten Veränderungen sind Änderungen am fotoleitenden Element 1, in dem eine fotoleitende Beschichtung aus fein verteiltem CdS und CdCO₃ verwendet wird, das mit einem Harz gebunden ist. Außerdem wurde die -Polarität der Ladungen, die durch die ladende Corona-Ladungseinheit 2 und die übertragungs-Corona-Entladungseinheit 5 abgegeben werden, in negative Polarität geändert. Demgemäß hatten die in diesem Versuch gebildeten latenten Bilder eine Polarität, die entgegengesetzt der Polarität derjenigen des Versuches 1 war. In diesem Zusammenhang wurden die Teilchen C und D aus solchen Materialien hergestellt, daß sie in umgekehrter Richtung wie bei der Aufladung durch Reibung der Teilchen A und B durch Reibung aufgeladen wurden.

Versuch 4 (Vergleichsbeispiel)

Es wurde ein Kopierversuch in derselben Weise wie bei Versuch 1 durchgeführt, mit dem Unterschied jedoch, daß der im Versuch 1 benutzte magnetische Toner durch eine einfache Mischung von Teilchen A und Teilchen B im Gewichtsverhältnis von 2 : 1 ersetzt wurde. Die Teilchen B wurden um die Entwicklungseinheit 4 herum zerstreut, während die erhaltenen Tonerbilder schwerwiegende Verschleierungen aufwiesen.

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Versuch 5 (erfindungsgemäßes' Beispiel)

Dieselben Teilchen A und Teilchen B, die auch beim Versuch 1 benutzt wurden, wurden miteinander unter Umrühren in einem Gewichtsverhältnis von 95 : 5 vermischt und einer Wärmebehandlung bei 80° C unterworfen, um die Teilchen B unter Wärmeeinwirkung an die Oberflächen der Teilchen A zu befestigen und einen magnetischen Toner zu erhalten, der für das vorliegende Verfahren Verwendung finden kann. Mikroskopische Beobachtung des Toners ergab, daß die Teilchen A in einem Verhältnis von ungefähr 10 % mit Teilchen B bedeckt waren.

Der Toner wurde bezüglich des Kopierbetriebes in derselben Weise wie im Versuch 1 untersucht, wobei dieselben Ergebnisse wie beim Versuch 1 erhalten wurden, mit der Ausnahme, daß die erhaltenen Tonerbilder leicht hart getönt waren.

Die Wärmebehandlungstemperatur für die Herstellung des Toners in diesem Versuch war 80° C,und zwar 10° C niedriger als im Versuch 1, da die Teilchen A in einem größeren Verhältnis als im Versuch 1 benutzt wurden.

Versuch 6 (Vergleichsbeispiel)

PICCOLASTIC D125 100 Gewichtsteile

KETJEN BLACK 8 Gewichtsteile

LIGROIN 1000 Gewichtsteile

Die obigen Komponenten wurden miteinander vermischt und in einer Kugelmühle während 24 Stunden behandelt, um eine Dispersion herzustellen, in der Teilchen A (s. Versuch 1) in der bezüglich des Gewichtes 19-fachen kombinierten Menge von PICCOLASTIC D125 und KETJEN BLACK dispergiert waren. Die resultierende Dispersion wurde einer Sprühtrocknung unterzogen. Die erhaltenen Teilchen wurden gesiebt, um einen magnetischen Toner mit einer Teilchengröße von 10 bis 25 μΐη zu erzeugen. Der Toner hatte einen spezi-

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1 3 fischen Raumwiderstand von wenigstens 10 Ohm-cm. Eine mikroskopische Untersuchung des Toners ergab, daß die Teilchen A fast über ihre gesamte Oberfläche gleichförmig bedeckt waren.

Als der Toner im Kopierbetrieb auf dieselbe Weise wie bei Versuch 1 untersucht wurde, wurde herausgefunden, daß die sich ergebenden Tonerbilder deutliche Unregelmäßigkeiten in ihrer Dichte zeigten, während gleichzeitig Tonerteilchen an der Entwicklungshülse 10 anhafteten.

Die Erfindung wurde bezüglich der Ausführungsformen nur beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Verschiedene Abwandlungen und Modifikationen, die der Fachmann vornehmen kann, sind vom Erfindungsgedanken mit umfaßt. Zum Beispiel können latente elektrostatische Bilder auf der das Bild tragenden Oberfläche durch überstreichen der Oberfläche mit einer magnetischen Bürste aus einer Mischung entwickelt werden, die durch Zumischen eines Zusatzes, wie z_o B. eines isolierenden Toners, mit einem magnetischen Toner hergestellt ist, wie er in den Versuchen 1, 3 oder 5 beschrieben ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrographisches Entwicklungsverfahren für ein latentes elektrostatisches Bild, dadurch gekennzeichnet, daß Teilchen (Tn) eines magnetischen Toners, der Kernteilchen (M) mit niedrigem spezifischen Widerstand, die ein Harz und ein fein verteiltes magnetisches Material enthalten, und Sekundärteilchen (S) einschließt, die durch Wärmeeinwirkung an einen Teil der äußeren Oberfläche jedes Kernteilchens (M) angebracht sind und in erster Linie aus einem isolierenden Harz bestehen, in reibende Berührung miteinander gebracht werden und daß eine ein latentes elektrostatisches Bild tragende Oberfläche (1) mit einer magnetischen Bürste entwickelt wird, die aus dem magnetischen Toner aufgebaut ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Toner mit Sekundärteilchen (S) verwendet wird, deren isolierendes Harz sich vom Harz der Kernteilchen (M) bezüglich des Schmelzpunktes unterscheidet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärteilchen (S) reibungselektrisch auf eine Polarität aufgeladen werden, die der Polarität des latenten Bildes entgegengesetzt ist, wenn diese

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in Reibungsberührung mit den Kernteilchen (M) gebracht werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Widerstand der Kernteilchen (M) niedriger ist als 1O^ Ohm-cm.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Widerstand der Kernteilchen (M) niedriger ist als 1θ"Ό Ohm-cm.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Toner verwendet wird, dessen Bedekkungsverhältnis der Oberfläche der Kernteilchen (M) durch die Sekundärteilchen (S) im Bereich von 10 bis 50 % liegt.

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