DE3809217C2

DE3809217C2 - Verfahren zur Herstellung eines Bildes

Info

Publication number: DE3809217C2
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: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2008-03-19
Also published as: DE3809217A1; US4828951A; JPH0664387B2; JPS63231369A

Description

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

Übliche elektrophotographische Verfahren zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder sind beispielsweise aus den JP-OS 27537/1972 und 58452/1984 bekannt. Bei der Durch führung solcher Verfahren werden in der Regel folgende Stufen wiederholt: gleichmäßige Aufladung eines elektro photographischen Aufzeichnungsmaterials, bildgerechte Belichtung des elektrophotographischen Aufzeichnungs materials mit getrenntfarbigem Licht zur Bildung eines latenten Bildes, Farbentwicklung des latenten Bildes und Übertragung des gebildeten Farbbildes auf Kopierpapier. Bei einem solchen Bilderzeugungsverfahren werden ver schiedene Farbtonerbilder, z. B. gelbe, purpurrote, blau grüne 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 inso weit von Vorteil ist. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß man eine Übertragungstrommel benötigt, wodurch sich der Raumbedarf des Kopiergeräts stark erhöht. Nachteilig an diesem Verfahren ist ferner, daß bei Übertragung ver schiedenfarbiger Tonerbilder auf ein um die Übertragungs trommel herumgewickeltes Kopiermaterial durch Übereinan derlagern einzelner Farbtonerbilder eine die Auflösung des fertigen Bildes beeinträchtigende Übertragungsdopplung auftreten kann. Aus der JP-OS 144452/1981 sind Maßnahmen zur Erzeugung (auf einem Bildträger) eines mehrfarbigen Tonerbildes unter Verwendung einer Reihe verschiedenfarbi ger 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 wei tere Technik bekannt. Wenn man bei Serienentwicklungsver fahren auf einem Bildträger ein mehrfarbiges Tonerbild mit übereinanderliegenden Teilbildern erzeugt, wird zur Ver meidung 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 Ent stehen einer Mischfarbe) zwischen den Bildträger 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 bezüg lich der Bildübertragung zu einer Reihe von Problemen. Diese sind darauf zurückzuführen, daß hierbei, anders als bei der Herstellung eines mehrfarbigen Bildes, durch wieder holte 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 Zwischen zeit verstärken sich die Anziehungskraft infolge der Van der Waal'schen Kraft, die zwischen dem bereits vor handenen 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 La dung 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 ent steht, 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 Anziehungs kraft infolge der Bildkraft.

Wenn nun in der geschilderten Weise ein mehrfarbiges Bild erzeugt wird, erscheinen insbesondere in Festdichteberei chen 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 Bild qualität noch stärker beeinträchtigen.

Als Bildträger eignen sich elektrophotographische Auf zeichnungsmaterialien mit einer durch Dispergieren von beispielsweise ZnO, TiO₂ und CdS in einem Harz erzeug ten 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 Ober fläche, einer relativ weichen photoleitfähigen bzw. licht empfindlichen Schicht und Durchführung wiederholter Bild erzeugungsmaßnahmen zum Aufeinanderlagern mehrerer Toner bilder auf dem Aufzeichnungsmaterial, insbesondere das erste Tonerbild fest an der Aufzeichnungsmaterialober fläche. Wenn nun das endgültige mehrfarbige Tonerbild auf elektrostatischem Wege, beispielsweise durch Koronaent ladung, auf ein Kopiermaterial übertragen wird, erscheinen in diesem Fall deutliche Übertragungsflecken oder -marken, so daß keine akzeptable Bildübertragung möglich wird. Von den genannten OPC-Aufzeichnungsmateria lien ist bei doppellagig aufgebauten Aufzeichnungsma terialien, bei denen auf einen leitenden Schichtträger eine Ladung erzeugende Schicht mit einem Ladung erzeugen den Material, z. B. einem Bisazopigment, polycyclischen Chinonpigment oder Phthalocyaninpigment, und darauf eine Ladung transportierende Schicht mit einem Ladung transportierenden Material, z. B. einer aromatischen Amino verbindung, Hydrazonverbindung, Pyrazolinverbindung und einem Aminderivat, aufgetragen ist, die als Oberflächenschicht vorgesehene Ladung transportierende Schicht relativ weich, so daß die geschilderten Übertragungsschwierigkeiten deutlich ausge prägt sind. Der Grund für diese Schwierigkeiten ist ver mutlich darin zu sehen, daß das erste aus einer Reihe von Tonerbildern relativ lange an dem Bildträger haftet und die Bildkraft, die zwischenzeitlich zwischen den Toner teilchen und dem Bildträger wirkt, die Tonerteilchen in engeren 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 Umkehr entwicklung zur Beaufschlagung eines belichteten Bezirks mit einem Toner. Bei der Übertragung eines durch Wieder holen einer solchen Entwicklung erhaltenen mehrfarbigen Tonerbildes auf ein Kopiermaterial kommt es zu einer Ab stoßung, wenn vor der Bildübertragung zur Verbesserung des Übertragungsgrades belichtet wird.

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

Die geschilderte Abstoßung beruht vermutlich darauf, daß bei Ausbildung eines mehrfarbigen Tonerbildes durch wieder holte Umkehrentwicklung die während des Zeitraums bis zur Bildübertragung durchgeführte Wiederaufladung eine hohe Aufladung des mehrfarbigen Tonerbildes und der um liegenden Bildträgeroberfläche bewirkt. Wenn dann vor der Bildübertragung belichtet wird, bleibt die hohe Ladung auf dem Tonerbild intakt, während sie in dem (das Toner bild) 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 verloren geht.

Bei gleichzeitiger Übertragung eines mehrfarbigen Toner bildes aus mehreren übereinanderliegenden Toner(einzel) bilder auf einen Bildträger, z. B. ein elektrophoto graphisches Aufzeichnungsmaterial, läßt sich die zu diesem Zweck eingesetzte Bilderzeugungsvorrichtung in vorteil hafter 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 entstehen Übertragungsflecken, und die Bildqualität ist beeinträch tigt. 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 lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung mehrfarbiger Bilder anzugeben, bei dem die Bild übertragbarkeit im Rahmen einer Bildherstellung durch Aus bilden 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 Übertragungs flecken freien Bilder sichergestellt werden können.

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

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Her stellung eines Bildes durch Ausbilden mehrerer unterschied lich farbiger Tonerbilder auf einem Bildträger durch wie derholte Entwicklung des (jeweils) auf dem Bildträger be findlichen latenten, elektrostatischen Bildes mit sowohl Toner als auch Träger enthaltenden Entwicklern und gleich zeitige Übertragung der Mehrzahl der Tonerbilder auf ein Empfangsmaterial, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest der für die erste Tonerbilderzeugung vorge sehene Toner mit 0,2-2 Gew.-% Metalloxidteilchen einer spezifischen Oberfläche (BET), ermittelt durch Stickstoff adsorption, von 30-60 m²/g gemischt ist.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Bilderzeugungsver fahrens wird ein Bildträger aufgeladen und danach zur Ausbildung eines latenten elektrostatischen Bildes bild gerecht belichtet. Anschließend wird das latente elektro statische Bild mit einem Zweikomponentenentwickler aus Träger und Toner kontaktfrei, vorzugsweise unter oszillie rendem elektrischen Feld entwickelt. Die Entwicklung wird zur Erzeugung übereinanderliegender, verschiedenfarbiger Tonerbilder wiederholt, wobei auf dem Bildträger ein mehrfarbiges Tonerbild entsteht. Schließlich wird das ge bildete 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 mehr farbiger Tonerbilder durch Stapeln verschiedenfarbiger Tonerbilder auf einem Bildträger und die gleichzeitige Übertragung des mehrfarbigen Tonerbildes auf ein Kopier material machen es unnötig, mit großdimensionierten Über tragungstrommeln arbeiten zu müssen. Folglich kann die zu diesem Zweck benötigte Vorrichtung kompakt gestaltet wer den. Eine Übertragungsdopplung tritt ebenfalls nicht auf, so daß eine Beeinträchtigung des Auflösungsvermögens aus geschlossen ist. Letztlich erhält man somit hochauflösende mehrfarbige Bilder.

Bei der Herstellung übereinanderliegender verschieden farbiger Tonerbilder durch mehrmalige Entwicklung unter Anlegen einer Wechsel(vor)spannung zwischen Bildträger und Entwicklungstransporteinrichtung und bei fehlendem Kontakt zwischen Entwicklerschicht und dem auf dem Bild träger befindlichen latenten Bild läßt sich die Gefahr einer Beschädigung des bereits vorhandenen Tonerbildes beim nachfolgenden Entwicklungsschritt oder einer durch Zumischung eines andersfarbigen Toners verursachten Farb trübung vermeiden. Darüber hinaus besteht auch keine Ge fahr, daß selbst bei Entwicklung eines latenten elektro statischen Bildes beispielsweise durch Umkehrentwicklung Träger und Toner am Bildhintergrund bzw. in den Nichtbild bezirken haften bleiben, so daß sich schleierfreie, qualita tiv 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 Bilderzeugungsver fahren lassen sich die auf dem Bildträger erzeugten mehr farbigen 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 be decken die Oberfläche der Tonerteilchen. Somit stehen die Tonerteilchen zur Herstellung des ersten Tonerbildes in direkt über die Metalloxidteilchen mit der Oberfläche des Bildträgers in Berührung, wodurch die zwischen der Bild trägeroberfläche 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 Stick stoffadsorption, 30-60 m²/g beträgt. Die Bestimmung der spezifischen Oberfläche (BET) läßt sich unter Standardbe dingungen mit Hilfe eines handelsüblichen BET-Meßgeräts für die spezifische Oberfläche durchführen. Die Metalloxid teilchen besitzen vorzugsweise einen elektrischen Volumen widerstand von mindestens 10⁶ Ωcm. Beispiele für erfin dungsgemäß verwendbare Metalloxidteilchen sind solche aus Siliziumoxid, Zinnoxid, Calciumoxid, Bariumoxid, Strontium oxid, Ceroxid, Chromoxid, Nickeloxid, Eisenoxid und Zirkon oxid. Besonders gut eignen sich weiße oder nahezu weiße Oxide, die im Toner keine Farbtrübung hervor rufen. Die Metalloxidteilchen können hydrophobisiert oder widerstandsfähig gemacht werden, indem man ihre Oberfläche dünn mit beispielsweise Silankupplern, Titankupplern, trocknenden Ölen, wie Leinsaat- oder Tungöl, halbtrocknen den Ölen, z. B. Baumwollsaat- oder Sojabohnenöl, nicht trocknenden Ölen, z. B. Rizinus- oder Silikonöl, und Harzen beschichtet.

Zur Bedeckung der Toneroberfläche können die Metalloxid teilchen, bezogen auf das Tonergewicht, in einer Menge von 0,2-2 Gew.-% zugesetzt werden. Beträgt die Zusatz menge 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 Reibungs aufladbarkeit bzw. werden die Metalloxidteilchen an das elektrophotographische 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 Bild kraft verloren.

Der Zusatz von Metalloxidteilchen, z. B. Aluminiumoxid, Titanoxid und Zinkoxid, zu Entwicklern ist an sich bereits bekannt (vgl. JP-OS 136752/1985). Aus dieser Literaturstelle ist es beispielsweise bekannt, einem Toner, bezogen auf sein Gewicht, 0,1-30 Gew.-% Metall oxidteilchen 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 Ver besserung der Übertragbarkeit bei der gleichzeitigen Übertragung mehrerer Tonerbilder auf ein Kopiermaterial im Rahmen eines Verfahrens mit Mehrfachaufladung, Mehr fachbelichtung 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 er findungsgemäß eingesezten Metalloxidteilchen und sind folglich mit den geschilderten Nachteilen (Zerkratzung des Bildträgers aufgrund der verstärkten Abriebeigen schaften größerer Metalloxidteilchen, Beeinträchtigung der Aufladung des Entwicklers und der Bildqualität) behaftet.

Die Tonerherstellung und der Zusatz von Metalloxidteil chen läßt sich wie folgt durchführen: Ein Harzbinde mittel, ein Färbemittel und erforderlichenfalls sonstige Zusätze, z. B. Antioffsetmittel, werden miteinander vermischt, unter Erwärmen verknetet, gekühlt, pulverisiert, klassifiziert und erforderlichenfalls wärme behandelt. Hierbei erhält man einen Toner einer durch schnittlichen Teilchengröße von 5-30 µm und eines Volu menwiderstands von nicht weniger als 10¹³ Ωcm, vorzugs weise 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 wärmepoly merisiert 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 ver schiedensten Harze.

Wenn als Harzbindemittel beispielsweise ein Polyesterharz verwendet wird, eignen sich zur Herstellung des Poly esterharzes als Alkohole z. B. Diole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol, 1,4-Butandiol, und veretherte Phenole, wie 1,4-Bis- (hydroxymethyl)-cyclohexanon, Bisphenol A, hydriertes Bisphenol A, polyoxyethyleniertes Bisphenol A und polyoxy propyleniertes Bisphenol A, zweiwertige Alkohol monomere, die durch Substituieren derselben mit einer ge sättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 22 Kohlenstoffatomen erhalten wurden, und sonstige zweiwertige Alkoholmonomere.

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

Zur Herstellung eines als Harzbindemittel geeigneten Poly esterharzes können nicht nur Polymere aus den genannten bifunktionellen Monomeren, sondern auch Polymere mit trifunktionellen oder multifunktionellen Monomerenkompo nenten verwendet werden. Beispiele für drei- oder mehr wertige Alkoholmonomere, d. h. multifunktionelle Monomere, sind Sorbit, 1,2,3,6-Hexantetrol, 1,4-Sorbitan, Penta erythrit, Dipentaerythrit, Tripentaerythrit, Zucker, 1,2,4-Butantriol, 1,2,5-Pentantriol, Glycerin, 2-Methyl propantriol, 2-Methylolethan, Trimethylolpropan und 1,3,5- Trihydroxymethylbenzol.

Beispiele für drei- oder mehrwertige Carbonsäuremonomere sind 1,2,4-Benzoltricarbonsäure, 1,2,5-Benzoltricarbon säure, 1,2,4-Cyclohexantricarbonsäure, 2,5,7-Naphthalin tricarbonsäure, 1,2,4-Naphthalintricarbonsäure, 1,2,4- Butantricarbonsäure, 1,2,5-Hexantricarbonsäure, 1,3-Di carboxyl-2-methyl-2-methylencarboxypropan, Tetra(methylen carboxyl)methan, 1,2,7,8-Octantetracarbonsäure, trimere Säuren (Empol) und Säureanhydride dieser Säuren.

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

Andere als Harzbindemittel geeignete Harze sind beispiels weise 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-Di methylstyrol, p-n-Butylstyrol, p-tert.-Butylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-n-Octylstyrol, p-n-Nonylstyrol, p-n- Decylstyrol, p-n-Dodecylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenyl styrol, p-Chlorstyrol und 3,4-Dichlorstyrol, ethylenisch ungesättigte Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Butylen und Isobutylen, halogenier te Vinylmonomere, z. B. Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid und Vinylfluorid, Vinlester, z. B. Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbenzoat und Vinyl butyrat, aliphatische α-Methylenmono carbonsäureester, z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Propylacrylat, n-Octyl acrylat, Dodecylacrylat, Laurylacrylat, 2-Ethylhexyl acrylat, Stearylacrylat, 2-Chlorethylacrylat, Phenyl acrylat, Methyl-α-chloracrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Octylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Laurylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearyl methacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethyl methacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat, Aryl- oder Methacrylsäurederivate, wie Acrylnitril, Methacrylnitril und Acrylamid, Vinylether, wie Vinylmethylether, Vinylethylether und Vinylisobutyl ether, Vinylketone, wie Vinylmethylketon, Vinylhexylketon und Methylisopropenylketon, N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrol, N-Vinylcarbazol, N-Vinylindol und N-Vinylpyrrolidon, sowie Vinyl naphthaline.

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

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

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

Weitere als Bindemittel geeignete Harze sind Epoxyharze. Als Bausteine für die Epoxyharze eignen sich beispiels weise Bisphenol A und Epichlorhydrin. Be sonders 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 Harzbinde mittel beträgt normalerweise die Menge an Färbemittel 1-20 Gew.-Teil(e).

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

Als Antioffsetmittel eignen sich beispielsweise Polyolefin wachse, Karnaubawachs und Alkylenbisfettsäureamid-Verbindungen.

Ein Harzbindemittel wird mit 50-90 Gew.-% eines magne tischen Pulvermaterials gemischt, worauf das Gemisch unter Erwärmen durchgeknetet, gekühlt, pulverisiert und klassi fiziert sowie erforderlichenfalls wärmebehandelt wird (um es kugelig zu machen). Hierbei erhält man einen toner- und entwicklerhaltigen Träger einer Gewichtsmittel teilchengröße 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, Be sprühen, im Wirbelbett und dergleichen, beschichtet werden, wobei man ebenfalls einen Träger der genannten Teilchen größe erhält. Beispiele für zur Herstellung des Trägers verwendbare Harzbindemittel sind Acryl-, Styrol-, Styrol/ Acryl-, Epoxy-, Urethan-, Silikon-, Polyamid-, Polyester-, Acetal-, Polycarbonat-, Phenol-, Vinylchlorid-, Vinyl acetat-, Cellulose-, Polyolefinharze, Harze vom Fluorid typ, Mischpolymere und Mischungen dieser Harze. Besonders bevorzugte Harzbindemittel sind Styrol/Acryl- und Silikon harze sowie Harze vom Fluoridtyp.

Beispiele für zur Herstellung des Trägers geeignete magne tische Materialien sind Ferromagnetismus zeigende Metalle, wie Eisen, Kobalt und Nickel oder Legierungen oder Verbindungen mit diesen Metallen, Chromdioxid und Ferrite der chemischen Formel MO : Fe₂O₃, mit M gleich einem zwei wertigen 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 Quer schnittsfläche von 0,50 cm² gefüllt und darin durch leich tes Klopfen verdichtet. Danach wird die verdichtete Teil chenprobenschicht 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 Ent wicklers 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 und Zink stearat, einer spezifischen Oberfläche (BET) von 100-400 m²/g in einer Menge von 0,01-2,0 Gew.-% ent halten. Im folgenden wird die erfindungsgemäße Herstellung mehrfarbiger Bilder mit Hilfe eines Zweikomponentenent wicklers 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 Ausführungs form einer erfindungsgemäß zur Herstellung mehr farbiger 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 Auf zeichnungsmaterial 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 Ladungs beseitigung;
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 vierfarbi gen ((gelb (Y), purpurrot (M), blaugrün (Cy) und schwarz (BK)) Bildes vier kontaktfrei arbeitende Umkehrentwicklungsein richtungen A zur Y-Tonerentwicklung, B zur M-Tonerent wicklung, C zur Cy-Tonerentwicklung und D zur BK-Toner entwicklung 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 Durch führung der Übertragung ein qualitativ hochwertiges und von Übertragungsfehlern, wie Übertragungsflecken oder -marken 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 Farbtrenninforma tion zu lesen vermag und die Information in ein elektri sches Signal umwandelt. Das elektrische Signal wird dann im Behandlungsabschnitt TR weiter in zur Aufzeichnung ge eignete 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-Auf zeichnungsmaterials) wird mittels einer Scorotronlade einrichtung 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 Entwicklungs einrichtung A entwickelt. Danach wird der das mit Hilfe des Gelb-(Y)-Toners gebildete Tonerbild tragende Bild träger 1 nach Weiterdrehung (des Bildträgers) erneut mit Hilfe der Scorotronladeeinrichtung 8 gleichmäßig aufge laden und entsprechend den für eine andere Farbkomponente gewonnenen Daten bildgerecht mit Originalbildlicht L be lichtet. Das zu diesem Zeitpunkt gebildete latente elektro statische 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 des Purpurrot-(M)-Toners gebildetes zweifarbiges Tonerbild. Anschließend werden in entsprechender Weise in insgesamt vier Umdrehungen des Bildträgers auf das zwei farbige Bild in der angegebenen Reihenfolge ein Blaugrün- (CY)-Tonerbild und ein schwarzes (BK)-Tonerbild abgelagert, wobei auf dem Bildträger 1 insgesamt ein vierfarbiges Toner bild erhalten wird. Sämtliche Entwicklungseinrichtungen A, B, C und D besitzen die in Fig. 3 dargestellte Bauweise.

Das in der geschilderten Weise erhaltene mehrfarbige Toner bild 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 Bild träger 1 mit Hilfe einer Elektrode 12 zur Ladungseliminie rung "entladen" ist, wird seine Oberfläche mittels einer Reini gungseinrichtung 13 gereinigt. Die im vorliegenden Fall be nutzte Reinigungseinrichtung 13 enthält eine Reinigungs klinge 14, eine Pelzbürste 15 und eine Tonerrückgewinnungs walze 16. Diese Einrichtungen werden während der fort schreitenden 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 Toner bildes 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 bei spielsweise aus einer Laserdiode 17, einem Polygonspiegel 18 und einer fθ-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 Bilderzeugungs vorrichtung eingebauten, kontaktfrei arbeitenden Ent wicklungseinrichtung 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 Pfeil richtung 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 und Messing. Die Oberfläche der Hülse kann erforderlichenfalls durch Sandstrahlen aufgerauht sein und erforderlichenfalls einen hohen Wider stand 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. Hier bei kann es sich um eine magnetische oder nicht-magnetische Platte oder um einen Rotationskörper zur Bildung eines umlaufenden Magnetfeldes handeln. Die betreffende Einrich tung ist nahe der Hülse 22 angeordnet. Als Regulierein richtung 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 Bil dung einer etwa 20-500 µm dicken Entwicklerschicht, die man zur kontaktfreien Entwicklung mit Hilfe eines Zwei komponentenentwicklers benötigt, erreichen. Im Entwick lungsbereich 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 normaler weise 100-1000 µm und wird so eingestellt, daß bei oszillierendem, elektrischem Feld eine kontaktfreie Ent wicklung möglich wird. Mit 24 ist eine Wechsel(vor)span nungsquelle zur Erzeugung des genannten oszillierenden elektrischen Feldes einer Frequenz von normalerweise 100 Hz bis 10 kHz, vorzugsweise 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 Normalentwick lung eine Gleich(vor)spannung von 50-500 V derselben Polarität, wie sie das latente elektrostatische Bild auf weist, 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 vorge sehen. Die betreffenden Rührflügel sind so ausgestaltet, daß sie nicht gegeneinander schlagen, sondern im selben Bereich überlappend drehbar sind. Folglich wird der Ent wickler 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 erfindunggemäßen Bildherstellungs verfahrens anhand der in Fig. 1 dargestellten Mehrfarben bilderzeugungsvorrichtung, des in Fig. 2 dargestellten Laseroptiksystems und der in Fig. 3 dargestellten Ent wicklungsvorrichtung sind lediglich als ein Beispiel für verschiedene Durchführungsvarianten dieses Verfahrens zu verstehen.

So benutzt beispielsweise die in Fig. 1 dargestellte Mehr farbenbilderzeugungsvorrichtung als Lichtquelle ein nach digitalisierten Farbsignalen moduliertes Laserlicht, es kann hierbei jedoch auch eine Mehrfarbenbilder zeugungsvorrichtung vom Analogtyp mit verschiedenem Farb trennlicht von einer Mehrfarbenvorlage (getrennt durch B-, G-, R- und ND-Filter) als Lichtquellen verwendet werden. Die Entwicklung erfolgt dann mit Toner komplementä rer Farbe, nämlich Y-, M-, C- und BK-Tonern. Ferner benutzt die in Fig. 1 dargestellte Mehrfarbenbilderzeugungsvorrich tung zur Herstellung von vier unterschiedlichen Farb tonerbildern 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 Belichtungs einrichtungen enthält. Auf diese Weise läßt sich auf dem Bildträger bei einer einzigen Umdrehung desselben ein mehr farbiges Tonerbild erzeugen. Daran schließen sich die Bild übertragung und Säuberung des Bildträgers an.

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

Die in Fig. 1 dargestellte Mehrfarbenbilderzeugungsvor richtung dient zur Bilderzeugung nach dem Carlson-Verfahren; sie kann jedoch auch zur Bildherstellung nach dem NP-Ver fahren herangezogen werden. Der in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 benutzte Bildträger besteht aus einem OPC-Auf zeichnungsmaterial, dem Bildträger können jedoch die verschiedensten Arten von beispielsweise photoleitfähigen oder dielektrischen Aufzeichnungsmaterialien für die All zweckelektrophotographie, einschließlich spezieller harter Aufzeichnungsmaterialien mit beispielsweise amorphem Silizium als Photoleiter zugeordnet werden.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veran schaulichen.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die in Fig. 1 dargestellte Bild erzeugungsvorrichtung mit dem in Fig. 2 dargestellten Laseroptiksystem, der in Fig. 3 dargestellten kontaktfrei arbeitenden Entwicklungseinrichtung und einem negativ auf ladbaren, doppellagigen, elektrophotographischen Aufzeich nungsmaterial 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 Übertragungs grades 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 Bild herstellung geschilderten Maßnahmen durchgeführt. Im ein zelnen erfolgt eine Farbtrennung der Vorlage 6 durch Farb trennfilter 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 Farb signal 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 darge stellten 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 ge schilderten 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-Ferrit teilchen 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 Polyesterharz: 1-100 Gew.-Teile
handelsübliches Polypropylen: 4 Gew.-Teile
handelsüblicher Ruß: 10 Gew.-Teile

Die genannten Bestandteile werden mittels eines Henschel- Mischers gemischt, mittels einer Dreiwalzen-Knetvorrich tung 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. Phthalo cyaninblau (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 ange gebenen 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 erfin dungsgemäße Bildherstellung und die achtundzwanzig ver schiedenen Toner zu Vergleichszwecken werden jeweils in einer Menge von 7 Gew.-Teilen mit 100 Gew.-Teilen Träger gemischt, wobei zwanzig verschiedene Entwickler zur erfin dungsgemäßen Bildherstellung und achtundzwanzig verschiedene Entwickler zu Vergleichszwecken erhalten werden.

Diese Entwickler werden in der angegebenen Reihenfolge entsprechend der Testnummer von Tabelle III in die Ent wicklungseinrichtungen 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 Farb fleckbilder (jeweils 2 × 5 cm groß) tragenden Karte gemäß Fig. 4 als Vorlage. Die Belichtung erfolgt unter Farbfleck-Auswahl (Y-Farbfleck für den Y-Toner, M-Farb fleck für den M-Toner usw.), wobei auf dem Bildträger ein entsprechendes latentes elektrostatisches Bild er zeugt wird. Zur Entwicklung des jeweiligen latenten elektro statischen Teilbildes bedient man sich der entsprechenden Entwicklungseinrichtung A, B, C oder D.

Bei diesem Test wird nun jedes der erzeugten Farbfleck tonerbilder auf den jeweiligen Übertragungsgrad hin unter sucht, und zwar für folgende Fälle: Die Übertragung erfolgt während einer Umdrehung der Trommel, die Übertragung erfolgt während zwei Umdrehungen (eine 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 Tabellen 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 Toners 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 Bilderzeugungsvorrich tung gemäß Fig. 1 hergestellt, worauf auf dem Bild träger 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 über tragen, wobei auf dem Bildträger Resttoner zurück bleibt. 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 elektro statischen 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 er findungsgemäßen Verfahrensdurchführung entsprechend Tabelle II. Aus Fig. 7 ergeben sich in graphischer Dar stellung die Übertragungsverhältnisse der zu Vergleichs zwecken benutzten Vergleichsfarbtoner entsprechend Tabelle II.

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

Wie im Falle der Farbfleckvorlage werden vier verschieden farbige 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 Ver fahrensdurchführung 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 Bilderzeugungs bedingungen und während vier Umdrehungen des Bildträgers 1 werden die bildgerechte Belichtung und kontaktfreie Ent wicklung von Y, M, C bzw. BK jedesmal wiederholt, wenn eine Umdrehung des Bildträgers erfolgt. Auf diese Weise erhält man jeweils ein mehrfarbiges Tonerbild durch Über einanderlagern 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 Heizwalzenfixiereinrichtung 11 (auf dem Kopierpapier) fixiert, wobei letztlich ein mehr farbiges Bild erhalten wird. Die Oberfläche des Bild trägers 1 wird nach der Übertragung mittels der Reini gungseinrichtung 13 gesäubert und steht dann für die nächste Bilderzeugung wieder zur Verfügung. Das ge schilderte Bilderzeugungsverfahren wird für jede Testnummer 1000mal zur Herstellung von Kopien des mehrfarbigen Bildes wiederholt. Für jede Testnummer erfolgt eine visuelle Ge samtbewertung der Bildqualität, des Schleiers, von Dichtemarken und Bilddichte. Je nach der 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 Übertragungsver hältnis der übereinanderliegenden Tonerbilder ermittelt. In diesem Fall erfolgt die Bestimmung des Übertragungs verhältnisses entsprechend einer Übertragungsverhältnis- Meßmethode, die entsprechend dem geschilderten Übertragungs test für jedes einzelne Farbtonerbild, jedoch mit einem schwarzen Bild als Vorlage, durchgeführt, die Laserlicht belichtung 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 belich tet, 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 Ab schnitts des latenten Bildes, -50 V und die Gleich(vor) spannung für die Umkehrentwicklung -500 V.

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

TABELLE I

- Bildträger: Trommelförmiges Aufzeichnungsmaterial eines Durchmessers von 140 mm mit einer licht empfindlichen Einheit mit ein Azopigment ent haltender 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; Auf zeichnungsdichte: 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 Bild träger und der Hülse im Entwick lungsbereich)
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
(Die Magnetwalze und die Entwicklungshülse be finden sich in Ruhe, wenn keine Entwicklung stattfindet. Die Entwicklungshülse kann elektrisch in erdfreiem Zustand gehalten werden).
- Art des Entwicklungsverfahrens: Kontaktfreie Umkehrent wicklung
Im Falle einer Mehrfarbentwicklung zur Herstellung eines mehrfarbigen Bildes:
- Entwicklungsreihenfolge: (gelb) → (purpurrot) → (blau grün) → (schwarz)
- Übertragungsverfahren: Koronaentladung
- Fixierverfahren: Heizwalzenfixierung
- Säuberung: Klinge und Pelzbürste

TABELLE II

TABELLE III

Aus Tabellen II und III und den Fig. 6 und 7 geht hervor, daß bei Benutzung der erfindungsgemäß einsetzbaren Farb toner auch bei einer Übertragung nach drei oder vier Um drehungen des Bildträgers keine Übertragungsfehler auf treten. Werden dagegen die zu Vergleichszwecken herge stellten Toner benutzt, treten ab der dritten Umdrehung des Bildträgers bei unregelmäßiger Übertragung Über tragungsflecken 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 Ver gleichszwecken 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 Bild träger die in Beispiel 1 verwendete Mehrfarbenbilderzeu gungsvorrichtung 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 Bilderzeugungs verfahren durchgeführt:

Die von einer Vorlage 6 gewonnene optische Information wird mittels eines dichroitischen Spiegels anstelle des Farb trennfilters einer Farbtrennung in Rot (R) und Blaugrün (CY) unterworfen. Die Trennfarben 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 Bild prozessors 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 16 wird auf den Bild träger 1 aus einem negativ aufladbaren Aufzeichnungs material mit organischem Photoleiter gerichtet, wobei auf dem Bildträger ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Nach gleichmäßiger Aufladung durch die Lade station 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 Toner entwickler einer kontaktfreien Umkehrentwicklung zur Er zeugung 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 ent standene 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 Tonerent wickler 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 Zu satz getestet.

Das in der geschilderten Weise gebildete mehrfarbige Toner bild 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 mehr farbiges Bild erhalten. Der Bildträger 1 wird nach der Übertragung mittels einer Reinigungseinrichtung 13 ge säubert 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 Bild erzeugung sind von hervorragender Bildqualität nahezu ohne Übertragungsfehler, wie Übertragungsflecken. Im Gegensatz dazu erscheinen bei Verwendung der Vergleichsentwickler ab der ersten Kopie Fehler, wie Abstoßflecken und Übertra gungsflecken. Der Übertragungsgrad bei der 1000sten Kopie beträgt (bei Verwendung der erfindungs gemäß einsetzbaren Entwickler) 89%.

Wird das TiO₂ durch Aluminiumoxid einer spezifischen Ober fläche von 50 m²/g, Zinkoxid einer spezifischen Ober fläche 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 ge schilderten Bilderzeugungsverfahrens im Hinblick auf Fehler, wie Abstoßungsflecken und Übertragungsflecken, wesentlich bessere Bildkopien herstellen als bei Ver wendung der Vergleichsentwickler.

Beispiel 3

Die in Fig. 5 dargestellte und im vorliegenden Beispiel verwendete Vorrichtung unterscheidet sich von der Vor richtung gemäß Beispiel 1 darin, daß für jede der Ent wicklungseinrichtungen 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 Bildträgerober fläche nach beendeter Übertragung gereinigt werden.

In Fig. 5 bedeuten 30 ein negativ aufladbares Aufzeichnungs material mit organischem Photoleiter mit einer ein Phthalo cyanin vom τ-Typ enthaltenden Ladung erzeugenden Schicht, 31 eine Koronaentladungsstation, P ein Kopierpapier, 32, 33 und 34 Laseroptiksysteme, 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 Licht abtastung einer mehrfarbigen Vorlage gewonnene optische Information durch B-, G- und R-Filter in drei Farben aufgeteilt. Diese werden dann photoelektrisch in elektri sche Signale umgewandelt. Die erhaltenen elektrischen Signale werden mittels eines Inverters für eine komple mentäre 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 Laser optiksystem 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 elektrostati sches Bild entsteht. Dieses wird dann mit Hilfe der Ent wicklungseinrichtung A' mit dem Y-Tonerentwickler kontakt frei 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 ent standene latente elektrostatische Bild wird mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung B' entwickelt, wobei über dem bereits vorhandenen Y-Tonerbild ein M-Tonerbild ab gelagert 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 be reits vorhandenen Y- und M-Tonerbildern ein Cy-Farbtoner bild abgelagert, wobei insgesamt ein mehrfarbiges Toner bild 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 Bilder zeugung zur Verfügung.

In dem geschilderten Fall sind die Ladeeinrichtung 31, die Entwicklungseinrichtungen A', B' und C', die Über tragungselektrode 35 und die Säuberungseinrichtung 36 von derselben Bauweise wie die entsprechenden Einrich tungen 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 licht empfindlichen 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; Auf zeichnungsdichte: 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 Bild träger und der Hülse im Entwick lungsbereich)
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
(Die Magnetwalze und die Entwicklungshülse be finden sich in Ruhe, wenn keine Entwicklung stattfindet. Die Entwicklungshülse kann elektrisch in erdfreiem Zustand gehalten werden).
- Art des Entwicklungsverfahrens: Kontaktfreie Umkehrent wicklung (mittels negativ aufladbaren Toners)

Im Falle einer Mehrfarbentwicklung zur Herstellung eines mehrfarbigen Bildes

- Entwicklungsreihenfolge: (gelb) → (purpurrot) → (blau grün)
- Übertragungsverfahren: Koronaentladung
- Fixierverfahren: Wärmefixierung mittels einer Heizwalze
- Säuberung: Klinge und Bürste

Nach 1000maligem Kopieren unter den in Tabelle V angege benen Bilderzeugungsbedingungen werden immer noch quali tativ hochwertige Bildkopien ohne Übertragungsfehler er halten. Wird ein ähnlicher Kopiertest unter Verwendung entsprechender Entwickler ohne Metalloxidteilchen durch geführt, vermindert sich die Übertragungstonerbilddichte im Vergleich zur Übertragungstonerbilddichte bei Ver wendung der erfindungsgemäß einsetzbaren und Metalloxid teilchen enthaltenden Entwickler um die Hälfte. Gleich zeitig sind auch Fehler, z. B. eine unregelmäßige Über tragung und Übertragungsflecken, festzustellen.

Im vorliegenden Beispiel werden bei einer einzigen Um drehung des Bildträgers das Y-Tonerbild, das M-Tonerbild und das BK-Tonerbild auf dem Bildträger gebildet und auf ein Kopierpapier übertragen. Dies bedeutet, daß das M- Tonerbild und das BK-Tonerbild nahezu sofort nach Bil dung des Y-Tonerbildes hergestellt und dann übertragen werden. Vermutlich dürfte die Zunahme der Adsorptions kraft 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 Über tragungsgrad kaum beeinträchtigt wird. Aus diesem Bei spiel geht jedoch hervor, daß selbst im Falle einer solchen Bilderzeugung bei Verwendung nicht eines er findungsgemäß ausgestalteten Entwicklers das Übertragungs verhältnis 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 bei spielsweise -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 Bild träger 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 Ober fläche 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 Ober fläche des Bildträgers adsorbieren. Aus den angegebenen Gründen ist die Übertragbarkeit des ersten Y-Tonerbildes beeinträchtigt. Folglich wird auch das durch Überlagern des Y-Tonerbildes durch das M- und BK-Tonerbild erhaltene mehrfarbige Bild hinsichtlich der Übertragbarkeit beein trächtigt.

Wie bereits ausgeführt, läßt sich bei der Herstellung mehrfarbiger Bilder durch wiederholte kontaktfreie Ent wicklung 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 auf dem Bildträger befindlichen, latenten, elektrostatischen Bildes mit sowohl Toner als auch Träger enthaltenden Entwicklern und gleichzeitige Übertragung der Vielzahl der Toner bilder 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 Anspruch 1, 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 elektri schen 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 durchge führt wird.

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

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrophotographisches 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 auf weist.

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