DE3148989C2

DE3148989C2 - Verfahren für die elektrophotographische Vervielfältigung

Info

Publication number: DE3148989C2
Application number: DE3148989A
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi Hitachi Hoshi; Tsuneaki Kawanishi; Hirosada Morishita; Akio Mukoh
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1980-12-10
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1985-04-25
Also published as: US4433042A; JPS6355064B2; DE3148989A1; JPS5797545A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Kopierverfahren, bei dem elektrostatisch ein latentes Bild auf einem Aufzeichnungsmedium gebildet wird, ein magnetischer Toner aus einem Ein-Komponenten-System mit einem Gehalt an mindestens einem Harz und feinen Teilchen aus ferromagnetischem Material auf eine nichtmagnetische Manschette geführt wird, die mit einer Permanentmagnetwalze ausgerüstet ist, die eine Vielzahl von Magnetpolen darin enthält, der magnetische Toner in einen Spalt zwischen dem Aufzeichnungsmedium und der nichtmagnetischen Manschette transportiert wird, der magnetische Toner auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird, wodurch das latente Bild zu einem sichtbaren Bild entwickelt wird, und das so gebildete Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium auf einem Übertragungsblatt elektrostatisch übertragen wird und das übertragene Bild fixiert wird, wodurch ein Endbild erhalten wird. Erfindungsgemäß besitzt der magnetische Toner einen spezifischen Widerstand von mehr als 5 · 10 ↑1 ↑5 Ω cm und eine relative, dielektrische Konstante von weniger als 3,0. Es werden eine gute Entwicklung und gute übertragene Bilder selbst mit einem Aufzeichnungsmedium erhalten, das eine relativ niedrige, dielektrische Konstante und eine hohe Isoliereigenschaft aufweist, und praktisch erhält man eine hohe Übertragungsausbeute mit einem Normalblatt mit niedrigem spezifischen Widerstand als Übertragungsblatt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die elektrophotographische Vervielfältigung, bei dem elektrostatisch ein latentes Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial gebildet wird, ein magnetischer Einkomponententoner, welcher mindestens ein Harz und feine Teilchen aus ferromagnetischem Material umfaßt, auf eine nichtmagnetische Manschette gebracht wird, die mit einer Dauermagnetwalze mit einer Vielzahl magnetischer Pole darin ausgerüstet ist, der magnetische Toner in einen Spalt zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und der nichtmagneitischen Manschette trac'porticrt wird, der magnetische Toner an dem Aufzeichnungsmaterial angebracht wird, das so auf dem Aufzeichnungsmaterial gebildete Tonerbild elektrostatisch auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird und das übertragene Bild fixiert wird, wobei der Toner einen spezifischen Widerstand von mehr als 5 χ 10^ι5Ω χ cm aufweist.
Als Trockenentwickler für die Entwicklung eines elektrostatischen, latenten Bildes, welches auf einem Aufzeichnungsmaterial gebildet wird, ist ein Zwcikomponentenentwickler. der Trägerteilchen, wie Eiscntcilchen oder Glasperlen, und Tonerteilchen, wie Harzteilchen, die eine Farbe verleihen, enthält, gut bekannt. Als

so Verfahren für die Trockenentwicklung sind das Kaskadenverfahren und das Magnetbürstenverfahren gut bekannt. Bei den meisten der derzeit verfügbaren Kopiervorrichtungen des Trockentyps werden die zuvor erwähnten Entwicklungsverfahren und Entwickler zur Herstellung von kopierten Bildern verwendet, wobei Toner- und Trägerteilchen, wie Eisenteilchen oder Glasperlen bzw. -kügelchen, zusammen vermischt werden, und diese werden triboelektrisch geladen.

Der Toner wird dabei triboelektrisch geladen und elektrostatisch an das elektrostatische, laterne Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial angezogen, wodurch die Entwicklung stattfindet. Dn der Toner in diesem System eine bestimmte elektrostatische Ladung aufweist, kann das elektrostatische, latente Bild auf dem Aiif/ek-h-

b5 nungsmatcrial genau entwickelt weiden. Ks ist weiterhin möglich, nicht nur die normale Entwicklung durchzuführen, sondern ebenfalls eine Umkehrentwicklung durchzuführen. Die elektrostatische Ladung des Toners

wird selbst nach der Entwicklung beibehalten, und somit kann das Tonerbild elektrostatisch auf ein übliches Blatt Papier als Bildempfangsmaterial durch Koronaladung entgegengesetzter Polarität übertragen werden. Damit, jedoch eine zufriedenstellende triboelektrische Ladung zwischen den Trägerteilchen und dem Toner stattfindet, müssen diese beiden in bestimmten, genauen Anteilen vermischt werden, und somit ist eine Überwachungseinheit, d. h. eine Vorrichtung für die sogenannte Tonerkonzentrationskontrolle, erforderlich, wodurch das Kopicrsystem kompliziert wird. Die Trägerteilchen und der Toner müssen weiterhin für eine lange Zeit für das Vermischen bewegt werden, ein Tonerfilm, d. h. der sogenannte Toner»verbrauch«, bildet sich auf den Oberflächen der Trägerteilchen, und dadurch werden die triboelektrischen Eigenschaften zwischen dem Toner und Träger verschlechtert Trägerteilchen, deren Gebrauchsdauer durch den »Tonerverbrauch« erschöpft ist. müssen daher als Abfall beseitigt werden.

Zur Beseitigung dieses Nachteils wurde e^:;i Entwicklungsvcrfahren, bei dem keine Trägerteilchen verwendet werden, sondern bei dem nur Tonerteilchen in die Nachbarschaft oder in Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterial gebracht werden, vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren sind ferromagnetische, feine Teilchen in dem Toner enthalten, um dem Toner selbst die magnetische Eigenschaft zu verleihen, daß er im magnetischen Feld empfindlich ist. Dieses Verfahren wird bei der bekannten Magnetbürstenentwicklung verwendet. In diesem Fall sind keine Trägerteilchen erforderlich, und der Entwicklungsmechanismus ist vereinfacht. Dadurch kann die Kopiervorrichtung selbst kleiner sein. Dieses Verfahren wurde praktisch bei einem System verwendet, bei dem die direkte Aufzeichnung auf besonderen Aufzeichnungsmaterialien, z. B. solchen, die Zinkoxid als Photoleiter enthalten oder auf elektrostatischen Aufzeichnungsmaterialien erfolgt. Dieses Verfahren wird beispielsweise von Kofz (US-PS 39 09 458) vorgeschlagen und beruht auf den folgenden Eniwicklungsmechanismen. Das heißt, ein Toner mit eincm Gehalt an ferromagnetischen, feinen Teilchen, d. h. ein magnetischer Toner, wird in die Nachbarschaft der Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials gebracht, um in dem Toner eine elektrostatische ladung entgegengesetzter Polarität zu dem elektrostatischen, latenten Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial zu induzieren, wodurch das elektrostatische, latente Bild durch den Toner, bedingt durch das Anziehen der induzierten Ladung auf den Toner und die elektrostatische Ladung auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterial«, durch elektrostatische Kraft aufgrund der Coulomb'schen Kräfte entwickelt werden kann. Der Toner muß einen so verminderten spezifischen Widerstand aufweisen, daß die elektrostatische Ladung leicht in ihm induziert werden kann, ledoch gehört das derzeit gewünschte System nicht der Art der direkten Aufzeichnung auf ein speziell behandeltes Aufzeichnungsmaterial, wie oben erwähnt, an, sondern der Art der indirekten Aufzeichnung, d. h. einem System, bei dem ein Aufzeichnungsmaterial wie- a) dcrholt verwendet wird, und wobei nach jeder Entwicklung des Aufzeichnungsmateriais das entwickelte Tonerbild auf ein Bildempfangsmaterial mit niedrigem elektrischen Widerstand übertragen wird.

Wenn der zuvor erwähnte, magnetische Toner für die direkte Aufzeichnung in diesem System, bei dem die Übertragung erfolgt, verwendet wird, kann die Entwick- b) lung zufriedenstellen«! wegen des niedrigen spezifischen Widerstands des Toier« durchgeführt werden. Bei der c) Übertragungsstufe tritt jedoch eine Unzulänglichkeit auf, was ein unscharfes übertragenes Bild zur Folge hat. Dieses Verfahren ist daher praktisch ungeeignet

Zur Beseitigung der Nachteile bei der Übertragung hat man Versuche unternommen, den spezifischen Widerstand des magnetischen Toners zu kontrollieren. Insbesondere hat man, um eine elektrostatische Übertragung auf übliche Bildempfangsmaterialien mittels Koronaladung zu erreichen, verschiedene Vorschläge gemacht, bei denen der spezifische Widerstand des magnetischen Toners erhöht wird (vgL JP-OSen 133028/76, 51947/77, US-PSen 41 21 431 und 41 85 916). Die Anmelderin hat ebenfalls magnetische Toner entwickelt, bei denen sowohl die Entwicklung als auch die Übertragung gleichzeitig zurriedenstellend sind, indem die relative Dielektrizitätskonstante des Toners auf einen geeigneten Bereich zusätzlich zu dem spezifischen Widerstand des Toners beschränkt wunde (vgL JP-OSen 129357/80, 129358/80 und 129356*3)). Diese magnetischen Toner besitzen einen spezifische« Widerstand innerhalb eines Bereichs von 10⁹ und 5 χ ΙΟ¹⁵ Ω · cm und eine relative Dielektrizitätskonstante innerhalb eines Bereichs von 2 bis 5. Ein solcher magnetischer Toner ergibt eine zufriedenstellende Entwicklung und übertragene Bilder, die man mit bekannten magnetischen Tonern nicht herstellen kann. Ausgedehnte Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß der magnetische Toner eine zufriedenstellende Entwicklung und zufriedenstellende übertragene Bilder ergibt, wenn ein anorganisches, photoleitfähiges Material mit hoher relativer Dielektrizitätskonstante, wie Selen oder Zinkoxid, im Aufzeichnungsmaterial verwendet wird. Wird jedoch ein Aufzeichnungsmaterial mit niedriger relativer Dielektrizitätskonstante und hoher Isoliereigenschaft, wie ein organisches, photoleitfähiges Material oder eine PoIyethylterephthalatfolie verwendet, so verschlechtert sich die Übertragungswirksamkeit des Toners auf ein Bildempfangsmaterial, und man erhält keine zufriedenstellerjen übertragenen Bilder. Wenn daher ein Aufzeichnungsmaterial mit hoher Isolierkraft, wie oben erwähnt, verwendet wird, ist es derzeit übliche Praxis, ein speziell behandeltes Bildempfangsmaterial mit hohem elektrischen Widerstand zu verwenden, um die Übertragungswirksamkeit bzw. Ausbeute des Toners zu verbessern. Das zuvor erwähnte organische, photoleitfähige Material besitzt solche Vorzüge, wie eine leichte Herstellung, die Fähigkeit, einen photoleitfähigen Film zu bilden, und Kostengünstigkeit. Es kann durch die üblichen Selenoder Zinkuxid-elektrophotographischen Materialien ersetzt werden. Jedoch wurde bis jetzt ein zufriedenstellender magnetischer Toner für das Übertragungsverfahren auf ein übliches Bildempfangsmaterial, der bei dem organischen, photoleitfähigen Material verwendet werden kann, noch nicht entwickelt.

In der DE-OS 29 47 961 wird ein magnetischer Toner des Ein-Komponenten-Systems beschrieben, der dadurch gekennzeichnet ist, daß

ein Harz mit mindestens einem aromatischen Vinylmonomeren (Styrol oder VinyUoluol) oder ein Copolymerisat aus mindestens einem aromatischen Vinylmonomeren und mindestens einem mono- oder diäthylerrisch ungesättigten Monomeren mit einem Molekulargewicht von 75 000 bis 150 000 verwendet wird,

die elektrostatische Kapazität 7,8 bis 11,7 PF beträgt,
die Dielektrizitätskonstante 4 bis 6 beträgt und

d) der Widerstand mindestens 5 χ 1Ο^ΠΩ · cm beträgt.

In der genannten Entgegenhaltung wird ausgeführt, daß ein übertragenes Bild mit hoher Bilddichte nicht erhalten wird, wenn die elektrostatische Kapazität und die Dielektrizitätskonstante höher sind als es dem angegebenen Bereich entspricht. In einem solchen Fall tritt eine Verschleierung oder eine Zerstäubung des Toners auf, wenn die Werte niedriger sind als es dem angegebenen Bereich entspricht. Aus der Literaturstelle folgt weiterhin, daß die Übertragung auf übliches Papier als Bildempfangsmaterial ohne Konturenvergrößerung durchgeführt werden kann, wenn der Widerstand innerhalb des angegebenen Bereiches liegt.

Gemäß der Lehre dieser Literaturstelle kann ein übertragenes Bild mit hoher Bilddichte und gutem reproduzierbarem Halbton auf normalem Papier nur erhalten werden, wenn die obengenannten Bindungen (a)—(d) eingehalten werden.

Aus dieser Literaturstelle lassen sich jedoch keinerlei Hinweise einnehmen, daß eine Dielektrizitätskonstante unter 3,0 eine gute Übertragungsleistung ergibt, wenn ein organischer Photoleiter in dem Aufzeichnungsmaterial verwendet wird. In der genannten Literaturstelle wird erwähnt, daß die Dielektrizitätskonstante mit der elektrostatischen Ladungstendenz des Toners zusammenhängt und daß eine Dielektrizitätskonstante unter 4,0 ungeeignet ist. Entsprechend den Beispielen wird ein Aufzeichnungsmaterial mit Selen als Photoleiter verwendet. Organische Photoleiter werden an keiner Stelle der Literaturstelle erwähnt. Gemäß Anspruch 5 liegt der Widerstand des Toners in dem Bereich von 1 χ 10^M bis 1 χ ΙΟ¹⁶ Ω · cm. Der in den Beispielen beschriebene Widerstand beträgt jedoch maximal 1 χ 10⁵Ω·αη und es finden sich keine tatsächlichen Offenbarungen für einen Toner mit einem Widerstand von 5 χ 10^Ι5Ω · cm oder mehr.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Kopierverfahren zur Verfugung zu stellen, mit dem eine zufriedenstellende Entwicklung und Tonerbildübertragung erfolgen kann, selbst wenn ein Aufzeichnungsmaterial mit niedriger relativer Dielektrizitätskonstante und guten Isoliereigenschaften verwendet wird.

Erfindungsgemäß soll ein Verfahren für die elektrophotographische Vervielfältigung zur Verfugung gestellt werden, bei dem ein Toner verwendet werden kann, der eine gute Übertragungswirkung besitzt, nicht nur wenn anorganische photoleitfähige Materialien, wie Zinkoxid oder Selen verwendet werden sondern auch dann, wenn ein organischer Photoleiter eingesetzt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren soll eine sehr gute Übertragung erzielt werden, selbst wenn gewöhnliches Papier als Bildempfangsmaterial verwendet wird. Es soll ein exaktes und scharf umrissenes übertragenes Bild erhalten werden, ohne daß irgendwelche Verzerrungen oder Unscharfen auftreten, selbst auf Normalpapier das nur einen niedrigen Widerstand aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren für die elektrophotographische Vervielfältigung wie oben ausgeführt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein magnetischer Toner mit einer relativen Dielektrizitätskonstanten von weniger als 3,0 verwendet wird.

Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines magnetischen Toners mit einem spezifischen Widerstand von mehr als 5 χ 10¹⁵ Ω - cm und einer relativen Dielektrizitätskonstanten von weniger als 3.0, bei einem elektrophotographischen Vervielfältigungsverfahren, bei welchem elektrostatisch ein latentes Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial gebildet wird, ein magnetischer Einkomponententoner, welcher mindestens ein Harz und feine Teilchen aus ferromagnetische!!! Malerin! umfaßt, auf eine nichtmagnetische Manschette gebracht wird, die mit einer Dauermagnetwal/.e mil einer Vielzahl magnetischer Pole darin ausgerüstet ist. der magnetische Toner in einen Spall zwischen dem Auf/cichnungsmaterial und der nichtmagnetischen Manschette transportiert wird, der magnetische Toner an dem Aufzeichnungsmaterial angebracht wird, d-s so auf dem Aufzeichnungsmaterial gebildete Tonerbild elektrostatisch auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird und

is das übertragene Bild fixiert wird.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung niiher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Au.sführungsform eines Systems für die elektrophotographische Vervielfältigung,

Fig.2 eine schematische Ansicht, in der das Grundprinzip der Tonerübertragung dargestellt wird.

F i g. 3 ein Diagramm, in dem die Beziehungen /.wischen der relativen Dielektrizitätskonstante der Toncrschicht und der triboelektrischen Ladung des Toners dargestell* sind, und

F i g. 4 ein Diagramm, in dem die Beziehungen /.wischen der relativen Dielektrizitätskonstante der Tonerschicht und der Übertragungswirksamkeit bzw. Ausbeute des Toners dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Systems für das elektrophotographische Kopieren.

Das System umfaßt ein Aufzeichnungsmaterial I cinschließlich einer Aufzeichnungsschicht la und einer leitenden Tragerschicht io, eine Koronaiadungscinheit 2, ein optisches System 3, eine Entwicklungscinhcit 4, eine Koronaübertragungseinheit 6, eine Fixiereinheil 7 und eine Reinigungseinheit 8. Mit 5 wird ein Bildcmpfangsmaterial bezeichnet.

In diesem System wird die Oberfläche des Auf/.eichnungsmaterials 1. welches in Richtung des Pfeils .v in Fig. 1 rotiert, einheitlich durch die Koronaiadungscinheit 2 geladen und wird dann mittels des optischen Systems 3 belichtet, wodurch auf ihm ein elektrostatisches, latentes Bild gebildet wird. Das elektrostatische, latente Bild wird dann mit der Entwicklungseinheit 4 entwickelt. Die Entwicklungseinheit 4 umfaßt eine Entwicklungswalze 4Z die eine nichtmagnetische Manschette 4? .tufweist die «n einer Stelle ent^£Te^CTen^<xesctzt dem Aufzeichnungsmaterial 1 vorgesehen ist. und eine Dauermagnetwalze 44 mit einer Vielzahl magnetischer Pole darauf, einen speisetrichterartigen Tonertank 41, der den magnetischen Toner 9 enthält, und eine Rakelplatte 45 zur Kontrolle der zuzugebenden Menge an Toner. In dieser Entwicklungseinheit rotieren die Dauermagnetwaize 44 und die Manschette 43 relativ zueinander. Beispielsweise kann die Manschette 43 stationär gehalten werden, wohingegen die Dauermagnetwaize 44 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Der magnetische Toner 9 wird durch einen Rakelspalt abgegeben, dessen Breite d bcträgi. und in Richtung des Pfeils y in F i g. 1 transportiert, wodurch eine Magnetbürste gebildet wird. Das latente Bild wird in ein sichtbares Tonerbild auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht la entwickelt und mittels der so gebildeten Magnetbürste gerieben.

Der Toner 9 wird, nachdem er durch einen Entwicklungsspalt, dessen Breite D beträgt, durchgegangen ist.

durch einen Wiedergewinnungseinlaß 46 in den Toncrliink 41 /urückgef'ihrt. Der magnetische Toner 9. der so iin tier Oberfläche der Aufzeichnungsschicht la haftet, wird elektrostatisch auf das Bildempfangsmaterial 5 durch die Koronaübertragungseinheit 6 übertragen. Nach d»r Übertragung wird das Bildempfangsmaterial 5 y.u der Fixicreinhcit 7 in Richtung des Pfeils in Fig. 1 geleitet, wo der übertragene Toner auf dem Bildempfangsmaterial unter Bildung einer fertigen Kopie fixiert wird. Nach der Übertragung wird die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht la mittels der Reinigungseinheit 8 zur F.ntferniing von restlichem Toner gereinigt und dann den oben beschriebenen Vorgängen wiederholt unterworfen.

Die Anmelderin hat eine theoretische Analyse des Übcrtragungsverfahrens in dem oben beschriebenen System durchgeführt. In Fig.2 sind die Prinzipien der elektrostatischen Übertragung des Toners schematisch dargestellt. Wie in Fig.2 dargestellt, ist die elektronische Tonerübertragung ein Verfahren, das die Einbringiing des Bildempfangsmaterials 5 auf das Aufzeichnungsmaterial 1, das Anlegen der Koronaladung an das Aufzeichnungsmaterial von der Rückseite des Bildempfangsmaterial mittels der Ladungseinheit 6 und die Übertragung von Toner 9 auf das Aufzeichnungsmaterial I und elektrostatisch auf das Bildempfangsmaterial 5 umfaßt. Die Übertragung wird durch den Gewichtsprozentgehalt des Toners 9, der von dem Aufzeichnungsmaterial I auf das Bildempfangsmaterial 5 übergeht, bewertet. Der Prozentgehall wird im folgenden als »Übertragungsausbeute« bezeichnet. Die Übertragungsausbeute wird durch die Coulomb'sche Kraft, die auf den Toner 9 in Richtung des Bildempfangsmaterials bei der Übertragung angewendet wird, bestimmt. Diese Coulomb'sche Kraft wird durch das Produkt q£der Tonerladung q und des elektrischen Felds Eim Spait IO dargestellt. Zur Erhöhung der Toncrausbeute ist es erforderlich, die Tonerladung q oder das elektrische Feld E im Spalt 10 zu erhöhen.

Da das Bildempfangsmaterial 5, der Spalt 10, die Toncrschicht 9' und das Aufzeichnungsmaterial 1 gemäß l^: i g. 2 als äquivalent zu einer Reihe von Kondensatorschaltungen angesehen werden können, wird, wenn man das Potential der Tonerschicht 9' durch V, und das Potential des Bildempfangsmaterials 5 durch V* bezeichnet. das elektrische Feld Eim Spalt 10 durch die folgende Gleichung bestimmt:

E =

(D

f..

fr

Φ rf,

50

relative Dielektrizitätskonstante des Bildempfangsmaterials5

relative Dielektrizitätskonstante des Spaltes 10

relative Dielektrizitätskonstante der Tonerschicht 9'(einschließlich Luft) relative Dielektrizitätskonstante des Aufzeichnungsmaterials 1

Dicke des Bildempfangsmaterials 5
Dicke des Spalts 10

Dicke der Tonerschicht 9' Dicke des Aufzeichnungsmaterials I

bedeuten.

Das elektrische Feld E des Spaltes 10 wird somit mit steigendem Potential | Vj| auf dem Bildempfangsmaterial 5, mit steigender relativer Dielektrizitätskonstante t, der Tonerschicht 9' und mit steigender relativer Dielektrizitätskonstante e_f des Aufzeichnungsmaterials 1 erhöht. Bei der tatsächlichen Übertragung streut die Übertragungskoronaladung gegenüber dem Toner 9 entsprechend dem Widerstand des Bildempfangsmaterials 5, wodurch das Potential | V*| des Bildempfangsmaterials 5 verringert wird. Insbesondere wird, wenn ein normales Blatt Papier als Bildempfangsmaterial mit niedrigem elektrischem Widerstand verwendet wird, die Ladung in den übertragenen Toner 9 an der Rückseite des Bildempfangsmaterials 5 entsprechend dem spezifischen Widerstand des Toners 9 injiziert, und der Toner 9 wird schließlich mit der gleichen Polarität wie die Übertragungskoronaladung geladen, so daß er von dem Bildempfangsmaterial 5 abgestoßen wird, wodurch das übertragene Bild gestört wird. Zur Verhinderung eines solchen Phänomens wird vorgeschlagen, den elektrischen Widerstand des Bildempfangsmaterials S zu erhöhen. Der spezifische Widerstand des Toners muß jedoch so hoch wie möglich sein, wenn ein übliches Blatt Papier als Bildempfangsmaterial mit 'niedrigem elektrischen Widerstand verwendet wird. Die Anmelderin hat dieses Problem eingehend untersucht und gefunden, daß durch Einstellung des spezifischen Widerstands des Toners 9 auf 5 χ 10¹⁵ Ω · cm oder darüber die Injektion der Ladung in den Toner 9 von dem Bildempfangsmaterial 5 verhindert werden kann und daß dadurch die Störung des übertragenen Bildes vermieden wird. Die relative Dielektrizitätskonstante des Aufzeichnungsmaterials 1 beträgt 6 bis 8. wenn bekannte, photoleitfähige Seien- und Zinkoxid-Materialien verwendet werden; sie ist oft kleiner als 3, wenn organische Photoleiter oder organische isolatoren verwendet werden. Wird dementsprechend ein organischer Photoleiter oder Isolator verwendet, ist das elektrische Feld E des Spaltes 10 entsprechend niedrig. Es kann somit möglich sein, die relative Dielektrizitätskonstante ε, der Tonerschicht 9' zu erhöhen, wodurch das elektrische Feld E des Spaltes 5 erhöht wird. Jedoch wird durch eine Erhöhung in der relativen Dielektrizitätskonstante der Tonerschicht 9' die elektrische Isoliereigenschaft der Tonerschicht 9' selbst verringert, wodurch die Ladungshaltekapazität des Toners 9 und die reduzierende Tonerladung q verringert werden. Wenn die Ladungshaltekapazität indirekt bestimmt wird, indem man eine triboelektrische Ladung zwischen dem Toner 9 und den Eisenträgerteilchen als Ttnerladung q bestimmt, stellt man die Beziehungen zwischen der triboelektrischen Ladung q" des Toners 9 und der relativen Dielektrizitätskonstante ε, der Tonerschicht 9', wie sie in F i g. 3 dargestellt sind, für magnetische Toner mit einem spezifischen Widerstand von 5 χ 10¹⁵ Ω ■ cm oder mehr fest. Hieraus ist erkennbar, daß die triboelektrische Ladung des Toners 9 durch eine verringerte relative Dielektrizitätskonstante ε, der Tonerschicht 9' erhöht wird. Im allgemeinen ist, damit der Toner 9 eine Ladung hält, eine triboelektrische Ladung über 5 μο/g erforderlich. Daher darf die relative Dielektrizitätskonstante des Toners 9 nicht über 3,0 liegen, was aus F i g. 3 hervorgeht. In F i g. 4 ist weiterhin die Beziehung zwischen der Übertragungsausbeute η (%) des Toners von einem organischen Photoieiter (mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 3,0) und der relativen Dielektrizitätskonstante f, der Tonerschicht dargestellt, die man bei magnetischen Tonern mit einem spezifischen Widerstand über 5 χ ΙΟ¹⁵Ω - cm erhält.

Hieraus folgt, daß Toner 9, deren relative Dielektrizitätskonstante unter 3,0 liegt, Übertragungsausbeuten über 50% ergeben und somit praktisch verwendet werden können.

Aus den vorstehenden, theoretischen Überlegungen und den experimentellen Ergebnissen hat die Anmelderin geschlossen, daß, wenn ein Aufzeichnungsmaterial mit niedriger relativer Dielektrizitätskonstante und hoher Isoliereigenschaft verwendet wird, ein magnetischer Toner mit einem spezifischen Widerstand über 5 χ 10^Ι5Ω · cm und einer relativen Dielektrizitätskonstante unter 3,0 wirksam verwendet werden kann, um eine praktische Übertragungsausbeute über 50% und ein zufriedenstellendes Übertragungsbild mit einem üblichen Blatt Papier als Bildempfangsmaterial mit niedrigem elektrischen Widerstand zu ergeben. Da es keine Verbindung gibt, deren relative Dielektrizitätskonstante unter 1 liegt, kann die relative Dielektrizitätskonstante des Toners zwischen 1 und 3 eingestellt werden.

Der erfindungsgemäß eingesetzte magnetische Toner wird an der Peripherie der Manschette 43, unter Bildung einer Magnetbürste angezogen und triboelektrisch mit relativer Rotation der Dauermagnetwalze 44 und der Manschette 43 geladen, wodurch übliche elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien z. B. mit Selen oder Zinkoxid als Photoleiter oder solche mit organischen Photoleitern aber auch diejenigen mit mehreren photoleitfähigen Schichten zufriedenstellend entwickelt werden, und weiterhin werden elektrostatische Aufzeichnungsmaterialien mit organischen Isolierschichten zufriedenstellend entwickelt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können sehr ausgeprägte Wirkungen erhalten werden, wenn ein Aufzeichnungsmaterial mit einem organischen Photoleiter bei den folgenden Bedingungen entwickelt wird. Die Übertragung des Toners erfolgt in gleicher Richtung wie die Richtung der Bewegung des Aufzeichnungsmaterials bei dem Entwicklungsspalt im Falle eines Rotationssystems mit Dauermagnetwalze. Wenn der Toner in umgekehrter Richtung transportiert wird, bildet sich an der stromabwärtigen Seite des Spaltes D ein Tonerklumpen, und der Toner wird instabil an der Stelle, die von der Dauermagnetwalze in dem Klumpen entfernung liegt, und es besteht die Möglichkeit einer Schleierbildung. Die Rakelspalte d wird auf 03 bis 0,5 mm eingestellt, wenn ein anorganischer Photoleiter verwendet wird, sie wird jedoch auf weniger als 03 mm eingestellt wenn ein organischer Photoleiter verwendet wird. Dies wird deshalb gemacht, da, wenn die Tonerschicht dicker ist, eine hohe Entwicklungsdichte erhalten wird, jedoch das Restpotential hoch ist, mit der Folge, daß sich die Menge an Toner, die an dem Nicht-Bild-Teil haftet, erhöht, wodurch die Übertragungsausbeute auf ein Bildempfangsmaterial wesentlich verringert wird. Das heißt es besteht die Gefahr einer Verschlechterung der Dichte.

Es wurde experimentell bestätigt daß die Verschleierung mit einer engeren Entwicklungsspalte D vermindert werden kann. Der Bereich der Rakelspalte d sollte, wie zuvor angegeben, eingestellt werden, auch wegen einer stabilisierten Entwicklung während langer Zeit indem man die Spalte D verkleinert.

Um eine zufriedenstellende Entwicklung bei einer Verengung der Rakelspalte dzu erhalten, sollte die Magnetbürste weich und in vollständigem Kontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials sein. Dazu wird die Dauermagnetwalze so eingestellt daß sie mit hoher Geschwindigkeit von 290 mm/s oder höher rotiert und die Manschette wird so ausgebildet, daß sie in der gleichen Richtung wie die Dauermagnetwalze, aber mil niedrigerer Geschwindigkeit, /.. B. mit 'Λ der Geschwindigkeit der Dauermagnetwalze, rotiert. Bei diesen Bcdingungen wird der Toner auf der Manschette hauptsächlich durch seine eigene Rotationskraft transportiert, und somit findet ein weicher Koniakt zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial statt. Weiterhin kann ein ausreichender Kontakt erhalten werden, da der

to Toner eine niedrige Transportgeschwindigkeit aufweist. Wenn jedoch die periphere Geschwindigkeit der Dauermagnetwalze extrem hoch ist, findet ein Streuen des Toners statt oder die Reinigungswirkung der Magnetbürste erhöht sich, und daher beträgt die periphere Geis schwindigkeit bevorzugt nicht mehr als etwa 1000 mm/ s. Wenn die Entwicklungsspalte D in dem Tonertransportsystem, wie oben erwähnt, zu klein ist, besteht die Gefahr, daß sich der Tonerpool, der sich auf der stromaufwärtigen Seite des Spaltes bildet, größer wird, wo· durch sich die Breite des Kontakts zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial ändert. Wenn andererseits die Spalte D zu breit ist, kann ein ausreichender Kontakt zwischen dem Toner und dem Aufzeichnungsmaterial nicht erhalten werden, und die Dichte vcrringert sich. Ein bevorzugter Bereich für die Spaltbrcile D beträgt ei i D S 0,1 (wobei D die Breite des Spaltes d darstellt).

Man erhält selbst dann eine zufriedenstellende Entwicklung, wenn man die Dauermagnetwalze stationär hält, während man die Manschette rotiert; aber in diesem Falle sollten die Stellungen der magnetischen Emwicklungspole sorgfältig lokalisiert sein, um sicherzustellen, daß die Magnetbürste und das Aufzeichnungsmaterial in weichen Kontakt miteinander kommen.

Da der Toner noch nach der Entwicklung geladen ist, kann eine zufriedenstellende Übertragung des Tonerbildes auf das Bildempfangsmaterial erhalten werden, indem man ein Bildempfangsmaterial auf das Tonerbild legt und ein elektrisches Feld an das Bildempfangsmaterial anlegt. Insbesondere besitzt der erfindungsgemäßc magnetische Toner die Merkmale, daß die Übcrtragungsausbeute nicht durch die elektrischen Isolicrcigenschaften, d. h. die relative Dielektrizitätskonstante oder den elektrischen Widerstand, eines Aufzcichnungsmaterials oder eines Bildempfangsmaterials beeinflußt wird, so daß er elektrostatisch von organischen, photoleitfähigen Schichten mit niedriger relativer Dielektrizitätskonstante und organischen elektrostatischen Aufzeichnungsmaterialien übertragen werden kann, bei denen die Übertragung bis jetzt schwierig durchzuführen war, d h. auf normale Papierblätter mit niedrigem elektrischen Widerstand mit einem spezifischen Restwiderstand von nicht mehr als 10'² Ω ■ cm.

Der erfindungsgemäß eingesetzte magnetische Toner wird auf folgende Weise hergestellt Feine, ferromagnetische Teilchen, ein Fixierharz, ein Farbkontro!l-Pigment oder ein Farbstoff und ein Ladungssteuerstoff werden in einer Mischvorrichtung, wie einer Kugelmühle oder einem Supermischer, vorvermischt und dann in geschmolzenem Zustand in einer Knetvorrichtung, wie einer Doppelwalzenknetvorrichtung, geknetet, nach dem Abkühlen in feine Teilchen desintegriert und klassifiziert. Die entstehenden, feinen Teilchen des magnetischen Toners können als solche verwendet werden. Zur Verbesserung der Fließfähigkeit des Toners ist es wirksam, die feinen Teilchen durch einen Heizofen fallen zu lassen, so daß die Teilchen kugelförmig werden.

Die verschiedensten Materialien, die für die Herstcl-

lung der üblichen magnetischen Toner verwendet werden können, können als Materialien für die Herstellung des crfindunj;sgcmäß eingesetzten Toners verwendet werden. Das heißt, die wirksamen, feinen, ferromagnetischen Teilchen sind solche aus Materialien, die eine sehr starke Magnetisierung in Richtung des angewendeten elektrischen Felds ergeben, wie Legierungen oder Verbindungen mit einem Gehalt an ferromagnetischen Elementen, z. B. Eisen, Kobalt. Nickel, einschließlich Ferrit und Magnetit, oder verschiedene andere Legierungen, die durch eine bestimmte Behandlung, wie eine Wärmebehandlung, ferromagnetische Eigenschaften aufweisen. Bei diesen feinen, ferromagnetischen Teilchen, die in dem Toner enthalten sind, ist es bevorzugt, daß sie eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,1 bis 3 μητι besitzen. Die bevorzugte Menge an feinen, ferromagnetischen Teilchen in ic-.r-, Toner beträgt 5 bis 60 Ge«.v.-%. Unter 5 Gew.-% verschlechtert sich die magnetische Kraft des Tc.vcrs und der Toner wird von der Dauermagnct-Entwicklungswalze freigegeben und stört das Bild. Über 60 Gew.-% besteht die Gefahr, daß sich die Leitfähigkeil des Toners erhöht, da die feinen, ferromagnetischen Teilchen im allgemeinen eine Leitfähigkeit aufweisen und sich dementsprechend die Übertragungsausbeute erniedrigt und das Bild gestört wird. Wenn daher eine relativ große Menge an feinen, ferromagnetischen Teilchen selbst innerhalb des zuvor angegebenen Bereichs verwendet wird, beispielsweise in einer Menge von mehr als 40 Gew.-%, ist es bevorzugt, vorab die Oberfläche der feinen, ferromagnetischen Teilchen mit einem Harz, einer höheren Fettsäure oder einer organomctallischen Verbindung zu überziehen.

Das Fixierharz muß auf geeignete Weise im Hinblick auf das Fixiersystem ausgewählt werden. Erfolgt beispielsweise die Fixierung durch Erhitzen in einem Ofen oder durch Heizwalzen, kann ein solches thermoplastisches Harz, wie ein Homopolymerisat, das durch Polymerisation von Monomeren wie Styrolen, Vinylestern, Estern A-Mcthylen-aliphatischen-monocarbonsäuren, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid, Vinyläthem, Vinylketonen oder N-Vinylverbindungen erhalten wurde, oder Copolymerisate, hergestellt durch Polymerisation einer Kombination aus mindestens zwei dieser Monomeren, oder ihre Gemische verwendet werden. Weiterhin können nicht-vinylische Harze, wie nicht-vinylische, thermoplastische Harze, z. B. mit Kolophonium modifiziertes Phenol-Formaldehyd-Harz, Epoxyharz vom Bisphcnol-Typ, mit Öl modifiziertes Epoxyharz, Polyurethanharz, Cclluloseharz, Polyätherharz oder Polyesterharz, oder Gemische dieser nicht-vinylischen Harze mit den zuvor erwähnten Vinylharzen bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Insbesondere ist, wenn das entwickelte Tonerbild durch Erhitzen in einem Ofen fixiert wird, ein Harz des 13isphenol-Typs bevorzugt- Erfolgt die Fixierung mit Heizwalzen ist ein Harz, das ein Styrolharz als Hauptkomponente enthält, oder ein Polyesterharz bevorzugt. Das Styrolharz mit einem höheren Styrolgehalt besitzt gegenüber den Heizwalzen eine verbesserte Abziehfähigkeit. Zur Verbesserung der Abziehfähigkeit von den Heizwalzen ist es wirksam. Metallsalze von Fettsäuren, Polyäthylen oder Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht, höhere Fettsäuren mit 28 oder mehr Kohlenstoffatomen, natürliche oder synthetische Paraffine zu dem Harz zuzugeben.

Wenn andererseits die Fixierung durch Pressen, z. B. mittels Preßwalzen, durchgeführt wird, werden soldie druckempfindlichen Harze verwendet, wie höhere Fettsäuren, Metallsalze von höheren Fettsäuren, höhere Fettsäure-Derivate, höhere Fettsäureamide, Wachse, Kolophonium-Derivate, Alkydharze, mit Epoxyharz modifizierte Phenolharze, mit natürlichem Harz modifizierte Phenolharze, Aminoharze, Silikonharze, Polyurethan, Harnstoffharz, Polyesterharz, Oligomere, die durch Copolymerisation von Acrylsäure oder Methacrylsäure und langkettigem Alkylmethacrylat oder langkettigem Aikyiacrylat erhalten worden sind, Oligomere, ίο die durch Copolymerisation von Styrol und langkettigem Alkylacrylat oder langkettigem Alkylmethacrylat erhalten wurden, Polyolefine, Copolymerisate von Äthylen und Vinylacetat, Copolymerisate von Äthylen und Vinylalkyläther, Maleinsäureanhydrid-Copolymrrisate. Rückstände aus Erdöl, Kautschuk.

Die Harze können nach Bedarf ausgewählt und ge-'■vünschtenfaüs in einen· Gemisch verwendet wprrlen. Um jedoch die Fließfähigkeit des resultierenden Toners nicht zu erniedrigen, ist es wirksam, ein Harz mit einem Glasübergangspunkt über 40⁰C oder ein Gemisch mit einem Gehalt an diesen Harzen zu verwenden.

Die Menge an Fixierharz für den Toner ist der Rest aus der Gesamtmenge der feinen, ferromagnetischen Teilchen, dem Farbkontroll-Pigment oder Farbstoff und dem Ladungssteuerstoff; damit jedoch die Fixierfähigkeit des Toners nicht verschlechtert wird, sollten, bezogen auf den gesamten Toner, mindestens 30 Gew.-% des Fixierharzes verwendet werden.

Gegebenenfalls können die verschiedensten Farbkontrollpigmente oder Farbstoffe, die in dem bekannten trockenen Entwicklungsmittel verwendet werden, eingesetzt werden; sie sollten jedoch in solcher Menge verwendet werden, daß die elektrischen Eigenschaften des Toners nicht verschlechtert werden. Bei der vorlie- v> genden Erfindung ist es angebracht, weniger als 10 Gew.-% Farbkontrollpigment oder Farbstoff, bezogen auf den gesamten Toner, zu verwenden. Beispiele für Farbkontrollpigmente oder Farbstoffe sind z. B. Ruß, Nigrosin-Farbstoff, Anilinblau. Calcoölbiau, Chromgelb, Ultramarinblau, ein roter Farbstoff, Chinolingelb, Methylenblauchlorid, Phthalocyaninblau, Malactttgrünoxalat, Lampenruß, Rose Bengal und ihre Gemache. Da die feinen, ferromagnetischen Teilchen selbst gefärbt sind, ist es nicht immer erforderlich, Farbkontrollmittel zuzugeben.

Im Falle von Ruß, welcher in Form leitender Teilchen vorliegt, ist es erforderlich, 0.5 bis 1 Gew.-Teil Ruß/100 Gew.-Teile Harzkomponente des Toners zuzugeben, so daß die elektrischen Isoliereigenschaften des Toners nicht verschlechtert werden. Ruß weist verschiedene funktionelle Gruppen in Abhängigkeit von seinem Herstellungsverfahren auf, und er besitzt somit selbst eine Ladungssteuereigenschaft, die man wirksam ausnutzen kann.

Für die Steuerung der triboelektrischen Ladung auf der Oberfläche der Manschette oder des Aufzeichnungsmaterials auf der Tonerentwicklungswalze können spezifische Pigmente oder Farbstoffe ausgewählt werden. Jedoch können die gut bekannten Farbstoffe oder Pigmente weiter als Ladungssteuerstoff zur Kontrolle der Ladung des Toners zugesetzt werden. Beispielsweise können Nigrosin-Farbstoffe mit positiver triboelektrischer Ladungsfähigkeit, ein durch eine höhere Fettsäure modifizierter Nigrosin-Farbstoff und ein Azo-Farbstoff, der ein Metail, z. B. Cr. enthält und eine negative triboelektrische Ladungsfähigkeit aufweist, verwendet werden. Einige polymere Farbstoffe besitzen eine stabilere Ladung als die zuvor erwähnten Farbstof-

fe, wie in den JP-ASen 28232/76,13284/78, beschrieben, und sind in den magnetischen Tonern besonders wirksam. Weiterhin können oxidierter Ruß, Harze mit positiven oder negativen, die Ladung steuernden Gruppen als Ladungssteuerstoff angesehen werden und wirksam verwendet werden.

Der Toner, der die zuvor erwähnten Materialien in der zuyor erwähnten Zusammensetzung enthält wird zu Teilchen desintegriert, klassifiziert und nach der Desintegration oder Klassifizierung in Kügelchen überführt und verwendet Die Klassifizierung erfolgt beispielsweise in einer Zickzack-Klassifiziervorrichtung, bevorzugt so, daß die durchschnittliche Teilchengröße der Tonerteilchen auf 3 bis 30 um begrenzt ist Wird eine größere Menge an Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße vcn weniger als 3 μπι verwendet so kann eine höhere Bilddichte mit starker Verschleierung erhalten werden, wohingegen, wenn eine Menge an Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mehr als 30 }im verwendet wird, die Schleierbüdung verringen werden kann, aber die Bilddichte verschlechtert sich ebenfalls, und es besteht die Wahrscheinlichkeit daß man nur ein grobes Bild erhält.

Die klassifizierten Tonerteilchen können mit verschiedenen, üblichen Zusatzstoffen für den Toner zur Einstellung der elektrischen Isoliereigenschaft und der Fließfähigkeit des Toners vermischt werden, jedoch müssen die elektrischen Eigenschaften des Toners innerhalb der zuvor angegebenen Bereiche auch bei Zugabe der Zusatzstoffe erhalten bleiben.

Es können verschiedene anorganische und organische Zusatzstoffe verwendet werden, aber Zusatzstoffe mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,01 bis 500 μπι sind bevorzugt. Es ist weiterhin bevorzugt sie in einer Menge von 0,01 bis 4 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Toner, zuzufügen. Liegen die Größen bzw. Mengen nicht innerhalb der oben angegebenen Bereiche, erhält man keine zufriedenstellenden übertragenen Bilder, da die elektrische isoliereigenschaft des Toners nicht mehr den erfindungsgemäßen Erfordernissen entspricht

Bei der vorliegenden Erfindung können als Zusatzstoffe beispielsweise feines Siliciumdioxidpulver, Ruß verschiedene Farbstoffe und Pigmente, und feine Harzpulver, wie feine Polytetrafluorethylen- oder Polystyrol- pulver, verwendet werden, von denen Siliciumdioxidpulver und Ruß bevorzugt sind. Die zugegebenen Mengen betragen beispielsweise 0,05 bis 2 Gew.-% Siliciumdioxidpulver oder 0,05 bis 0,2 Gew.-% Ruß, bezogen auf den gesamten Toner, zu dem Toner, wobei die elektrisehen Isoliereigenschaften und die Fließfähigkeit des Toners verbessert werden. Das heißt, diese beiden besitzen eine bemerkenswerte Wirkung auf die Verbesserung der Entwicklung und die Übertragung des Toners.

Die üblichen, elektrophotographischen und elektrostatischen Aufzeichnungsmaterialien können in Kombination mit dem erfindungsgemäßen magnetischen Toner, wie zuvor erwähnt, verwendet werden, und es ist ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß ein Aufzeichnungsmaterial mit einem organischen Photoleiter oder ein elektrostatisches Aufzeichnungsmaterial mit einer organischen isolierenden Schicht verwendet werden können. Beispiele für organische Photo- !eitersind

Polyvinylcarbazol, 4-Dimethylaminobenzylidcn. t>> Benzhydrazid, 2-Benzylidenaminocarbazol, 4-Dimethylaminobenzyliden, Polyvinylcarbazol. (2-Nitrobenzylidcn)-p-bromanilin,

2,4-Diphenylchinazolin, 1,2,4-Triazin,

1,5-Diphenyl-3-methylpyrazolin.

2-(4'-DiraethyIaminophenyl)-benzoxazoL

3-Aminocarbazol

Polyvinylcarbazol-Trinitrofluorenon-Ladungs-

transport-Komplexe, Phthalocyanin und ihre

Gemische.

Die elektrischen Eigenschaften des erfhidungsgemäß eingesetzten magnetischen Toners hängen von den Materialien und Zusammensetzungen des Toners und dem Verfahren zur Herstellung des Toners ab. Der spezifische Widerstand und die relative Dielektrizitätskonstante werden folgendermaßen gemessen.

Der spezifische Widerstand wird erhalten, indem man eine geeignete Menge, z.B. 10mg, des magnetischen Toners abwiegt, ihn in einen Isolierzylinder aus Polyacctal mit einem Durchmesser von 3,05 mm und einem Querschnitt von 0,073 cm² gibt welcher den Nachbau der alten Meßuhr darstellt und den Widerstand des Toners bei einer Belastung von 0,1 kg mit einen; elektrischen Gleichstromfeld von 4000 V · cm-' mißt und den spezifischen Widerstand daraus berechnet Es wird ein Testgerät für den Isolierwiderstand verwendet.

Andererseits wird die relative Dielektrizitätskonstante mittels eines Q-Meters bestimmt. Das heißt, eine zylindrische Zelle mit einem Innendurchmesser von 42 mm, deren Bodenoberfläche mit einem Leiter beschichtet ist, so daß sie als Elektrode dient und deren Seitenoberfläche mit einem Polyacetai-Isolicrmalcrial beschichtet ist mit einer Dicke von 3 mm und einer > lohe von 5 mm, wird verwendet, und 3 bis 5 g eines magnetischen Toners werden abgewogen und zwischen die beiden entgegengesetzt angeordneten Scheibeneleklroden des Q-Meters gestellt um die relative Dielektrizitätskonstante des Toners bei einer Frequenz von 100 kHz zu messen.

Zur Bestimmung der Ladungshaltefähigkeit des magnetischen Toners wird die iriboelcktrischc Ladung zwischen dem magnetischen Toner und den Eiscnträgerteilchen auf folgende Weise bestimmt. 0.5 g magnetischer Toner werden gut mit 10 g Träger aus einem binären Entwicklungsmittel vermischt und 0,2 g des entstandenen Gemisches werden abgewogen, und die triboelektrische Ladung des magnetischen Toners gegenüber dem Träger wird unter einem Blnsdruck von 1,0 kg/cm² während einer Abblaszeit von 40 s mittels eines triboelektrischen Ladungstcstgcräis durch Abblasen für Teilchen bestimmt.

Der Toner mit einer hohen triboclcktrischcn Ladung kann als Toner mit guter Haltefähigkeit der Ladung und guten Entwicklungs- und Übertragungsfähigkeiten angesehen werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

68 Gew.-Teile Polyesterharz mit einem Erweichungspunkt von I2I°C als Fixierharz, 2 Gcw.-Teile mit Fciisäure modifizierter Nigrosin-Farbstoff als positiver Ladungssteuerstoff und 30 Gcw.-Tcilc Magnetit als feine, ferromagnetische Teilchen werden 5 min in einem Supermischer trocken vorvermischt. Das entstehende Gemisch wird in geschmolzenem Zustand in einer Knotvorrichtung, die auf 110 bis 120"C erhitzt ist. verknetet. Das verknetete Gemisch wird dann in einer lctmülilc nach dem Kühlen zu Teilchen pulverisiert, und die entstehenden Teilchen werden in einer Zickzack-Klassifiziervorrichtung zur Eliminierung der Teilchen mit einer

Teilchengröße unter 3 μπι und mehr als 30 μπι klassifiziert. Der klassifizierte, kugelförmige Toner wird mit 0,1 Gew.-Teil Ruß. bezogen auf den Toner, unter Herstellung des magnetischen Toners vermischt

Die elektrischen Eigenschaften des so hergestellten magnetischen Toners werden entsprechend den zuvor erwähnten Verfahren bestimmt, und man stellt fest daß der spezifische Widerstand 7 χ 1O^1S Ω - cm in einem elektrischen Feld von DC 4000 V - cm-¹ und die relative Dielektrizitätskonstante 2,6 bei einer Frequenz von 100 kHz betragen.

Der Toner wird dann an der Entwicklungswalze befestigt und die Tonerbilder bewertet. Als Entwicklungswalze wird eine Magnetwalze mit einem Außendurchmesser von 293 mm und acht magnetischen Polen in einer rostfreien Stahlhülle mit einem Außendurchmesscr von 31,4 mm und einer magnetischen Induktion von 800 G auf einer Manschette an dem Entwicklungsteil einer Kopiervorrichtung verwendet, wobei ein Rakelspalt u von 03 mm und eine Entfernung D von 03 mm /.wischen dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial und der Manschette der Entwicklungsvorrichtung eingestellt werden. Die Entwicklungswalze und die Manschette werden in einer Richtung entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsmaterials mit einer Geschwindigkeit von 1200 U/min bzw. 20 U/min rotiert, wobei das elektrostatische, latente Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial entwickelt wird. Als Aufzeichnungsmaterial wird ein solches mit einer Ladungscrzeugungsschicht und einer Ladungstransportschicht verwendet. Jede der beiden Teilschichten ist aus cin?m organischen Photoleiter gebildet Nach der Entwicklung wird ein normales Blatt Papier als Bildempfangsmaterial mit einem spezifischen Volumenwiderstand von weniger als 10^Ι2Ω · cm verwendet, um den magnetischen Toner elektrostatisch zu übertragen und ein übertragenes Bild des magnetischen Toners herzustellen. Das übertragene Bild wird mittels Heizwalz.cn. d. h. Silikonkautschukwalzen, die mit Silikonöl imprägniert sind, für Vervielfältigungsmaschinen, die auf 160 bis 180"C erhitzt sind, fixiert. Die Entwicklung des Aufzeichnungsmaterial mittels des magnetischen Toners und die Übertragung des Toners auf das Bildempfangsmaterial können zufriedenstellend durchgeführt werden und die Fixierung des übertragenen Bildes mittels der Hcizwalzen erfolgt ebenfalls mit einem zufriedenstellenden Ergebnis. Mim erhält so ein kopiertes DiId. eins gleich oder besser als ein solches ist, das man mit dem bekannten Zweikomponentenentwickler hergestellt hat.

Beispiel 2

10 Gew.-Teile Epoxyharz vom Bisphenol-Typ mit einem Erweichungspunkt von 80⁰C, 48 Gew.-Teile Epoxyharz vom Bisphenol-Typ mit einem Erweichungspunkt von 10O⁰C als Fixierharze, 2 Gew.-Teile eines mit Fettsäure modifizierten Nigrosin-Farbstoffs als positiven Ladungssteuerstoff und 30 Gew.-Teile Ferritteilehen als feine ferromagnetische Teilchen («-FejOJ werden abgewogen, und daraus wird ein magnetischer Toner gemäß Beispiel 1 hergestellt. Die elektrischen Eigenschaften des entstehenden Toners werden auf die /.»vor beschriebene Weise bestimmt, und man stellt fest, daß der spezifische Widerstand 1 χ 10" Ω · cm und die relative Dielektrizitätskonstante 2,1 betragen.

Der entstehende Toner wird auf die in Beispiel beschriebene Weise bewertet, und man stellt fest, daß man ein gutes übertragenes Bild erhält und daß eine zufriedenstellende Fixierung des übertragenen Bildes in einer Fixiervorrichtung des Ofen-Typs, die auf 150⁰C erhitzt ist erhalten wird.

Beispiel 3

60 Gew.-Teile Polyäthylenwachs mit einem Erweichungspunkt von 128° C, 8 Gew.-Teile Äthylen-Vinyl-

to acetat-Copolymerisat mit einem Erweichungspunkt von 95° C als Fixierharze, 2 Gew.-Teile eines polymeren Farbstoffs auf Basis von Piperazin als Hauptbestandteil als positiver Ladungssteuerstoff und 20 Gew.-Teile Magnetit sowie 10 Gew.-Teile Magnetit als feine ferroma- gnetische Teilchen werden abgewogen," und man stellt auf die in Beispiel 1 beschriebene Verfahrensweise einen magnetischen Toner her. Die elektrischen Charakteristika des so hergestellten Toners werden auf die zuvor beschriebene Weise bestimmt und man stellt fest, daß der spezifische Widerstand 3 χ ΙΟ'⁶ Ω · cm und die relative Dielektrizitätskonstante 1,9 betragen.

Der Toner wird dann auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Man stellt fest daß ein gutes übertragenes Bild erhalten wurde und daß die Fixierung des Bildes zufriedenstellend mittels Druckwalzen bei einem Liniendruck von 30 Kgf/cm erfolgte.

Beispiel 4

60 Gew.-Teile Styrol-Butadien-Copolymerisat mit einem Erweichungspunkt von 160⁰C und 8 Gew.-Teile niedermolekulares Polyäthylen mit einem Erweichungspunkt von 105⁰C als Fixierharze, 2 Gew.-Teile Cr enthaltender Azo-Farbstoff als negativer Ladungssteuer- stoff und 30 Gew.-Teile Magnetit als feine ferromagnetische Teilchen werden abgewogen und ein magnetischer Toner wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Knettemperatur in der Knetvorrichtung auf 150 bis 160⁰C erhöht wird.

Die elektrischen Charakteristika des so hergestellten Toners werden gemessen, wie zuvor beschrieben, und man stellt fest, daß der spezifische Widerstand 10¹⁵ Ω · cm und die relative Dielektrizitätskonstante 23 betragen.

Es wird ein Aufzeichnungsmaterial, welches eine Ladungserzeugungsschicht aus i-Kupfer-phthalocyanin und eine Ladungstransportschicht umfaoi, die hergestellt wird, indem man Poly-N-vinylcarbazol^J-Trini- trofluu/enon und Polyesterharz in einem Gewichtsverhältnis von 1 :0, 6 :0,4 vermischt, auf eine Kopiervorrichtung gelegt und mit +500 V geladen. Ein Bild wird auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Man stellt fest, daß die Entwicklung des Aufzeich nungsmaterials mittels des magnetischen Toners und die Übertragung des Toners auf die Bildempfangsmaterialien zufriedenstellend erfolgen und daß eine gute Fixierung des übertragenen Bildes mittels Heizwalzen, die nicht mit Silikonöl beschichtet sind, erhalten wird. Die Qualität der Kopien ist gleich oder besser wie die von Kopien, die man mit den bekannten Zweikomponentenentwicklern hält.

Beispiel 5

Ein magnetischer Toner wird auf die in Beispiel 4 beschriebene Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß 1,5 Gew.-Teile eines polymeren Farbstoffs und 0,5

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Gew.-Teile Ruß mit einem pH von 3,0 anstelle des negativen Ladungssteuerstoffes verwendet werden. Die elektrischen Eigenschaften des so hergestellten Toners werden auf die zuvor beschriebene Weise bestimmt Es wird festgestellt, daß der spezifische Widerstand 6 χ 10¹⁵Ω - cm und die relative Dielektrizitätskonstante 2p. betragen.

Latente elektrostatische Bilder werden auf gleiche Weise wie in Beispiel 4 mit einem Aufzeichnungsmaterial wie in Beispiel 4 hergestellt. Man erhält gute übertra- gene Bilder und eine gute Fixierung der übertragenen Bilder konnte durch Heizwalzen, die nicht mit Silikonöl beschichtet sind, erhalten werden.

Beispiel 6

Ein magnetischer Toner des Druckfixier-Typs mit einem Gehaltan positivem Ladungssteuerstoff wie in Beispiel 3 wird in ejner Kopiervorrichtung verwendet und es wird das gleiche Aufzeichnungsmateria! wie in Beispiel 4 eingesetzt Buchstabenmuster werden durch einen semi-leitenden Laser (Oszillations-Wellenlänge = 807 nm, Output 3 mW) aufbelichtet und ein Vorspannpotential von 1000 V wird zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und der Manschette der Entwicklungs- vorrichtung angelegt, wodurch die Manschettenseite positiv wird, und ein Bild wird durch Umkehrentwicklung auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt Dann wird ein Bildempfangsmaterial auf das Bild gelegt und der Toner elektrostatisch auf das Bildempfangsmaterial übertragen. Man erhält ein -Utes übertragenes Bild, und dieses konnte durch Druckwalzen unter einem Liniendruck von 30 Kgf/cm zufrierenstellend fixiert werden.

Wie oben beschrieben, erhält man durch die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen:

(1) Da ein magnetischer Toner mit spezifischen Bereichen des spezifischen Widerstands und der relativen Dielektrizitätskonstante verwendet wird, kann man eine gute Entwicklung und gute übertragene Bilder erhalten, selbst bei Verwendung eines Auf-

• Zeichnungsmaterials mit einer niedrigen relativen Dielektrizitätskonstante und hoher isoliereigenschaft.

(2) Praktisch wird eine hohe Übertragungsausbeute mit einem normalen Blatt Papier mit niedrigem spezifischen Widerstand als Bildempfangsmaterial erhalten.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren für die elektrophotographische Vervielfältigung, bei dem elektrostatisch ein latentes Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial gebildet wird, ein magnetischer Einkomponententoner, welcher mindestens ein Harz und feine Teilchen aus ferromagnetischem Material umfaßt, auf eine nichtmagnetische Manschette gebracht wird, die mit einer Dauermagnetwalze mit einer Vielzahl magnetischer Pole darin ausgerüstet ist, der magnetische Toner in einen Spalt zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und der nichtmagnetischen Manschette transportiert wird, der magnetische Toner an dem Aufzeichnungsmaterial angebracht wird, das so auf dem Aufzeichnungsmaterial gebildete Tonerbild elektrostatisch auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird und das übertragene Bild fixiert wird, wobei der Toner einen spezifischen Widerstand von mehr als 5 χ IG¹⁵Ω χ cm aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Toner mit einer relativen Dielektrizitätskonstanten von weniger als 3,0 verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Toner verwendet wird, der 5 bis 60 Gew.-% feine ferromagnetische Teilchen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners, ein Bindemittel, ein Pigment oder einen Farbstoff und einen Ladungssteuerstoff enthält und daß die durchschnittliche \ eilcher-.größe des magnetischen Toners im Bereich von.3 bis 30 μπι liegt

3. Verfahren nach Anspruch _, dadurch gekennzeichnet, daß ein Toner verwendet wird, bei dem die magnetischen Tonerteilchen mit anorganischen oder organischen Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 0,01 bis 500 Mikron als Mittel zur Einstellung des Widerstands und der Fließfähigkeit in einer Menge von 0,01 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners, vermischt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Toner verwendet wird, bei dem die magnetischen Tonerteilchen mindestens mit Ruß als Mittel zur Einstellung des Widerstands und der Fließfähigkeit in einer Menge von 0,05 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners, vermischt sind.

5. Verwendung eines magnetischen Toners mit einem spezifischen Widerstand von mehr als 5 χ 10^ι5Ω χ cm und einer relativen Dielektrizitätskonstanten von weniger als 3,0, bei einem elektrophotographischen Vervielfältigungsverfahren, bei welchem elektrostatisch ein latentes Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial gebildet wird, ein magnetischer Einkomponententoner, welcher mindestens ein Harz und feine Teilchen aus ferromagnetischem Material umfaßt, auf eine nichtmagnetische Manschette gebracht wird, die mit einer Dauermagnetwalze mit einer Vielzahl magnetischer Pole darin ausgerüstet ist. der magnetische Toner in einen Spalt zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und der nichiniagnetischen Manschette transportiert wird, der magnetische Toner an dem Aufzeichnungsmaterial angebracht wird, das so auf dem Aufzeichnungsmaterial gebildete Tonerbild elektrostatisch auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird und das übertragene Bild fixiert wird.

6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Toner verwendet wird, der 5 bis 60 Gew.-% feine ferromagnetische Teilchen, ein Bindemittel, ein Pigment oder einen Farbstoff und einen Ladungssteuerstoff enthält und daß die durchschnittliche Teilchengröße des magnetischen Toners im Bereich von 3 bis 30 μπι Iie^L

7. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Toner verwendet wird, bei dem die magnetischen Tonerteilchen mit anorganischen oder organischen Teilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser im Bereich von 0.0! bis 500 Mikron als Mittel zur Einstellung des Widerstands und der Fließfähigkeit in einer Menge von 0.01 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners, vermischt wird.

8. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Toner verwendet wird, bei dem die magnetischen Tonerteilchen mit Ruß als Mittel zur Einstellung des Widerstands und der Fließfähigkeit in einer Menge von 0,05 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Toners, vermischt sind.