DE3810050A1 - Bilderzeugungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bilderzeugungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine elektrofotografische Bilder­ zeugungseinrichtung, bei der zwei Farbbilder auf ein Bild­ tragmedium von einem Bildträger her übertragen werden nach aufeinanderfolgender Entwicklung der beiden elektrostati­ schen, latenten Bilder auf dem Bildträger mit verschiedenen Farbentwicklern.

Bei derartigen Bilderzeugungseinrichtungen wird ein erstes elektrostatisches, latentes Bild durch einen Laser­ strahl auf einem fotoempfindlichen Körper als Bildträger gebildet, und dieses erste latente Bild wird in ein sicht­ bares Farbbild mit einem ersten Farbentwickler umgewandelt. Dann wird ein zweites elektrostatisches, latentes Bild durch einen zweiten Laserstrahl gebildet, und dieses zweite latente Bild wird in ein sichtbares Farbbild mit einem zweiten Farb­ entwickler umgewandelt. Die sichtbaren Bilder der beiden Far­ ben werden gleichzeitig auf ein Blatt übertragen.

Ein "Zwei-Farben-Laserstrahl-Drucker" ist von Hoshi et al in der Zeitschrift "Gazo Denshi Gakkai-shi" (Image Electronics Institute Journal), Band 13, Nr. 14 (1984) beschrieben. Bei diesem bekannten Laserstrahl-Drucker werden zweifarbige Bilder durch wiederholte Entwicklung nach einem bekannten Zwei-Farben- Entwicklungsverfahren gewonnen. Dabei ergibt sich jedoch ein Problem, da ein zweites latentes Bild gebildet wird, ohne daß die Potentialverteilung des ersten entwickelten magnetischen Bildes ausgeglichen wird, und Bildteile des ersten latenten Bildes werden weiter durch den zweiten Farbentwickler in der zweiten Entwicklungsstufe entwickelt.

Hiergegen ist in der Zeitschrift "Journal of Imaging Technology", Band 12, Nr. 2, 1986, in dem Aufsatz "Two-Color Recording Process for Electrophotographic Printer" von J. Nakajima et al klargemacht worden, daß das oben genannte Problem durch Hinzufügung einer zusätzlichen Stufe gelöst werden kann. In der zusätzlichen Stufe wird die Potential­ verteilung des ersten latenten Bildes ausgeglichen unter Verwendung eines bekannten Scorotron-Aufladers zwischen der ersten Entwicklungsstufe und der zweiten Entwicklungs­ stufe. Selbst wenn das geschieht, so bleibt doch noch ein Problem, das darin besteht, daß ein Teil des ersten Toner­ bildes, das vorher auf dem fotoempfindlichen Körper ge­ bildet worden ist, in der zweiten Entwicklungsstufe wegge­ wischt wird, und Toner der ersten Farbe verunreinigt die zweite Entwicklungseinheit, da die zweite Entwicklung durch ein Kontaktentwicklungsverfahren unter Verwendung magneti­ schen Toners bewirkt wird.

In dem "Journal of Imaging Technology", Band 12, Nr. 1, 1986, ist in dem Aufsatz "High-Speed Color Laser Printing Process" von M. Kohyama et al das obige Problem durch Ver­ wendung einer kontaktlosen Entwicklung für die zweite Ent­ wicklung gelöst. Dieses Verfahren macht es möglich, das Vermischen von Tonern der verschiedenen Farben vollständig zu vermeiden, und zwar sowohl auf dem fotoempfindlichen Körper oder in den Entwicklungseinheiten. Es bleiben jedoch die folgenden Probleme.

Der Nachteil des Standes der Technik wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Zur Gewinnung eines ersten sichtbaren Bildes auf einem fotoempfindlichen Körper 2 nach einem Umkehrentwicklungsverfahren haftet ein aufgeladener Toner 3 einer ersten Farbe an Bildteilen A auf dem fotoem­ pfindlichen Körper 2, auf dem ein erstes positives, elektro­ statisches, latentes Bild gebildet worden ist. Der Toner enthält jedoch unvermeidlich Partikel mit einer entgegenge­ setzten Polarität. Somit haftet negativ aufgeladener Toner 4 an Nicht-Bild-Teilen B des ersten latenten Bildes, wie das in Fig. 1 gezeigt ist. Dann wird der fotoempfindliche Körper 2 durch Auflader 6 aufgeladen, bevor ein zweites elektro­ statisches, latentes Bild auf dem fotoepfindlichen Körper 2 gebildet wird. Während dies geschieht, wird negativ auf­ geladener Toner 4 ebenfalls aufgeladen, wie das in Fig. 2 gezeigt ist. Nach dem Aufladen wird das zweite elektrostatische, latente Bild auf der Oberfläche des fotoempfindlichen Körpers 2 gebildet. Dann wird Toner einer zweiten Farbe (nicht ge­ zeigt) an den Bildteil auf dem fotoempfindlichen Körper 2 nach einem Umkehrentwicklungsverfahren zum Anhaften gebracht, um ein zweites sichtbares Bild auf dem fotoempfindlichen Kör­ per 2 zu bilden.

Nach der Entwicklung werden die ersten und zweiten sicht­ baren Bilder auf ein Blatt 5 durch Aufladung des Blattes 5 mit einer negativen Polarität entgegengesetzt der positiven Polarität des Toners 3 übertragen. Dadurch wird eine elektro­ statische Haftung von positiv aufgeladenem Toner 3 bewirkt, wie das in Fig. 3 gezeigt ist.

Da negativer Toner 4 ebenfalls durch den Auflader 6 positiv aufgeladen wird, wird negativer Toner 4 ebenfalls auf Blatt 5 mit positivem Toner 3 übertragen. Als Folge davon ergibt sich eine Vernebelung des Hintergrundes auf dem Blatt nach Übertragung des ersten und zweiten sichtbaren Bildes auf das Blatt.

Mit anderen Worten besteht ein Problem darin, daß es nicht möglich ist, klare Bilder mit herkömmlichen elektro­ statischen Vielfarben-Aufzeichnungseinrichtungen zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bild­ erzeugungseinrichtung zu schaffen, mit der ein klares Viel­ farbenbild auf einem Bildtragmedium hergestellt werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Besonders zweckmäßig ist es, daß die Farbpartikel eine vorbestimmte Polarität und die Zusatzpartikel eine Polarität entgegengesetzt zu der vorbestimmten Polarität der Farb­ partikel haben, um die Zusatzpartikel von den Farbpartikeln unter der Wirkung des von einem Generator erzeugten elek­ trischen Feldes zu trennen.

Weiterbildungen und Vorteile der Erfindung sollen an­ hand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Fig. 1-3 sind fortlaufende schematische Ansichten des Bildform-Vorganges der Bildformeinrich­ tung gemäß einem Stand der Technik,

Fig. 4 zeigt schematisch die Anordnung eines Bildform­ teiles einer Bildformeinrichtung gemäß der Er­ findung,

Fig. 5 zeigt schematisch im Schnitt eine Entwicklungs­ einheit zur Verwendung bei der Bildformeinrich­ tung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 zeigt schematisch ein Gemisch von Toner zur Verwendung bei der Entwicklungseinheit gemäß Fig. 5,

Fig. 7 zeigt schematisch eine andere Mischung von Toner zur Verwendung bei der Entwicklungseinheit ge­ mäß Fig. 5, und

Fig. 8 zeigt schematisch und erläuternd den Entwick­ lungsmechanismus, der den Toner gemäß Fig. 6 verwendet.

Das Folgende ist eine genaue Beschreibung einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung in Bezugnahme auf die Zeichnungen.

In Fig. 4 bildet eine Aufzeichnungseinrichtung 10 eine Bildformeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung. Aufzeichnungseinrichtung 10 weist eine foto­ empfindliche Trommel 12 als einen Bildträger auf, der aus fotoleitendem Material auf der Basis von Selen hergestellt und in Richtung eines Pfeiles A drehbar ist. Rund um den Umfang der fotoempfindlichen Trommel 12 ist ein erster Auf­ lader 14, eine erste Belichtungseinheit 16, eine erste Ent­ wicklungseinheit 18, ein zweiter Auflader 20, eine zweite Belichtungseinheit 22 und eine zweite Entwicklungseinheit 24 dargestellt, und zwar in dieser Reihenfolge in Richtung der Drehung der fotoempfindlichen Trommel 12.

Erster Auflader 14 lädt die Oberfläche der fotoempfind­ lichen Trommel 12 auf, und ein elektrostatisches, latentes Bild wird in aufgeladenen Teilen durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl 26 aus der Belichtungseinheit 16 in Abhängig­ keit von der aufzuzeichnenden Bildinformation gebildet. Erste Entwicklungseinheit 18 enthält einen nichtmagneti­ schen, schwarzen Toner ohne Trägerpartikel, was später beschrieben wird, und bewirkt eine Entwicklung durch An­ haften des schwarzen Toners an ein elektrostatisches, laten­ tes Bild als eine erste Farbe.

Ein Scorotron-Auflader, der eine Steuerung der Stärke und des Bereichs der Aufladung auf der Oberfläche der fotoem­ pfindlichen Trommel gestattet, wird als zweiter Auflader 20 verwendet. Ein kontaktloser Entwicklungsvorgang erfolgt in der zweiten Entwicklungseinheit 24, die einen nichtmagneti­ schen Toner enthält. Der Toner in der zweiten Entwicklungs­ einheit 24 ist blau.

Hinter der zweiten Entwicklungseinheit 24 ist eine Über­ tragungseinheit 28 zur Übertragung entwickelter Bilder auf ein weißes Blatt 27 am Umfang der fotoempfindlichen Trommel 12 vorgesehen. Die Übertragungseinheit 28 enthält einen Übertragungsauflader 36, der die hintere Fläche von Blatt 27 mit einer negativen Ladung auflädt, um Toner an das Blatt 27 zum Anhaften zu bringen, und einen Trennungsauf­ lader 38, der dazu dient, die elektrostatische Trennung des Blattes von der fotoempfindlichen Trommel 12 nach der Übertragung zu bewirken.

Am Umfang der fotoempfindlichen Trommel 12 befinden sich zwischen der Übertragungseinheit 28 und erstem Auf­ lader 14 eine Reinigungseinheit 40, die Toner entfernt, der nicht übertragen worden ist und weiterhin an der foto­ empfindlichen Trommel 12 anhaftet, und eine Entladungs­ lampe 42, die Restpotential von der positiven Trommel 12 entfernt. Die Einheit, die an dem Transportpfad,entlang dem das Blatt 27 im Anschluß an die Übertragung vorbewegt wird, angeordnet ist, ist eine Fixiereinheit 44. Fixiereinheit 44 fixiert das übertragene Tonerbild auf dem Blatt.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der zuvor beschrie­ benen Ausführungsform beschrieben. Fotoempfindliche Trom­ mel 12 wird in Richtung von Pfeil A gedreht, und als erstes wird ihre Oberfläche gleichförmig auf ungefähr +600 V durch den ersten Auflader 14 aufgeladen. Als nächstes bewirkt die Belichtungseinheit 16 eine Belichtung durch Bestrahlung der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 12 durch Laser­ strahl 26 in Abhängigkeit von den schwarzen Teilen der In­ formation, die aufgezeichnet werden soll. Ist dies ge­ schehen, ist ein Potential von ungefähr 100 V an belich­ teten Teilen erzeugt. Mit anderen Worten, der Laserstrahl 26 bildet sogenannte erste Potentialsenketeile.

Als nächstes erfolgt die Entwicklung, indem schwarzer Toner von der ersten Entwicklungseinheit 18 zugeführt und elektrostatisch an die Potentialsenketeile als Bildteile entsprechend dem elektrostatischen,latenten Bild zum An­ haften gebracht wird. Die Entwicklung hier ist eine soge­ nannte Umkehrentwicklung, bei der positiv geladener schwar­ zer Toner an ersten Potentialsenketeilen anhaftet.

Nachdem das elektrostatische, latente Bild durch den schwarzen Toner entwickelt worden ist, wird das Potential der fotoempfindlichen Trommel 12 gleichmäßig auf ungefähr 1000 V durch den zweiten Auflader 20 aufgeladen. Diese Auf­ ladung führt zu einem Hintergrundpotential, d.h. daß das Potential der Teile, die nicht durch die erste Belichtungs­ einheit 16 belichtet worden sind, auf 1000 V gebracht wor­ den sind, und die Potentialteile, bei denen die ersten Potentialsenketeile gebildet sind, sind auf ungefähr 950 V gebracht.

Als nächstes wird entsprechend der aufgezeichneten In­ formation ein Bild, das blau ist, durch einen zweiten Laser­ strahl 30 von Belichtungseinheit 22 gebildet. Bei diesem Vor­ gang werden nur Bildteile belichtet und zweite Potential­ senketeile bei einem Potential von ungefähr 100 V gebildet. Dann wird blauer Toner an die zweiten Potentialsenketeile entsprechend dem elektrostatischen, latenten Bild durch Entwicklungseinheit 24 zum Anhaften gebracht, so daß eine umgekehrte Entwicklung wie die Entwicklung durch die erste Entwicklungseinheit 18 bewirkt wird. Das Abwischen des schwarzen Toners, der bereits anhaftet,und ein An­ haften des blauen Toners auf dem schwarzen Toner werden verhindert, da die zweite Entwicklungseinheit 24 eine Ent­ wicklung durch einen kontaktlosen Entwicklungsvorgang be­ wirkt. Der kontaktlose Entwicklungsvorgang ist in der Ver­ öffentlichung "High-Speed Color Laser Printing Process" von M. Kohyama et al beschrieben, die eingangs beim Stand der Technik erwähnt worden ist.

Nach Bildung des Bildes der ersten Tonerfarbe und des Bildes der zweiten Tonerfarbe werden die beiden Arten des ersten Farbtoners und des zweitenFarbtoners gleich­ zeitig durch Übertragungseinheit 28 auf Blatt 27 übertra­ gen, das dieser Einheit zugeführt worden ist. Bei dieser Übertragungseinheit 28 lädt Übertragungsauflader 36 Blatt 27 auf, das synchron mit der fotoempfindlichenTrommel 12 transportiert wird, indem Korona-Ionen zugefährt werden, die eine entgegengesetzte Polarität zu der Ladung haben, die von der fotoempfindlichen Trommel 12 mitgeführt wird, d.h. negative Korona-Ionen, und zwar auf die Rückseite des Blattes 27. Da hierdurch ein elektrisches Feld zwi­ schen fotoempfindlicher Trommel 12 und Blatt 27 gebildet wird, werden die Tonerbilder auf Blatt 27 durch elektro­ statische Anziehung übertragen.

Blatt 27, auf das jedes Farbtonerbild übertragen worden ist, wird elektrostatisch von der fotoempfindlichen Trommel 12 durch die Wirkung des Trennaufladers 38 abgezogen. Dann wird Blatt 27 zu Fixiereinheit 44 transportiert, und die übertragenen Bilder werden durch Wärme auf dem Blatt 27 fixiert. Im Anschluß an die Übertragung des Tonerbildes wird die fotoempfindliche Trommel 12 elektrisch durch eine Entladungslampe 42 entladen, nachdem jeder Resttoner von der Oberfläche der Trommel 12 durch Reinigungseinheit 40 entfernt worden ist, so daß die Trommel 12 in ihre An­ fangsstellung zurückgeführt ist.

Es folgt nun eine Beschreibung der ersten und zweiten Entwicklungseinheiten 18 und 24. Da diese Einheiten im wesentlichen den gleichen Aufbau haben, abgesehen von der Tatsache, daß die Farben der Farbpartikel in dem Toner (Entwickler), den sie enthalten, verschieden sind, wird nur die zweite Entwicklungseinheit 24 beschrieben, und eine Beschreibung der ersten Entwicklungseinheit 18 erübrigt sich.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, weist Entwicklungseinheit 24 einen Trog 46 auf, der Entwickler T und eine Entwicklungs­ walze 48 aufweist, die in Richtung eines Pfeiles B drehbar ist und Toner aus dem Trog 46 der fotoempfindlichen Trommel 12 zuführt. Der verwendete Entwickler ist ein nichtmagneti­ scher Toner ohne Trägerpartikel, gebildet durch Kunststoff und ein Färbemittel. Die Umfangsfläche der Entwicklungs­ walze 48 ist rauh, um eine Aufladung durch Reibung und einen Transport des Entwicklers zu ermöglichen. Das freie Ende einer flexiblen Rakel 50, die sich in Richtung auf Trog 46 erstreckt, liegt unter Druck an der Umfangsfläche der Ent­ wicklungswalze 48 an. Da sich das freie Ende der flexiblen Rakel 50 in eine Richtung erstreckt, die entgegengesetzt zur Drehrichtung der Entwicklungswalze 48 ist, ist der keil­ förmige Raum, der zwischen der flexiblen Rakel 50 und der Oberfläche der Entwicklungswalze 48 gebildet ist, verrin­ gert, so daß eine Ansammlung von Toner T in diesem Bereich verhindert ist. Als Folge davon erfolgt die Toner-Beschich­ tungswirkung und die Toner-Aufladungswirkung der flexiblen Rakel 50 gleichförmig, und als Folge davon ergibt sich eine stabile Bildung eines dünnen Films von Toner. Die flexible Rakel 50 kann aus irgendeinem Material bestehen, wenn sie nur aus flexiblem Material besteht. Vorzugsweise wird eine Platte aus rostfreiem Stahl oder Phosphorbronze usw. ver­ wendet. Die Plattendicke beträgt ungefähr 0,1-0,4 mm, und die Rakel ist so angeordnet, daß sie eine Klemmzange in bezug auf die Entwicklungswalze 48 bildet, wobei das Zentrum den Andruckpunkt gegen die Entwicklungswalze bildet. Der Andrückpunkt ist in diesem Falle ein Punkt, der unge­ fähr 1-5 mm vom freien Ende der flexiblen Rakel 50 ent­ fernt liegt. Im Inneren des Troges 46 befindet sich eine Speisewalze 52, die anliegt und dazu dient, Entwickler der Entwicklungswalze 48 zuzuführen, und sie ist so ange­ ordnet, daß sie sich in entgegengesetzter Richtung C zur Drehrichtung B der Entwicklungswalze 48 dreht. Speise­ walze 52 weist eine Walze 56 auf, die aus Polyurethan­ schaum besteht und auf einer drehbaren Welle 54 angeord­ net ist.

Entwicklungswalze 48 ist mit einer Vorspannungsquelle 58 verbunden, die eine überlagerte Gleichspannung und eine Wechselspannung zuführt. Unterhalb der Entwicklungswalze 48 befindet sich eine Rückgewinnungsrakel 60, die unter Druck an der Entwicklungswalze 48 anliegt und auf der Ent­ wicklungswalze 48 verbleibenden Toner in den Trog 46 zurück­ führt. Rückgewinnungsrakel 60 besteht aus dünnem Platten­ material, wie beispielsweise Metall, Kunststoff oder Gummi usw. und dient dazu, einen Ausfluß von Toner T aus dem Trog 46 zu verhindern sowie Toner rückzugewinnen, der an der Entwicklungswalze anhaftet.

Entwicklungswalze 48 liegt gegenüber der fotoempfindlichen Trommel 12 und ist von dieser durch einen Spalt d getrennt. Fotoempfindliche Trommel 12 ist so installiert, daß sie in Richtung von Pfeil A rotiert und geerdet ist. Der Spalt d beträgt ungefähr 0,1-0,5 mm. Fotoempfindliche Trommel 12 ist hergestellt, indem eine fotoempfindliche Schicht auf eine Aluminiumtrommeloberfläche aufgebracht ist.

Es folgt nun eine Beschreibung des Entwicklers (Toner), der bei den Entwicklungseinheiten 18 und 24 verwendet wird.

Der Entwickler enthält Farbpartikel und Zusatzpartikel. Jedes Zusatzpartikel hat eine Farbe im wesentlichen wie die Farbe des Bildtragmediums, auf dem Tonerbilder durch Übertragung des entwickelten Bildes von der fotoempfind­ lichen Trommel 12 gebildet werden, oder jedes Zusatzpar­ tikel ist farblos und transparent. Wird ein weißes Blatt als Bildtragmedium verwendet, werden weiße Partikel oder farblose, transparente Partikel als Zusatzpartikel ver­ wendet. Wird ein blaues Blatt als Bildtragmedium verwendet, so werden blaue Partikel oder farblose, transparente Par­ tikel als Zusatzpartikel verwendet.

Die Farbpartikel, die in dem Entwickler vorzugsweise ver­ wendet werden, haben einen Glasübergangspunkt von 50°C oder mehr und einen Erweichungspunkt von 110°C oder mehr, jedoch weniger als 160°C. Beträgt der Glasübergangspunkt weniger als 50°C, so wird die Speicherstabilität der Farbpartikel ge­ stört. Ist der Erweichungspunkt niedriger als 110°C, so be­ steht die Gefahr des sogenannten Offsets oder der Fusion mit der Fixierwalze während des Fixierens, und übersteigt der Erweichungspunkt 150°C, so wird die Fixierung schwierig.

Die Zusatzpartikel sind vorzugsweise Partikel, die mit einer Polarität entgegengesetzt zu der der Farbpartikel aufgeladen werden können. In diesem Falle werden die Zusatz­ partikel mit einer Ladung entgegengesetzter Polarität wäh­ rend der Reibungsaufladung der Farbpartikel aufgeladen, und sie dienen dabei der Unterstützung der Aufladung der Farb­ partikel und auch dazu, daß die Ladung durch die Farbpar­ tikel festgehalten wird. Da die Farbpartikel reibungsmäßig durch Kontakt mit Zusatzpartikeln vor und während der Zeit aufgeladen werden, während der sie gegen ein Entwickler tragendes Glied durch ein eine Tonerschicht bildendes Ele­ ment aufgeladen werden, wird die Aufladung vollständiger und sicherer bewirkt,als das bei einer Reibungsaufladung durch das die Tonerschicht bildende Element allein der Fall ist.

Die Menge der Zusatzpartikel beträgt vorzugsweise unge­ fähr 0,05-10 Gew.% relativ zu den Farbpartikeln. Beträgt die hinzugefügte Menge weniger als 0,05 Gew.%,so kann eine befriedigende Voraufladungswirkung durch Reibung mit den Farbpartikeln nicht erzielt werden. Beträgt die Menge mehr als 10 Gew.%, so wird die relative Konzentration der Farb­ partikel verringert, was zu einer niedrigeren Bilddichte führt.

Der mittlere Partikeldurchmesser der Zusatzpartikel ist ein Fünftel oder weniger des mittleren Durchmessers der Farbpartikel und vorzugsweise ungefähr 0,5-5 µm. Übersteigt der mittlere Durchmesser der Zusatzpartikel ein Fünftel des mittleren Durchmessers der Farbpartikel, so ist das Ergebnis eine niedrigere Bilddichte. Wird der Durch­ messer der Zusatzpartikel somit klein gemacht, so gelangen die Partikel zwischen die Fasern des Bildtragblattes und sind somit weniger sichtbar.

Es ist annehmbar, Ladungsregler, wie beispielsweise metallenthaltende Farbstoffe, Nigrosin-Material oder Polyamin- Material usw. den Farbpartikeln zum Zwecke der Kontrolle ihrer Ladung hinzuzufügen. Auch Wachs kann hinzugefügt werden, um dieWiderstandseigenschaften zu verbessern.

Gewünschtenfalls können zur Verbesserung der Fließfähig­ keit und des Agglomerationswiderstandes der Farbpartikel (Toner) zweite Zusatzpartikel in Form von kolloidalem Silika oder ähnlicher feiner kolloidaler Partikel, die hydrophob gemacht sind und die gleiche Polarität wie der Toner haben, hinzugefügt werden in einem Maße, daß keine negativen Effekte hinsichtlich der Ladungsmenge des Toners auftreten.

Für die Farbpartikel kann bekanntes Material wie Kunst­ stoff verwendet werden.

Beispiele für solches Material sind Polystyren, Polystyren- Butadien-Copolymer, Styren-Acryl-Copolymer und ähnliche Styren-Copolymere, Polyethylen, Polyethylen-Vinylacetat- Copolymer , Polyethylen-Vinylalkohol-Copolymer und ähn­ liche Ethylen-Copolymere, Phenol-Kunststoff, Polyamid-Kunst­ stoff, Polyester-Kunststoff, Maleinsäure-Kunststoff, Poly­ methacrylat, Polyacrylsäure, Polyvinylbutyral, sogenannte Petroleum-Kunststoffe, wie beispielsweise aliphatische oder alizyklische Kohlenwasserkunststoffe oder aromatische Kohlenwasserstoffe usw., chlorierte Paraffine, Polyethylene mit niedrigem Molekulargewicht, Polypropylene mit niedrigem Molekulargewicht, Wachs usw. und Mischungen solcher Materia­ lien.

In den Farbpartikeln verwendete Farbstoffe können be­ kannte Farbstoffe sein wie beispielsweise Ruß, echtes Gelb G, Benzidin-Gelb, Pigment-Gelb, INDO-Echt, Orange, Irgadin- Rot, Karmin-FB, permanentes Bordeaux FRR, Pigment-Rot R, Lithol-Rot 2G, Färbe-Rot C, Rhodamin-FB, Rhodamin-B-Beize, Phthalocyanin-Blau, Pigment-Blau, Briliant-Grün B, Phthalo­ cyanin-Grün oder Chinalcridon.

Bekanntes Material, das wirksam weiß oder farblos ist, wird für die Zusatzpartikel verwendet.

Zum Beispiel ist verwendbar Aluminiumoxid, Titanoxid, Siliziumoxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Bariumtitanat, Calcium­ titanat, Calciumoxid, Zinnoxid, Indiumoxid, anorganische Oxide, die oberflächenbehandelt sind mit Silikonöl oder einem Kopplungsmittel, wie beispielsweise einem Silan- Kopplungsmittel oder Titan-Kopplungsmittel usw., Polystyren, Polystyren-Butadien-Copolymer, Styren-Acryl-Copolymer oder ähnliche Styren-Copolymere, Polyethylen, Ethylen-Copoly­ mer, Polymethyl-Methacrylat oder ähnliche aliphatische oder alizyklische Copolymere, feinpudriger Silikon-Kunst­ stoff oder Teflon usw. oder feines Pulver von Kunststoff, das mit einem Kopplungsmittel oder Silikonöl oberflächen­ behandelt ist usw.

Toner, der bei dieser Ausführungsform verwendet wird, hat die in Fig. 6 gezeigte Form. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, haften negativ geladene Zusatzpartikel A 2 an der Peripherie von positiv geladenen Farbpartikeln A 1 an und bilden eine Art von Kern. Farbpartikel A 1 und Zusatzpartikel A 2 dienen zur Aufrechterhaltung oder Stärkung des Wertes der gegen­ seitigen Aufladung.

Bei einer weiteren Ausführungsform verwendeter Toner hat die in Fig. 7 gezeigte Form. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, sind Zusatzpartikel A 3 Farbpartikeln A 1 und Zusatzpartikeln A 2 hinzugefügt. In diesem Falle dienen die zweiten Zusatz­ partikel A 3 zur Verbesserung der Fließfähigkeit und des Agglomerationswiderstandes des Toners, und sie sind ge­ bildet durch kolloidales Silika oder ähnliche feine kolloidale Partikel, die hydrophob gemacht worden sind und die gleiche Polarität haben wie der Toner. Die zweiten Zusatzpartikel A 3 können in einer Menge zugeführt werden, daß sie keinen nachteiligen Effekt auf die Tonerladung haben. Der Par­ tikeldurchmesser der zweiten Zusatzpartikel A 3 ist kleiner als der der Zusatzpartikel A 2. Als Ergebnis wird eine große Anziehungskraft (Van der Waal′sche Anziehung, elektrostatische Kraft usw.) zwischen Farbpartikeln A 1 und zweiten Zusatz­ partikeln A 3 und zwischen Zusatzpartikeln A 2 und zweiten Zusatzpartikeln A 3 erzeugt. Die meisten der zweiten Zusatz­ partikel A 3 werden von den Farbpartikeln A 1 angezogen, wäh­ rend der Rest der zweiten Zusatzpartikel A 3 von den Zusatz­ partikeln A 2 angezogen werden. Die zweiten Zusatzpartikel A 3 können die gleiche Farbe wie die Farbpartikel A 1 haben, so daß sie keine nachteilige Wirkung auf das entwickelte Farbbild haben. Falls gewünscht, können sie angezogen und schwer trennbar gemacht sein durch Wärmebehandlung, um eine Fusion zu bewirken. Die feinen kolloidalen Partikel haben hier vorzugsweise eine Größe von 0,5 µm oder weniger, um ihre Stabilität als kolloidale Partikel zu verbessern.

Da die Entwicklungswalze 48 mit einerWechselspannung beaufschlagt ist, während sie sich in einer Position gegen­ über der fotoempfindlichen Trommel 12 befindet, führt der Entwickler wiederholt eine hin- und hergehende Bewegung aus, in der er sich von der Entwicklungswalze 48 wegbewegt und wieder auf sie zu, und während dieses Vorganges kommt der Entwickler an dem auf der fotoempfindlichen Trommel 12 gebildeten elektrostatischen, latenten Bild zur Anhaftung. Die Tonerwirkung bei diesem Vorgang soll anhand der Fig. 8 erläutert werden, die eine Entwicklung zeigt.

Den Toner bildende Partikel A 1 und Zusatzpartikel A 2 werden einer Vibrationskraft unter der Wirkung eines Wech­ selfeldes ausgesetzt, und da sie verschiedener Polarität sind, werden sie getrennt, und Farbpartikel A 1 wandern auf Bildteile A über und haften dort an, während Zusatzpartikel A 2 auf Nichtbildteile B über gehen und dort anhaften. Da die Dinge so getroffen sind, daß die Ladung der verschie­ denen Partikel A 1 und A 2 in Kombination eine Ladung einer vorbestimmten Polarität (positiv bei diesem Ausführungsbei­ spiel) ist, wird die Menge von Toner, die an den Nichtbild­ teilen B anhaften, auf einem Minimum gehalten, selbst dann, wenn Farbpartikel A 1 und Zusatzpartikel A 2 sich nicht tren­ nen. Auf diese Weise ist die Erzeugung eines guten Bildes sogar in diesem Falle sichergestellt.

Wenn der Toner als Beimischung zweite Zusatzpartikel A 3 zu den Farbpartikeln A 1 und Zusatzpartikeln A 2 enthält, wie das in Fig. 7 gezeigt ist, so bleiben die zweiten Zusatz­ partikel A 3 an den Farbpartikeln A 1 haften und führen im wesentlichen die gleiche Wirkung aus wie Farbpartikel A 1.

Da Farbpartikel A 1 und Zusatzpartikel A 2 Ladungen von zueinander entgegengesetzter Polarität tragen, besteht eine selektive elektrostatische Anziehung von nur Farbpartikeln A 1 zu den Bildteilen des elektrostatischen, latenten Bildes und eine positive Wirkung, wobei nur Zusatzpartikel A 2 an Nichtbildteilen anhaften.

Das durch die erste Entwicklungseinheit 18 erzeugte entwickelte Bild wird durch zweiten Auflader 20 auf eine positive Polarität aufgeladen, und nachdem das erfolgt ist, werden an Nichtbildteile anhaftende Zusatzpartikel eben­ falls auf eine positive Polarität aufgeladen. Als Folge davon werden nach Übertragung des entwickelten Bildes auf das Blatt 27 durch Übertragungseinheit 28 Zusatzpartikel A 2 zusammen mit Farbpartikeln A 1 auf das Blatt übertragen, da dieses Blatt negativ aufgeladen ist. Die Zusatzpartikel haben jedoch die gleiche Farbe wie die Farbe des Blattes, auf dem das Bild entwickelt worden ist, hergestellt durch Übertragung des entwickelten Bildes von der fotoempfind­ lichen Trommel 12, oder die Zusatzpartikel sind farblos und transparent, so daß sie sogar dann, wenn sie auf das Blatt übertragen sind, nicht als Hintergrundnebel in Er­ scheinung treten, d.h. daß man sie gar nicht bemerkt.

Die Farbpartikel und Zusatzpartikel mögen sich nicht immer im Augenblick der Entwicklung trennen, aber selbst dann, wenn die Zusatzpartikel an den Farbpartikeln haften bleiben und an der Entwicklung teilnehmen, so verursacht das keine Unklarheit des Bildes, da die Zusatzpartikel weiß sind, genauso wie die Farbe des Blattes, oder farblos und transparent.

BEISPIEL 1

93 Gew.Teile von Styren-n-Butyl-Methacrylat-Copolymer (Glasübergangspunkt Tg : 66°C, mittleres Molekulargewicht 99000, Erweichungspunkt 123°C) als ein Farbpartikel- Kunststoffmaterial und 4 Gew.Teile von Ruß (Handelsname MA-100, hergestellt von der Firma Mitsubishi Kasei) als färbendes Mittel mit Wachs (Handelsname: 660P, hergestellt von der Firma Sanyo Kasei) wurden während einer Stunde in einem Druckkneter geknetet. Die Mischung wurde gekühlt und grob in einer Hammermühle und dann fein in einer Strahl­ mühle gemahlen. Das sich ergebende Pulver wurde durch einen Luftklassifikationsvorgang klassifiziert, um eine Gruppe von Farbpartikeln zu bilden. Der mittlere Partikeldurchmesser von 50 Gew.% in der Gruppe von Farbpartikeln betrug 12,8 µm, und die Menge von durch Reibung erzeugter Ladung, gemessen nach dem Wegwerfverfahren, war minus 28,5 µc/g.

Die verwendeten Zusatzpartikel wurden durch oberflächen­ behandeltes Silika gebildet (mittlerer Partikeldurchmesser von 50 Gew.% war 12 milli µm, die Ladungsmenge betrug 310 µc/g).

Ein Einkomponenten-Entwickler wurde durch Mischen von 100 Gew.Teilen der oben genannten Gruppe von Farbpartikeln und 1 Gew.Teil von Zusatzpartikeln während ungefähr einer Stunde in einem V-Mischer hergestellt.

Dieser Entwickler wurde in eine Entwicklungseinheit von der gleichen Art wie die Entwicklungseinheit 18 in Fig. 4 gegeben. Diese Entwicklungseinheit wurde auf einer Kopier­ maschine montiert (Handelsname: 3110, hergestellt von der Firma Toshiba KK), und ein Doppelbild eines Originaldoku­ mentes wurde auf einem Blatt hergestellt.

Das Ergebnis war ein klares Bild, das eine Bilddichte von 1,35 hatte und frei von Hintergrundnebel war. Wurden Bilder nach dem gleichen Verfahren in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit (Temperatur 30°C, Feuchtigkeit 85%) hergestellt, so wurde keine Hintergrund­ vernebelung oder eine Erniedrigung der Bilddichte beobachtet, vielmehr wurden klare Bilder mit einer guten Übertragungs­ wirkung erzeugt. Ein Bilddichtewert von ungefähr 1,3 war ungefähr der gleiche wie die Dichte des Originaldokuments, die Bilder waren schwächer als das Originaldokument bei niedrigen Werten als dieses und dichter bei höheren Werten.

Wurden die Bilder durch eine Fixiereinheit mit einer heißen Walze fixiert, so waren sowohl die Fixierung als auch der Versatz im Bereich von 170-220°C gut, und es wurden sogar Bilder der gleichen Qualität nach 10 000 Kopien erzielt.

Wurden doppelte Bilder auf die gleiche Weise wie beim Beispiel 1 erzeugt, indem nur die nach Beispiel 1 erzeugten Farbpartikel verwendet wurden, d.h. daß keine Zusatzpar­ tikel verwendet wurden, so war die Bilddichte 1,1, und eine Hintergrundvernebelung trat an vielen Stellen auf.

BEISPIEL 2

Farbpartikel (der mittlere Partikeldurchmesser 50% war 13,1 µm, die Menge der Ladung betrug 32,8 µc/g) wurden durch ein Verfahren erzeugt, bei dem Styren-n-Butylacrylat-2 Ethylaminoethyl-Methacrylat-Copolymer (der Glasübergangs­ punkt Tg war 67°C, das mittlere Molekulargewicht betrug 280 000, der Erweichungspunkt war 135°C) für das Kunststoff­ material der Farbpartikel verwendet, jedoch war das Verfahren im übrigen das gleiche wie bei Beispiel 1. Die verwendeten Zusatzpartikel wurden hergestellt durch Verwendung von Polymethacrylat (der mittlere Partikeldurchmesser war 0,4 µm, die Ladungsmenge war minus 500 µc/g). Dann wurde ein Ein­ komponentenentwickler hergestellt in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1. Dieser Entwickler wurde dazu verwendet, Bilder in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 herzustellen.

Die Ergebnisse waren die gleichen wie bei Beispiel 1, es wurden klare Bilder erzielt, die eine gute Dichte hatten und frei von Hintergrundsnebel waren.

Die Ausführungsform ist zwar unter Verwendung von Entwicklern mit zwei Farben beschrieben worden, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, vielmehr können die gleichen Vorteile bei elektrostatischen Vielfarben-Aufzeich­ nungseinrichtungen erzielt werden, bei denen eine Entwick­ lung mit drei oder mehr Farben bewirkt wird.

Claims (9)

1. Bilderzeugungseinrichtung, mit Mitteln zur Bildung eines ersten, elektrostatischen, latenten, zwei unterschiedliche Teile aufweisenden Bildes auf einem Bildträger, mit Mitteln zur Entwicklung des ersten, elektrostatischen, latenten Bildes zu einem ersten sichtbaren Bild auf dem Bildträger, mit Mitteln zur Aufladung des Bildträgers mit dem ersten sichtbaren Bild darauf, mit Mitteln zur Bildung eines zwei­ ten elektrostatischen, latenten Bildes auf dem Bildträger, mit Mitteln zur Entwicklung des zweiten elektrostatischen, latenten Bildes zu einem zweiten sichtbaren Bild auf dem Bildträger, und mit Mitteln zur Übertragung des ersten und des zweiten sichtbaren Bildes von dem Bildträger auf ein Bildtragmedium, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Entwicklungsmittel (18) aufweisen:
einen Entwickler (T), der Farbpartikel (A 1) und Zusatz­ partikel (A 2) aufweist, wobei die Zusatzpartikel (A 2) eine Farbe im wesentlichen gleich der des Bildtragmediums (27) aufweisen oder im wesentlichen farblos und transparent sind, und
eine Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zur Übertragung der Farbpartikel (A 1) auf eines der beiden verschiedenen Teile des ersten elektrostatischen, latenten Bildes und der Zusatzpartikel (A 2) auf den anderen der bei­ denen verschiedenen Teile des ersten elektrostatischen, latenten Bildes.

2. Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Farb­ partikel (A 1) eine vorbestimmte Polarität haben und daß die Zusatzpartikel (A 2) eine entgegengesetzte Polarität zu der vorbestimmten Polarität der Farbpartikel (A 1) haben, um die Zusatzpartikel (A 2) von den Farbpartikeln (A 1) unter der Wirkung der Einrichtung (58) zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes zu trennen.

3. Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Entwickler (T) eine Gesamtpolarität hat, die gleich der vorbestimmten Polarität der Farbpartikel (A 1) ist.

4. Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Entwick­ ler zweite Zusatzpartikel (A 3) zur Verbesserung der Fließ­ fähigkeit des Entwicklers (T) aufweist.

5. Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der zweiten Zusatzpartikel (A 3) kleiner als der mittlere Durchmesser der ersten Zusatzpartikel ist.

6. Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweiten Zusatzpartikel (A 3) eine Farbe im wesentlichen gleich der des Bildtragmediums (27) haben oder im wesentlichen farblos und transparent sind.

7. Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Menge der Zusatzpartikel (A 2) in dem Entwickler ungefähr 0,05-10 Gew.% in bezug zu den Farbpartikeln (A 1) beträgt.

8. Bilderzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der mittlere Partikeldurchmesser der Zusatzpartikel (A 2) ein Fünftel oder weniger des mittleren Durchmessers der Farbpartikel (A 1) ist.

9. Entwickler für eine Bildverarbeitungseinrichtung, die ein sichtbares Bild auf einem Bildtragblatt erzeugt, da­ durch gekennzeichnet, daß der Entwickler im wesentlichen besteht aus einer Menge von Farbpartikeln (A 1) und einer Menge von Zusatzpartikeln (A 2), die im wesent­ lichen die gleiche Farbe haben wie das Bildtragblatt (27) oder im wesentlichen farblos und transparent sind.