EP0001785A1 - Klassifiziertes elektrostatographisches Tonermaterial, Entwicklergemisch und Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieses Gemisches - Google Patents

Klassifiziertes elektrostatographisches Tonermaterial, Entwicklergemisch und Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieses Gemisches Download PDF

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EP0001785A1
EP0001785A1 EP78101178A EP78101178A EP0001785A1 EP 0001785 A1 EP0001785 A1 EP 0001785A1 EP 78101178 A EP78101178 A EP 78101178A EP 78101178 A EP78101178 A EP 78101178A EP 0001785 A1 EP0001785 A1 EP 0001785A1
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toner
particles
weight
mixture
particle size
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Jerry Joe Abbott
Sterritt Ray Fuller
Paul Daniel Jachimiak
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00—Developers
    • G03G9/08—Developers with toner particles
    • G03G9/0819—Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles

Definitions

  • the invention relates to a classified electrostatographic toner material, an electrostatographic developer mixture and a development method using this mixture.
  • a photoconductor is charged in electrophotography and then exposed imagewise. In the areas in which the photoconductor has been exposed, the charge is dissipated or the charge decays, while the dark areas retain their electrostatic charge.
  • a number of methods for developing latent electrostatic images using toner particles are known.
  • One of these methods is called cascade development and is described, for example, in the US patent 2,638,552.
  • Another method is known as a magnetic brush method and is described in U.S. Patent 2,874,063.
  • a two-component developer material is used in both cascade and magnetic brush development.
  • the developer material consists of a mixture of small toner particles and relatively large carrier particles.
  • the toner particles are held on the surface of the relatively large carrier particles by electrostatic forces which arise from the contact between the toner and carrier particles with the formation of triboelectric charges with opposite polarities on the toner and carrier.
  • the developer material is contacted with the electrostatic latent image on the photoconductor, the toner particles are attracted to the latent image.
  • the toner and carrier particles of the developer material are prepared and treated such that the toner particles are charged with the desired polarity and size to ensure that the toner particles are substantially attracted to the desired image areas of the photoconductor.
  • the toner particles are then electrostatically transferred to a desired copy sheet, and thereafter the transferred image of the toner particles is fixed by heat and / or pressure to obtain the fixed copy of the desired image as a final product.
  • the copy quality includes properties such as a clear image, ie a clear recording of lines; uniform darkness of the image areas; Background quality, that is, gray values or lack of these values in the background areas and other inaccurate properties, all of which are essential for maintaining good copy quality.
  • U.S. Patent 3,674,736 relates to pigmented polymer particles suitable for use as toners and as developers for electrostatic processes and a process for making such toners.
  • NMD average particle diameter of the order of 1 to 30 ⁇ m
  • GSD geometric mean deviation of the particle size distribution
  • a specific particle size distribution can be derived from these values by extrapolation and the application of a Gaussian distribution.
  • German laid-open patent document 2,522,771 describes toner particles which have essentially the same size distribution as specified in the US patent.
  • the German published patent application describes a toner with a size distribution according to the number or population, which has less than 30% particles with a size below 5 ⁇ m, about 25% particles with a size between 8 and 12 ⁇ m and less than 5% particles with a size Size over 20 microns.
  • a fine index ratio of less than 2.50 and a coarse index ratio of less than 1.50 is also specified in the published patent application.
  • Object of the present invention is to provide 'a classified electrostatographic toner material, an electrostatographic developer mix and a developing method using this mixture.
  • Example I relates to known conventional toners and Examples II and III relate to toners according to the present invention.
  • toner About one part by weight of the toner of each example was mixed with about 99 parts by weight of a known carrier material consisting of steel balls coated with a polytetrafluoroethylene. Carrier materials of this type are described in US Pat. No. 3,947,271. Each Mixture was tested in applicant's commercially available Series III copier and copies were made. Toner was added to each mixture to maintain a substantially constant toner concentration. 10,000 copies were made with the toner / carrier mixture to balance the toner particle size in the mixture. This balance of toner particle size results from the interaction of the toner, carrier particles and photoconductor during copying, and in fact the particle size changes until an equilibrium point is reached at a relatively constant toner concentration and the size distribution thereafter remains substantially constant.
  • the copier is equipped with a filter, which should clean the returned toner. It is a physical cleaning device and the life of the device is inversely proportional to the return speed. In other words, the lower the return speed, the better the toner behavior.
  • a recycled toner is one that was deposited on the photoconductor but was not transferred to the copy sheet.
  • Toner yield is the number of copies that can be made at a given optical density per pound (453.6 g) of toner used.
  • the optical density is the measure for the density or the filling of the image lines on a copy after fixing.
  • Fixing quality on an offset printing plate Papers for the production of an offset printing plate represent a base on which it is difficult to fix a toner image.
  • the Fixier proceedingsstest for offset papers of this type are that a copy of k on a paper for a Offsetdruc - created plate and then the adhesion of the toner image is assessed qualitatively on the substrate.
  • Example III is by far the best toner, followed by the toner of Example II, and that the toner of Example I is the worst.
  • the toner according to Example II which lies at the limit of the ranges of the present invention with its composition, represents a considerable improvement over the toner according to Example I. Indeed, background formation is significantly less, much less toner is recycled, a higher number of copies per pound of toner can be made, and useful offset printing plates can be made with the toner, which is not the case with the Example I toner.
  • the toner which is initially added to or used in a developer mixture should have a particle size distribution in which particles larger than 16 ⁇ m in an amount below 15% by weight, particles smaller than 5 ⁇ m in an amount between 7 and 15% by weight and the remainder should have a particle size between 5 and 16 ⁇ m, and in which the median particle size should be between 8 and 12 ⁇ m according to the weight distribution.
  • the particles greater than 16 ⁇ m should preferably be present in an amount below 2% by weight, particles smaller than 5 ⁇ m in an amount between 9 and 15% by weight and the rest in a particle size between 5 and 16 ⁇ m, the median value of the particle size according to Weight distribution should be between 8.5 and 9.5 ⁇ m.
  • These size distributions refer to the size distribution in a fresh, unused toner.
  • the size distribution in balance after using the toner should look as follows: It is not entirely clear why such a significant improvement occurs, but it is believed that the following factors contribute significantly to this improvement.
  • the reflectance is a measure of the background quality, and particles on the background can be seen with the naked eye. By reducing the number of particles larger than 16 ⁇ m, the number of particles that can be observed with the naked eye is significantly reduced, producing a better background quality.
  • the amount returned can be reduced as indicated below. Since there are fewer large particles and the majority of the particles are of the same size, the particles will increasingly take up approximately the same size of electrostatic charges. Large particles have a lower charge-to-mass ratio and are less responsive to the force fields during development and transfer; therefore, they are less prone to adhesion and are therefore easier to remove and return. It is also known that large particles have a greater tendency to dust on the image background because of their low charge to mass ratio. Therefore, the lower the proportion of particles larger than 16 pm, the lower the amount returned.
  • a copy is made "black” by the application of a layer of toner particles which are held by electrostatic attraction.
  • the thickness of the layer is irrelevant to the blackness of the copy, as long as the area of the base that is covered is the same size. Therefore, a layer with "thinner” particles can be used instead of "thicker" particles, and the weight or
  • the volume of the toner used for imaging on the substrate will be lower per layer of particles.
  • the weight of the particles per layer will be reduced, resulting in a greater number of copies per pound of toner.
  • the toner according to the invention With the toner according to the invention, a substantially improved fixing quality on papers is obtained in the production of an offset printing plate. This result is believed to be due to the better heat transfer characteristic.
  • the thinner particle layers of the present invention have a shorter path for heat transfer than the thicker particle layers of previously used toners. This improves the fixing quality of the toner and improves the adhesion of the toner to the base. This property is also essential when using other substrates, because it enables faster fixing than when using thicker layers of toner particles.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein klassifiziertes, elektrostatographisches Tonermaterial, ein elektrostatographisches Entwicklergemisch und ein Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieses Gemisches.
Das erfindungsgemäße Tonermaterial, das zusammen mit Tragerteilchen verwendet wird, besteht aus Teilchen mit folgender Größenverteilung :
  • !a) weniger als 15 Gew.%, vorzugsweise weniger als 2 ; Gew.% Teilchen größer 16 µm;
  • b) 7bis 15 Gew.%, vorzugsweise 9 bis 15 Gew.% Teilchen kleiner 5 µm;
  • c) RestTeilchen mit einer Größe zwischen 5 und 16µm. Der Medianwert der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung liegt zwischen 8 und 12 µm, vorzugsweise zwischen 8,5 und 9,5 µm.
Das Tonermaterial wird in einem elektrostatographischen Entwicklergemisch verwendet. Mit diesem wurde eine bestimmte Anzahl von Kopien erstellt, um die Teilchengröße des Toners in der Mischung ins Gleichgewicht zu bringen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein klassifiziertes elektrostatographisches Tonermaterial, ein elektrostatographisches Entwicklergemisch und ein Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieses Gemisches.
  • In der Elektrophotographie wird ein Photoleiter geladen und dann bildmäßig belichtet. In den Bereichen, in denen der Photoleiter belichtet wurde, wird die Ladung abgeleitet oder es findet ein Ladungszerfall statt, während die dunklen Bereiche ihre elektrostatische Ladung behalten.
  • Durch die unterschiedliche Aufladung in den belichteten und nicht belichteten Bereichen des Photoleiters entstehen zwischen diesen elektrische Felder. Anschließend wird das resultierende latente elektrostatische Bild auf dem Photoleiter entwickelt, indem kleine gefärbte Teilchen; die als Toner bezeichnet werden und die eine Ladung aufweisen, damit die elektrischen Felder sie auf die Bildbereiche des Photoleiters leiten, auf dem Photoleiter abgelagert werden.
  • Es sind eine Anzahl von Verfahren zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder unter Verwendung von Tonerteilchen bekannt. Eines dieser Verfahren wird als Kaskadenentwicklung bezeichnet und ist beispielsweise in der US-Patentschrift 2 638 552 beschrieben. Ein anderes Verfahren ist als Magnetbürstenverfahren bekannt und ist in der US-Patentschrift 2 874 063 beschrieben.
  • Bei beiden, sowohl der Kaskaden- wie auch der Magnetbürstenentwicklung wird ein Zweikomponentenentwicklermaterial verwendet. Das Entwicklermaterial besteht aus einer Mischung kleiner Tonerteilchen und relativ großer Trägerteilchen. Die Tonerteilchen werden auf der Oberfläche der relativ großen Trägerteilchen durch elektrostatische Kräfte festgehalten, die durch den Kontakt zwischen Toner- und Trägerteilchen unter Ausbildung triboelektrischer Ladungen mit entgegengesetzten Polaritäten auf Toner und Träger entstehen. Wenn das Entwicklermaterial mit dem latenten elektrostatischen Bild auf dem Photoleiter in Berührung gebracht wird, werden die Tonerteilchen durch das latente Bild angezogen.
  • Die Toner- und Trägerteilchen des Entwicklermaterials werden in der Weise hergestellt und behandelt, daß die Tonerteilchen eine Ladung der gewünschten Polarität und Größe erhalten, um sicherzustellen, daß die Tonerteilchen im wesentlichen von den gewünschten Bildbereichen des Photoleiters angezogen werden. Die Tonerteilchen werden dann auf elektrostatischem Wege auf ein gewünschtes Kopierblatt übertragen, und danach wird das übertragene Bild der Tonerteilchen durch Hitze und/oder Druck fixiert unter Erhalt der fixierten Kopie des gewünschten Bildes als Endprodukt.
  • Eines der Probleme bei der Herstellung des gewünschten Bildes auf dem Kopierblatt ist, die bestmögliche Bildqualität zu liefern. Diese wird im allgemeinen als Kopierqualität bezeichnet. Die Kopierqualität schließt Eigenschaften wie ein klares Bild, d.h. eine klare Aufzeichnung von Linien; gleichmäßige Dunkelheit der Bildbereiche; Hintergrundqualität, d.h., Grauwerte oder Fehlen dieser Werte in den Hintergrundbereichen und andere nicht genau faßbare Eigenschaften ein, die alle für den Erhalt einer guten Kopierqualität wesentlich sind.
  • Andere Faktoren bezüglich des Toners, die bei einem Entwicklungsprozeß Beachtung verdienen, sind die Ausnutzung des Toners pro Kopie. Natürlich ist es von einem ökonomischen Standpunkt aus um so besser, je weniger Toner für ein gegebenes Bild verbraucht wird..Auch ist es in einem System, in dem unverbrauchter Toner aus der Luft unter Verwendung eines Filters abgeführt wird, wesentlich, die Menge des unverbrauchten Toners so niedrig wie möglich zu halten, um dadurch die Lebenszeit des Filters zu verlängern.
  • Wenn ein Heißfixierverfahren angewendet wird, ist es erwünscht, ein Bild zu liefern, das die bestmögliche Hitzeübertragungscharakteristik aufweist, um die Wärmemenge, die zur Fixierung des Bildes notwendig ist, auf einem Minimum zu halten. Dies ist nicht nur wesentlich aus Gründen der Energieersparnis, sondern auch, weil bei einer schnelleren Hitzeübertragung durch den Toner die Fixierzeit oder Temperatur reduziert werden kann. Alle diese Faktoren spielen eine wesentliche Rolle bei der Konzipierung optimaler Tonerteilchen.
  • Eine der wesentlichen Eigenschaften der Tonerteilchen, die zum Erhalt optimaler Ergebnisse in den zuvor angeführten Bereichen führen, ist die Größe und die Größenverteilung der Tonerteilchen. Diese Tatsache ist an sich bekannt, und es bestehen mehrere Vorschläge für verschiedene Systeme der .Tonerteilchenklassifizierung.
  • US-Patent 3 674 736 betrifft pigmentierte Polymerteilchen, die zur Verwendung als Toner und als Entwickler für elektrostatische Prozesse geeignet sind und ein Verfahren zur Herstellung solcher Toner. In diesem Patent werden Materialien mit einem mittleren Teilchendurchmesser in der Größenordnung von 1 bis 30 µm (NMD) und einer geometrischen mittleren Abweichung der Teilchengrößenverteilung (GSD) von weniger als 1,5 µm beansprucht. Durch Extrapolation und die Anwendung einer Gauß'schen Verteilung kann aus diesen Werten eine bestimmten Teilchengrößenverteilung abgeleitet werden.
  • In der deutschen Offenlegungsschrift 2 522 771 werden Tonerteilchen beschrieben, die im wesentlichen die gleiche Größenverteilung wie in der US-Patentschrift angegeben aufweisen. In der deutschen Offenlegungsschrift wird ein Toner mit einer Größenverteilung nach der Zahl oder Population beschrieben, der weniger als 30 % Teilchen mit einer Größe unter 5 µm, etwa 25 % Teilchen mit einer Größe zwischen 8 und 12 µm und weniger als 5 % Teilchen mit einer Größe über 20 µm aufweist. In der Offenlegungsschrift ist auch ein Feinindexverhältnis kleiner 2,50 und ein Grobindexverhältnis kleiner 1,50 angegeben.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung' eines klassifizierten elektrostatographischen Tonermaterials, eines elektrostatographischen Entwicklergemisches und eines Entwicklungsverfahrens unter Verwendung dieses Gemisches.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Tonermaterial, das Teilchen mit nachfolgender Größenverteilung enthält:
    • a) weniger als 15 Gew.% Teilchen größer 16 µm;
    • b) 7 bis 15 Gew.% Teilchen kleiner 5 µm;
    • c) Rest Teilchen mit einer Größe zwischen 5 und 16 µm

    und das einen Medianwert der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung zwischen 8 und 12 µm aufweist.
  • Die Tonerteilchen werden mit Trägerteilchen gemischt unter Ausbildung eines Entwicklergemisches zur Verwendung in einem elektrostatischen Kopierverfahren. In dem Toner, der in einem Magnetbürstenentwicklungsverfahren in Gegenwart eines Trägers verwendet wird, wird, während er auf die Photoleiteroberfläche trift, ein Gleichgewicht in der Größenverteilung der Tonerteilchen erhalten, welches durch die nachfolgend angegebenen Werte charakterisiert wird: Medianwert der Teilchengröße nach
    Figure imgb0001
    In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Größenverteilung der Tonerteilchen durch folgende Werte charakterisiert:
    • a) weniger als 2 Gew.% Teilchen > 16 pm,
    • b) 9 bis 15 Gew.% Teilchen < 5 µm;
    • c) Rest Teilchen mit einer Größe zwischen 5 und 16 µm; Medianwert der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung zwischen 8,5 und 9,5 pm.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es wurde gefunden, daß durch Verwendung eines Toners, der erfindungsgemäß klassifiziert wurde, wesentlich bessere Ergebnisse als mit bisher bekannten konventionellen Tonern erhalten wurden im Hinblick auf die Kopierqualität, die Filterlebensdauer, die Tonerbrauchbarkeit und die Fixierqualität. Ein üblicher Toner, der in Kopiergeräten der Anmelderin verwendet wird, wird folgendermaßen klassifiziert:
    • 0,8 + 0,4 Gew.% weisen eine Teilchengröße kleiner 5 pm, etwa 35 Gew.% eine Teilchengröße größer 16 µm und weniger als 0,5 Gew.% eine Teilchengröße größer 32 µm auf, wobei der Medianwert der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung bei 13,6 + 0,6 µm liegt. Zur Messung der Größenverteilung wird ein Coulterzähler in an sich bekannter Weise verwendet.
  • Um die Toner miteinander vergleichen zu können, wurden Proben verschiedener Toner mit der in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen Größenverteilung hergestellt.
    Figure imgb0002
    Jeder der Toner wurde aus einem Mischharzsystem, welches für den Toner der Serie III Kopiergeräte der Anmelderin verwendet wird, hergestellt. Beispiel I betrifft bekannte, konventionelle Toner, und die Beispiele II und III betreffen Toner gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Etwa ein Gewichtsteil des Toners jedes Bespiels wurde mit etwa 99 Gewichtsteilen eines bekannten Trägermaterials, das aus Stahlkugeln, welche mit einem Polytetrafluoräthylenüberzug versehen waren, bestand, gemischt. Trägermaterialien dieser Art sind in der US-Patentschrift 3 947 271 beschrieben. Jede Mischung wurde in einem handelsüblichen Kopiergerät der Serie III der Anmelderin getestet, und Kopien wurden hergestellt. Zu jeder Mischung wurde Toner zugegeben, um im wesentlichen eine konstante Tonerkonzentration aufrechtzuerhalten. Mit der Toner/Trägermischung wurden 10 000 Kopien hergestellt, um ein Gleichgewicht der Tonerteilchengröße in der Mischung zu erhalten. Dieses Gleichgewicht der Tonerteilchengröße ergibt sich aus der Wechselwirkung des Toners, der Trägerteilchen und des Photoleiters während des Kopierens, und tatsächlich ändert sich die Teilchengröße, bis ein Gleichgewichtspunkt bei relativ konstanter Tonerkonzentration erreicht ist und die Größenverteilung danach im wesentlichen konstant bleibt. Diese Gleichgewichtseinstellung ist erwünscht, weil mit einem Toner dieser Art eine einheitlichere Kopierqualität erhalten wird als mit einem Entwickler, der nur die anfänglich vorhandene Tonergrößenverteilung aufweist. Weiterhin gestattet die Kopierqualität, die mit einer Entwicklermischung im Gleichgewicht verglichen mit einer Entwicklermischung, die nicht ins Gleichgewicht gebracht wurde, erhalten wird, repräsentativere Rückschlüsse auf die Wirkungsweise des Kopiergeräts. Die Gleichgewichtswertt, jeder Probe sind in der nachfolgenden Tabelle II angegeben.
    Figure imgb0003
    Im Anschluß an die Periode zur Einstellung des Gleichgewichts der Teilchengröße wurden weitere Kopien hergestellt, um die Kopierqualität zu prüfen. Die folgenden Versuche wurden durchgeführt, um die Kopierqualität und das Verhalten des Toners zu prüfen.
  • Hintergrundqualität: Die Qualität des Hintergrunds der Kopien wurde mit einem S-4 Leuchtkraftmeßgerät und Kolorimeter der Diano Corporation gemessen. Dieses Gerät wird verwendet, um die Reflexionsstärke einer Oberfläche zu messen. Die Ergebnisse geben die prozentuale Änderung der Reflexionsstärke des Papiers vor und nach der Erstellung einer Kopie an. Im allgemeinen ist eine Hintergrundmessung, die von einer Änderung der Reflexionsstärke des Papiers um mehr als 1,5 % herrührt, nicht mehr annehmbar, und die Kopierqualität ist unzureichend wegen einer hohen Hintergrundbildung.
  • Rückführgeschwindigkeit: Das Kopiergerät ist mit einem Filter ausgerüstet, welches den rückgeführten Toner reinigen soll. Dabei handelt es sich um eine physikalische Reinigungsvorrichtung, und die Lebenszeit der Vorrichtung ist umgekehrt proportional zur Rückführgeschwindigkeit. In anderen Worten, je niedriger die Rückführgeschwindigkeit ist, desto besser ist das Tonerverhalten. Ein rückgeführter Toner ist derjenige, welcher auf dem Photoleiter abgeschieden aber nicht auf das Kopierblatt übertragen wurde.
  • Tonerergiebigkeit: Die Tonerergiebigkeit ist die Anzahl der Kopien, die bei einer gegebenen optischen Dichte pro Pfund (453,6 g) an verwendetem Toner erstellt werden können.
  • Optische Dichte: Die optische Dichte ist das Maß für die Dichte oder die Ausfüllung der Bildlinien auf einer Kopie nach dem Fixieren.
  • Fixierqualität auf einer Offsetdruckplatte: Papiere zur Herstellung einer Offsetdruckplatte stellen eine Unterlage dar, auf der es schwierig ist, ein Tonerbild zu fixieren. Der Fixierqualitätstest für Offsetpapiere dieser Art bestehen darin, daß eine Kopie auf einem Papier für eine Offsetdruck- platte erstellt und dann die Adhäsion des Tonerbildes auf der Unterlage qualitativ beurteilt wird.
  • In der nachfolgenden Tabelle III sind die Meßergebnisse hinsichtlich der optischen Dichte, der Hintergrundqualität, der rückgeführten Menge, der Tonerergiebigkeit und der Fixierqualität der Kopien, die unter Verwendung der Toner der zuvor angegebenen drei Beispiele erstellt wurden, beschrieben.
    Figure imgb0004
  • Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß der Toner des Beispiels III mit Abstand der beste Toner ist, gefolgt von dem Toner des Beispiels II, und daß der Toner des Beispiels I der schlechteste ist. Es ist ersichtlich, daß der Toner gemäß Beispiel II, der mit seiner Zusammensetzung an der Grenze der Bereiche der vorliegenden Erfindung liegt, eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem Toner gemäß Beispiel I darstellt. Tatsächlich ist die Hintergrundbildung wesentlich geringer, es wird wesentlich weniger Toner rückgeführt, eine höhere Anzahl von Kopien pro Pfund Toner kann erstellt werden, und mit dem Toner können brauchbare Offsetdruckplatten erstellt werden, was mit dem Toner gemäß Beispiel I nicht der Fall ist. Diese Vorteile werden mit dem Toner gemäß Beispiel III noch in viel stärkerem Maße erhalten.
  • Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß der Toner, der anfänglich einer Entwicklermischung zugesetzt oder in dieser verwendet wird eine Teilchengrößenverteilung haben sollte, in der Teilchen größer 16 um in einer Menge unter 15 Gew.%, Teilchen kleiner 5 µm in einer Menge zwischen 7 und 15 Gew.% vorliegen und der Rest eine Teilchengröße zwischen 5 und 16 µm haben sollte, und in der der Medianwert der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung zwischen 8 und 12 µm liegen sollte. Vorzugsweise sollten die Teilchen größer 16 µm in einer Menge unter 2 Gew.%, Teilchen kleiner 5 um in einer Menge zwischen 9 und 15 Gew.% und der Rest in einer Teilchengröße zwischen 5 und 16 um vorliegen, wobei der Medianwert der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung zwischen 8,5 und 9,5 µm liegen sollte. Diese Größenverteilungen beziehen sich auf die Größenverteilung in einem frischen, noch nicht gebrauchten Toner. Die Größenverteilung im Gleichgewicht, nach einer Benutzung des Toners sollte, wie nachfolgend angegeben, aussehen:
    Figure imgb0005
    Warum eine so erhebliche Verbesserung eintritt, ist nicht vollkommen klar, es wird jedoch angenommen, daß die folgen Faktoren wesentlich zu dieser Verbesserung beitragen.
  • Die Reflexionsstärke ist ein Maß für die Hintergrundqualität, und mit dem bloßen Auge können Teilchen auf dem Hintergrund wahrgenommen werden. Dadurch, daß die Zahl der Teilchen größer 16 um herabgesetzt wird, wird die Zahl der Teilchen, die mit dem bloßen Auge beobachtet werden können, erheblich herabgesetzt, wodurch eine bessere Qualität des Hintergrunds erzeugt wird.
  • Es wird angenommen, daß die rückgeführte Menge wie nachfolgend angegeben herabgesetzt werden kann. Da weniger große Teilchen vorliegen und die Teilchen in der Mehrzahl gleichgroß sind, werden die Teilchen in verstärktem Maße etwa gleichgroße elektrostatische Ladungen aufnehmen. Große Teilchen haben ein niedrigeres Ladungs-zu-Masseverhältnis und sprechen weniger auf die Kraftfelder bei der Entwicklung und bei der Übertragung an; daher neigen sie weniger leicht zur Adhäsion und werden deshalb leichter entfernt und rückgeführt. Weiterhin ist bekannt, daß große Teilchen wegen ihres niedrigen Ladungs-zu-Masseverhältnisses eine größere Neigung zur Staubbildung auf dem Bildhintergrund aufweisen. Deshalb wird die rückgeführte Menge um so niedriger sein, je niedriger der Anteil der Teilchen größer 16 pm ist.
  • Bezüglich der größeren Ergiebigkeit des Toners ist auszuführen, daß eine Kopie durch das Aufbringen einer Schicht Tonerteilchen, welche durch elektrostatische Anziehung festgehalten werden, "schwarz" gemacht wird. Die Dicke der Schicht spielt für die Schwärze der Kopie keine Rolle, solange der Bereich der Unterlage, der bedeckt wird, gleich groß ist. Daher kann eine Schicht mit "dünneren" Teilchen anstelle "dickeren" Teilchen verwendet werden, und das Gewicht bzw.
  • das Volumen des Toners, das zur Bilderzeugung auf der Unter- , lage verwendet wird, wird pro Teilchenschicht niedriger sein. Durch die Herabsetzung des Anteils der Teilchen größer 16 um wird das Gewicht der Teilchen pro Schicht herabgesetzt werden, wodurch eine größere Anzahl von Kopien pro Pfund Toner erhalten wird.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Toner wird eine wesentlich verbesserte Fixierqualität auf Papieren bei der Herstellung einer Offsetdruckplatte erhalten. Es wird angenommen, daß dieses Ergebnis auf die bessere Wärmeübertragungscharakteristik zurückzuführen ist. Rein theoretisch kann angenommen werden, daß die dünneren Teilchenschichten der vorliegenden Erfindung einen kürzeren Weg zur Wärmeübertragung aufweisen als die dickeren Teilchenschichten bisher verwendeter Toner. Dadurch wird die Fixierqualität des Toners verbessert und eine bessere Adhäsion des Toners auf der Unterlage erhalten. Diese Eigenschaft ist auch wesentlich bei Verwendung anderer Unterlagen, weil durch sie eine schnellere Fixierung möglich ist als bei Verwendung dickerer Tonerteilchenschichten.
  • Es wurde gefunden, daß innerhalb der engen Grenzen der vorliegenden Erfindung eine außergewöhnlich gute Kopienqualität erhalten wird, welche wesentlich besser ist als bei Verwendung bisher bekannter Toner, und außerdem ist eine ausgezeichnete Ausnutzung des Toners gewährleistet. Wenn jedoch die Grenzwerte angenähert werden, wenn insbesondere die obere Grenze der Teilchenzahl größer 16 pm erreicht wird, ist die Verbesserung der Kopienqualität im Vergleich mit konventioneller Teilchengrößenverteilung nicht mehr so groß. Trotzdem wird innerhalb des großen Bereichs noch ein wesentlich verbesserter Toner erhalten. Innerhalb der engen Grenzen, und insbesondere, wenn die Teilchenzahl größer 16 pm unter 2 Gew.% liegt, wird eine außergewöhnlich gute Kopienqualität erhalten.

Claims (7)

1. Klassifiziertes elektrostatographisches Tonermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es Teilchen mit folgender Größenverteilung enthält:
a) weniger als 15 Gew.% Teilchen größer 16 µm;
b) 7 bis 15 Gew.% Teilchen kleiner 5 µm;
c) Rest Teilchen mit einer Größe zwischen 5 und 16 µm und daß es einen Medianwert der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung zwischen 8 und 12 pm aufweist.
2. Tonermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Teilchen mit folgender Größenverteilung enthält:
a) weniger als 2 Gew.% Teilchen größer 16 µm;
b) 9 bis 15 Gew.% Teilchen kleiner 5 µm;
c) Rest Teilchen mit einer Größe zwischen 5 und 16 µm und daß es einen Medianwert der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung zwischen 8,5 und 9,5 µm aufweist.
3. Elektrostatographisches Entwicklergemisch, das Toner-und Trägerteilchen mit entgegengesetzten triboelektrischen Ladungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen die in Anspruch 1 angegebenen Werte für die Größenverteilung und für den Medianwert der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung aufweisen.
4. Elektrostatographisches Entwicklergemisch, das Toner-und Trägerteilchen mit entgegengesetzten triboelektrischen Ladungen enthält, dadurch gekennzeichnet, ' daß die Tonerteilchen die in Anspruch 2 angegebenen Werte für die Größenverteilung und für den Medianwert t der Teilchengröße nach der Gewichtsverteilung aufweisen.
5. Elektrostatographisches Entwicklungsverfahren, bei dem ein Entwicklergemisch aus Toner- und Trägerteilchen auf einen Photoleiter mit einem latenten elektrostatischen Bild aufgetragen und das entwickelte Bild auf ein Kopierblatt übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das latente elektrostatische Bild mit einem Entwicklergemisch gemäß Anspruch 3 in Berührung bringt.
6. Elektrostatographisches Entwicklungsverfahren, bei dem ein Entwicklergemisch aus Toner- und Trägerteilchen auf einen Photoleiter mit einem latenten elektrostatischen Bild aufgetragen und das entwickelte Bild auf ein Kopierblatt übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das latente elektrostatische Bild mit einem Entwicklergemisch gemäß Anspruch 4 in Berührung bringt.
7. Elektrostatographisches Entwicklungsverfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwicklergemisch mit einem Gehalt an Toner, dessen Teilchengröße in der Mischung im Gleichge7 wicht ist, verwendet wird.
EP78101178A 1977-11-03 1978-10-19 Klassifiziertes elektrostatographisches Tonermaterial, Entwicklergemisch und Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieses Gemisches Expired EP0001785B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US84817377A 1977-11-03 1977-11-03
US848173 1986-04-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0001785A1 true EP0001785A1 (de) 1979-05-16
EP0001785B1 EP0001785B1 (de) 1981-12-30

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ID=25302556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP78101178A Expired EP0001785B1 (de) 1977-11-03 1978-10-19 Klassifiziertes elektrostatographisches Tonermaterial, Entwicklergemisch und Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieses Gemisches

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0001785B1 (de)
JP (1) JPS598822B2 (de)
AR (1) AR223330A1 (de)
BR (1) BR7807248A (de)
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