DK174273B1 - Elektrostatisk tokomponent-billedfremkaldersammensætning og fremgangsmåde til at fremkalde elektrostatisk latente billeder - Google Patents

Description

DK 174273 B1

Den foreliggende opfindelse angår en elektrostatisk tokomponent-billedfremkaldersam-mensætning samt en fremgangsmåde til at fremkalde et elektrostatisk latent billede under anvendelse af en fremkalderenhed omfattende en magnet, en fremkaldennuffe monteret til relativ drejning på magneten, og en lysleder anbragt i nærheden en muffen til tilpasset 5 til derpå at bære et latent billede.

Til fremkaldelse af elektrostatisk latente billeder kendes monokomponentfiremkaldere, der benytter magnetisk toningsmiddel. Triboelektriske magnetiske toningsmidler omfattende et magnetisk toningsmiddel og et ladningsregulerende middel kendes også, jf. de japanske patentansøgninger nr. 48754/1980, 45555/1982, 45556/1982 og 45557/1982.

10 Disse monokomponenttoningsmidler har på grund af statiske ladninger en tendens til agglomerering der fremkalder fejl i billederne, såsom hvide striber.

Fremgangsmåder til at forhindre en sådan agglomeration af toningsmiddel er beskrevet i de japanske patentansøgninger nr. 121054/1984, 182464/1984, 210450/1984, 210466/1984,216149/1984,42163/1987,275280/1987 og 294259/1987. Disse fremkal-15 dersammensætninger tilberedes ved at tilsætte en bærer til et triboelektrisk, magnetisk toningsmiddel, hvortil der internt er tilsat et ladningsregulerende middel, f.eks. et chromkompleks af et monoazofarvestof, såsom Bontron S-34 (fremstillet af Orient Chemical K.K.) og et Nigrosin farvestof, såsom Bontron N-01 (fremstillet af Orient Chemical K.K.).

20 I JP-A-59-216149 skal f.eks. det som negativt ladningsregulerende middel virkende farvestof, såsom Bondron-E-81, anvendes i en mængde på 2 vægt%.

Japansk patentansøgning nr. 162563/1984 beskriver et eksempel, ifølge hvilket en fremkaldersammensætning tilberedes ved at tilsætte en bærer til et triboelektrisk, magnetisk toningsmiddel med internt dertil tilsat ladningsregulerende middel i form af Aizen 25 Spilon Black TRH (fremstillet af Hodogaya Chemical K.K.), der er et monoazofar-vestofchromkompleks. Tilsætning af bæreren er effektiv til at eliminere hvide striber.

2 DK 174273 B1

Et almindeligt benyttet fremkaldersystem af den magnetiske børstetype omfatter en magnet og en fremkaldermuffe, der er monteret drejeligt på denne. Fremkaldning udføres ved at foranledige relativ drejning af magneten og muffen, hvorved muffens drejning derpå danner et lag af toningsmiddel. Der er en tilbøjelighed til, at toningsmidlet 5 klæber fast til muffen, hvilket betegnes som muffeadhæsion. En sådan toningsmiddeladhæsion forekommer på muffen på en bølgeformet måde, hvilket hyppigt resulterer i et trykbillede med et uønsket bølgeformet mønster.

Fra JP-A-63-202758 kendes en tør magnetisk fremkalder, hvor der ved tilsætning af et fmt magnetisk pulver til en magnetisk toner med specifik størrelse indeholdende et 10 magnetisk materiale skal kunne opnås en reduktion af billedforstyrrelser og kan dannes et billede med høj kvalitet. Der bør anvendes 2,5 vægt% ladningsregulerende middel.

GB-A-2.074.745 beskriver en fremkalder til fremkaldelse af latente elektrostatiske billeder, hvor der skal anvendes ladningsregulerende midler. Endvidere er den interne tilsætning af et ladningsregulerende middel kombineret med ekstern tilsætning af magne-15 tiske partikler.

Det er følgelig den foreliggende opfindelses formål at anvise en forbedret elektrostatisk latent billedfremkaldersammensætning, der er fri for agglomeration af toningsmiddel, dannelse af hvide striber, og muffeadhæsion.

Det er et andet formål for den foreliggende opfindelse at anvise en fremkalderfremgangs-20 måde, der benytter den elektrostatisk latente biDedfremkaldende sammensætning.

Ifølge en første udførelsesform for den foreliggende opfindelse anvises en elektrostatisk tokomponent-billedfremkaldersammensætning, der er ejendommelig ved, at den omfatter: (A) en toningsmiddelkomponent omfattende magnetiske toningsmiddelpartikler, som har en gennemsnitlig partikeldiameter på fra 5 til 25 μιη, og som hver indeholder magne-25 tisk pulver og en harpiks, hvilken toningsmiddelkomponent er fri for ladningsreguleren- DK 174273 B1 3 de middel, og magnetiske partikler, som er til stede i en mængde på fra 0,1 til 10 vægt% af de magnetiske toningsmiddelpartikler, og som har en gennemsnitlig partikeldiameter på fra 0,01 til 10 μπι, i blanding med de magnetiske toningsmiddelpartikler, og (B) bærerpartikler med en gennemsnitlig partikeldiameter på fra 10 til 45 μΐη.

5 Ifølge en anden udførelsesform for den foreliggende opfindelse anvises en fremgangsmåde til at fremkalde et elektrostatisk latent billede under anvendelse af en fremkalderenhed, der omfatter en magnet, en fremkaldermuffe monteret for relativ drejning på magneten og en lysleder (photoconductor) anbragt nær ved muffen og udformet til på sig at bære et latent billede. Fremgamgsmåden omfatter følgende trin: Fylde ffremkalderen-10 heden med en elektrostatisk latent billedfremkaldende sammensætning som defineret ovenfor, og foranledige relativ drejning af magneten og fremkaldermuffen, hvorved det latente billede på lyslederen fremkaldes med fremkaldersammensætningen. Da kun toningsmiddel forbruges med fremkaldningens fremadskriden, efterfyldes toningsmiddelkomponenten med mellemrum under den elektrostatografiske proces.

15 Ovenstående og andre formål, karakteristika og fordele ved den foreliggende opfindelse forstås bedre på grundlag af den efterfølgende beskrivelse under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 (eneste figur) er en skematisk illustration af en fremkalderenhed.

Den elektrostatisk latente billedfremkaldende sammensætning ifølge opfindelsen omfatter 20 (A) en toningsmiddelkomponent og (B) en bærer som defineret ovenfor.

Bærer Bæreren (B) benyttet i den fremkaldende sammensætning ifølge opfindelsen er en partikelformet bærer med en gennemsnitlig partikeldiameter på fra 10 til 45 μπι, fortrinsvis 10 til 35 μιη, idet især 15 til 30 μπι foretrækkes. Hvis den gennemsnitlige partikeldiame- 4 DK 174273 B1 ter for bæreren overskrider 45 μπι, ville billedopløsningsgrader være mindre og tonings-midlet ville nemt spredes og medføre betragtelig tilsmudsning af fremkalderenheden.

Hvis den gennemsnitlige diameter for bærerens partikler er mindre end 10 μπι, ville mere bærer blive trukket ud.

5 Den her benyttede gennemsnitlige partikeldiameter er en 50% partikeldiameter bestemt ved beregning af volumenmæssig gennemsnitlig partikeldiameter ud fra målinger ved mikrosporfremgangsmåden. Den beregnes ud fra data opnået ved at dispergere en partikelformet prøve i vand ved hjælp af et dispergeringsmiddel og gennemføre måling på en rumfangsbasis under anvendelse af en mikro-track-type STD 7991-0 (Leeds & North-10 rup CO.).

Bærerens identitet er ikke kritisk for opfindelsen. Bæreren kan være formet af forskellige bløde magnetiske materialer, såsom jern, magnetit og forskellige ferritter. De heri benyttede ferritter kan være af forskellige velkendte sammensætninger omfattende Mg-Cu-Zn-ferrit, Ni-Zn-ferrit og Cu-Zn-ferrit.

15 Bæreren kan have en belægning af akrylharpiks. Siliconeharpiks og fluoridharpiks, såfremt dette ønskes. Bæreren kan indeholde et bindemiddel såsom en polyesterharpiks og styren-akrylharpiks ligesom det toningsmiddel, der beskrives nedenfor.

Bæreren kan have en koercitiv kraft Hc på op til 50 Ørsted (Oe) ved magnetisering ved 5000 Oe, fortrinsvis op til 20 Oe ved 5000 Oe. Bærere med en koercitivkraft på mere 20 end 50 Oe ville undertiden være utilfredsstillende til at bære toningsraidlet.

Bæreren kan have en maksimal magnetisering om på 25 til 220 emu/g, fortrinsvis 30 til 210 emu/g ved magnetisering ved 5000 Oe. Især har ferritbærere fortrinsvis en maksimal magnetisering om på 30 til 100 emu/g. Med en maksimal magnetisering om på mindre end 25 emu/g vil bærerudtrækning hyppigt forekomme. Hvis den maksimale 25 magnetisering om for bæreren er mere end 220 emu/g, ville den resulterende magnetiske 5 DK 174273 B1 børste danne et hårdt hoved, der fremkalder ridser på lyslederen. Det må bemærkes, at disse magnetiske egenskaber kan måles ved hjælp af et vibrationsmagnetometer.

Bæreren kan fortrinsvis have en elektrisk modstand på mindst 1 x 105Ω, idet lxlO6 til 2xl012 Ω ved påtrykning af 100 volt især foretrækkes. Med en modstand mindre end 5 1 xlO5 Ω ville der fremkomme flere børstestriber. En ekstremt stor modstand er uønske lig, fordi den ønskede densitet ikke er nemt tilrådelighed. Den elektriske modstand måles ved at anbringe 0,2 g af bæreren mellem parallelle metalplader anbragt med en indbyrdes afstand på 7 mm og er indskudt mellem modstående magneter. En ultra-isolerings-modstandsmålermodel SM-10E eller SM-5 (fremstillet af Toa Denpa K.K.) tilsluttes til 10 pladerne og spændingen påtrykket gennem bæreren forøges gradvist fra 10 V til 1000 V. Aflæsningen anses for at være en elektrisk modstand.

Bæreren kan fortrinsvis have en massefylde på fra 2,1 til 3,3 g/cm3, fortrinsvis fra 2,1 til 2,8 g/cm3, som målt ifølge JIS Z2504.

Bæreren kan tilberedes på forskellige måder. F.eks. indføres et blødt magnetisk materia-15 le i en blander, omrøres til slamtilstand og findeles så i en attritør (findeling ved friktion). Materialet granuleres og tørres ved hjælp af en sprøjtetørrer og klassificeres i en sigte for at opnå en fraktion med en given partikelstørrelse. Materialet sintres i en elektrisk ovn og knuses så i en knuser og sønderdeles ved vibration. Derpå klassificeres materialet ved hjælp af en sigte og et luftklassificeringsorgan for således at opnå en 20 fraktion med en ønsket partikelstørrelse. Om ønsket kan de resulterende partikler yderligere belægges ved hjælp af en belægningsmaskine, varmebehandles og igen klassificeres for at opnå en belagt bærer. Enhver anden velkendt fremgangsmåde kan benyttes til at tilberede den partikelformede bærer.

Toningsmiddel 6 DK 174273 B1

De magnetiske toningsmiddelpartikler, der benyttes her, kan fortrinsvis have en gennemsnitlig partikeldiameter på fra 5 til 25 μπι, fortrinsvis fra 6 til 25 μπι, idet især fra 8 til 20 μηι foretrækkes. Hvis toningsmiddelpartikleme har en gennemsnitlig partikeldiameter 5 på mindre end 5 μηι ville fremkaldersammensætningen blive mindre frit strømmende og have en tendens til kagedannelse eller til at klæbe på muffen. Hvis toningsmiddelpartikleme har en gennemsnitlig partikelstørrelse på mere end 25 μιη, ville opløsning og fiksering forringes. Den gennemsnitlige partikeldiameter for toningsmiddelpartikleme er en 50% gennemsnitlig partikeldiameter opnået ved beregning af rumfangpartikeldia-10 meteren ud fra målinger ved hjælp af Coulter-tællefremgangsmåden. Coulter-tællefrem-gangsmåden gennemfører målingen på en rumfangsbasis under anvendelse af en Coulter counter Model TA-Π med en åbningsdiameter på 100 μιη (fremstillet af Coulter Electronics) og Isoton Π (fremstillet af Coulter Electronics) som den elektrolytiske opløsning.

Med hensyn til partikeldiameterfordelingen foretrækkes det, at andelen af større partikler 15 med en diameter på mindst 2 d er op til ca. 5%, og at andelen af mindre partikler med en diameter op til d/2 er op til 5 % under forudsætning af, at d er den gennemsnitlige partikeldiameter.

De magnetiske toningsmiddelpartikler indeholder hver magnetisk pulver og harpiks.

Det magnetiske pulver kan vælges ud fra almindelig benyttede velkendte magnetiske 20 materialer omfattende metaller, såsom jern, mangan, kobolt, nikkel, og chrom og deres legeringer, metaloxider, såsom chromoxid, jemsesquioxid og trijemtetra- oxid, og ferritter repræsenteret ved den almindelige formel: M0.Fe203, hvor M er mindst et metal, der er valgt fra den gruppe, der består af mono- og divalente metaller såsom Fe, Mn,

Co, Ni, Mg, Zn, Cd, Ba og Li.

25 Det magnetiske pulver har fortrinsvis en gennemsnitlig partikeldiameter på fra 0,01 til 10 μπι, fortrinsvis fra 0,05 til 3 μηι.

7 DK 174273 B1

Ved udøvelse af opfindelsen indeholder det partikelformede toningsmiddel fortrinsvis to eller flere typer på magnetiske pulvere. De to eller flere typer af magnetisk pulver er for- trinsvis de, der har forskellige koercitivkraft Hc. F.eks. foretrækkes en blanding af et første magnetisk pulver med en nedre koercitivkraft Hc på 60 til 150 Oe og et andet 5 magnetisk pulver med en større koercitvkraft Hc på 130 til 300 Oe ved 5000 Oe. I en sådan blanding blandes det første og det andet magnetiske pulver fortrinsvis i et vægtforhold fra 1:4 til 4:1, fortrinsvis fra 1:2 til 2:1. Blandingen har fortrinsvis en koercitivkraft Hc på fra 80 til 220 Oe ved 5000 Oe. Det foretrækkes, at den gennemsnitlige koercitivkraft for det første magnetiske pulver (med større koercitivkraft) er 100-170 Oe 10 større end for det andet magnetiske pulver (med lavere koercitivkraft).

De to eller flere magnetiske pulvere, der benyttes i blanding, kan fortrinsvis have en maksimal magnetisering om på 50 til 100 emu/g ved magnetisering ved 5000 Oe.

Som et resultat af blandingen af magnetiske pulvere med forskellige egenskaber har det partikelformede magnetiske toningsmiddel magnetiske egenskaber, der beskrives nær-15 mere nedenfor og den fordel, at et elektrostatisk latent billede reproduceres virkelighedstro med maksimal opløsningsgrad på grund af en reguleret spredning af toningsmiddel i forhold til hvid baggrund omkring trykte områder. Skønt årsagen til at en blanding på to eller flere magnetiske pulvere er effektiv til at regulere toningsmiddelspredningen ikke forstås, kan man ikke opnå en sådan fordel med et enkelt magnetisk pulver, der har en 20 koercitivkraft svarende til koercitivkraften for den magnetiske pulverblanding. Ved anvendelse af en blanding med to eller flere magnetiske pulvere er fysisk toningsmiddel spredning reguleret således, at fremkalderenheden tilsmudses i minimal grad.

Hvert af de to eller flere magnetiske pulvere benyttet i blandingen har fortrinsvis en gennemsnitlig partikeldiameter på fra 0,01 til 10 μτη, idet man især foretrækker fra 0,05 25 til 3 μτη.

8 DK 174273 B1

Den anden komponent af toningsmiddelpartiklerne er en harpiks, der fortrinsvis vælges blandt styrencopylermerharpkseme.

Styrencopolymerharpikseme er de, der fås ved copolymerisering af en styrenholdig monomer og en copolymeriserbar vinylmonomer. Eksempler på copolymeriserbare mono-5 merer omfatter styren og dets derivater; acryl- og methacrylestere, såsom methylacrylat, ethylacrylat, isopropylacrylat, n-butylacrylat, α-ethylhexylacrylat, a-hydrooxyethylacry-lat, hydroxypropylacrylat, methylmethacrylat, ethylmethacrylat, isopropylmethacrylat, n-butylmethacrylat, isobutylmethacrylat, n-hexylmethacrylat, laurylmethacrylat,a-hy~ droxyethylmethacrylat, og hydroxypropylmethacrylat; amider såsom acrylamid, diaceto-10 neacrylamid og N-methylolacrylamid; og vinylestere, ethyleniske olefiner, og ethyleni-ske umættede carboxylsyrer.

Polyesterharpikser er også egnede. Polyesterharpikser er de der fås ved polykonden-sering af en polybasisk syrekomponent og en polyhydridvalent alkoholkomponent. Eksempler på en polybasisk syre omfatter alifatiske, aromatiske og cykloalifatiske poly-15 carboxylsyrer såsom oxalsyre, malonsyre, succinsyre, glutarsyre, adipinsyre, pimelin-syre, suberinsyre, azelainsyre, sebacinsyre, maleinsyre, fiimarsyre, phthalsyre, isoph-thal- syre, terephlhalsyre, 1,4-cyklohexandicarboxylsyre, og 1,3- cyklohexandicarboxyl-syre, og disses anhydrider.

Eksempler på den polyvalente alkohol omfatter alifatiske, aromatiske og cykloalifatiske 20 polyalkoholer, såsom ethylenglycol, propylenglycol, trimethylenglycol, l ,4-butandiol, 1,5-pentandiol, 1,6-hexandiol, 1,7 heptandiol, 1,8-oktandiol, 1,9-nonandiol, 1,10-dekan-diol, pinakol, hydrobenzoin, benzpinakol, cyklopentan-l,2-diol, cyklohexan-l,2-diol, og cyklohexan-1,4- diol.

Andre egnede harpikser omfatter epoxyharpikser, silikoneharpikser, fluoridharpikser, 25 polyamidharpikser, acryiharpikser, polyurethanharpikser, polyetherharpikser, polyvinyl-alkoholharpikser, polyethylen, ethylen-vinylacetatcopolymerer og polypropylen.

9 DK 174273 B1

Harpikserne kan benyttes alene eller i blandinger af to eller flere, hvis dette ønskes.

Disse harpikser kan tilberedes ved hjælp af enhver velkendt polymeriseringsfremgangs-måde, såsom opløsningspolymerisering, suspensionspolymerisering, emulsionspolymeri-sering, massepolymerisering, varmepolymerisering, grænsefladepolymerisering, højt-5 rykspolymerisering, og lavtrykspolymerisering og enhver hensigtsmæssig kombination af disse.

Når de magnetiske toningsmiddelpartikler er sammensat af en blanding af harpiksen og det magnetiske pulver, indeholder hver toningsmiddelpartikel 10 dl 70 vægt%, fortrinsvis 20 til 60 vægt% magnetisk pulver. Det forstås, at i hver partikel de magnetiske 10 partikler dispergeret og bundet til et bindende harpiks i partikelform. Hvis indholdet af magnetisk pulver i tonmgsmiddelpartikleme er mindre end 10 vægt%, ville toningsmid-let være utilstrækkelig til at transportere magneternes magnetiske kræfter i fremkalderen-heden, hvilket resulterer i forværret uklarhed (tåge) og toningsmiddelspredning. Med et indhold af magnetisk pulver på mere end 70 vægt% viser toningsmidlet dårlig fiksering.

15 De magnetiske toningsmiddelpartikler kan endvidere indeholde forskellige indre tilsætningsstoffer.

Et typisk indre tilsætningsstof er en gruppe voksarter. Voksen tilsættes med det formål at forhindre den såkaldte offsetfremkaldelse, som den forekommer ved fiksering med en fikseringsvalse. Voksen kan vælges blandt polyethylen og polypropylen med lav mole-20 kylvægt, metalsalte af fede syrer, og silikonefluida. Illustrative eksempler er polyethyle-ner såsom Hiwax 100P og Hiwax 110P (markedsført fra Mitsui Petro-Chemical K.K.), polypropylener såsom Biscol 550P og Biscol 330P (markedsføres af Sanyo Chemicals K-K.) metalsalte af fede syrer, såsom Zinc Stearat 601 og Zinc-Stearat CP (markedsføres af Nitto Chemicals K.K.) og silikonefluida såsom Silicone Oil KF96 og Silicone 25 Oil KF69H (markedsføres af Shin-Etsu Silicone K.K.).

En fluoridharpiks er et andet nyttigt udløsningsmiddel med en tilsvarende funktion.

10 DK 174273 B1

Det indre tilsætningsstof med en udløsningsfunktion kan fortrinsvis tilsættes i mængder på 0,1 til 10 dele, fortrinsvis 1 til 5 dele pr. vægt pr. 100 vægtdele toningsmiddelpartikler.

Andre interne tilsætningsstoffer er tone- og modstandsregulerende midler, f.eks. uorga-5 niske og organiske pigmenter såsom Carbon Black MA-100 (markedsføres af Mitsubishi Chemicals K.K.), Ketzchen Black EC-600JD (markedsføres af Lion Akzo K.K.), 671 Milori Blue (markedsføres af Dainichi Seika K.K.), og ledende titanoxid (markedsføres af Titan Indusry K.K.). Disse tilsætningsstoffer kan fortrinsvis tilsættes i mængder på 0,1 til 10 dele, fortrinsvis 0,1 til 5 vægtdele pr. 100 vægtdele af toningsmidlet.

10 Strøm og modstandsmodificerende midler, der beskrives nedenfor som ydre eller eksterne tilsætningsstoffer kan også benyttes som indre tilsætningsstoffer.

Som beskrevet ovenfor indeholder hver toningsmiddelpartikel det magnetiske pulver og harpiksen og om ønsket indre tilsætningsstoffer såsom voksarter og pigmenter. Tonings-middelpartikleme kan indeholder ladningsregulerende midler, hvis dette ønskes. Det 15 anbefales imidlertid, at ladningsregulerende midler i form af metalkomplekser, især chromkomplckscr af azofarvestoffer, især monoazofarvestoffer og Nigrosinfarvestoffer udelukkes. Dette skyldes, at der hyppigt forekommer fysisk toningsmiddelspredning, uklar baggrund (tåge), reduktion af densiteten og toningsmiddelforbrug, hvis en fremkalder indeholdende et toningsmiddel har metalkomplekser af azofarvestoffer og Nigrosin-20 farvestoffer tilsat internt til disse blandt andre ladningsregulerende midler og en bærer benyttes i en toningsmiddelrig tilstand med en forøget udgangsbelastning af toningsmiddelkomponent.

De metalkomplekser af monoazofarvestoffer, der fortrinsvis skal udelukkes fra toningsmidlet ifølge opfindelsen har f.eks. følgende strukturelle formel: 25 11 DK 174273 B1

Rj— ΝγΝ-Ra 1®

X 0 \ 1 / 0 X

y M . -.‘Cat /° I °\

Ri — N = N - K .

hvori R\ R2, R3 og R4 er uafhængige aromatiske polargrupper, M er et metal og Cat er en kation. Andre velkendte azofarvestofmetalkomplekser bør også fortrinsvis udelukkes fra toningsmidlet ifølge opfindelsen.

De Nigrosinfarvestoffer, der fortrinsvis skal udelukkes fra toningsmidlet ifølge opfindel-5 sen, kendes indenfor denne teknik.

Ligeledes bør farvestoffer af metalkompleksarten fortrinsvis udelukkes fra toningsmidlet ifølge opfindelsen.

Eksempler på metalkomplekser på azofarvestoffer og Nigrosinfarvestoffer, der fortrinsvis bør udelukkes fra toningsmidlet ifølge opfindelsen omfatter Aizen Spilon Black TRH, 10 T-37 og T-77 (markedsføres af Hodogaya Chemical K.K.), BontronS-34, vS-31, S-32, E-81, E-82, N-01, N-02, N-03, N-04, N-05 og N-07 (markedsføres af Orient Chemical K.K.), og Kayaset Black T-2, T-3 og 004 (markedsføres af Nihon Kayaku K.K.).

Skønt ladningsregulerende midler andre end metalkomplekserne af azofarvestoffeme og Nigrosinfarvestoffeme, især ladningsregulerende midler i form af farvestoffer ikke hol-15 des så strengt tilbage ffa indre tilsætning til toningsmidlet som metalkomplekserne af azofarvestoffeme og Nigrosinfarvestoffeme, bør de fortrinsvis udelukkes fra toningsmidlet ifølge opfindelsen, fordi de har tilsvarende tendens. Eksempler på ladningskontrol-midler af farvearten, der fortrinsvis bør udelukkes ffa toningsmidlet er kvatemære ammoniumsaltfarvestoffer, såsom Bontron P-51 (markedsføres af Orient Chemical K.K.) 20 og Kayaset Charge N-l (markedsføres af NIhon Kayaku K.K.).

12 DK 174273 B1

Til toningsmiddelpartiklerne kan der eksternt være tilsat modstandsmodificerende midler, toneregulerende midler eller farvende midler, og strømmodificerende midler.

Eksempler på ydre tilsætningsstoffer omfatter: pulverformede uorganiske materialer, f.eks. kolloidal kiselsyreanhydrid, metaloxider 5 såsom titanoxid, zinkoxid og aluminium og siliciumcarbid, kalciumcarbonat, bariumcar-bonat og kalciumsilikat; perlepolymerer såsom PMMA, polyethylen, nylon, siliciumharpikser, phenolharpikser, benzoguanaminharpikser og polyester; pulverformede organiske fluoridmaterialer, såsom ethylentetrafluorid, polytetrafluorethy-10 len, og fluorereret vinyliden; metalsalte af fede syrer, såsom zinkstearat og magniumstearat; sorte pigmenter såsom kønrøg, acetylensort, channel black, og anilinsort; gule pigmenter såsom Dialite Yellow GR og Variolyl Yellow 1090; røde pigmenter såsom Permanent Red E5B og Rhodamin 2B; 15 blå pigmenter såsom kobberphthalcyanin og koboltblå; grønne pigmenter såsom Pigment Green B; og orange pigmenter såsom Pyrazolon Orange.

13 DK 174273 B1

Disse ydre tilsætningsstoffer kan benyttes alene eller i blandinger på to eller flere, hvis dette ønskes.

Det er også muligt udvendigt at tilsætte udløsningsmidler såsom ovenfor beskrevet.

Disse tilsætningsstoffer kan kombineres med toningsmiddel i forskellige former. De 5 indre tilsætningsstoffer kan indbygges i toningsmidlet ved internt at tilføje tilsætningsstofferne til toningsmiddelsammensætningen. Ved udvendig tilsætning kan tilsætningsstofferne forbindes til eller tæt ved toningsmidlets overfladepartikler såsom ved tør blanding, eller fastgøres på overfladen af tonmgsmiddelpartikleme ved varme eller mekaniske midler. Tilsætningsstofferne kan individuelt indtage enhver af disse tilstands-10 former afhængigt af deres type og formål.

Toningsmiddelpartikleme og ydre tilsætningsstoffer kan være blevet behandlet med organiske eller uorganiske midler, f.eks. koblingsmidler såsom titanat, aluminium og silankoblingsmidler og silikoneolie med det formål at gøre deres overflade hydrofob og forbedre overfladedispersibiliteten.

15 De ydre tilsætningsstoffer kan fortrinsvis have en partikeldiameter på ca. 0,01 til ca. 5 μτα. De kan blandes i en mængde på ca. 0,1 til ca. 5 vægt% baseret på toningsmidlets vægt.

Det foretrækkes ikke udvendigt at tilsætte de oven for nævnte ladningsregulerende midler, især metalkomplekserne af azofarvestoffer og Nigrosinfarvestoffer.

20 Ifølge et karakteristikon for opfindelsen er de magnetiske partikler iblandet med, fortrinsvis udvendigt tilsat til de magnetiske toningsmiddelpartikler. De magnetiske partikler, der skal tilsættes udvendigt, kan vælges blandt de materialer, der er beskrevet ovenfor for det magnetiske pulver i de magnetiske toningsmiddelpartikler.

14 DK 174273 B1

De tilsatte yderligere magnetiske partikler har fortrinsvis en gennemsnitlig partikeldia-mcter på 0,01 til 10 μτη, fortrinsvis 0,05 til 3 μπι. Yderligere magnetiske partikler med en gennemsnitlig partikeldiameter på mindre end 0,01 μηι ville svigte med hensyn til at forhindre muffeadhæsion, medens partikler med en gennemsnitlig partikeldiameter på 5 mere end 10 μη\ på uheldig måde påvirker fiksering og har en tendens til på uønsket måde at forblive i fremkaldersammensætningen. Bedre resultater opnås, når den gennemsnitlige partikeldiameter for de magnetiske partikler ligger i området fra 0,5% til 20% af diameteren for de magnetiske tomngsmiddelpartikler.

De magnetiske partikler kan fortrinsvis have en koercitivkraft Hc på 60 til 250 Oe, især 10 fortrinsvis 70 til 220 Oe ved en magnetisering på f.eks. 5000 Oe.

Det magnet!ske pulver, der skal tilsættes internt til de magnetiske tomngsmiddelpartikler, kan igen fortrinsvis have en koercitivkraft Hc på 60 til 250 Oe, fortrinsvis 70 til 220 Oe ved magnetisering ved f.eks. 5000 Oe. Forholdet mellem koercitivkraften for de ydre magnetiske partikler og det indre magnetiske pulver ved 5000 Oe kan fortrinsvis ligge 15 i området fra 1/4 ul 4/1, fordi muffeadhæsion herved forhindres mere effektivt.

Det foretrækkes, at de ydre magnetiske partikler og det indre magnetiske pulver individuelt kan have en maksimal magnetisering om på 60 til 100 emu/g ved magnetisering ved magnetisering ved 5000 Oe, fordi muffeadhæsion forhindres mere effektivt.

De magnetiske partikler tilsættes udvendigt til de magnetiske toningsmiddelpartikler.

20 Specielt tørblandes de magnetiske partikler med magnetiske tomngsmiddelpartikler med en større partikelstørrelse således, at de magnetiske partikler adsorberes eller bindes til toningsmiddelpartiklernes overflade. Alternativt fastgøres, indlejres eller integreres de magnetiske partikler på overfladen af tonerpartikleme ved at blande dem samtidig med, at der meddeles mekaniske spændinger eller varme. Desuden overvejes også simpel 25 blanding, hvor de magnetiske partikler blandes med magnetiske tonerpartikler i en V-blander eller et tilsvarende mildt virkende blandingsorgan.

15 DK 174273 B1

De magnetiske partikler tilsættes til de magnetiske toningsmiddelpartikler i en mængde på fra 0,1 til 10 vægt%, fortrinsvis ffa 1 til 8 vægt% baseret på sidstnævntes vægt. Mindre end 0,1 vægt % af magnetiske partikler er mindre effektivt, medens mere end 10 vægt% magnetiske partikler resulterer i forøget uklarhed (tåge) og nedsat fiksering.

5 De magnetiske egenskaber for den totale magnetiske toningsmiddelkomponent omfattende magnetiske toningspartikler i blanding med magnetiske partikler beskrives nedenfor.

Toningsmidlet kan fortrinsvis have en koercitivkraft Hc på 60 til 250 Oe, fortrinsvis 70 til 220 Oe ved magnetisering ved f.eks. 5000 Oe. Med et Hc på mere end 250 Oe har toningsmidlet en tendens til at danne et hårdt hoved, der resulterer i en lavere densitet.

10 Toningsmidlet kan fortrinsvis have en maksimal magnetisering om på 15 til 60 emu/g ved magnetisering ved 5000 Oe. Med et om på mere end 60 emu/g, ville den fremkaldende ydelse og densitet sænkes. Toningsmidlet ville nemt spredes ved etom på mindre end 15 emu/g.

Toningsmidlet kan fortrinsvis have en massefylde på fra 0,2 til 0,8 g/cm3, fortrinsvis 15 fra 0,4 til 0,7 g/cm3 som målt ifølge JIS Z2504.

Det magnetiske tonemiddel kan tilberedes på forskellige måder. En eksempelvis fremgangsmåde omfatter fuld blanding af lagervarematerialer i en Henschel-blander og derpå maling i en varmesmeltemølle. Blandingen køles derpå og knuses i en hammermølle og findeles i en stråleslagmølle. En særdeles fin fraktion fjernes ved hjælp af et luftklassifi-20 ceringsorgan, et ydre tilsætningsstof eller ydre tilsætningsstoffer tørblandes med blandingen i en Henschel-blander, og en ekstrem grov fraktion fjernes ved hjælp af et luftklassificeringsorgan. Der opnås et toningsmiddel med en forudbestemt partikeldiameterfor-deling. Selvfølgelig kan andre velkendte fremgangsmåder ifølge kendt teknik benyttes.

16 DK 174273 B1 Bæreren og det magnetiste toningsmiddel, der er overvejende komponenter ved fremkal-derblandingen ifølge opfindelsen er beskrevet. Forholdet, for maksimal magnetisermgom ved 5000 Oe for toningsmidlet (T) i forhold til bæreren (C) dvs. omT/omC ligger fortrinsvis i området fra 0,04 til 2,4, fortrinsvis fra 0,08 til 1,7. Med et forhold på 5 mindre end 0,04 er det nok så vanskeligt at blande bæreren og det magnetiske tonings-middel. Med et forhold på mere end 2,4 ville en tilstrækkelig densitet (billedtæthed) opnås med vanskelighed.

Det magnetiske toningsmiddel og bæreren blandes fortrinsvis til dannelse af en fremkaldersammensætning, således at sammensætningen fra først af indeholder 10 til 40 vægt% 10 afbæreren. Hvis udgangsbærerkoncentrationen i fremkaldersammensætningen overskrider 40 vægt%, finder man en væsentlig sænkning i gennemføitheden for billedtætheden, uklarhed (tåge) og opløsning ved reproduktion af flere kopier, især kontinuert reproduktion af flere kopier. Hvis udgangsbærerkoncentrationen i fremkaldersammensætningen er mindre end 10 vægt%, har toningsmidlet en tendens til at agglomerere, hvilket hyp-15 pigt resulterer i hvide striber. Bedre resultater opnås, når udgangsbærekoncentrationen ligger i området fra 12 til 38 vægt%, fortrinsvis fra 15 til 35 vægt% af fremkaldersammensætningen.

Enhver ønsket blander såsom en Nauta-blander og V-blander kan benyttes til at blande det magnetiske tonemiddel og bæreren.

20 Fremgangsmåde

Et elektrostatisk latent billede kan fremkaldes med den oven for beskrevne fremkaldersammensætning ved hjælp af følgende fremgangsmåde.

En fremkalderenhed fyldes først med en forudbestemt mængde af fremkaldersammensæt-ningen, der indeholder bæreren i en udgangskoncentration, som defineret ovenfor.

25 FremkaJderenheden er fortrinsvis af den magnetiske børstefremkaldertype, hvor rotation 17 DK 174273 B1 af en magnet magnetisk transporterer fremkaldersammensætningen til en ffemkalderzo- ne.

Foretrukne fremkalderenheder fremgår af de japanske patentansøgninger nr. 119935/-1979 og 32073/1980, den beskriver en fremkalderenhed omfattende en magnetisk valse 5 og en fremkaldermuffe, der koaksialt omslutter magnetvalsen, og hvor magneten og fremkaldervalsen er roteret i samme eller modsatte retninger, og en fremkalderenhed omfattende en stationær ffemkaldermuffe og en roterende magnetisk valse, der er optaget koaksialt i muffen.

Fig. 1 illustrerer skematisk en fremkalderenhed af den magnetiske børstefremkaldertype.

10 Fremkalderenheden omfatter en fremkaldertank 2 til deri at optage en fremkaldersammensætning 1, en muffevalse 3, og en magnetisk valse 4, der er optaget koaksialt i muffen 3 for fri omdrejning. Relativ omdrejning fremkaldes mellem muffevalsen 3 og magnetvalsen 4 ved at dreje enten den ene eller begge. En kniv 5 er anbragt med afstand fra muffevalsen 3 for at definere et gab mellem kniven og muffen, hvilken kniv tjener 15 til at forme et lag af fremkaldersammensætningen på muffevalsen 3. En lysleder 6, hvoraf en buet sektion er vist i figuren, er anbragt tæt op ad og vendende imod muffe-valsen 3. Lyslederen (photoconductoren 6) har et derpå båret elektrostatisk latent billede.

Når lyslederen 6 roterer i forhold til muffen og magnetvalseme 3 og 4 og tæt i forhold til disse, fremkaldes det elektrostatiske latente billede på lyslederen med fremkaldersam-20 mensætningslaget på muffevalsen.

Fordelene ved opfindelsen opnås i fuld udstrækning, når man benytter en fremkalderenhed af den magnetiske børstetype som illustreret ovenfor.

Desuden kan fremkaldersammensætningen ifølge opfindelsen anvendes til andre velkendte fremkaldersystemer.

18 DK 174273 B1

Trykning og kopiering kan begynde, når først fremkalderenheden er fyldt med fremkal-dersammensætningen. Trykningen eller kopieringen forbruger kun sammensætningens toningsmiddel. Man fylder kun toningsmiddelkomponenten efter med mellemrum, når toningsmiddelkoncentrationen nedsættes til et forudbestemt niveau i området fra 20 til 5 60 vægt%. En ensartet, homogen bil- ledkvalitet opretholdes hen over et antal trykte eller kopierede ark ved at efterfylde alene toningsmidlet til fremkalderenheden.

Konstruktionen og andre karakteristika for lyslederen og trykke- eller kopieringsmaskinen kan være af velkendt art.

Eksempler 10 Nedenfor gives illustrative og ikke begrænsende eksempler på den foreliggende opfindelse. I eksemplerne betyder pbw dele pr. vægt.

Eksempel 1

Tilberedelse af magnetisk toningsmiddel Toningsmiddelsammensætning Λ 15 Magnetisk pulver BL-500 55 pbw (Titan Industry K.K.) gennemsnitlig partikeldiameter 0,3 gm HC @5000 Oe 75 Oe ora @5000 Oe 85 emu/g 20 Styren-acrylharpiks 43,5 pbw (Nihon Carbide Indusry K.K.)

Polypropylen 550P 2,5 pbw (Sanyo Chemicals K.K.) ' DK 174273 B1 19

Eksterne additiver Al til A5 pr. 100 vægtdele af tonersammensætningen A Al

Silica R-974 0,8 pbw 5 (Nihon Aerogel K.K.) middelpartikeldiameter 12 m/xm

Zinkstearat 601W 0,1 pbw (Nitto Chemicals K.K.) middelpartikeldiameter 4 μνα efter klassificering 10 A2

Silica R-974 0,8 pbw

Zinkstearat 601W 0,1 pbw

Magnetiske partikler BL-500 2 pbw A3 15 Silica R-974 0,8 pbw

Zinkstearat 601W 0,1 pbw

Magnetiske partikler BL-500 4 pbw A4

Silica R-974 0,8 pbw 20 Zinkstearat 601W 0,1 pbw

Magnetiske partiklerBL-500 6 pbw A5

Silica R-974 0,8 pbw

Zinkstearat 601W 0,1 pbw 25 Magnetiske partikler BL-500 15 pbw

Toningsmiddelsammensætning B

Magnetisk pulver BL-500 55 pbw (Titan Industry K.K.)

Styren-acrylharpiks 41 pbw 30 (Mitsubishi Rayon K.K.) 20 DK 174273 B1

Polypropylen 550P 5 pbw (Sanyo Chemicals K.K.)

Eksterne additiver Bl til B5

pr. 100 vægtdele toningssammensætning B

5 Bl

Silica R-974 0,8 pbw

Zinksteaxat 601W 0,1 pbw B2

Silica R-974 0,8 pbw 10 Zinkstearat 601W 0,1 pbw

Magnetiske partikler, Zn ferrit 2 pbw (TDK Corporation) gennemsnitlig partikeldiameter 0,4 Hc @5000 Oe 140 Oe 15 om @5000 Oe 88 emu/g B3

Silica R-974 0,8 pbw

Zinkstearat 601W 0,1 pbw

Magnetiske partikler, Zn ferrit 4 pbw 20 B4

Silica R-974 0,8 pbw

Zinkstearat 601W 0,1 pbw

Magnetiske partikler, Zn ferrit 6 pbw B5 25 Silica R-974 0,8 pbw

Zinkstearat 601W 0,1 pbw

Magnetiske partikler, Zn ferrit 15 pbw 21 DK 174273 B1

Ingredienserne for hver af toningsmiddelsammensætningeme A og B blev fuldstændig blandet i en Henschel-blander, æltet i en varmesmeltemølle, kølet ned og knust i en hammermølle. Blandingen blev findelt i en stråleslagmølle. En særdeles fin fraktion blev fjernet ved hjælp af et luftklassificeringsorgan, hvorved man opnåede toningsmiddelpar-5 tikler A og B. Et korresponderende af de ydre tilsætningsstoffer A1-A5 og B1-B5 blev tørblandet med hver af tonmgsmiddelpartikleme A og B i en Henschel-blander og en ekstremt grov fraktion blev fjernet ved hjælp af et luftklassificeringsorgan. Man fik toningsmidler A1-A5 og B1-B5, der alle havde en forudbestemt partikeldiameterforde-ling. Disse toningsmidler havde alle en volumenmæssig gennemsnitlig partikeldiameter 10 på 11 /im. Man fandt, at ydre tilsætningspartikler var bundet til overfladen af tonings-middelpartikleme. De fysiske egenskaber for toningsmidlerne vises nedenfor.

Tabel 1: Fysiske egenskaber for toningsmidleme

Toningsmiddel Al A2 A3 A4 A5 15 Massefylde, g/cm3 0,55 0,56 0,58 0,60 0,70 om ved 5 kOe, emu/g 46 46 48 50 56

Hc ved 5 kOe, Oe 80 80 80 80 80

Toningsmiddel Bl B2 BT B4 B5 20 Massefylde, g/cm3 0,54 0,55 0,57 0,59 0,70 om ved 5 kOe, emu/g 46 46 48 50 56

Hc ved 5 kOe, Oe 80 80 81 82 85

Partikeldiameterfordeling Gennemsnitlig partikeldiameter 11,0±0,5 μπι 25 <: 5 /xm: op til 0,5% ^ 20 /xm: op til 0,5 % 22 DK 174273 B1

Tilberedning af bærer Sammensætning (mol%) Bærer 1: 16Ni0-33Zn0-51Fe203 Bærer 2: 10,5 Mg (OH)2-20ZnO-7,5CuO-62Fe2O3 5 Bærer 3: 10,5 Mg (OH)2-20ZnO-7,5CuO-62Fe2O3

Ingredienserne for hver af bæreme 1 til 3 blev tilsat til en blander, omrørt i slamtilstand og findelt i en attritør (findeling ved friktion). Blandingen blev granuleret og tørret ved hjælp af en sprøjtetørrer og bagt i en elektrisk ovn. Man fik råbærere 1, 2 og 3. Modstanden for råbæreme 2 og 3 blev ændret ved at variere bagningsbetingelserne.

10 Under anvendelse af en sigte og et luftklassificeringsorgan blev råbæreme 1, 2 og 3 klassificeret til flere fraktioner med en gennemsnitlig partikelstørrelse som vist nedenfor.

Bærer Gennemsnitlig partikeldiameter ίμπι) 1 8, 12, 17, 20, 25, 33, 40, 50 2 8,13,17,22,25,35,40,50 15 3 9,13,16,20,25,35,41,50

Tabel 2: Fysiske egenskaber for bærer Magnetisering Modstand Masse- Råvarepar- @5000 Oe, @100 volt fylde tikelstør- emu/g (jævnstrøm), g/cm3 relse 20 Bærer_Q__ Råvare 1 40 108 2,4 i 270 mesh Råvare 2 70 107 2,3 <; 270 mesh Råvare 3 70 10* 2,3 s 270 mesh

For hver bærer 1, 2 og 3 blev en fraktion med en gennemsnitlig partikeldiameter på 25 25 μιη blandet med hvert toningsmiddel A1-A5 og B1-B5 under anvendelse af en V-blan- 23 DK 174273 B1 der. Man fik fremkaldersammensætninger med en udgangsbærerkonstruktion på 23 vægt%.

Λ

En elektrografisk trykkemaskine af den type, der overfører toningsmiddelbillede og af den art, der kan omstyres, og som har en lysleder i form af et organisk lysledende 5 materiale (OPC) blev fyldt med hver af fremkaldersammensætningerne. Trykkemaskinen omfatter en fremkalderenhed, hvori en cylindrisk fremkaldermuffe er anbragt parallelt med og anbragt med et lille mellemrum fra en lysledertromle. En magnetvalse tilpasset til at rotere med stor hastighed optages koncentrisk i muffen for rotation.

Fremkaldermuffen roteres ved en lav hastighed i modsat retning til lysledertromlen, 10 medens magnetvalsen i muffen drejes i modsat retning af muffen. En fremkaldende forspænding påtrykkes fremkaldermuffen. Fremkalderenheden har endvidere en omrører for at forhindre toningsmidlet i at agglomerere.

I fremkalderenheden blandes fremkaldersammensætningen og omrøres ved fremkalder-muffens rotation således, at toningsmidlet og bæreren indbyrdes triboelektrificeres, πιει 5 dens sammensætningen leveres til fremkaldermuffens omkreds.

I dette trykkeapparat blev elektrostatisk latente billeder fremkaldt under følgende betingelser.

Muffevalsen: 1300x1/7 omdr./min., diameter 18 mm Magnetvalsen: 1300 omdr./min., 6 poler,

20 overflade magnetisk flux 700 G

Gab fra tromle til muffe: 0,30 mm Gab fra kniv til muffe: 0,27 mm Fremkaldende forspænding: -525 volt jævnstrøm Overfladepotentiale: -640 volt (OPC tromle) 24 DK 174273 B1

Trykkemaskinen gentog trykningen, medens fremkalderenheden blev fyldt med fremkaldersammensætning, der indeholdt toningsmiddel og bærere i udgangskoncentrationen på 23%. Følgende egenskaber blev undersøgt.

1) Bærerudtrækning 5 Bærerudtrækningen blev bestemt ved kontinuerligt at trykke et masivt sort mønster på 3 ark, tælle hvide pletter i det trykte billede på hvert ark og beregne et gennemsnitstal for hvide pletter.

2) Toningsmiddelspredning

Trykningen blev fortsat på 1000 ark i en aktuel trykkemaskinemodel. Trykkemaskinens 10 indre blev visuelt iagttaget for spredning af toningsmiddel. Sammensætningen blev vurderet som OK, når toningsmidlet ikke spredtes, men som NEJ, når toningsmidlet spredtes.

3) Opløsningsgrad

Liniegrupper på 240 og 300 DPI blev trykt og visuelt iagttaget gennem en 10X forstør-15 relsesapparat for at se, hvorvidt pågældende linier kunne identificeres uafhængigt eller ikke. Toningsmidlet bestod prøven, når linierne kunne identificeres selvstændigt. Den endelige bedømmelse blev foretaget som en kombineret bedømmelse af begge prøver.

Vurdering 300 DPI 240 DPI

OK OK OK

20 Rimelig nej OK

nej nej nej 4) Uklarhed (tåge)

Under anvendelse af en reflektometermodel TC-6D fremstillet af Tokyo Denshoku K.K., blev et almindeligt papirarks reflektionskoefficient (Ri) målt før trykning. Efter at et 25 givet mønster var blevet trykt på papiret, blev reflektionskoefficienten (Rp) af et ikke- 25 DK 174273 B1 fremkaldt område målt. Uklarheden eller tågen er lig med Ri minus Rp, dvs. forskellen i reflektionskoefficient før og efter trykning.

5) Hvide striber

Den hvide stribe er et delvis brud i et billede eller et skrifttegn på et trykt ark. Ophobede 5 masser eller grove partikler af fremkaldersammensætningen klumpes sammen i gabet mellem muffe og kniv, forstyrrer fremkaldersammensætningens kontinuerte strøm og forhindrer således yderligere levering af fremkaldersammensætningen ind på muffen, hvilket resulterer i brud i billeder eller skrifttegn.

Prøven blev udført ved kontinuert at trykke 1000 ark. Efter at et første billede blev taget 10 ud som prøve, blev trykte billeder udtaget som prøve for hver 200 ark. Et 5%’s trykmønster, hvori sorte skrifttegnsområder i alt udgjorde 5 % af hele overfladearealet blev trykt under kontinuert trykning med undtagelse af prøveløbene, hvor et specielt udformet prøvekort blev trykt. Bedømmelsen blev foretaget på grund af følgende vurderingsgrader: 15 OK: Ingen hvide striber

Rimelig: Hvide striber forekom undertiden, men forsvandt senere.

NEJ: Der fremkom mindst en hvid stribe hele tiden.

6) Densitetsændring

Densiteten for et trykt billede blev målt under anvendelse af en reflektometer model 20 TC-6D fremstillet af Tokyo Denshoku K.K. Under forudsætning af, at Di er densiteten for et første trykt billede og Dp er densiteten for et derefter trykt billede bestemtes den maksimale densitetsforskel AD = Di - Dp.

7) Muffeadhæsion

Man foretog en kontinuert trykning, toningsmidlet blev efterfyldt, når toningsmiddelkon-25 centrationen nåede 50 vægt% og yderligere 100 ark blev trykt kontinuerligt. Muffen blev 26 DK 174273 B1 ved overfladen blæst med atmosfærisk luft og iagttoges visuelt for at se, om der var eller ikke var agglomerede masser tilbage på muffen. Et trykt billede blev også visuelt iagttaget for at se om bølgede mønstre fremkom eller ikke fremkom på grund af ophobede massers tilstedeværelse. Resultatet blev bedømt "NEJ", når man fandt såvel agglomerede 5 masser som bølgeformede mønstre, "rimelig'',når man kun fandt agglomerede masser, og "OK", når man hverken fandt agglomerede masser eller bølgeformede mønstre.

8) Fiksering

Et massivt sort mønster på 25,4 x 25,4 mm blev trykt på et ark ufarvet papir. Det resulterende massive sorte billede blev gnedet med en cylindrisk metalstang (diameter 10 50 mm og vægt 1000 g), hvorpå der ved hjælp af dobbelt belagt klæbebånd var fastgjort et gazestykke, med ti frem- og tilbagegående strøg.

Det trykte billedes densitet blev målt før og efter gnidning.

Fikserings pro centen blev beregnet på grundlag af følgende formel:

Fiksering (%) = (Di - Dr)/Di x 100 15 hvor Di er en densitet før gnidning og Dr er en densitet efter gnidning.

Af disse prøver er uklarhed (tåge) (4), hvid sribe (5), muffeadhæsion (7), og fiksering (8) rapporteret i tabel 3.

27 DK 174273 B1 σι c -τ- 1.

4» u>^iAbnmu)coiou)tntnin jy o)oto>ok>4tovø> σ> c*“ r- Ak Λ. Ak ASk Ai Ak Λ A> u.

T3 d) £ f—

JiOOOO»HOOOO»-· Z3 sø \ø sø \tf sø sø sø sø V Ώ

CO L. O

U O i— Irt O

0) T~k Λ TJ -* 10 *r- >k xav oooooooooo c o o

I -r- O

V Irt 1-» <*- w jy y- X · >1 K| 3T3 l. l a y y y y u v V ^ v

X Λ Q.+'SOOOOZOOOO

u

D

[_ tu

0Ql-lr4rH<-1«-4rO(>)(nrO<O

0)

jy ΙΟ) (Λ (U

C i- i— U *< -Si 4) <D ·- ^

•U C -K 4J

irt σι u ooN<cr<ou>o«M^u>u) y n φ ti »-i h ui e α >

Irt O) i~ C 0) T3 C 77 Q-r-rHMIO’Ctflr-ICMfO^LO ►» E<<<<<eooocQcam 28 DK 174273 B1

Som det fremgår af resultaterne i tabel 3, forhindrer ekstern tilsætning af 0,1 til 10 vægt% magnetiske partikler til magnetiske toningsmiddelpartikler toningsmidlet fra at klæbe til muffen og forbedre fiksering og uklarhed.

Eksempel 2 5 Et til eksempel 1 svarende forsøg blev udført, under anvendelse af toningsmidieme A3 og B3 og bærerfraktionerne 1 og 2 med en gennemsnitlig partikeldiameter på 25 μτη i eksempel 1 med undtagelse af, at udgangsbærerkoncentrationen, der fremkalder sammensætningen, blev varieret.

Tabel 4 viser resultaterne af (5) hvide striber- og (6) billeddensitetsvariation under 10 kontinuert trykning af 1000 ark.

Tabel 4-1: Bærer 1

Prøver pr. 1000 tryk Bærer Hvide striber Densitetsvariation indholdt Tonings- Tonings- Tonings- Tonings- 15 vægt%_middel A3_middel B3_middel A3_middel B3_ 8 NEJ NEJ s 0,1 s 0,1 12 Rimelig OK i 0,1 s 0,1 18 OK OK i 0,1 s 0,1 23 OK OK i 0,1 ^ 0,1 20 30 OK OK i 0,1 i 0,1 35 OK OK i 0,1 i 0,1 45 OK OK 0,18 0,17 50 OK OK 0,23 0,21 29 DK 174273 B1

Tabel 4-2: Bærer 2

Prøver pr. 1000 tryk Bærer Hvide striber Densitetsvariation indholdt Tonings- Tonings- Tonings- Tonings- 5 vægt%_middel A3_middel B3_middel A3_middel B3_ 8 NEJ NEJ i 0,1 < 0,1 12 Rimelig OK i 0,1 £ 0,1 18 OK OK i 0,1 ^ 0,1 23 OK OK i 0,1 s 0,1 10 30 OK OK s 0,1 * 0,1 35 OK OK ^ 0,1 5 0,1 50 OK OK 0,20 0,19 Når udgangsbærekoncentrationen er mindre end 10 vægt%, fremkommer der for alle kombinationerne af bæreme 1 og 2 med toningsmidleme A3 og B3 hvide striber på 15 grund af toningsmiddelagglomeration, hvilket skal elimineres ved hjælp af den foreliggende opfindelse. Hvis udgangsbærekoncentrationen er større end 40 vægt%, er tonings-midlet igen ikke nemt fordelt hen over bæreren, når den efterfyldes som nødvendigt under kontinuerlig trykning. Som følge heraf fremkommer der et problem med hensyn til billeddensitetens stabilitet. Desårsag bør udgangsandelen af bæreren i fremkaldersam-20 mensætningen ligge i området fra 10 til 40 vægt%.

Eksempel 3

Et tilsvarende forsøg blev udført under anvendelse afbærer- fraktionerne med forskellige gennemsnitlige partikeldiametre. Resultaterne fremgår af tabel 5. Udgangsbærerkoncentrationen blev sat til 23 vægt% af sammensætningen.

30 DK 174273 B1

Tabel 5-1: Bærer 1 Bærer- Bærer- Toningsmiddel Opløsningsgrad fraktion, udtræk- spred- Tonings- gennemsn. ning ning middel 5 diam. (μιτι) Tonings- tonings- middel middel _A2 B2 Λ2 B2 _A2 B2_

8 9 9 OK OK OK OK

12 0 0 OK OK OK OK

10 17 0 0 OK OK OK OK

20 0 0 OK OK OK OK

25 0 0 OK OK OK OK

33 0 0 OK OK rimelig OK

50 0 0 NB NEJ NO NEJ

15 Tabel 5-2: Bærer 3 Bærer- Bærer Toningsmiddel Oplosningsgrad fraktion, udtræk- spred- Tonings- gennemsn. ning ning middel diam. (/xm) Tonings- tonings- 20 middel middel _A2 B2 A2 B2_A2 B2

9 5 5 OK OK OK OK

13 0 0 OK OK OK OK

16 0 0 OK OK OK OK

25 20 0 0 OK OK OK OK

25 0 0 OK OK OK OK

35 0 0 OK OK OK OK

31 DK 174273 B1

50 0 0 NEJ NEJ NEJ NEJ

Når den gennemsnitlige partikeldiameter for bæreren er mindre end 10 μηι, fremkommer der for alle kombinationer af bærerae 1 og 3 med toningsmidlerne A2 og B5 væsentlig bærerudtrækning. Hvis den gennemsnitlige partikeldiameter for bæreren er mere end 45 5 μτη, forringes igen opløsningen og maskinen tilsøles med toningsmidlet, der spreder sig.

Eksempel 4

Et 5 % trykningsmønster blev kontinuerligt trykt på 10.000 ark almindeligt papir ved at fylde trykkemaskinen med en udgangsfremkaldersammensætning bestående af 100 g toningsmiddel og 30 g bærer med en gennemsnitlig partikeldiameter på 25 /xm og ef- ter-10 fylde 100 g toningsmiddel, så snart toningsmiddelviseren tændte. Toningsmiddelviseren var tilpasset til at tænde, når toningskoncentrationen nåede 50 vægt%. Resultaterne fremgår af tabel 6.

De benyttede fremkaldersammensætninger indeholdt en bærer og et toningsmiddel i følgende kombinationer.

15 Fremkaldersammensætning

Fremkalder 1 bærer 1 x toningsmiddel A3

Fremkalder 2 bærer 1 x toningsmiddel B3

Fremkalder 3 bærer 3 x toningsmiddel A3

Fremkalder 4 bærer 3 x toningsmiddel B3 20 Fremkalder 5 bærer 1 x toningsmiddel C3 Fremkalder 6 bærer 1 x toningsmiddel D3 Bærerae 1 og 3 og toningsmidleme A3 og B3 er de samme som i eksempel 1. Tonings-midlerne C3 og D3 er de samme som toningsmidleme A3 og B3 med undtagelse af, at 32 DK 174273 B1 toningsmiddelsammens ætningeme A og B blev erstattet af følgende toningsmiddelsam-mensætninger C henholdsvis D.

Toningsmiddelsammensætning C

Magnetisk pulver BL-500 55 pbw 5 (Titan Industry K.K.)

Styrenacrylharpiks 42,5 pbw (Nihon Carbide Industry K-.K.)

Polypropylen 550P 2,5 pbw (Sanyo Chemicals K.K.) 10 Aizen Spilon Black TRH 1 pbw (Hodogaya Chemical K.K.)

Tonersammensætning D

Magnetisk pulver BL-500 55 pbw (Titan Industry K.K.) 15 Styrenacrylharpiks 40 pbw (Mitsubishi Rayon K.K.)

Polypropylen 550P 5 pbw (Sanyo Chemicals K.K.)

Bontron S-34 1 pbw 20 (Orient Chemical K.K.)

Tabel 6

Efter afslutning af trvknine af 10000 ark Udgangs- Billed- billed- densitets- 25 Fremkalder densitet_variation_Uklarhed (tåge) 1 1,43 0,10 <0,4 2 1,39 0,09 <0,4 33 DK 174273 B1 3 1,40 0,10 <0,4 4 1,36 0,08 <0,4 5 1,40 0,20 0,6 6 1,41 0,18 0,6 5 Det ses for kombinationerne af bæreme 1 og 3 med toningsmidlerne A3 og B3, at mønstret kan reproduceres ensartet og homogent ved afslutningen af trykningen af 10000 ark uden nogen forringelse af bæreren eller nogen uheldig virkning på lyslederen hidrørende fra fremkaldersammensætningen.

I tilfældet med fremkalderne 5 og 6, der blev tilberedt ved fra først af at tilsætte lad-10 ningsregulerende midler, Aizen Spilon Black TRH og Bontron S-34, der er monoazofar-vestofchromkomplekser, til toningsmidleme A3 og B3 og blande toningsmiddel og bærer i en bærerkoncentration på 10 til 40 vægt% blev de afprøvede egenskaber dårlige, især blev maskinens indre alvorligt tilsmudset og baggmndstågedannelsen eller uklarheden blev forøget.

15 Eksempel 5

Tilberedelse af magnetisk toningsmiddel

Toningsmiddelsammensætnmger I til XI, som vist i tabel 7 blev tilberedt ud fra et magnetisk pulver, en styrenacrylharpiks (Nihon Carbide Industry K.K.) og polypropylen 550P (Sanyo Chemicals K.K.). Man benyttede tre typer magnetisk pulver: 20 Magnetisk pulver A af magnetit havde en gennemsnitlig partikeldiameter på 0,3 μιη, en koercitivkraft Hc på 80 Oe og en maksimal magnetisering om på 85 emu/g ved 5.000 Oe; magnetisk pulver B af magnetit havde en gennemsnitlig partikeldiameter på 0,5 μιη, et Hc på 220 Oe og et om på 85 emu/g ved 5.000 Oe; og 34 DK 174273 B1 magnetisk pulver C af magnelit havde en gennemsnitlig partikelstørrelse på 0,2 μηα, et Hc på 140 Oe og et om af 82 emu/g ved 5.000 Oe.

Tabel 7

Sammensætning (dele pr. vægt) 5 Tonings- Magnetisk pulver Styren-

middel ABC acrvl PP

I 55 43,5 2,5 II 41,25 13,75 - 43,5 2,5 ΙΠ 27,5 27,5 - 43,5 2,5 10 IV 13,75 41,25 - 43,5 2,5 V - 55 - 43,5 2,5 VI 55 - - 41 5 VII 41,25 13,75 - 41 5 VIII 27,5 27,5 - 41 5 15 IX 13,75 41,25 - 41 5 X - 55 - 41 5 XI - - 55 43,5 2,5

Ydre tilsætningsstoffer*

Silica R-974 0,8 pbw 20 Zinkstearat 601W 0,1 pbw

Magnetiske partikler, BL-500 6 pbw *pr. 100 vægtdele af toningsmiddel

Ingredienserne for hver af sammensætningerne I til XI blev fuldstændig blandet i en Henschel-blander, æltet i en varmesmeltemølle, kølet og knust i en hammermølle. Blan-25 dingen blev findelt i en stråleslagmølle. En særdeles fin fraktion blev fjernet ved hjælp af et luftklassificeringsorgan, de ydre tilsætningesstoffer blev tørblandet med blandingen i en Henschel-blander og en særdeles grov fraktion blev ljemet ved hjælp af et luftklassi- 35 DK 174273 B1 ficeringsorgan. Man opnåede et toningsmiddel med en forudbestemt partikeldiameterfor-deling. Toningsmidleme I til XI havde alle en volumenmæssig gennemsnitlig partikeldia-meter på 11 μπι. Deres fysiske egenskaber er vist i tabel 8.

j

Tabel 8 5 Masse- Magnetisering Koercitivkraft

Tonings- fylde @ 5 kOe @ 5 kOe middel_fg/cm3)_(emu/g)_(Oe)_ I 0,60 50 80 II 0,59 50 120 10 ΙΠ 0,59 50 145 IV 0,59 50 180 V 0,59 50 220 VI 0,59 50 80 VH 0,58 50 120 15 Vni 0,58 50 145 IX 0,58 50 180 X 0,58 50 220 XI 0,60 49 140

Partikeldiameterfordeling 20 Gennemsnitlig partikeldiameter 11,0±0,5 μιη ^ 5μτα: op til 0,5% s 20 /im: op til 0,5%

For hver af bæreme 1 og 3 fremstillet i eksempel 1, blev en fraktion med en gennemsnitlig partikeldiameter på 25 μτη blandet med hver af toningsmidleme I til XI under 25 anvendelse af en V-blander. Man opnåede fremkaldersammensætninger med en udgangsbærekoncentration på 23 vægt%.

36 DK 174273 B1

Den i eksempel 1 benyttede trykkemaskine med en lysleder i form af et organisk lysledende materiale (OPC) blev fyldt med hver af fremkaldersammensætningerne.

Trykkemaskinen gentog trykningen, medens fremkalderenheden fra først af var fyldt med fremkaldersammensætningen, der indeholdt toningsmiddel og bærer. Man udførte 5 forsøg til at undersøge toningsmiddelspredning på samme måde som i eksempel 1 og liniereproduktion på følgende måde.

Lini er epr odukti on

Et 1 -punktliniemønster blev trykt under anvendelse af en trykkemaskine med en opløsning på 300 DPI. Bredden W (i μτη) af den trykte linie blev målt ved at tage et forstørret 10 fotografi. Forholdet for den målte bredde W til den beregnede liniebredde på 85 μτη blev bestemt. Hvorvidt et latent billede blev virkelighedstro reproduceret eller ikke efter fiksering blev vurderet på grund af følgende grader.

OK: W/85 = 0,95-1,10

Rimelig: W/85 = 0,85-0,95 eller 1,10-1,20 15 NEJ: W/85 = mindre end 0.85 eller mere end 1,20

Resultaterne er vist i tabel 9.

Tabel 9

Toningsmiddel_Toningsmiddelspredning _Liniereproduktion

I OK NEJ

20 II OK OK

m ok ok

IV OK OK

V NEJ OK

37 DK 174273 B1

VI OK NB

VII OK OK

vm OK OK

IX OK OK

5 X NB OK

XI OK NB

Dataene i tabel 9 viser virkningsgraden for en blanding af to typer magnetisk pulver.

Sagt i større detalje medførte brugen af magnetisk pulver A med et lavt Hc alene to-ningsmidlet til at spredes til den hvide baggrund tæt ved skrifttegnene og resulterede i 10 nedsat liniereproduktion, og brugen af magnetisk pulver B med et højt Hc alene medfør te toningsmiddelspredning i trykkemaskinens indre. I modsætning hertil blev såvel liniereproduktion og toningsmiddelspredningsregulering forbedret ved anvendelse af en blanding af de magnetiske pulvere A og B. Disse forbedringer er fuldstændig uventede henset til den kendsgerning, at anvendelsen af magnetisk pulver C alene med et mellem-15 liggende Hc mellem de magnetiske pulvere A og B resulterede i nedsat liniereproduktion.

Det må bemærkes, at fremkaldersammensætningen, der falder inden for den foreliggende opfindelses beskyttelsesomfang blev vurderet OK med hensyn til opløsningsgraden af 240 og 300 DPI-linier.

20 Skønt de ovenstående eksempler henviser til negativt opladede toningsmidler blev tilsvarende resultater opnået med positivt opladede toningsmidler. I tilfælde med toningsmidlerne positivladning blev utilfredsstillende resultater opnået med en fremkalder med internt tilsat Nigrosinfarvestof, f.eks. Bontron N-01 (Hodogaya Chemical K.K.) som det ladningsregulerende middel.

25 Ifølge den foreliggende opfindelse kan billeder trykkes på en mængde af i serie fremførte ark med en minimal ændring af kvaliteten omfattende densitet, uklarhed (tåge) og opløs- 38 DK 174273 B1 ning. Fremkaldersammensætningen ifølge opfindelsen kan forhindre toningsmiddelag-glomeration, dannelse af hvide striber, og muffeadhæsion.

Medens opfindelsen er blevet beskrevet under henvisning til den foretrukne udførelses-form forstås det af en fagmand, at forskellige ændringer kan foretages og ækvivalenter 5 kan substitueres for elementer af opfindelsen uden af afvige fra opfindelsens beskyttelsesomfang. Desuden kan mange ændringer foretages for at tilpasses en speciel situation eller materiale til anvisningerne ifølge opfindelsen uden at afvige fra dens væsentlige beskyttelses omfang. Det er derfor tilsigtet, at opfindelsen ikke er begrænset til den specielle udførelsesfonn, der er beskrevet som den bedste fremgangsmåde til at udøve 10 opfindelsen, men at opfindelsen vil omfatte alle udførelses- former, der falder inden for de efterfølgende kravs beskyttelsesomfang.

Claims (5)

1. En elektrostatisk tokomponent-billedfremkaldersammensætning, kendeteg -net ved, at den omfatter: 5 (A) en toningsmiddelkomponent omfattende magnetiske toningsmiddelpartikler, som har en gennemsnitlig partikeldiameter på fra 5 til 25 /xm, og som hver indeholder magnetisk pulver og en harpiks, hvilken toningsmiddelkomponent er fri for ladningsregulerende middel, og magnetiske partikler, som er til stede i en mængde på fra 0,1 til 10 vægt% af de magnetiske toningsmiddelpartikler, og som har en gennemsnitlig panikeldiameter 10 på fra 0,01 til 10 μπι, i blanding med de magnetiske toningsmiddelpartikler, og (B) bærerpartikler med en gennemsnitlig partikeldiameter på fra 10 til 45 /xm.

2. Fremkaldersammensætning ifølge krav 1,kendetegnet ved, at bærerpartik-leme (B) er til stede i en mængde på 10 til 40 vægt% af sammensætningen.

3. Fremkaldersammensætning ifølge krav 1,kendetegnet ved, at de magnetiske 15 toningsmiddelpartikler hver omfatter mindst to typer magnetisk pulver.

4. Fremgangsmåde til at fremkalde et elektrostatisk latent billede under anvendelse af en fremkalderenhed omfattende en magnet, en fremkaldermuffe monteret til relativ drejning på magneten, og en lysleder (photoconductor) anbragt i nærheden af muffen og tilpasset til derpå at bære et latent billede, kendetegnet ved, at fremgangsmåden 20 omfatter følgende trin: fylde fremkalderenheden med en elektrostatisk billedfremkaldersammensætning som angivet i krav 1, og foranledige relativ drejning af magneten og fremkaldermuffen, hvorved det latente billede på lyslederen fremkaldes med fremkaldersammensætningen. DK 174273 B1

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den endvidere omfatter, at der alene efterfyldes med toningsmiddelkomponent. 5