DE3809217A1

DE3809217A1 - Verfahren zur herstellung eines bildes

Info

Publication number: DE3809217A1
Application number: DE3809217A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Kaneko; Yoshiaki Kobayashi; Mitsutaka Arai
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1987-03-19
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1988-09-29
Anticipated expiration: 2008-03-19
Also published as: JPH0664387B2; JPS63231369A; DE3809217C2; US4828951A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bildern, bei welchem eine Mehrzahl von Tonerbildern unterschiedlicher Farbe auf einem Bildträger erzeugt und dann auf einmal auf ein Kopierblatt zur Herstellung eines mehrfarbigen Bildes übertragen werden.

Übliche elektrophotographische Verfahren zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder sind beispielsweise aus den JP-OS 27 537/1972 und 58 452/1984 bekannt. Bei der Durchführung solcher Verfahren werden in der Regel folgende Stufen wiederholt: gleichmäßige Aufladung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, bildgerechte Belichtung des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials mit getrenntfarbigem Licht zur Bildung eines latenten Bildes, Farbentwicklung des latenten Bildes und Übertragungen des gebildeten Farbbildes auf Kopierpapier. Bei einem solchen Bilderzeugungsverfahren werden verschiedene Farbtonerbilder, z. B. gelbe, purpurrote, blaugrüne und schwarze Tonerbilder, jedesmal, wenn auf einem Bildträger ein farbiges Tonerbild erzeugt wurde, derart übertragen, daß sie auf einem um eine Übertragungstrommel gewickelten Kopierpapier unter Bildung eines mehrfarbigen Bildes auf dem Kopierpapier übereinander zu liegen kommen.

Mit Hilfe eines solchen Bilderzeugungsverfahrens lassen sich umfangreichere Informationen gewinnen als im Falle des Schwarz/Weiß-Kopierens, so daß dieses Verfahren insoweit von Vorteil ist. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß man eine Übertragungstrommel benötigt, wodurch sich der Raumbedarf des Kopiergerätes stark erhöht. Nachteilig an diesem Verfahren ist ferner, daß bei Übertragung verschiedenfarbiger Tonerbilder auf ein um die Übertragungstrommel herumgewickeltes Kopiermaterial durch Übereinanderlagern einzelner Farbtonerbilder eine die Auflösung des fertigen Bildes beeinträchtigende Übertragungsdopplung auftreten kann. Aus der JP-OS 1 44 452/1981 sind Maßnahmen zur Erzeugung (auf einem Bildträger) eines mehrfarbigen Tonerbildes unter Verwendung einer Reihe verschiedenfarbiger Toner bekannt. Die Übertragung der verschiedenen Tonerbilder läßt sich hierbei gleichzeitig beenden. Die zur Durchführung der geschilderten Maßnahmen benötigte Vorrichtung läßt sich kompakt gestalten.

Aus der genannten Literaturstelle ist auch noch eine weitere Technik bekannt. Wenn man bei Serienentwicklungsverfahren auf einem Bildträger ein mehrfarbiges Tonerbild mit übereinanderliegenden Teilbildern erzeugt, wird zur Vermeidung einer Störung des auf dem Bildträger durch den vorhergehenden Entwicklungsschritt gebildeten Tonerbildes durch den nächstfolgenden Entwicklungsschritt (das bereits vorhandene Tonerbild verschwimmt und gibt Anlaß zum Entstehen einer Mischfarbe) zwischen den Bildträgern und die Entwicklertransporteinrichtung im Entwicklungsbereich eine Wechsel(vor)spannung angelegt. Auf diese Weise bildet sich ein oszillierendes elektrisches Feld, so daß die Entwicklung kontaktfrei durchgeführt wird.

Bei diesem Bilderzeugungsverfahren kommt es jedoch bezüglich der Bildübertragung zu einer Reihe von Problemen. Diese sind darauf zurückzuführen, daß hierbei, anders als bei der Herstellung eines mehrfarbigen Bildes, durch wiederholte Entwicklung und Übertragung auf einem Bildträger im selben Bereich mehrere übereinanderliegende Tonerbilder erzeugt und gleichzeitig auf ein Kopiermaterial übertragen werden. Bei den genannten Problemen handelt es sich um folgende:

1. Es erfordert eine gewisse Zeit zwischen Bildung des ersten Tonerbildes und der Übertragung. In der Zwischenzeit verstärken sich die Anziehungskraft infolge der Van der Waal'schen Kraft, die zwischen dem bereits vorhandenen Tonerbild und dem Bildträger wirkt, sowie die auf die Bildkraft zurückzuführende Anziehungskraft, so daß eine Bildübertragung Schwierigkeiten bereitet.
2. Selbst wenn vor der Übertragung belichtet oder die Ladung beseitigt wird, um die Anziehungskraft zwischen dem bereits vorhandenen Tonerbild und dem Bildträger zu senken, läßt sich dadurch keine zufriedenstellende Wirkung erzielen, und zwar insbesondere dann, wenn übereinanderliegende Tonerbilder erzeugt wurden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die angestrebte Wirkung durch die über dem anfänglichen bzw. ersten Tonerbild liegende Tonerbildschichten gehemmt wird.
3. Da das Tonerbild durch kontaktfreie Entwicklung entsteht, wird der Toner mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Bildträgers hin geschleudert. Auch dadurch erhöhen sich die Anziehungskraft aufgrund der genannten Van der Waal'schen Kraft und die Anziehungskraft infolge der Bildkraft.

Wenn nun in der geschilderten Weise ein mehrfarbiges Bild erzeugt wird, erscheinen insbesondere in Festdichtebereichen des Bildes Übertragungsflecken, wodurch sich die Bildqualität verschlechtert. Wenn als Kopiermaterial ein Papierblatt verwendet wird, erscheinen auf dem Papier als Übertragungsflecken körnige Fehlstellen, die die Bildqualität noch stärker beeinträchtigen.

Als Bildträger eignen sich elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien mit einer durch Dispergieren von beispielsweise ZnO, TiO₂, CdS u. dgl. in einem Harz erzeugten lichtempfindlichen Schicht, mit einer photoleitfähigen oder lichtempfindlichen Schicht aus amorphem Selen oder mit organischen Photoleitern. Von diesen Bildträgern haftet bei elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien, z. B. den OPC-Aufzeichnungsmaterialien, mit, auf ihrer Oberfläche, einer relativ weichen photoleitfähigen bzw. lichtempfindlichen Schicht und Durchführung wiederholter Bilderzeugungsmaßnahmen zum Aufeinanderlagern mehrerer Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsmaterial, insbesondere das erste Tonerbild fest an der Aufzeichnungsmaterialoberfläche. Wenn nun das endgültige mehrfarbige Tonerbild auf elektrostatischem Wege, beispielsweise durch Koronaentladung u. dgl., auf ein Kopiermaterial übertragen wird, erscheinen in diesem Fall deutliche Übertragungsflecken oder -marken, so daß keine akzeptable Bildübertragung möglich wird. Von den genannten OPC-Aufzeichnungsmaterialien ist bei doppellagig aufgebauten Aufzeichnungsmaterialien, bei denen auf einen leitenden Schichtträger eine Ladung erzeugende Schicht mit einem Ladung erzeugenden Material, z. B. einem Bisazopigment, polycyclischen Chinonpigment, Phthalocyaninpigment u. dgl., und darauf eine Ladung transportierende Schicht mit einem Ladung transportierenden Material, z. B. einer aromatischen Aminoverbindung, Hydrazoverbindung, Pyrazolinverbindung, einem Aminderivat u. dgl., aufgetragen ist, die als Oberflächenschicht vorgesehene Ladung transportierende Schicht relativ weich, so daß die geschilderten Übertragungsschwierigkeiten deutlich ausgeprägt sind. Der Grund für diese Schwierigkeiten ist vermutlich darin zu sehen, daß das erste aus einer Reihe von Tonerbildern relativ lange an dem Bildträger haftet und die Bildkraft, die zwischenzeitlich zwischen den Tonerteilchen und dem Bildträger wirkt, die Tonerteilchen in engerem Kontakt mit der Oberfläche des Bildträgers bringt. Folglich wird die Bildkraft immer stärker, gleichzeitig wirkt aber auch die Van der Waal'sche Kraft immer stärker.

Wenn darüber hinaus als Lichtquelle ein entsprechend einer digitalisierten Bildinformation moduliertes Laserlicht verwendet wird, bedient man sich vorzugsweise einer Umkehrentwicklung zur Beaufschlagung eines belichteten Bezirks mit einem Toner. Bei der Übertragung eines durch Wiederholen einer solchen Entwicklung erhaltenen mehrfarbigen Tonerbildes auf ein Kopiermaterial kommt es zu einer Abstoßung, wenn vor der Bildübertragung zur Verbesserung des Übertragungsgrades belichtet wird.

Folglich bereitet die Übertragung eines durch Umkehrentwicklung gebildeten mehrfarbigen Tonerbildes noch größere Schwierigkeiten.

Die geschilderte Abstoßung beruht vermutlich darauf, daß bei Ausbildung eines mehrfarbigen Tonerbildes durch wiederholte Umkehrentwicklung die während des Zeitraums bis zur Bildübertragung durchgeführte Wiederaufladung eine hohe Aufladung des mehrfarbigen Tonerbildes und der umliegenden Bildträgeroberfläche bewirkt. Wenn dann vor der Bildübertragung belichtet wird, bleibt die hohe Ladung auf dem Tonerbild intakt, während sie in dem (das Tonerbild) umgebenden Teil des Bildträgers abfließt. Auf diese Weise entsteht ein hohes Potentialgefälle zwischen dem Tonerbild und seinem Umfeld des Bildträgers. Dadurch wird ein Teil des Tonerbildes durch die Zwischenwirkung der starken elektrostatischen Kraftfeldlinie abgestoßen. Dies führt dazu, daß die Auflösung des Tonerbildes verlorengeht.

Bei gleichzeitiger Übertragung eines mehrfarbigen Tonerbildes aus mehreren übereinanderliegenden Toner(einzel)bilder auf einen Bildträger, z. B. ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, läßt sich die zu diesem Zweck eingesetzte Bilderzeugungsvorrichtung in vorteilhafter Weise trotz der zahlreichen darin untergebrachten Entwicklungseinrichtungen kompakt gestalten. Darüber hinaus kommt es hierbei bei der Übertragung nicht zu einer Bilddopplung. Schließlich lassen sich auch noch Bilder hohen Auflösungsvermögens herstellen. Andererseits ist bei einer solchen Vorrichtung die Übertragbarkeit der Tonerbilder auf Kopiermaterialien schlecht. Es entststehen Übertragungsflecken, und die Bildqualität ist beeinträchtigt. Wenn die Oberfläche des verwendeten Bildträgers wie bei einem Aufzeichnungsmaterial mit einem organischen Photoleiter relativ weich ist, verschlechtert sich die Übertragbarkeit noch mehr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder anzugeben, bei dem die Bildübertragbarkeit im Rahmen einer Bildherstellung durch Ausbilden mehrerer übereinanderliegender Tonerbilder auf einem Bildträger und gleichzeitige Übertragung derselben auf ein Kopiermaterial verbessert, qualitativ hochwertige, scharfgestochene und bezüglich ihrer Auflösung nicht durch Übertragungsdopplung beeinträchtigte mehrfarbige Bilder hergestellt und eine hohe Qualität der von Übertragungsflecken freien Bilder sichergestellt werden können.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich die geschilderten Probleme lösen lassen, wenn man die Anziehungskraft zwischen Tonerbild und Bildträger schwächt bzw. verringert.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines Bildes durch Ausbilden mehrerer unterschiedlich farbiger Tonerbilder auf einem Bildträger durch wiederholte Entwicklung des (jeweils) auf dem Bildträger befindlichen latenten elektrostatischen Bildes mit sowohl Toner als auch Träger enthaltenden Entwicklern und gleichzeitige Übertragung der Mehrzahl der Tonerbilder auf ein Empfangsmaterial, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest der für die erste Tonerbilderzeugung vorgesehene Toner mit 0,2-2 Gew.-% Metalloxidteilchen einer spezifischen Oberfläche (BET), ermittelt durch Stickstoffadsorption, von 30-60 m²/g gemischt ist.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahrens wird ein Bildträger aufgeladen und danach zur Ausbildung eines latenten elektrostatischen Bildes bildgerecht belichtet. Anschließend wird das latente elektrostatische Bild mit einem Zweikomponentenentwickler aus Träger und Toner kontaktfrei, vorzugsweise unter oszillierendem elektrischen Feld entwickelt. Die Entwicklung wird zur Erzeugung übereinanderliegender, verschiedenfarbiger Tonerbilder wiederholt, wobei auf dem Bildträger ein mehrfarbiges Tonerbild entsteht. Schließlich wird das gebildete mehrfarbige Tonerbild auf einmal, beispielsweise durch elektrostatische Übertragung, auf ein Kopiermaterial übertragen. Da es sich bei dem verwendeten Entwickler um einen Zweikomponentenentwickler handelt, ist von Vorteil, daß seine triboelektrische Ladung leicht steuerbar ist. Folglich muß ihm kein magnetisches Material, das in der Regel nahezu schwarz ist, einverleibt werden, so daß mit Tonern unverfälschter Farbe scharfgestochene mehrfarbige Tonerbilder hergestellt werden können. Die Erzeugung mehrfarbiger Tonerbilder durch Stapeln verschiedenfarbiger Tonerbilder auf einem Bildträger und die gleichzeitige Übertragung des mehrfarbigen Tonerbildes auf ein Kopiermaterial machen es unnötig, mit großdimensionierten Übertragungstrommeln arbeiten zu müssen. Folglich kann die zu diesem Zweck benötigte Vorrichtung kompakt gestaltet werden. Eine Übertragungsdopplung tritt ebenfalls nicht auf, so daß eine Beeinträchtigung des Auflösungsvermögens ausgeschlossen ist. Letztlich erhält man somit hochauflösende mehrfarbige Bilder.

Bei der Herstellung übereinanderliegender verschiedenfarbiger Tonerbilder durch mehrmalige Entwicklung unter Anlegen einer Wechsel(vor)spannung zwischen Bildträger und Entwicklungstransporteinrichtung und bei fehlendem Kontakt zwischen Entwicklerschicht und dem auf dem Bildträger befindlichen latenten Bild läßt sich die Gefahr einer Beschädigung des bereits vorhandenen Tonerbildes beim nachfolgenden Entwicklungsschritt oder einer durch Zumischung eines andersfarbigen Toners verursachten Farbtrübung vermeiden. Darüber hinaus besteht auch keine Gefahr, daß selbst bei Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes beispielsweise durch Umkehrentwicklung Träger und Toner am Bildhintergrund bzw. in den Nichtbildbezirken haften bleiben, so daß sich schleierfreie, qualitativ hochwertige mehrfarbige Bilder herstellen lassen.

Wie bereits erwähnt, werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahrens verschiedene Maßnahmen getroffen, um qualitativ hochwertige mehrfarbige Bilder herstellen zu können. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsverfahren lassen sich die auf dem Bildträger erzeugten mehrfarbigen Tonerbilder mit hohem Wirkungsgrad zu hochwertigen mehrfarbigen Bildern auf Kopiermaterialien übertragen.

Die zumindest dem Toner für den Entwickler zur Erzeugung des ersten Tonerbildes zugesetzten Metalloxidteilchen bedecken die Oberfläche der Tonerteilchen. Somit stehen die Tonerteilchen zur Herstellung des ersten Tonerbildes indirekt über die Metalloxidteilchen mit der Oberfläche des Bildträgers in Berührung, wodurch die zwischen der Bildträgeroberfläche und den Tonerteilchen wirkenden Van der Waal'schen Kräfte und Bildkräfte geschwächt werden. Wird nun über dem bereits vorhandenen Tonerbild ein weiteres Tonerbild erzeugt und das Ganze dann gleichzeitig auf ein Bildempfangsmaterial übertragen, lassen sich sämtliche Tonerbilder wirksam übertragen. Bei den erfindungsgemäß verwendbaren Metalloxidteilchen handelt es sich um solche, deren spezifische Oberfläche (BET), bestimmt durch Stickstoffadsorption, 30-60 m²/g beträgt. Die Bestimmung der spezifischen Oberfläche (BET) läßt sich unter Standardbedingungen mit Hilfe eines handelsüblichen BET-Meßgeräts für die spezifische Oberfläche durchführen. Die Metalloxidteilchen besitzen vorzugsweise einen elektrischen Volumenwiderstand von mindestens 10⁶ Ωcm. Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Metalloxidteilchen sind solche aus Siliziumoxid, Zinnoxid, Calciumoxid, Bariumoxid, Strontiumoxid, Ceroxid, Chromoxid, Nickeloxid, Eisenoxid, Zirkonoxid und dergleichen. Besonders gut eignen sich weiße oder nahezu weiße Oxide, die im Toner keine Farbtrübung hervorrufen. Die Metalloxidteilchen können hydrophobisiert oder widerstandsfähig gemacht werden, indem man ihre Oberfläche dünn mit beispielsweise Silankupplern, Titankupplern, trocknenden Ölen, wie Leinsaat- oder Tungöl, halbtrocknenden Ölen, z. B. Baumwollsaat- oder Sojabohnenöl, nichtrocknenden Ölen, z. B. Rizinus- oder Silikonöl, Harzen und dergleichen, beschichtet.

Zur Bedeckung der Toneroberfläche können die Metalloxidteilchen, bezogen auf das Tonergewicht, in einer Menge von 0,2-2 Gew.-% zugesetzt werden. Beträgt die Zusatzmenge weniger als 0,2 Gew.-%, werden die Tonerteilchen nicht in ausreichendem Maße bedeckt, so daß sich die Übertragbarkeit nicht verbessern läßt. Wenn andererseits die Zusatzmenge 2 Gew.-% übersteigt, leidet die Reibungsaufladbarkeit bzw. werden die Metalloxidteilchen an das elektrophotografische Aufzeichnungsmaterial angezogen. Letztere Erscheinung bedingt Aufladungsfehler, wodurch die Bildqualität beeinträchtigt wird.

Liegt die spezifische Oberfläche (BET) der eingesetzten Metalloxidteilchen unter 30 m²/g, verstärken sich die Abriebeigenschaften der Metalloxidteilchen in bezug auf den Bildträger, so daß dieser zerkratzt wird. Wenn die spezifische Oberfläche (BET) dagegen 60 m²/g übersteigt, geht die Wirkung der Metalloxidteilchen in bezug auf eine Erniedrigung der Van der Waal'schen Kraft und der Bildkraft verloren.

Der Zusatz von Metalloxidteilchen, z. B. Aluminiumoxid, Titanoxid, Zinkoxid u. dgl. zu Entwicklern ist an sich bereits bekannt (vgl. JP-OS 1 36 752/1985). Aus dieser Literaturstelle ist es beispielsweise bekannt, einem Toner, bezogen auf sein Gewicht, 0,1-30 Gew.-% Metalloxidteilchen einer spezifischen Oberfläche (BET) von 0,2-30, zweckmäßigerweise von 0,5-15, vorzugsweise von 1,0-6,0 m²/g, einzuverleiben. Durch den bekannten Metalloxidzusatz sollte jedoch lediglich der Bildträger von Resttoner und Papierstaub gesäubert werden, eine Verbesserung der Übertragbarkeit, insbesondere eine Verbesserung der Übertragbarkeit bei der gleichzeitigen Übertragung mehrerer Tonerbilder auf ein Kopiermaterial im Rahmen eines Verfahrens mit Mehrfachaufladung, Mehrfachbelichtung und Mehrfachentwicklung ist in der genannten Literaturstelle weder vorgesehen noch im entferntesten auch nur angedeutet. Darüber hinaus besitzen die gemäß den Lehren der genannten Literaturstelle verwendeten Metalloxidteilchen eine größere Oberfläche als die erfindungsgemäß eingesetzten Metalloxidteilchen und sind folglich mit den geschilderten Nachteilen (Zerkratzung des Bildträgers aufgrund der verstärkten Abriebeigenschaften größerer Metalloxidteilchen, Beeinträchtigung der Aufladung des Entwicklers und der Bildqualität u. dgl.) behaftet.

Die Tonerherstellung und der Zusatz von Metalloxidteilchen läßt sich wie folgt durchführen: Ein Harzbindemittel, ein Färbemittel und erforderlichenfalls sonstige Zusätze, z. B. Antioffsetmittel und dergleichen, werden miteinander vermischt, unter Erwärmen verknetet, gekühlt, pulverisiert, klassifiziert und erforderlichenfalls wärmebehandelt. Hierbei erhält man einen Toner einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5-30 µm und eines Volumenwiderstands von nicht weniger als 10¹³ Ωcm, vorzugsweise von nicht weniger als 10¹⁴ Ωcm. Andererseits können in das Monomere für das Harzbindemittel das Färbemittel und ein Polymerisationsanspringmittel eingearbeitet und das Gemisch dann zur Herstellung eines Toners wärmepolymerisiert werden. Dem jeweils erhaltenen Toner werden dann unter Rühren 0,2-2 Gew.-% Metalloxidteilchen zugesetzt, wobei ein erfindungsgemäß einsetzbarer Toner erhalten wird.

Als Harzbindemittel für den Toner eignen sich die verschiedensten Harze.

Wenn als Harzbindemittel beispielsweise ein Polyesterharz verwendet wird, eignen sich zur Herstellung des Polyesterharzes als Alkohole z. B. Diole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol, 1,4-Butandiol u. dgl., veretherte Phenole, wie 1,4-Bis- (hydroxymethyl)-cyclohexanon, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A, polyoxyethyleniertes Bisphenol A, polyoxypropyleniertes Bisphenol A u. dgl., zweiwertige Alkoholmonomere, die durch Substituierten derselben mit einer gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 22 Kohlenstoffatomen erhalten wurden, und sonstige zweiwertige Alkoholmonomere.

Beispiele für zur Herstellung der Polyesterharze verwendbare Carbonsäuren sind Malein-, Fumar-, Mesacon-, Citracon-, Itacon-, Glutacon-, Phthal-, Isophthal-, Terphthal-, Cyclohexandicarbon-, Bernstein-, Adipin-, Sebacin- und Malonsäure, zweiwertige organische Säuremonomere, die durch Substituieren derselben mit einer gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 22 Kohlenstoffatomen erhalten wurde, Säureanhydride dieser Säuren, Niedrigalkylester/Linolsäure-Dimere und sonstige zweiwertige organische Säuremonomere.

Zur Herstellung eines als Harzbindemittel geeigneten Polyesterharzes können nicht nur Polymere aus den genannten bifunktionellen Monomeren, sondern auch Polymere mit trifunktionellen oder multifunktionellen Monomerkomponenten verwendet werden. Beispiele für drei- oder mehrwertige Alkoholmonomere, d. h. multifunktionelle Monomere, sind Sorbit, 1,2,3,6-Hexantetrol, 1,4-Sorbitan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, Zucker, 1,2,4-Butantriol, 1,2,5-Pentantriol, Glycerin, 2-Methylpropantriol, 2-Methylolethan, Trimethylolpropan, 1,3,5- Trihydroxymethylbenzol und dergleichen.

Beispiele für drei- oder mehrwertige Carbonsäuremonomere sind 1,2,4-Benzoltricarbonsäure, 1,2,5-Benzoltricarbonsäure, 1,2,4-Cyclohexantricarbonsäure, 2,5,7-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4- Butantricarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonsäure, 1,3-Dicarboxyl- 2-methyl-2-methylencarboxypropan, Tetra(methylencarboxyl)methan, 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure, trimere Säuren (Empol), Säureanhydride dieser Säuren und dergleichen.

In der Alkohol- oder Säurekomponente als Struktureinheit des Polymeren können die genannten drei- oder multifunktionellen Monomerkomponenten zweckmäßigerweise in einer Menge von 5-80 Mol-% enthalten sein.

Andere als Harzbindemittel geeignete Harze sind beispielsweise Polymere oder Mischpolymere mit Monoolefinmonomeren oder Diolefinmonomeren. Beispiele für Monoolefinmonomere zur Herstellung solcher Polymerer oder Mischpolymerer sind Styrole, wie Styrol, o-Methylstyrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, α-Methylstyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-n-Butylstyrol, p-tert.-Butylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n- Decylstyrol, p-n-Dodecylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol, p-Chlorstyrol, 3,4-Dichlorstyrol und derleichen, ethylenisch ungesättigte Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen und dergleichen, halogenierte Vinylmonomere, z. B. Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid, Vinylfluorid und dergleichen, Vinylester, z. B. Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbenzoat, Vinylbutyrat und dergleichen, aliphatische α-Methylenmonocarbonsäureester, z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n-Octylacrylat, Dodecylacrylat, Laurylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat, Phenylacrylat, Methyl-α-chloracrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Laurylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat und dergleichen, Aryl- oder Methacrylsäurederivate, wie Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid und dergleichen, Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylethylether, Vinylisobutylether und dergleichen, Vinylketone, wie Vinylmethylketon, Vinyhexylketon, Methylisopropenylketon und dergleichen, N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol, N-Vinylpyrrolidon und dergleichen, Vinylnaphthaline und dergleichen.

Beispiele für Diolefinmonomere sind Propadien, Butandien, Isopren, Chloropren, Pentadien, Hexadien und dergleichen.

Die genannten Monoolefin- oder Diolefinmonomeren können alleine oder in beliebiger Kombination zur Herstellung von Homo- oder Mischpolymeren zum Einsatz gelangen. Besonders bevorzugt werden Styrol/Acryl-Mischpolymere.

Als Harzbindemittel verwendbare vernetzte Polymere erhält man beispielsweise durch Umsetzung eines Vernetzungsmittels, wie Divinylbenzol, Divinylnaphthalin und dergleichen, mit einem Monomeren der genannten Art.

Weitere als Bindemittel geeignete Harze sind Epoxyharze. Als Bausteine für die Epoxyharze eignen sich beispielsweise Bisphenol A, Epichlorhydrin und dergleichen. Besonders bevorzugt werden Epoxyharze vom Bisphenol A-Typ.

Beispiele für in den Tonern verwendbare Färbemittel sind Ruß (C.I. Nr. 77266), Nicrosinfarbstoff (C.I. Nr. 50415B), Anilinblau (C.I. Nr. 50405), Chalkoölblau (C.I. Nr. Acid Blue 3), Rhodamin BS (C.I. Nr. 45170), Chromgelb (C.I. Nr. 14090), Ultramarinblau (C.I. Nr. 77103), DuPont-Ölrot (C.I. Nr. 26105), Perillenrosa (C.I. Nr. 71137), Chinolingelb (C.I. Nr. 47005), Methylenblauchlorid (C.I. Nr. 52015), Phthalocyaninblau (C.I. Nr. 74160), Malachitgrünoxalat (C.I. Nr. 42000), Lampenruß (C.I. Nr. 77226), Rosebengal (C.I. Nr. 45435) und Mischungen der genannten Farbstoffe mit anderen Farbstoffen.

Diese Färbemittel müssen (in dem Toner) in ausreichender Menge vorhanden sein, damit sichtbare Bilder akzeptabler Dichte entstehen. Bezogen auf 100 Gew.-Teile Harzbindemittel beträgt normalerweise die Menge an Färbemittel 1-20 Gew.-Teil(e).

Gegebenenfalls kann der Toner verschiedene Zusätze, wie Antioffsetmittel und dergleichen, enthalten.

Als Antioffsetmittel eignen sich beispielsweise Polyolefinwachse, Karnaubawachs, Alkylenbisfettsäureamid-Verbindungen und dergleichen.

Ein Harzbindemittel wird mit 50-90 Gew.-% eines magnetischen Pulvermaterials gemischt, worauf das Gemisch unter Erwärmen durchgeknetet, gekühlt, pulverisiert und klassifiziert sowie erforderlichenfalls wärmebehandelt wird (um es kugelig zu machen). Hierbei erhält man einen toner- und entwicklerhaltigen Träger einer Gewichtsmittelteilchengröße von 5-50 µm und eines Volumenwiderstands von 10¹¹ bis 10¹⁵ Ωcm. Andererseits kann die Oberfläche bezüglich ihrer Form nicht-definierter oder kugeliger magnetischer Teilchen mit einem Harz durch Tauchen, Besprühen, im Wirbelbett und dergleichen, beschichtet werden, wobei man ebenfalls einen Träger der genannten Teilchengröße erhält. Beispiele für zur Herstellung des Trägers verwendbare Harzbindemittel sind Acryl-, Styrol-, Styrol/ Acryl-, Epoxy-, Urethan-, Silikon-, Polyamid-, Polyester-, Acetal-, Polycarbonat-, Phenol-, Vinylchlordid-, Vinylacetat-, Cellulose-, Polyolefinharze, Harze vom Fluoridtyp, Mischpolymere und Mischungen dieser Harze. Besonders bevorzugte Harzbindemittel sind Styrol/Acryl- und Silikonharze sowie Harze vom Fluoridtyp.

Beispiele für zur Herstellung des Trägers geeignete magnetische Materialien sind Ferromagnetismus zeigende Metalle, wie Eisen, Kobalt, Nickel u. dgl., oder Legierungen oder Verbindungen mit diesen Metallen, Chromdioxid und Ferrite der chemischen Formel MO:Fe₂O₃, mit M gleich einem zweiwertigen Metall, wie Cu, Zn, Ni, Mg, Mn, Fe, Co oder Pb.

Die angegebenen Gewichtsmittelteilchengrößen von Toner und Träger werden mit Hilfe eines handelsüblichen Zählgeräts ermittelt. Der Volumenwiderstand wird wie folgt bestimmt: Eine Probe der Teilchen wird in einen Behälter einer Querschnittsfläche von 0,50 cm² gefüllt und darin durch leichtes Klopfen verdichtet. Danach wird die verdichtete Teilchenprobenschicht durch Belasten mit 98,1 kPa auf eine Dicke von etwa 1 mm zusammengepreßt. Schließlich wird zwischen das Belastungsmittel und die Bodenelektrode ein elektrisches Feld von 1000 V/cm angelegt. Der Augenblickswert des elektrischen Stroms wird gemessen.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäß verwendbaren Entwicklers werden 2-30 Gew.-% Toner mit 100 Gew.-Teilen Träger gemischt. Die genannten Metalloxidteilchen werden vorzugsweise mit dem Toner vorgemischt, sie können jedoch auch nach dem Vermischen des metalloxidfreien Toners mit dem Träger zugesetzt werden. Der Entwickler kann ein Fließhilfsmittel, z. B. hydrophobes Siliziumdioxid, Zinkstearat u. dgl. einer spezifischen Oberfläche (BET) von 100-400 m²/g in einer Menge von 0,01-2,0 Gew.-% enthalten.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Herstellung mehrfarbiger Bilder mit Hilfe eines Zweikomponentenentwicklers der im folgenden beschriebenen Zusammensetzung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß verwendbaren Vorrichtung zur Herstellung mehrfarbiger Bilder;

Fig. 2 und 3 Querschnitte durch die Laseroptik bzw. die Entwicklungseinrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Darstellung einer Farbfleckkarte;

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäß zur Herstellung mehrfarbiger Bilder verwendbaren Vorrichtung;

Fig. 6 und 7 graphische Darstellungen verschiedener prozentualer Tonerbildübertragungsgrade (vgl. Beispiel 1);

Fig. 8 und 9 zeichnerische Erläuterungen der Gründe für die Verbesserung des Übertragungsgrades (vgl. Beispiel 3).

In den Figuren bedeuten die verschiedenen Bezeichnungen bzw. Bezugszahlen folgendes:

OPC ein negativ aufladbares elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Ladung transportierenden Schicht als obere Schicht; 2 eine Lichtquelle; 2′ ein austauschbares Mehrfachfarbtrennfilter einschließlich beispielsweise Blau (B)-, Grün (G)-, Rot (R)- und ND- Filter; 3 einen reflektierenden Spiegel; 4 eine Linse; 5 einen primär CCD-Bildfühler, wobei die mit 2, 3, 4 und 5 bezeichneten Teile zu einer Einheit vereinigt sind und einen Bildeingangsabschnitt IN bilden; TR einen Bildbehandlungsabschnitt mit einem Inverter zur Umwandlung von Farbtrenninformation zu Komplementärfarben; 6 eine mehrfarbige Vorlage; 7 ein Laseroptiksystem; L einen durch das Laseroptiksystem 7 hindurchtretenden Laserstrahl; 8 eine Ladestation zur negativen Aufladung; 9 eine Koronaentladungsstation zur Bildübertragung; 10 eine Trennelektrode; 11 eine Fixiereinrichtung; 12 eine vor der Säuberung benutzte Einrichtung zur Ladungsbeseitigung; 13 eine Säuberungseinrichtung mit Reinigungsklinge 14, Pelzbürste 15 und Aufnahmewalze 16.

In der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur Herstellung mehrfarbiger Bilder sind zur Herstellung eines vierfarbigen ((gelb (Y), purpurrot (M), blaugrün (Cy) und schwarz (BK)) Bildes vier kontaktfrei arbeitende Umkehrentwicklungseinrichtungen A zur Y-Tonerentwicklung, B zur M-Tonerentwicklung, C zur Cy-Tonerentwicklung und D zur BK-Tonerentwicklung vorgesehen. Die verschiedenen Einrichtungen werden noch erläutert werden. Die Y-, M-, C- und BK-Toner enthalten jeweils Metalloxidteilchen in einer Menge von 0,2-2, vorzugsweise von 0,2-1,0 Gew.-% des Toners. Mit deren Hilfe läßt sich auch ohne Belichtung vor Durchführung der Übertragung ein qualitativ hochwertiges und von Übertragungsfehlern, wie Übertragungsflecken oder- marken u. dgl. freies Übertragungsbild herstellen.

Der genannte Bildeingabeabschnitt IN wird mit Hilfe von nicht dargestellten Antriebseinrichtungen in Pfeilrichtung X verfahren, wobei der CCD-Bildfühler 5 eine den einzelnen B-, G-, R- und ND-Filtern entsprechende Farbtrenninformation zu lesen vermag und die Information in ein elektrisches Signal umwandelt. Das elektrische Signal wird dann im Behandlungsabschnitt TR weiter in zur Aufzeichnung geeignete Daten umgewandelt. Das Laseroptiksystem 7 erzeugt entsprechend den gewonnenen Bilddaten wie folgt auf dem Bildträger 1 ein latentes elektrostatisches Bild: Die Oberfläche des Bildträgers 1 (beispielsweise des OPC-Aufzeichnungsmaterials) wird mittels einer Scorotronladeeinrichtung 8 vollständig gleichmäßig negativ aufgeladen, worauf die Oberfläche des Bildträgers 1 bildgerecht durch die Linse mit Originalbildlicht L belichtet wird. Auf diese Weise entsteht auf dem Bildträger 1 ein der Vorlage entsprechendes latentes elektrostatisches Bild.

Dieses latente elektrostatische Bild wird zunächst mit Hilfe der den Gelb-(Y)-Toner enthaltenden Entwicklungseinrichtung A entwickelt. Danach wird der das mit Hilfe des Gelb-(Y)-Toners gebildete Tonerbild tragende Bildträger 1 nach Weiterdrehung (des Bildträgers) erneut mit Hilfe der Scorotonladeeinrichtung 8 gleichmäßig aufgeladen und entsprechend den für eine andere Farbkomponente gewonnenen Daten bildgerecht mit Originalbildlicht L belichtet. Das zu diesem Zeitpunkt gebildete latente elektrostatische Bild wird dann mit Hilfe der den Purpurrot-(M)- Toner enthaltenden Entwicklungseinrichtung B entwickelt.

Nunmehr trägt der Bildträger 1 ein mit Hilfe des Gelb-(Y)- Toners und es Purpurrot-(M)-Toners gebildetes zweifarbiges Tonerbild. Anschließend werden in entsprechender Weise in insgesamt vier Umdrehungen des Bildträgers auf das zweifarbige Bild in der angegebenen Reihenfolge ein Blaugrün- (CY)-Tonerbild und ein schwarzes (BK)-Tonerbild abgelagert, wobei auf dem Bildträger 1 insgesamt ein vierfarbiges Tonerbild erhalten wird. Sämtliche Entwicklungseinrichtungen A, B, C und D besitzen die in Fig. 3 dargestellte Bauweise.

Das in der geschilderten Weise erhaltene mehrfarbige Tonerbild wird dann mit Hilfe einer Übertragungselektrode 9 auf ein Blatt Kopierpapier P übertragen. Das Kopierpapier P wird vom Bildträger 1 durch die Trennelektrode 10 getrennt. Nach der Übertragung wird das übertragene Tonerbild mit Hilfe der Fixiereinrichtung 11 fixiert. Nachdem der Bildträger 1 mit Hilfe einer Elektrode 12 zur Ladungseliminierung "entladen" ist, wird seine Oberfläche mittels einer Reinigungseinrichtung 13 gereinigt. Die im vorliegenden Fall benutzte Reinigungseinrichtung 13 enthält eine Reinigungsklinge 14, eine Pelzbürste 15 und eine Tonerrückgewinnungswalze 16. Diese Einrichtungen werden während der fortschreitenden Bilderzeugung außer Kontakt mit dem Bildträger 1 gehalten. Nach Beendigung der Erzeugung des mehrfarbigen Tonerbildes auf dem Bildträger 1 werden die Reinigungsklinge 14 und die Pelzbürste 15 mit dem Bildträger 1 in Berührung gebracht. Sie kratzen nach beendeter Übertragung des Tonerbildes den Resttoner vom Bildträger 1 ab. Danach verlassen die Reinigungsklinge 14 und etwas später die Pelzbürste 15 den Bildträger. Die Pelzbürste 15 dient zum Abwischen des Resttoners vom Bildträger 1, nachdem die Reinigungsklinge 14 von diesem abgehoben hat. Die Walze 16 sammelt den durch die Klinge 14 abgekratzten Toner.

Das in Fig. 2 dargestellte Laseroptiksystem 7 besteht beispielsweise aus einer Laserdiode 17, einem Polygonspiegel 18 und einer fR-Linse 19.

Bei einer derartigen Bilderzeugungsvorrichtung ist es zur Registrierung der einzelnen Farbbilder zweckmäßig, auf dem Bildträger 1 vom optischen Meßfühler lesbare optische Markierungen anzubringen, um einen zeitgerechten Beginn der Belichtung sicherzustellen.

Im folgenden wird die Bauweise der in die Bilderzeugungsvorrichtung eingebauten, kontaktfrei arbeitenden Entwicklungseinrichtung anhand der Fig. 3 näher erläutert. In Fig. 3 bedeuten:
20 eine Entwicklungswalze, 21 eine Magnetwalze mit acht abwechselnden magnetischen Nord/Süd-Polen, die in Pfeilrichtung drehbar ist, und 22 eine Hülse, die in umgekehrter Richtung zur Drehrichtung der Magnetwalze 21 drehbar ist, um die Entwicklerschicht zum Entwicklungsbereich K zu transportieren. Die Magnetpolstärke (Magnetflußdichte) im Entwicklungsbereich beträgt 500-1500 Gauss. Die Magnetwalze wird sich entweder in dieselbe Richtung wie die Hülse 22 drehengelassen oder wird fixiert. Die Hülse 22 besteht vorzugsweise aus einem nicht-magnetischen Material, wie Aluminium, Messing und dergleichen. Die Oberfläche der Hülse kann erforderlichenfalls durch Sandstrahlen u. dgl. aufgerauht sein und erforderlichenfalls einen hohen Widerstand aufweisen. Die Anzahl der Magnetpole kann beliebig im Bereich von 4-20 Polen gewählt werden. Aus Gründen eines gleichmäßigen Transports des Entwicklers sollte die Anzahl der Pole vorzugsweise sechs oder mehr betragen. Mit 23 ist eine die Schichtdicke regulierende Einheit zur Einstellung der Entwicklerschichtdichte bezeichnet. Hierbei kann es sich um eine magnetische oder nicht-magnetische Platte oder um einen Rotationskörper zur Bildung eines umlaufenden Magnetfeldes handeln. Die betreffende Einrichtung ist nahe der Hülse 22 angeordnet. Als Reguliereinrichtung eignet sich besonders gut eine elastische Platte, die mit einer Andruckskraft von 0,2-5 g/cm gegen die Hülse 22 gepreßt wird. Auf diese Weise läßt sich die Bildung einer etwa 20-500 µm dicken Entwicklerschicht, die man zur kontaktfreien Entwicklung mit Hilfe eines Zweikomponentenentwicklers benötigt, erreichen. Im Entwicklungsbereich K ist der Spalt zwischen dem Bildträger 1, der sich in Pfeilrichtung dreht, und der Hülse 22 größer als die Dicke der Entwicklerschicht. Er beträgt normalerweise 100-1000 µm und wird so eingestellt, daß bei oszillierendem elektrischen Feld eine kontaktfreie Entwicklung möglich wird. Mit 24 ist eine Wechsel(vor)spannungsquelle zur Erzeugung des genannten oszillierenden elektrischen Feldes einer Frequenz von normalerweise 100 Hz bis 10 kHz, vorzugweise 1-5 kHz, bezeichnet. An die Spannungsquelle wird eine Vorspannung von 0,2-3,0 kV (P-P), vorzugsweise 1,0-2,0 kV(P-P) angelegt. Zur Vermeidung einer Schleierbildung wird im Falle einer Normalentwicklung eine Gleich(vor)spannung von 50-500 V derselben Polarität, wie sie das latente elektrostatische Bild aufweist, im Falle einer Umkehrentwicklung C eine Gleich(vor)spannung nahe dem elektrischen Potential des latenten Bildes überlagert. Mit 25 und 26 sind in den angegebenen Pfeilrichtungen drehbare Rühreinrichtungen bezeichnet. An deren Achsen sind jeweils mehrere Zwangsrührflügel vorgesehen. Die betreffenden Rührflügel sind so ausgestaltet, daß sie nicht gegeneinander schlagen, sondern im selben Bereich überlappend drehbar sind. Folglich wird der Entwickler derart gerührt, daß er sich einerseits in dieselbe Richtung wie die und senkrecht zu der sich drehende(n) Achse bewegt. Auf diese Weise erreicht man sowohl eine Reibungsaufladung als auch eine gleichmäßige Durchmischung des Entwicklers. Mit 27 ist eine Tonerzufuhrwalze, mit 28 ein Tonertrichter und mit T neuer Toner bezeichnet.

Die Erläuterungen des erfindungsgemäßen Bildherstellungsverfahrens anhand der in Fig. 1 dargestellten Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung, des in Fig. 2 dargestellten Laseroptiksystems und der in Fig. 3 dargestellten Entwicklungvorrichtung sind lediglich als ein Beispiel für verschiedene Durchführungsvarianten dieses Verfahrens zu verstehen.

So benutzt beispielsweise die in Fig. 1 dargestellte Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung als Lichtquelle ein nach digitalisierten Farbsignalen moduliertes Laserlicht, es kann hierbei jedoch auch eine Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung vom Analogtyp mit verschiedenem Farbtrennlicht von einer Mehrfarbenvorlage (getrennt durch B-, G-, R- und ND-Filter) als Lichtquellen verwendet werden. Die Entwicklung erfolgt dann mit Toner komplementärer Farbe, nämlich Y-, M-, C- und BK-Tonern. Ferner benutzt die in Fig. 1 dargestellte Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung zur Herstellung von vier unterschiedlichen Farbtonerbildern durch vier Umdrehungen des Bildträgers eine einzige gemeinsame Belichtungseinrichtung. Nach Erzeugung des schwarzen Tonerbildes bei der vierten Umdrehung des Bildträgers wird das gesamte Tonerbild gleichzeitig auf ein Kopiermaterial zur Herstellung eines mehrfarbigen Bildes übertragen. Stattdessen kann die betreffende Vorrichtung auch so ausgestaltet sein, daß sie eine der Anzahl der Farbtrennlichtsorten entsprechende Anzahl von Belichtungseinrichtungen enthält. Auf diese Weise läßt sich auf dem Bildträger bei einer einzigen Umdrehung desselben ein mehrfarbiges Tonerbild erzeugen. Daran schließen sich die Bildübertragung und Säuberung des Bildträgers an.

Bei der Erzeugung eines mehrfarbigen Tonerbildes durch Übereinanderlagern verschiedenfarbiger Tonerbilder auf dem Bildträger können darüber hinaus die einzelnen Farbtonerbilder auch ohne gegenseitige Überlappung im selben Bereich gebildet werden. Darüber hinaus können sich die verschiedene Farbtonerbilder auch überlappen, wobei sich jedoch die Bildelemente bzw. Bildpunkte nicht oder mindestens teilweise überlappen. Sämtliche dieser Fälle sind möglich.

Die in Fig. 1 dargestellte Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung dient zur Bilderzeugung nach dem Carlson-Verfahren, sie kann jedoch auch zur Bildherstellung nach dem NP-Verfahren herangezogen werden. Der in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 benutzte Bildträger besteht aus einem OPC-Aufzeichnungsmaterial, dem Bildträger können jedoch die verschiedensten Arten von beispielsweise photoleitfähigen oder dielektronischen Aufzeichnungsmaterialien für die Allzweckelektrophotographie, einschließlich spezieller harter Aufzeichnungsmaterialien mit beispielsweise amorphem Silizium als Photoleiter zugeordnet werden.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die in Fig. 1 dargestellte Bilderzeugungsvorrichtung mit dem in Fig. 2 dargestellten Laseroptiksystem, der in Fig. 3 dargestellten kontaktfrei arbeitenden Entwicklungseinrichtung und einem negativ aufladbaren doppellagigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial mit organischem Photoleiter, in dessen Ladung erzeugender Schicht ein Bisazopigment enthalten ist, zur Ermittlung des Übertragungsgrades der auf dem Bildträger entsprechend den Farben einer Farbfleckvorlage gebildeten Farbflecktonerbilder, zur Bestimmung des Übertragungsgrades des auf dem Bildträger durch Übereinanderlagern einzelner Farbtonerbilder entsprechend den Farben einer mehrfarbigen Vorlage gebildeten mehrfarbigen Tonerbildes und zur Bewertung der erhaltenen fixierten Bilder benutzt. Zur Durchführung dieser Tests werden die bereits zur Bildherstellung geschilderten Maßnahmen durchgeführt. Im einzelnen erfolgt eine Farbtrennung der Vorlage 6 durch Farbtrennfilter 2′ in B, G oder R. Diese wird dann mittels eines photoelektrischen Wandlers 5 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das hierbei gewonnene elektrische Signal wird durch eine Bildbehandlungseinrichtung TR in Y, M, Cy oder BK getrennt. Das danach gewonnene Farbsignal wird dem Laseroptiksystem zugeleitet, um eine Laserstrahlmodulation zu bewerkstelligen. Der gewonnene modulierte Strahl wird auf den Bildträger gerichtet und bildet auf diesem ein latentes elektrostatisches Bild ab. Dieses wird kontaktfrei mit Hilfe der in Fig. 3 dargestellten Entwicklungseinrichtung umkehrentwickelt. Schließlich wird das erhaltene Tonerbild elektrostatisch auf ein Kopiermaterial übertragen. Zur Bewertung des Übertragungsbildes wird das übertragene Tonerbild mittels einer Heizwalze fixiert.

Die Einzelheiten der Bildherstellung im Rahmen der geschilderten Tests ergeben sich aus Tabelle I. Bei den geschilderten Tests wird ein Entwickler der folgenden Zusammensetzung verwendet:

Träger:
Mit einem Styrol/Acryl-Harz (1:1) beschichtetes, 1 µm dickes Kernmaterial aus Kupfer/Zink-Ferritteilchen einer durchschnittlichen Teilchengröße von 40 µm, einer echten Dichte von 4,80 g/cm³, einer Magnetisierung von 80 EME/cm³ und eines Volumenwiderstands von 5×10⁹ Ωcm.

Toner:
Handelsübliches Polyesterharz100 Gew.-Teile handelsübliches Polypropylen 4 Gew.-Teile handelsüblicher Ruß 10 Gew.-Teile

Die genannten Bestandteile werden mittels eines Henschel- Mischers gemischt, mittels einer Dreiwalzen-Knetvorrichtung bei 140°C gründlich durchgeknetet, luftgekühlt, grob pulverisiert und danach mittels einer Strahlenmühle fein pulverisiert. Nach einer Klassifizierung erhält man schwarze (BK)-Tonerteilchen einer durchschnittlichen Teilchengröße von 11 µm. In entsprechender Weise werden bei Verwendung von Chinolingelb, Rhodamin BS bzw. Phthalocyaninblau (anstelle von Ruß) als Färbemittel gelbe (Y) Farbteilchen, purpurrote (M) Farbteilchen und blaugrüne (C) Farbteilchen erhalten. Die jeweiligen Mengen an diesen vier Farbteilchenarten werden in zwölf Teile geteilt. Zu jeweils fünf Teilen derselben werden unter den in Tabelle II angegebenen Bedingungen die angegebenen Zusätze zugegeben. Auf diese Weise erhält man zwanzig verschiedene Toner. Die restlichen jeweils sieben Teile werden entsprechend den in Tabelle III angegebenen Bedingungen mit den angegebenen Zusätzen versetzt, wobei achtundzwanzig verschiedene Toner für Vergleichszwecke erhalten werden.
Entwickler:

Die erhaltenen zwanzig verschiedenen Toner für eine erfindungsgemäße Bildherstellung und die achtundzwanzig verschiedenen Toner zu Vergleichszwecken werden jeweils in einer Menge von 7 Gew.-Teilen mit 100 Gew.-Teilen Träger gemischt, wobei zwanzig verschiedene Entwickler zur erfindungsgemäßen Bildherstellung und achtundzwanzig verschiedene Entwickler zu Vergleichszwecken erhalten werden.

Diese Entwickler werden in der angegebenen Reihenfolge entsprechend der Testnummer von Tabelle III in die Entwicklungseinrichtungen A (für den Y-Toner), B (für den M-Toner), C (für den Cy-Toner) und D (für den BK-Toner) gefüllt. Die "Aufzeichnung" auf den Bildträger 1 erfolgt unter Verwendung der vier (Y, M, Cy und BK) feste Farbfleckbilder (jeweils 2×5 cm groß) tragende Karte gemäß Fig. 4 als Vorlage. Die Belichtung erfolgt unter Farbfleck-Auswahl (Y-Farbfleck für den Y-Toner, M-Farbfleck für den M-Toner usw.), wobei auf dem Bildträger ein entsprechendes latentes elektrostatisches Bild erzeugt wird. Zur Entwicklung des jeweiligen latenten elektrostatischen Teilbildes bedient man sich der entsprechenden Entwicklungseinrichtung A, B, C oder D.

Bei diesem Test wird nun jedes der erzeugten Farbflecktonerbilder auf den jeweiligen Übertragungsgrad hin untersucht, und zwar für folgende Fälle: Die Übertragung erfolgt während einer Umdrehung der Trommel, die Übertragung erfolgt während zwei Umdrehungen (einer Leerumdrehung nach Bildung des Farbflecktonerbildes), die Übertragung erfolgt während drei Umdrehungen (zwei Leerumdrehungen nach Erzeugung des Farbflecktonerbildes) und die Übertragung erfolgt während vier Umdrehungen (drei Leerumdrehungen nach Erzeugung des Farbflecktonerbildes). Die Ergebnisse sind in Tabelle II und III angegeben.

Der Übertragungsgrad des Farbflecktonerbildes wird wie folgt bestimmt, wobei der Ausdruck "Übertragungsverhältnis" das Mengenverhältnis des durch elektrostatische Übertragung vom Toner eines auf dem Bildträger entwickelten Bildes übertragenen Toner bedeutet und das Übertragungsverhältnis in folgenden Stufen ermittelt wird.

(1) Zunächst werden 5 cm × 2 cm große Y-, M-, C- und BK- Farbflecke als Vorlage für die Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Fig. 1 hergestellt, worauf auf dem Bildträger ein latentes Bild jedes dieser Farbflecke erzeugt wird. Die Umkehrentwicklung des jeweils erhaltenen Bildes erfolgt bei einem Bildoberflächenpotential von 50 V und einer Entwicklungs(vor)gleichspannung von 500 V.
(2) Das auf dem Bildträger erzeugte Tonerbild wird mittels eines Klebebandes abgehoben. Auf diesem wird dann die Menge des Entwicklungstoners W₁ bestimmt.
(3) Danach wird das durch Entwickeln entsprechend (1) gebildete Tonerbild auf handelsübliches Kopierpapier (55 kg) für elektrophotographische Kopiergeräte übertragen, wobei auf dem Bildträger Resttoner zurückbleibt. Zu diesem Zeitpunkt herrscht eine Temperatur von 20°C und eine relative Feuchtigkeit von 60%.
(4) Der (auf dem Bildträger verbliebene) Resttoner wird mittels eines Klebebandes abgehoben. Auf diesem wird dann die Menge an Resttoner W₂ bestimmt.

Das Übertragungsverhältnis ergibt sich aus folgender Gleichung:

Die an das Übertragungs-Scorotron U während der elektrostatischen Übertragung angelegte Spannung beträgt +6,5 kV. Die durch den als Elektrode benutzten Wolframdraht fließende Strommenge beträgt 400 µA.

Aus Fig. 6 ergeben sich in graphischer Darstellung die Übertragungsverhältnisse der einzelnen Farbtoner zur erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung entsprechend Tabelle II. Aus Fig. 7 ergeben sich in graphischer Darstellung die Übertragungsverhältnisse der zu Vergleichszwecken benutzten Vergleichsfarbtoner entsprechend Tabelle II.

Die Bewertung des durch Übertragen und Fixieren des mehrlagigen Tonerbildes entsprechend der mehrfarbigen Vorlage erhaltenen mehrfarbigen Bildes wird wie folgt durchgeführt:

Wie im Falle der Farbfleckvorlage werden vier verschiedenfarbige Y-, M-, Cy- und BK-Teilchen hergestellt. Jede Farbteilchenmenge wird 8mal unterteilt. Die verschiedenen Teile werden unter den in Tabelle IV angegebenen Bedingungen mit den angegebenen Zusätzen versetzt, wobei 16 verschiedene Toner zu erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung und 16 verschiedene Toner zu Vergleichszwecken erhalten werden. 7 Gew.-Teile jedes dieser Toner und 100 Gew.-Teile Träger werden wie bei der Farbfleckvorlage gemischt, wobei 16 verschiedene Entwickler zur erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung und 16 verschiedene Entwickler zu Vergleichszwecken erhalten werden. Diese Entwickler werden entsprechend der Testnummer von Tabelle IV in die jeweils dafür vorgesehene Entwicklungseinrichtung A, B, C bzw. D gefüllt. Unter den in Tabelle I angegebenen Bilderzeugungsbedingungen und während vier Umdrehungen des Bilderträgers 1 werden die bildgerechte Belichtung und kontaktfreie Entwicklung von Y, M, C bzw. BK jedesmal wiederholt, wenn eine Umdrehung des Bildträgers erfolgt. Auf diese Weise erhält man jeweils ein mehrfarbiges Tonerbild durch Übereinanderlagern der verschiedenen Farbtonerbilder auf dem Bildträger 1. Das mehrfarbige Tonerbild wird mittels der Übertragungselektrode 9 auf elektrostatischem Wege auf ein Kopierpapier P übertragen. Dieses wird vom Bildträger durch die Trennelektrode 10 getrennt. Das übertragene Bild wird mittels einer Heizwalzenfixierungseinrichtung 11 (auf dem Kopierpapier) fixiert, wobei letztlich ein mehrfarbiges Bild erhalten wird. Die Oberfläche des Bildträgers 1 wird nach der Übertragung mittels der Reinigungseinrichtung 13 gesäubert und steht dann für die nächste Bilderzeugung wieder zur Verfügung. Das geschilderte Bilderzeugungsverfahren wird für jede Testnummer 1000mal zur Herstellung von Kopien des mehrfarbigen Bildes wiederholt. Für jede Testnummer erfolgt eine visuelle Gesamtbewertung der Bildqualität, des Schleiers, von Dichtemarken und Bilddichte. Je nach Bewertung werden die Ergebnisse in drei Grade, nämlich
A - gut,
B - schlecht und
C - Ausschuß,
eingeteilt. Die Bewertungsergebnisse finden sich in Tabelle IV.

Darüber hinaus werden in entsprechender Weise wie bei dem Test zur Bewertung des Bildes entsprechend der mehrfarbigen Vorlage 16 verschiedene Entwickler zur erfindungsgemäßen Verfahrensdurchführung und 16 verschiedene Entwickler zu Vergleichszwecken hergestellt und das Übertragungsverhältnis der übereinanderliegenden Tonerbilder ermittelt. In diesem Fall erfolgt die Bestimmung des Übertragungsverhältnisses entsprechend einer Übertragungsverhältnis- Meßmethode, die entsprechend dem geschilderten Übertragungstest für jedes einzelne Farbtonerbild, jedoch mit einem schwarzen Bild als Vorlage, durchgeführt, die Laserlichtbelichtung entsprechend der Vorlage zur Erzeugung eines mehrfarbigen Tonerbildes 4mal wiederholt und danach das mehrfarbige Tonerbild bezüglich seines Übertragungsgrades ausgemessen wird.

Zunächst wird ein 5×2 cm großer schwarzer Fleck erzeugt. Der Bildträger wird vorher gleichmäßig aufgeladen und dann entsprechend dem Fleck mit einem Laserstrahl belichtet, wobei auf dem Bildträger ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Dieses wird zunächst mit dem Y-Toner zu einem Y-Tonerbild entwickelt, danach erneut wiederholt aufgeladen, belichtet und mit dem M-Toner, Cy-Toner bzw. BK-Toner entwickelt, wobei auf dem Y-Tonerbild in der angegebenen Reihenfolge ein M-Toner-, Cy-Toner- und BK-Tonerbild zu liegen kommen. Hierbei betragen das Oberflächenpotential des belichteten Teils, d. h. des Abschnitts des latenten Bildes, -50 V und die Gleich(vor)spannung für die Umkehrentwicklung -500 V.

Für das den vier Farbtonern gebildete Fleckbild (schwarz) wird entsprechend der Farbverhältnis-Meßmethoden, die auch bei dem geschilderten Übertragungstest für jedes getrennte Farbbild angewandt wurde, das Übertragungsverhältnis bestimmt. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle IV.

Tabelle I

• Bildträger:
Trommelförmiges Aufzeichnungsmaterial eines Durchmessers von 140 mm mit einer lichtempfindlichen Einheit mit ein Azopigment enthaltender Ladung erzeugender Schicht.
• Lineargeschwindigkeit:
60 mm/s
• Oberflächenpotential:
-700 V (Nichtbildbezirk) bis -50 V (Bildbezirk)
• Lichtquelle zur Belichtung:
Ga-Al-As-Laserdiode (Wellenlänge: 780 nm; Aufzeichnungsdichte: 16 Punkte/mm)

• Bauweise der Entwicklungseinrichtungen A-D:
Durchmesser der Entwicklungshülse:
20 mm
Lineargeschwindigkeit der Entwicklungshülse:
250 mm/s (in Normalrichtung)
Anzahl der Pole der Magnetwalze:
8 Pole
Umdrehungsgeschwindigkeit der Magnetwalze: 800 U/min
Einrichtung zur Erzeugung der dünnen Schicht:
1 mm dicke elastische Platte aus Polyurethan, die derart elastisch angeordnet ist, daß sie gegen die Entwicklungshülse mit einer Andruckkraft von 2 g/cm gedrückt wird.
Entwicklungsspalt:
0,3 mm (Spalt zwischen dem Bildträger und der Hülse im Entwicklungsbereich)
Maximale Magnetflußdichte auf der Oberfläche der Hülse:
700 Gauss
Dicke der Entwicklerschicht:
maximal 200 µm
Tonergehalt der auf der Entwicklerhülse gebildeten Tonerschicht:
0,4 mg/cm²
Gleich(vor)spannung während der Entwicklung:
-500 V
Wechsel(vor)spannung während der Entwicklung:
1,2 kV (Peak-zu-Peak), Frequenz: 2 kHz
Gleich(vor)spannung zum Zeitpunkt, in welchem keine Entwicklung stattfindet:
0 V
Wechsel(vor)spannung zu einem Zeitpunkt, in dem keine Entwicklung stattfindet:
0,3 kV oder mehr (Peak-zu-Peak), Frequenz:
2 kHz Peak.
(Die Magnetwalze und die Entwicklungshülse befinden sich in Ruhe, wenn keine Entwicklung stattfindet. Die Entwicklungshülse kann elektrisch in erdfreiem Zustand gehalten werden).
• Art des Entwicklungsverfahrens:
Kontaktfreie Umkehrentwicklung

Im Falle einer Mehrfarbenentwicklung zur Herstellung eines mehrfarbigen Bildes:
• Entwicklungsreihenfolge:
(gelb)→(purpurrot)→(blaugrün)→(schwarz)
• Übertragungsverfahren:
Koronaentladung
• Fixierverfahren:
Heizwalzenfixierung
• Säuberung:
Klinge und Pelzbürste

Tabelle II

Tabelle III

Tabelle IV

Aus Tabellen II und III und den Fig. 6 und 7 geht hervor, daß bei Benutzung der erfindungsgemäß einsetzbaren Farbtoner auch bei einer Übertragung nach drei oder vier Umdrehungen des Bildträgers keine Übertragungsfehler auftreten. Werden dagegen die zu Vergleichszwecken hergestellten Toner benutzt, treten ab der dritten Umdrehung des Bildträgers bei unregelmäßiger Übertragung Übertragungsflecken auf. Aus Tabelle IV geht hervor, daß bei der Herstellung mehrfarbiger Bilder unter Verwendung des erfindungsgemäß einsetzbaren Toners zumindest bei der ersten Entwicklung keine Übertragungsfehler auftreten, so daß die erhaltenen Bilder von hervorragender Qualität sind. Im Gegensatz dazu sind bei Verwendung der zu Vergleichszwecken hergestellten Toner zumindest für die erste Entwicklung eine unregelmäßige Übertragung und Übertragungsflecken feststellbar, die die Qualität des fertigen Bildes beeinträchtigen.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird zur Erzeugung übereinanderliegender Tonerbilder für ein mehrfarbiges Tonerbild auf einem Bildträger die in Beispiel 1 verwendete Mehrfarbenbilderzeugungsvorrichtung benutzt. Von dem erhaltenen Bild wird das Übertragungsverhältnis bestimmt. Ferner wird auch das nach dem Fixieren erhaltene Bild bewertet.

Zur Durchführung des Tests wird folgendes Bilderzeugungsverfahren durchgeführt:
Die von einer Vorlage 6 gewonnene optische Information wird mittels eines dichroitischen Spiegels anstelle des Farbtrennfilters einer Farbtrennung in Rot (R) und Blaugrün (CY) unterworfen. Die Trennfilter werden dann photoelektrisch mittels eines CCD-Bildfühlers S in elektrische R- und Cy- Signale umgewandelt. Die elektrischen R- und Cy-Signale werden dann durch Farbentrennung mit Hilfe des Bildprozessors TR in blaue, rote und schwarze Farbsignale umgewandelt. Durch diese Farbsignale wird der Laserstrahl von dem in Fig. 2 dargestellten Laseroptiksystem moduliert. Der derart modulierte Laserstrahl 11 wird auf den Bildträger 1 aus einem negativ aufladbaren Aufzeichnungsmaterial mit organischem Photoleiter gerichtet, wobei auf dem Bildträger ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Nach gleichmäßiger Aufladung durch die Ladestation 8 während der ersten Umdrehung des Bildträgers 1 wird dieser durch Belichten mit dem entsprechend dem blauen Signal modulierten Laserstrahl LB "beschrieben", wobei ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Dieses wird mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung B mit einem blauen Tonerentwickler einer kontaktfreien Umkehrentwicklung zur Erzeugung eines blauen Tonerbildes unterworfen.

Der dieses blaue Tonerbild tragende Bildträger 1 wird ohne Behandlung, z. B. Säuberungsbehandlung, in einer zweiten Umdrehung erneut aufgeladen und dann zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes mit dem durch das rote Signal modulierten Laserstrahl LR belichtet. Das entstandene latente elektrostatische Bild wird mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung A mit einem roten Tonerentwickler zur Erzeugung eines auf dem blauen Tonerbild liegenden roten Tonerbildes einer kontaktfreien Umkehrentwicklung unterworfen. In entsprechender Weise wird bei der dritten Umdrehung des Bildträgers durch Belichtung mit dem durch das schwarze Signal modulierten Laserstrahl LBK ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt und dieses mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung C mit einem schwarzen Tonerentwickler entwickelt. Das schwarze Tonerbild wird dabei auf dem auf dem blauen Tonerbild befindlichen roten Tonerbild abgelagert. Insgesamt erhält man somit ein mehrfarbiges Tonerbild. Der als blauer Toner verwendete blaugrüne Toner und der schwarze Toner entsprechen den einschlägigen Tonern des Beispiels 1, der rote Toner enthält als Färbemittel Perillen-Rosa. Sämtlichen Tonern wird 1,0 Gew.-% TiO₂ einer spezifischen Oberfläche von 50 m²/g zugesetzt.

Zu Vergleichszwecken werden entsprechende Toner ohne Zusatz getestet.

Das in der geschilderten Weise gebildete mehrfarbige Tonerbild wird mit Hilfe der Übertragungselektrode 9 auf ein Kopierpapier P elektrostatisch übertragen und auf dem Kopierpapier mittels einer Heizwalzenfixiereinrichtung 11 wärmefixiert. Hierbei wird auf dem Kopierpapier ein mehrfarbiges Bild erhalten. Der Bildträger 1 wird nach der Übertragung mittels einer Reinigungseinrichtung 13 gesäubert und steht dann für eine erneute Bilderzeugung zur Verfügung.

Die Bedingungen, unter denen die Bilderzeugung stattfand, entsprechen weitgehend denjenigen gemäß Tabelle I von Beispiel 1, sie unterscheiden sich jedoch darin, daß im vorliegenden Falle die Reihenfolge der Farbentwicklung blau→rot→schwarz abläuft.

Sämtliche Kopien des erhaltenen Bildes nach 1000maliger aufeinanderfolgender Wiederholung der geschilderten Bilderzeugung sind von hervorragender Bildqualität nahezu ohne Übertragungsfehler, wie Übertragungsflecken. Im Gegensatz dazu erscheinen bei Verwendung der Vergleichsentwickler ab der ersten Kopie Fehler, wie Abstoßflecken, Übertragungsflecken und dergleichen. Der Übertragungsgrad bei der 1000sten Kopie beträgt (bei Verwendung der erfindungsgemäß einsetzbaren Entwickler) 89%.

Wird das TiO₂ durch Aluminiumoxid einer spezifischen Oberfläche von 50 m²/g, Zinkoxid einer spezifischen Oberfläche von 45 m²/g, Zinnoxid einer spezifischen Oberfläche von 40 m²/g, Calciumoxid einer spezifischen Oberfläche von 45 m²/g, Strontiumoxid einer spezifischen Oberfläche von 60 m²/g, Ceroxid einer spezifischen Oberfläche von 30 m²/g, Chromoxid einer spezifischen Oberfläche von 60 m²/g, Nickeloxid einer spezifischen Oberfläche von 50 m²/g, Eisenoxid einer spezifischen Oberfläche von 60 m²/g und Zirkonoxid einer spezifischen Oberfläche von 45 m²/g ersetzt, lassen sich bei 100maliger Wiederholung des geschilderten Bilderzeugungsverfahrens im Hinblick auf Fehler, wie Abstoßungsflecken und Übertragungsflecken, wesentlich bessere Bildkopien herstellen als bei Verwendung der Vergleichsentwickler.

Beispiel 3

Die in Fig. 5 dargestellte und im vorliegenden Beispiel verwendete Vorrichtung unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Beispiel 1 darin, daß für jede der Entwicklungseinrichtungen mit den Y-, M- und Cy-Entwicklern ein entsprechend dem Gelb-(Y)-, Purpurrot-(M)- bzw. Blaugrün-(Cy)-Farbsignal schreibendes Laseroptiksystem vorgesehen ist und bei lediglich einer Umdrehung des Bildträgers ein mehrfarbiges Tonerbild erzeugt, das mehrfarbige Tonerbild übertragen und die Bildträgeroberfläche nach beendeter Übertragung gereinigt werden.

In Fig. 5 bedeuten 30 ein negativ aufladbares Aufzeichnungsmaterial mit organischem Photoleiter mit einer ein Phthalocyanin vom τ-Typ enthaltende Ladung erzeugenden Schicht, 31 eine Koronaentladungsstation, P ein Kopierpapier, 32, 33 und 34 Laseroptiksystem, die durch die Y-, M- bzw. Cy-Farbsignale moduliert werden, L₁, L₂ und L₃ aus den Laseroptiksystemen auf einen Bildträger 30 gerichtete Laserstrahlen, 35 eine Übertragungselektrode und 36 eine Reinigungseinrichtung.

Bei der Herstellung eines mehrfarbigen Bildes mit Hilfe der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung wird eine durch Lichtabtastung einer mehrfarbigen Vorlage gewonnene optische Information durch B-, G- und R-Filter in drei Farben aufgeteilt. Diese werden dann photoelektrisch in elektrische Signale umgewandelt. Die erhaltenen elektrischen Signale werden mittels eines Inverters für eine komplementäre Farbumwandlung und einen Bildprozessor in Y-, M- und Cy-Farbsignale umgewandelt. Letztere werden in einem Speicher gespeichert. Im ersten Taktschritt wird aus dem Speicher das Y-Signal entnommen, um das geeignete Laseroptiksystem zur Emission eines modulierten Strahls L₁ zu modulieren. Mit Hilfe dieses modulierten Strahls L₁ wird der vorher gleichmäßig aufgeladene Bildträger 30 bildgerecht belichtet, wobei ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Dieses wird dann mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung A′ mit dem Y-Tonerentwickler kontaktfrei umkehrentwickelt, wobei ein Y-Tonerbild entsteht.

Beim folgenden Taktschritt wird das M-Farbsignal aus dem Speicher entnommen. In ähnlicher Weise, wie beschrieben, wird der Bildträger mittels des Laseroptiksystems 33 durch den Strahl L₂ bildgerecht belichtet. Das hierbei entstandene latente elektrostatische Bild wird mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung B′ entwickelt, wobei über dem bereits vorhandenen Y-Tonerbild ein M-Tonerbild abgelagert wird.

Beim dritten Taktschritt wird aus dem Speicher das Cy- Farbsignal entnommen. Durch bildgerechte Belichtung mit dem Strahl L₃ aus dem Laseroptiksystem 34 und Entwicklung mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung C′ wird auf den bereits vorhandenen Y- und M-Tonerbildern ein Cy-Farbtonerbild abgelagert, wobei insgesamt ein mehrfarbiges Tonerbild erhalten wird. Dieses wird dann auf einmal mittels einer Übertragungselektrode 35 auf ein Kopierpapier P elektrostatisch übertragen. Nach der Übertragung wird der Bildträger 30 mittels der Säuberungseinrichtung 36 gesäubert und steht dann wieder für die nächste Bilderzeugung zur Verfügung.

In dem geschilderten Fall sind die Ladeeinrichtung 31, die Entwicklungseinrichtungen A′, B′ und C′, die Übertragungselektrode 35 und die Säuberungseinrichtung 36 von derselben Bauweise wie die entsprechenden Einrichtungen in der in Beispiel 1 verwendeten Vorrichtung. Als Y-, M- und Cy-Toner können die entsprechenden Toner von Beispiel 1 verwendet werden, sofern die den einzelnen Tonern zugesetzten Metalloxidteilchen aus SiO₂-Teilchen einer spezifischen Oberfläche (BET) von 40 m²/g bestehen. Die betreffenden Teilchen werden in einer Menge von 0,60 Gew.-% des Toners zugesetzt. Als Träger werden Träger einer durchschnittlichen Teilchengröße von 40 µm, die durch Dispergieren von 60 Gew.-Teilen Magnetitpulver einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,1 µm und einer Magnetisierungsstärke von 80 EME/cm³ in 100 Gew.-Teilen eines Styrol/Acryl (1:1)-Harzes erhalten wurden, verwendet. Die Bilderzeugung erfolgt unter den in Tabelle V angegebenen Bedingungen.

Tabelle V

• Bildträger:
Trommelförmiges Aufzeichnungsmaterial eines Durchmessers von 140 mm mit einer lichtempfindlichen Einheit mit Phthalocyanin enthaltender Ladung erzeugender Schicht.
• Lineargeschwindigkeit:
60 mm/s
• Oberflächenpotential:
-700 V (Nichtbildbezirk) bis -50 V (Bildbezirk)
• Lichtquelle zur Belichtung:
Laserdiode (Wellenlänge: 780 nm; Aufzeichnungsdichte: 16 Punkte/mm)

• Bauweise der Entwicklungseinrichtungen A′-C′:
Durchmesser der Entwicklungshülse:
20 mm
Lineargeschwindigkeit der Entwicklungshülse:
250 mm/s (in Normalrichtung)
Anzahl der Pole der Magnetwalze:
8 Pole
Umdrehungsgeschwindigkeit der Magnetwalze:
800 U/min
Einrichtung zur Erzeugung der dünnen Schicht:
1 mm dicke elastische Platte aus Polyurethan, die derart elastisch angeordnet ist, daß sie gegen die Entwicklungshülse mit einer Andruckkraft von 2 g/cm gedrückt wird.
Entwicklungsspalt:
0,3 mm (Spalt zwischen dem Bildträger und der Hülse im Entwicklungsbereich)
Maximale Magnetflußdichte auf der Oberfläche der Hülse:
700 Gauss
Dicke der Entwicklerschicht:
maximal 200 µm
Tonergehalt der auf der Entwicklerhülse gebildeten Tonerschicht:
0,4 mg/cm²
Gleich(vor)spannung während der Entwicklung:
-500 V
Wechsel(vor)spannung während der Entwicklung:
1,2 kV (Peak-zu-Peak), Frequenz: 2 kHz
Gleich(vor)spannung zum Zeitpunkt, in welchem keine Entwicklung stattfindet:
0 V
Wechsel(vor)spannung zu einem Zeitpunkt, in dem keine Entwicklung stattfindet:
0,3 kV oder mehr (Peak-zu-Peak), Frequenz:
2 kHz Peak.
(Die Magnetwalze und die Entwicklungshülse befinden sich in Ruhe, wenn keine Entwicklung stattfindet. Die Entwicklungshülse kann elektrisch in erdfreiem Zustand gehalten werden).
• Art des Entwicklungsverfahrens:
Kontaktfreie Umkehrentwicklung
(mittels negativ aufladbaren Toners)

Im Falle einer Mehrfarbentwicklung zur Herstellung eines mehrfarbigen Bildes:
• Entwicklungsreihenfolge:
(gelb)→(purpurrot)→(blaugrün)
• Übertragungsverfahren:
Koronaentladung
• Fixierverfahren:
Wärmefixierung mittels einer Heizwalze
• Säuberung:
Klinge und Bürste

Nach 1000maligem Kopieren unter den in Tabelle V angegebenen Bilderzeugungsbedingungen werden immer noch qualitativ hochwertige Bildkopien ohne Übertragungsfehler erhalten. Wird ein ähnlicher Kopiertest unter Verwendung entsprechender Entwickler ohne Metalloxidteilchen durchgeführt, vermindert sich die Übertragungstonerbilddichte im Vergleich zur Übertragungstonerbilddichte bei Verwendung der erfindungsgemäß einsetzbaren und Metalloxidteilchen enthaltenden Entwickler um die Hälfte. Gleichzeitig sind auch Fehler, z. B. eine unregelmäßige Übertragung und Übertragungsflecken, festzustellen.

Im vorliegenden Beispiel werden bei einer einzigen Umdrehung des Bildträgers das Y-Tonerbild, das M-Tonerbild und das BK-Tonerbild auf dem Bildträger gebildet und auf ein Kopiergerät übertragen. Dies bedeutet, daß das M-Tonerbild und das BK-Tonerbild nahezu sofort nach Bildung des Y-Tonerbildes hergestellt und dann übertragen werden. Vermutlich dürfte die Zunahme der Adsorptionskraft infolge der Y-Tonerbild-Van der Waal'schen Kraft und Bildkraft zwischen dem Bildträger und dem Y-Toner im Laufe der Zeit so gering sein, daß dadurch der Übertragungsgrad kaum beeinträchtigt wird. Aus diesem Beispiel geht jedoch hervor, daß selbst im Falle einer solchen Bilderzeugung bei Verwendung nicht eines erfindungsgemäß ausgestalteten Entwicklers das Übertragungsverhältnis beeinträchtigt wird. Der Grund ist vermutlich folgender: Das zunächst entwickelte Y-Tonerbild wird beispielsweise bei der Entwicklung zur Erzeugung des folgenden M-Tonerbildes dem Einfluß des wechselnden elektrischen Feldes infolge der Gleichstrom(vor)spannung entsprechend Fig. 8 und Fig. 9 im Entwicklungsspalt von Fig. 8 ausgesetzt. In Fig. 8 stehen 41 für den Bildträger, 42 für die Hülse der Entwicklungswalze, 43 und 44 für -2 kV Wechsel- bzw. -500 V Gleich(vor)spannungsquellen und g für den Entwicklungsspalt. Das genannte elektrische Wechselfeld oszilliert nach beiden Seiten, nämlich der positiven und negativen Seite, auf der Basis von beispielsweise -500 V. Aus Fig. 9 geht jedoch hervor, daß die Komponente auf der negativen Seite größer ist. In Fig. 9 entsprechen die Kurven AC bzw. DC der Wechsel(vor)spannung bzw. Gleich(vor)spannung, die Kurve IP dem Potential des latenten Bildbezirks. Aus Fig. 9 geht hervor, daß bei bildgerechter Belichtung zur Herstellung eines M-Tonerbildes auf einem bereits vorher entwickelten Y-Tonerbild zur elektrostatischen Adsorption auf dem Bildträger das Oberflächenpotential des Bildträgers in diesem Bezirk von beispielsweise 600-700 V auf beispielsweise -50 V sinkt. In diesem Falle wird das bereits vorhandene Y-Tonerbild negativ aufgeladen, so daß es durch die hohe Wechselspannungskomponente, die bei der genannten Komponente an der negativen Seite stark ist, abgestoßen und durch die Wirkung der Coulomb'schen Kraft fest gegen die Oberfläche des Bildträgers gepreßt wird.

In der Praxis ist es zweckmäßig, vor der Belichtung zur Bildung des M-Tonerbildes und BK-Tonerbildes erneut negativ aufzuladen. In diesem Falle erhält das Y-Tonerbild eine weit höhere Ladung, wodurch die Bildkraft zwischen dem Toner und der Oberfläche des Bildträgers erhöht wird. Auf diese Weise läßt sich der Y-Toner fest an der Oberfläche des Bildträgers adsorbieren. Aus den angegebenen Gründen ist die Übertragbarkeit des ersten Y-Tonerbildes beeinträchtigt. Folglich wird auch durch Überlagern des Y-Tonerbildes durch das M- und BK-Tonerbild erhaltene mehrfarbige Bild hinsichtlich der Übertragbarkeit beeinträchtigt.

Wie bereits ausgeführt, läßt sich bei der Herstellung mehrfarbiger Bilder durch wiederholte kontaktfreie Entwicklung mit Hilfe eines Zweikomponentenentwicklers ein qualitativ hochwertiges, scharfgestochenes mehrfarbiges Bild, das frei von Übertragungsfehlern, wie unregelmäßiger Übertragung und Übertragungsflecken ist, herstellen, wenn die Bilderzeugung unter Zusatz einer gegebenen Menge Metalloxidteilchen einer gegebenen spezifischen Oberfläche zumindest zum Toner des Entwicklers für das erste Tonerbild durchgeführt wird.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Bildes durch Erzeugung mehrerer Tonerbilder unterschiedlicher Farbe auf einem Bildträger durch wiederholte Entwicklung des aus dem Bildträger befindlichen latenten elektrostatischen Bildes mit sowohl Toner als auch Träger enthaltenden Entwicklern und gleichzeitige Übertragung der Vielzahl der Tonerbilder auf ein Empfangsmaterial, wobei zumindest der zur ersten Tonerbildentwicklung vorgesehene Toner mit 0,2-2 Gew.-% Metalloxidteilchen einer spezifischen Oberfläche (BET), bestimmt durch Stickstoffadsorption, von 30-60 m²/g gemischt ist.

2. Verfahren nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxid aus Silizium-, Titan-, Aluminium-, Zink-, Zinn-, Calcium-, Barium-, Strontium-, Cer-, Chrom-, Nickel-, Eisen- und/oder Zirkonoxid besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxidteilchen mit einer Schicht hohen elektrischen Widerstands bedeckt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxidteilchen einen Volumenwiderstand von mindestens 10⁶ Ωcm aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes mit Hilfe eines oszillierenden elektrischen Feldes unter kontaktfreien Entwicklungsbedingungen durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildträger einen organischen Photoleiter enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrophotografisches Aufzeichnungsmaterial mit Funktionstrennung mit Ladung erzeugender Schicht und Ladung übertragender Schicht verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner eine Teilchengröße von 5-30 µm und einen Volumenwiderstand von nicht weniger als 10¹³ Ωcm aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine Teilchengröße von 5-50 µm und einen Volumenwiderstand von 10¹¹-10¹⁵ Ωcm aufweist.