DE3844968C2 - Bilderzeugungsverfahren - Google Patents
BilderzeugungsverfahrenInfo
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- DE3844968C2 DE3844968C2 DE3844968A DE3844968A DE3844968C2 DE 3844968 C2 DE3844968 C2 DE 3844968C2 DE 3844968 A DE3844968 A DE 3844968A DE 3844968 A DE3844968 A DE 3844968A DE 3844968 C2 DE3844968 C2 DE 3844968C2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsverfahren, bei
dem ein Einkomponentenentwickler verwendet wird, welcher
einen magnetischen Toner, der kugelförmige magnetische
Teilchen enthält aufweist. Der Entwickler kann geeigneter
Weise bei dem erfindungsgemäßen elektrophotographischen
Bilderzeugungsverfahren verwendet werden, um ein digitales
latentes Bild, das aus Bildelemente-Einheiten, die jeweils
durch einen der zwei Werte "EIN" und "AUS" dargestellt
werden, besteht oder eine endliche Gradation bzw.
Abstufung hat, zu entwickeln.
Im Allgemeinen wird bei dem elektrophotographischen System
eine Bildvorlage belichtet, und das resultierende
reflektierte Licht wird einem zum Tragen eines latenten
Bildes bzw. Ladungsbildes dienenden Bauteil zugeführt, um
dadurch auf diesem Bauteil ein latentes Bild bzw.
Ladungsbild zu erhalten. Weil das Licht, das von der
Bildvorlage reflektiert wird, bei diesem System
unmittelbar als Bildsignal verwendet wird, ist das
erhaltene latente Bild ein analoges latentes Bild, in dem
sich das Potential kontinuierlich ändert.
Andererseits ist vor kurzem ein System in den Handel gebracht
worden, bei dem Licht, das von einer Bildvorlage reflektiert
wird, in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das dann
verarbeitet wird, wobei die Belichtung danach entsprechend dem
verarbeiteten Signal durchgeführt wird. Dieses System hat ver
schiedene Vorteile: Eine Bildvergrößerung oder -verkleinerung
kann leicht mit einem größeren Maßstab als bei dem System, bei
dem das analoge latente Bild angewendet wird, durchgeführt
werden, und das Bildsignal kann in einen Rechner eingegeben
und in Kombination mit einer anderen Information ausgegeben
werden. Wenn das analoge Bildsignal jedoch als solches verar
beitet wird, wird die Signalmenge enorm. Das vorstehend erwähn
te System erfordert infolgedessen eine digitale Verarbeitung,
bei der ein Bild in Bildelemente-Einheiten (nachstehend je
weils als "Bildpunkt" bezeichnet) aufgeteilt wird, und die Be
lichtungsmengen werden in Bezug auf die einzelnen Bildelemen
te festgelegt.
In dem Fall, daß ein latentes Bild digital dargestellt wird,
ist es notwendig, jeden Bildpunkt genauer zu entwickeln als
bei dem gebräuchlichen analogen latenten Bild. Infolgedessen
wird ein Entwickler benötigt, der dazu befähigt ist, eine ho
he Bilddichte zu liefern und die einzelnen Bildelemente getreu
zu entwickeln. Wenn ein digitales latentes Bild erzeugt wird,
führt es ferner im allgemeinen zu einer größeren Abweichung
des Oberflächenpotentials als bei einem analogen latenten Bild.
Wenn das digitale latente Bild entwickelt wird, ist es infolge
dessen notwendig, auch einen Bereich des latenten Bildes zu
entwickeln, bei dem die Potentialdifferenz zwischen einem zum
Tragen eines Entwicklers dienenden Bauteil und einem zum Tra
gen eines latenten Bildes dienenden Bauteil wie z. B. einer
lichtempfindlichen Walze relativ gering ist. Eine solche Ent
wicklung ist bei einem Bild mit einem sich wiederholenden Mu
ster aus abwechselnden Bildpunkten und Nicht-Bildpunkten be
sonders wichtig.
Wenn ein Entwickler, der als Entwickler für die Entwicklung
eines analogen latenten Bildes vorgesehen ist, als solcher auf
ein System angewandt wird, bei dem ein digitales latentes Bild
verwendet wird, werden die einzelnen Bildpunkte infolgedessen
besonders im Fall des vorstehend erwähnten sich wiederholenden
Bildmusters aus abwechselnden Bildpunkten und Nicht-Bildpunk
ten in ungenügendem Maße entwickelt. Als Ergebnis tritt die Er
scheinung auf, daß einige Bildpunkte in vermindertem Maße oder
nicht entwickelte Bilder liefern, was dazu führt, daß die re
sultierende Bilddichte vermindert ist oder daß ein Buchstaben
bild als Ganzes unscharf bzw. verschwommen ist. Eine solche
Erscheinung wird ausgeprägt, wenn ein Entwickler mit einem To
ner, der magnetisches Material enthält, (nachstehend als "ma
gnetischer Entwickler" bezeichnet) verwendet wird, der dazu
neigt, eine relativ geringe Menge triboelektrischer Ladung be
reitzustellen. Als Grund dafür kann angenommen werden, daß bei
dem magnetischen Entwickler das magnetische Material aus eini
gen Oberflächenbereichen der Tonerteilchen hervortritt und die
Oberfläche, die dazu befähigt ist, zur triboelektrischen Auf
ladung beizutragen, vermindert ist. Weil sich die Menge des
magnetischen Materials, das aus den Oberflächen der Tonerteil
chen hervortritt, in Abhängigkeit von der Menge des magneti
schen Materials, das in jedem magnetischen Tonerteilchen ent
halten ist, ändert, wird die Verteilung der triboelektrischen
Ladung(smenge) breiter als bei einer anderen Entwicklerart.
Als Ergebnis tritt im Fall der Verwendung des gebräuchlichen
magnetischen Entwicklers in einem System, bei dem ein digita
les latentes Bild angewandt wird, leicht eine Unschärfe eines
Buchstabenbildes ein, weil sich in einer Entwicklungseinrich
tung Entwicklerteilchen mit einer geringen Menge triboelektri
scher Ladung ansammeln.
Um in dem Entwickler eine enge Verteilung der triboelektri
schen Ladung zu erzielen, kann beispielsweise das magnetische
Material gleichmäßiger in einem Bindemittelharz dispergiert
werden. Als Verfahren, das für eine solche gleichmäßige Disper
gierung angewandt wird, ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein
magnetisches Material einer Oberflächenbehandlung mit einem
Behandlungsmittel wie z. B. einem Titan-Haftmittel unterzogen
wird, um dadurch die Oberfläche der magnetischen Teilchen zu
modifizieren, damit sie lipophil gemacht wird. Ein solches
Behandlungsmittel ist jedoch teuer, und das Verfahren für die
Oberflächenbehandlung ist kompliziert, wodurch die Herstel
lungskosten in unerwünschtem Maße erhöht werden.
Andererseits ist aus der JP-A 71529/1985 ein Verfahren zur
Herstellung kugelförmiger Magnetitteilchen bekannt, die eine
gute Dispergierbarkeit in einem Harz haben. Diese kugelför
migen Magnetitteilchen haben eine höhere Dispergierbarkeit
als die gebräuchlichen magnetischen Teilchen in einem kubi
schen Kristallsystem, jedoch ist ihre Dispergierbarkeit noch
ungenügend.
DE 31 04 040 A1 beschreibt eine Tonerzusammensetzung, enthaltend
kugelförmige Polymerkörner und ein magnetisches Pulver oder eine
magnetische Substanz als Färbemittel. Es werden gleichfalls ma
gnetische Teilchen mit oktaedrischer Gestalt verwendet.
DE 35 42 834 A1 beschreibt einen Einkomponententoner, der ein Ma
gnetpigment und ein Bindemittel auf der Basis eines organischen
Polymeren und/oder Wachses enthält. Das Magnetpigment besteht
aus Eisenpulver mit kugelförmiger bis elliptischer Teilchenform
und einer Korngröße von 2 bis 12 µm.
DE 36 40 642 A1 befaßt sich mit einem Bilderzeugungsverfahren,
bei dem ein digitales latentes Bild unter Verwendung eines ma
gnetischen Toners entwickelt wird. Der Entwickler umfaßt einen
magnetischen Toner aus einem Harz und einem magnetischen Pulver.
Als magnetisches Pulver werden z. B. Ferrit oder Magnetit einge
setzt. Die Eigenschaften des Toners bei der Entwicklung eines
digitalen latenten Bildes gemäß dieser Druckschrift lassen den
noch zu wünschen übrig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Bilderzeugungsverfahren bereitzustellen, bei dem unter
Verwendung des vorstehend erwähnten magnetischen Toners oder
Entwicklers ein digitales latentes Bild bzw. Ladungsbild
entwickelt wird, wodurch eine große Menge triboelektrischer
Ladung zur Verfügung gestellt und ein Tonerbild mit einer
hohen Bilddichte geliefert wird, das hinsichtlich der
Auflösung und Reproduzierbarkeit einer dünnen Linie
hervorragend ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Bilderzeu
gungsverfahren, das die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
Fig. 1 ist eine mit einem Raster-Elektronenmikroskop herge
stellte Photographie (30.000fache Vergrößerung) von kugel
förmigen magnetischen Teilchen, die im erfindungsgemäßen
Verfahren verwendet werden.
Fig. 2 ist eine mit einem Raster-Elektronenmikroskop
hergestellte Photographie (30.000fache Vergrößerung) von
gebräuchlichen magnetischen Teilchen in einer kubischen
Kristallform.
Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht, die eine
Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Bilderzeugungsverfahrens zeigt.
Fig. 4 ist eine vergrößerte schematische Teil-Schnittansicht,
die den Entwicklungsbereich der in Fig. 3 gezeigten Vorrich
tung zeigt.
Fig. 5 ist eine Teilansicht, die eine Bildprobe mit einem
Schachbrettmuster zeigt, die bei einem Entwicklungstest für
die Bewertung der Entwicklungseigenschaften eines im
erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Entwicklers verwendet
wurde.
Der erfindungsgemäß verwendete magnetische Toner enthält
ein Bindemittelharz und kugelförmige magnetische Teilchen
mit einer besonderen Rütteldichte und einer besonderen
Leinölabsorption.
Im Einzelnen haben die kugelförmigen magnetischen
Teilchen, die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendet
werden, eine Rütteldichte (oder Schüttdichte) von 1,2 bis
2,5 g/cm3 und vorzugsweise 1,5 bis 2,0 g/cm3 und eine
Leinölabsorption von 5 bis 30 ml/100 g, vorzugsweise 10
bis 25 ml/100 g und insbesondere 12 bis 17 ml/100 g.
Die Rütteldichte des magnetischen Materials kann im Rahmen
der Erfindung mit einem Meßinstrument (Powder Tester) und
einem Behälter, der an diesem Meßinstrument angebracht
ist, gemäß dem Verfahren, das in der Bedienungsanleitung
für dieses Messinstrument beschrieben ist, gemessen
werden.
Im Einzelnen kann die Rütteldichte (oder scheinbare
Dichte) in der folgenden Weise gemessen werden.
Zu einem Messbecher für die Messung der scheinbaren Dichte
wird eine Aufsatzkappe hinzugefügt, und dann wird der
Becher in die Rüttel-Halteeinrichtung des vorstehend
erwähnten Meßinstruments eingesetzt. Eine Pulverprobe wird
unter Anwendung einer Aufsatzschaufel sachte und in
ausreichender Menge, d. h. bis zu dem oberen Teil der
Kappe, mit der der obere Teil des Bechers versehen ist, in
den Becher eingefüllt, wobei ein Aufsatzkappendeckel
verwendet wird, um ein Verstreuen der in dem Messbecher
angeordneten Pulverprobe zu verhindern.
Der "Vibrations-Rüttel"-Umschalter des Messinstruments
wird zum Rütteln auf "TAP." eingestellt. Wenn eine
Stromquelle zum Anlegen einer Wechselspannung mit 50 Hz
angewandt wird, wird der Zeiteinstellschalter auf 216 s
eingestellt, so daß die Zahl der Rüttelvorgänge auf 180
eingestellt wird.
Der Start-Druckknopf wird gedrückt, so daß der Rüttel
betrieb beginnt. Wenn die Pulverprobe beim Rüttelbetrieb
so zusammengedrückt worden ist, daß ihr oberer Füllstand
bis zu dem oberen Teil des Meßbechers gesunken ist, wird
der "Vibrations-Rüttel"-Umschalter auf "OFF" eingestellt,
so daß der Rüttelbetrieb unterbrochen wird. Der Kappen
deckel wird einmal entfernt, und dem Messbecher wird eine
weitere Menge der Pulverprobe zugesetzt. Danach wird der
Rüttelbetrieb fortgesetzt, bis die Zahl der Rüttelvorgänge
180 erreicht hat.
Nach der Beendigung des Rüttelbetriebs wird der Meßbecher
aus der Rüttel-Halteeinrichtung herausgenommen, und die
Aufsatzkappe und der Kappendeckel werden sachte von dem
Meßbecher abgenommen. Dann wird überschüssiges Pulver, das
sich oberhalb der Oberseite des Meßbechers befindet, mit
einer Aufsatzrakel entfernt. Die Pulverprobe wird danach
mit einer Waage genau gewogen.
Da das Innenvolumen des Meßbechers 100 cm3 beträgt, wird
die Rütteldichte (g/cm3) der Pulverprobe in Form der
Probenmasse (g)/100 erhalten.
Andererseits kann die Leinölabsorption des im Rahmen der
Erfindung verwendeten magnetischen Materials entsprechend
dem in JIS K 5101-1978 beschriebenen Verfahren (Pigment
prüfverfahren) gemessen werden.
Im Einzelnen kann die Leinölabsorption in der folgenden
Weise gemessen werden. 1 bis 5 g einer Pulverprobe werden
auf einer Glasplatte (etwa 250 mm × 250 mm × 5 mm)
angeordnet, und Leinölfirnis wird aus einer Bürette nach
und nach auf den mittleren Teil der Pulverprobe auftropfen
gelassen, während die ganze Pulverprobe immer dann
ausreichend geknetet wird, wenn ein kleiner Anteil des
Leinöls auf die Probe aufgetropft ist.
Der vorstehend erwähnte Vorgang des Auftropfenlassens und Kne
tens wird wiederholt, bis die ganze Probe zum ersten Mal in
eine harte, kittähnliche einzelne Masse umgewandelt worden
ist und die Oberfläche der Masse wegen des Leinöls Glanz auf
weist, d. h., bis der Vorgang den Endpunkt erreicht hat. Die
Menge des Leinöls, die bis zum Endpunkt verbraucht wird, wird
gemessen, und die Leinölabsorption G (%) wird entsprechend der
folgenden Formel berechnet:
G = H/S × 100
H: Menge des Leinöls (ml)
S: Masse der Probe (g)
G = H/S × 100
H: Menge des Leinöls (ml)
S: Masse der Probe (g)
Übrigens können einige Pigmentarten nicht den vorstehend er
wähnten Oberflächenglanz liefern. Wenn ein solches Pigment als
Probe verwendet wird, kann der Endpunkt als ein Punkt defi
niert werden, der unmittelbar vor dem Punkt liegt, bei dem die
Probe durch einen zusätzlichen Tropfen des Leinölfirnisses
plötzlich weich wird und an der Glasscheibe anklebt.
Das gebräuchliche magnetische Material, das aus Magnetitteil
chen des kubischen Kristallsystems besteht, wie sie in Fig. 2
gezeigt sind, zeigt eine Rütteldichte von weniger als 0,6 g/cm3
und zeigt im allgemeinen eine Rütteldichte im Bereich von
0,3 bis 0,5 g/cm3. Andererseits zeigt das gebräuchliche magne
tische Material, das aus kugelförmigen Magnetitteilchen be
steht, eine Rütteldichte von weniger als 1 g/cm3 und zeigt im
allgemeinen eine Rütteldichte im Bereich von 0,7 bis 0,9 g/cm3.
Bei dem Toner, der unter Verwendung des gebräuchlichen magne
tischen Materials aus Magnetitteilchen des kubischen Kristall
systems erhalten wird, ist die Dispergierbarkeit der magneti
schen Teilchen in jedem Tonerteilchen oder zwischen den Toner
teilchen in ungenügendem Maße gleichmäßig. Infolgedessen lie
fert ein solcher Toner in einigen Fällen nur ein unscharfes
Tonerbild, wenn er zur Entwicklung eines digitalen latenten
Bildes verwendet wird. Bei Versuchen, die von den Erfindern
durchgeführt wurden, wurde gefunden, daß im Fall der Entwick
lung eines auf der Grundlage einer Bildvorlage mit einem in
Fig. 5 gezeigten Schachbrettmuster erzeugten digitalen laten
ten Bildes mit einem magnetischen Toner, der die gebräuchli
chen magnetischen Teilchen des kubischen Kristallsystems ent
hielt, die schwarzen Bildbereiche dazu neigten, teilweise aus
zufallen, und die Bilderzeugungseigenschaften des Toners wie
z. B. die Auflösung des erhaltenen Bildes ungenügend waren.
Wenn ein magnetisches Material, das aus Magnetitteilchen be
steht, die kubische Kristalle zeigen, einer Zerkleinerungs
behandlung unterzogen wird, um die Aggregate der Magnetitteil
chen zu zerkleinern, wird die Rütteldichte des auf diese Weise
behandelten magnetischen Materials größer, und ein magneti
scher Toner, der das behandelte magnetische Material enthält,
zeigt im Vergleich zu einem magnetischen Toner, der unbehan
deltes magnetisches Material enthält, verbesserte Entwicklungs
eigenschaften. Diese Verbesserung ist jedoch noch nicht ausrei
chend.
Wenn Teilchen wie z. B. kubische Kristalle, die ebene Oberflä
chenbereiche aufweisen, einer Zerkleinerungsbehandlung unter
zogen werden, neigen die ebenen Oberflächen der Teilchen dazu,
in enge Berührung miteinander zu kommen. Im Fall von Teilchen,
die sich in enger Berührung miteinander befinden, ist zur
Trennung der einzelnen Teilchen voneinander eine höhere Ener
gie erforderlich als im Fall von Teilchen, die einander an ge
krümmten Oberflächen berühren. Ferner haben die magnetischen
Teilchen in einem kubischen Kristallsystem scharfe Kantenberei
che, die durch eine Beanspruchung bzw. Belastung leicht zerbro
chen werden können. Wenn das Aggregat des magnetischen Mate
rials im kubischen Kristallsystem einer Zerkleinerungsbehand
lung unterzogen wird, wird infolgedessen durch das Zerbrechen
eine beträchtliche Menge von Feinpulver erzeugt, wodurch sich
die Eigenschaften des behandelten Materials (wie z. B. die nach
der BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche) im Vergleich
zu dem ursprünglichen Wert, der anfänglich erwünscht war, än
dern.
Andererseits haben kugelförmige Magnetitteilchen, die keiner
Zerkleinerungsbehandlung unterzogen worden sind, im Vergleich
zu dem magnetischen Material im kubischen Kristallsystem eine
verbesserte Dispergierbarkeit in einem Bindemittelharz. Ihre
Rütteldichte ist jedoch klein, und die Verbesserung der
gleichmäßigen Dispergierbarkeit ist noch ungenügend.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden kugelförmige
magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von 1,2 bis 2,5 g/cm3
verwendet. Dieser Wert der Rütteldichte ist so groß,
daß er weder durch gewöhnliche unbehandelte magnetische
Teilchen in einem kubischen Kristallsystem noch durch
magnetische Teilchen in einem kubischen Kristallsystem, die
einer Zerkleinerungsbehandlung unterzogen worden sind, noch
durch unbehandelte kugelförmige magnetische Teilchen erreicht
werden kann.
Die besonderen kugelförmigen magnetischen Teilchen, die im
erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, können
vorzugsweise durch Zerkleinerung von kugelförmigen
magnetischen Teilchen mit einer Rütteldichte von nicht
weniger als 0,7 g/cm3 und weniger als 1,0 g/cm3 und einer
Leinölabsorption von 10 bis 35 ml/100 g hergestellt werden.
Für die Zerkleinerung der kugelförmigen magnetischen Teilchen
können beispielsweise eine mechanische Pulverisiermühle mit
einem Hochgeschwindigkeitsrotor für die Zerkleinerung von
Pulver und ein Druckdispergierungsgerät, das eine zum Ausüben
einer Belastung dienende Walze für die Dispergierung oder
Zerkleinerung von Pulver aufweist, verwendet werden.
Im Fall der Verwendung der mechanischen Pulverisiermühle zur
Zerkleinerung der Aggregate der magnetischen Teilchen besteht
die Neigung, daß die auf den Rotor zurückzuführende Stoßkraft
im Übermaß auch auf die Primärteilchen ausgeübt wird, so daß
die Primärteilchen selbst zerbrochen werden, wodurch leicht
ein Feinpulver aus dem magnetischen Material erzeugt werden
kann. Wenn zur Herstellung eines Toners das magnetische Mate
rial, das einer Zerkleinerungsbehandlung mittels einer mecha
nischen Pulverisiermühle unterzogen worden ist, verwendet wird,
verschlechtert infolgedessen das vorstehend erwähnte Feinpul
ver in den magnetischen Teilchen die triboelektrischen Aufla
dungseigenschaften des Toners. Als Ergebnis tritt relativ
leicht eine auf eine Verminderung der Menge der triboelektri
schen Ladung in dem Toner zurückzuführenden Abnahme der Toner
bilddichte ein.
Andererseits kann im Rahmen der Erfindung zum wirksamen Zer
kleinern der Aggregate der kugelförmigen magnetischen Teilchen
und zur Unterdrückung der Erzeugung von Feinpulver aus magne
tischem Material vorzugsweise ein Druckdispergierungsgerät,
das eine zum Ausüben einer Belastung dienende Walze aufweist,
beispielsweise eine Fret Mill bzw. Reibmühle, verwendet wer
den.
Im Rahmen der Erfindung kann angenommen werden, daß die Rüttel
dichte und die Leinölabsorption des magnetischen Materials in
direkt die Gestalt der magnetischen Teilchen, ihren Oberflä
chenzustand und die Menge der darin vorhandenen Aggregate wie
dergeben.
Eine weniger als 1,2 g/cm3 betragende Rütteldichte eines ma
gnetischen Materials zeigt, daß in dem magnetischen Material
eine große Menge magnetischer Teilchen in einem kubischen Kri
stallsystem vorhanden ist oder daß darin eine große Zahl von
Aggregaten magnetischer Teilchen enthalten ist und daß die Zer
kleinerungsbehandlung für die magnetischen Teilchen in be
trächtlichem Maße ungenügend ist. Wenn ein magnetisches Mate
rial mit einer Rütteldichte von weniger als 1,2 g/cm3 verwen
det wird, ist es infolgedessen schwierig, das magnetische Ma
terial gleichmäßig in einem Bindemittelharz zu dispergieren,
was dazu führt, daß leicht eine auf die ungleichmäßige Dispergierung
des magnetischen Materials zurückzuführende Unschärfe
des Tonerbildes, eine Verminderung des Auflösungsvermögens des
Toners und eine Beschädigung der Oberfläche eines lichtempfind
lichen Aufzeichnungsmaterials eintreten.
Wenn die Rütteldichte der magnetischen Teilchen mehr als 2,5 g/cm3
beträgt, sind ihre Aggregate übermäßig zerkleinert worden,
und unter Druck tritt ein Anhaften der magnetischen Teilchen
aneinander ein, wodurch aus den magnetischen Teilchen Pellets
gebildet werden. Als Ergebnis können solche magnetischen Teil
chen nur ungleichmäßige magnetische Tonerteilchen liefern.
Wenn die Leinölabsorption der magnetischen Teilchen ihre vor
stehend erwähnte Obergrenze oder Untergrenze überschreitet,
kommt es zu einer ähnlichen Erscheinung wie im Fall der Über
schreitung der Grenzwerte der Rütteldichte.
Bei Untersuchungen, die von den Erfindern durchgeführt wurden,
wurde festgestellt, daß bei der Zerkleinerung von magnetischen
Teilchen in einem kubischen Kristallsystem ihre nach der BET-
Methode gemessene spezifische Oberfläche nach der Zerkleine
rung im Vergleich zu der spezifischen Oberfläche vor der Zer
kleinerung um 10% oder mehr zunimmt. Als Grund dafür kann an
genommen werden, daß durch die Zerkleinerungsbehandlung eine
große Menge von Feinpulver aus magnetischen Teilchen erzeugt
wird. Andererseits ist im Fall der Zerkleinerung von kugelför
migen magnetischen Teilchen gefunden worden, daß ihre nach der
BET-Methode gemessene spezifische Oberfläche nach der Zerklei
nerung im wesentlichen dieselbe ist wie vor der Zerkleinerung
oder um mehrere % abnimmt.
Es ist infolgedessen möglich, festzustellen, ob die Gestalt
der magnetischen Teilchen einem kubischen Kristallsystem ent
spricht oder kugelförmig ist. Im einzelnen kann in dem Fall,
daß magnetische Teilchen derart zerkleinert werden, daß ihre
Rütteldichte um etwa 30% zunimmt und dabei ihre nach der BET-
Methode gemessene spezifische Oberfläche nach der Zerkleinerung
im wesentlichen dieselbe ist wie vor der Zerklei
nerung oder abnimmt, angenommen werden, daß die Gestalt
der magnetischen Teilchen kugelförmig ist.
Im Rahmen der Erfindung kann die Größe der Primärteilchen
der magnetischen Teilchen, die unter Anwendung einer mit
einem Elektronenmikroskop hergestellten Photographie
gemessen wird, vorzugsweise 0,2 bis 0,5 µm betragen, und
ihre durch Adsorption von Stickstoff nach der BET-Methode
gemessene spezifische Oberfläche kann vorzugsweise 6,0 bis
8,0 m2/g betragen.
Um ein digitales latentes Bild in Gegenwart eines Magnet
feldes zu entwickeln, können die im erfindungsgemäßen
Verfahren verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
ferner im Hinblick auf die Transportierbarkeit eines
magnetischen Toners auf einem zum Tragen eines Entwicklers
dienenden Bauteil wie z. B. einem Zylinder vorzugsweise
eine Sättigungsmagnetisierung (σs) von 60 bis 90 Am2/kg (60
bis 90 emE/g), eine Remanenz (σr) von 3 bis 9 Am2/kg (3 bis
9 emE/g) und eine Koerzitivkraft (Hc) von 3,18 bis 6,37 kA/m
(40 bis 80 Oe) [insbesondere 3,98 bis 5,57 kA/m (50
bis 70 Oe)] und/oder ein 0,04 bis 0,10 betragendes
Verhältnis σr/σs haben [jeweils gemessen bei einem
Magnetfeld von 795,8 kA/m (10.000 Oe)]. Es ist sehr
schwierig, zu erreichen, daß gebräuchliche magnetische
Teilchen in einem kubischen Kristallsystem eine Koerzi
tivkraft von 3,18 bis 6,37 kA/m (40 bis 80 Oe) haben. Es
kann infolgedessen angenommen werden, daß der vorstehend
erwähnte Wert der Koerzitivkraft indirekt die Gestalt der
magnetischen Teilchen anzeigt.
Die magnetischen Eigenschaften eines magnetischen
Materials können im Rahmen der Erfindung mit einem
handelsüblichen Meßgerät gemessen werden.
Der erfindungsgemäß verwendete magnetische Toner kann
vorzugsweise Isoliereigenschaften haben, damit er
triboelektrische Ladung zeigen kann. Im Einzelnen kann
der spezifische Widerstand des Toners vorzugsweise
1014 Ohm.cm oder mehr betragen, wenn an den
Toner unter einem Druck von 29,4 N/cm2 eine Spannung von 100 V
angelegt wird. In dem erfindungsgemäß verwendeten magnetischen Toner sind
die vorstehend erwähnten besonderen kugelförmigen magneti
schen Teilchen infolgedessen in einer Menge von 30 bis 150
Masseteilen je 100 Masseteile eines Bindemittelharzes
enthalten. Wenn die Menge der magnetischen Teilchen unter 30
Masseteilen liegt, ist die Transportierbarkeit des magneti
schen Toners auf einem zum Tragen eines Entwicklers dienenden
Bauteil wie z. B. einem Zylinder ungenügend. Andererseits
verschlechtern sich die Isoliereigenschaften und die Hitze
fixierbarkeit des magnetischen Toners, wenn die Menge der
magnetischen Teilchen über 150 Masseteilen liegt.
Die kugelförmigen magnetischen Teilchen, die im erfindungs
gemäßen Verfahren verwendet werden, können vorzugsweise durch
ein Naßverfahren aus Eisen(II)-sulfat hergestellt werden. Die
magnetischen Teilchen können vorzugsweise aus Magnetit oder
Ferrit bestehen, der 0,1 bis 10 Masse-% einer Verbindung
enthält, die ein zweiwertiges Metall wie z. B. Mangan oder
Zink enthält.
Zu Beispielen für das zur Herstellung des erfindungsgemäß
eingesetzten magnetischen Toners verwendete Bindemittelharz
gehören: Homopolymere oder Copolymere von Styrol und seinen
Derivaten wie z. B. Polystyrol, Poly-p-Chlorstyrol,
Polyvinyltoluol, Styrol-p-Chlorstyrol-Copolymer, Styrol-
Vinyltoluol-Copolymer; Copolymere von Styrol und
Acrylsäureestern wie z. B. Styrol-Methylacrylat-Copolymer,
Styrol-Ethylacrylat-Copolymer, Styrol-n-Butylacrylat-
Copolymer; Copolymere von Styrol und Methacrylsäureestern wie
z. B. Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer, Styrol-
Ethylmethacrylat-Copolymer, Styrol-n-Butylmethacrylat-
Copolymer; Mehrkomponenten-Copolymere von Styrol,
Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern; Copolymere von
Styrol und anderen Vinylmonomeren wie z. B. Styrol-
Acrylnitril-Copolymer, Styrol-Vinylmethylether-Copolymer,
Styrol-Butadien-Copolymer, Styrol-Vinylmethylketon-Copolymer,
Styrol-Acrylnitril-Inden-Copolymer, Styrol-Maleinsäureester-
Copolymer; Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat,
Polyvinylacetat, Polyester, Polyamide,
Epoxyharze, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäureharz, Phenol
harze, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoff
harze, Petrolharz, chloriertes Paraffin. Diese Bindemit
telharze können entweder einzeln oder als Mischung ver
wendet werden.
Im Hinblick auf die triboelektrische Aufladbarkeit, die
Entwicklungseigenschaften und die Fixierbarkeit des Toners
kann vorzugsweise ein Styrol-Acrylsäurealkylester-Copolymer
(dessen Alkylgruppe vorzugsweise eine C1- bis C12-Alkylgruppe
ist), ein Styrol-Methacrylsäurealkylester-Copolymer (dessen
Alkylgruppe vorzugsweise eine C1- bis C12-Alkylgruppe ist)
oder ein Polyesterharz verwendet werden.
Der erfindungsgemäß verwendete magnetische Toner kann
ferner ein Farbmittel enthalten. Als Beispiele dafür
können Ruß und Kupferphthalocyanin erwähnt werden.
Ferner kann der erfindungsgemäß verwendete Toner gewünsch
tenfalls auch einen Ladungssteuerstoff enthalten, wozu ein
Ladungssteuerstoff für negative Aufladung wie z. B. ein
Metallkomplexsalz eines Monoazofarbstoffs und ein Metall
komplex von Salicylsäure, Alkylsalicylsäure, Dialkyl
salicylsäure oder Naphthoesäure gehören. Der erfindungs
gemäße Toner kann je 100 Masseteile eines Bindemittel
harzes vorzugsweise 0,1 bis 0,9 Masseteile des Ladungs
steuerstoffs enthalten.
Ferner kann ein Mittel zur Verbesserung des Fließvermögens
wie z. B. Teflonpulver zugesetzt werden, um das Agglomerieren
von Tonerteilchen zu verhindern und dadurch das
Fließvermögen zu verbessern. Ferner wird dem Toner bei einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein wachsartiges
Material wie z. B. niedermolekulares Polyethylen, nieder
molekulares Polypropylen, mikrokristallines Wachs,
Carnaubawachs, Sasol-Wachs oder Paraffinwachs in einer Menge
von etwa 0,5 bis 5 Masse-% zugesetzt, um die Abtrennbarkeit
während des Heißwalzenfixierens zu verbessern.
Die kugelförmigen magnetischen Teilchen, die im erfin
dungsgemäßen Verfahren verwendet werden, können vorzugs
weise in einem negativ aufladbaren magnetischen Toner ver
wendet werden. Solch ein negativ aufladbarer magnetischer
Toner kann vorzugsweise eine triboelektrische Ladungs
menge von -8 µC/g bis -20 µC/g bereitstellen. Wenn die
Ladungsmenge weniger als -8 µC/g (in Form ihres Absolut
werts) betragt, besteht insbesondere unter der Bedingung
einer hohen Feuchtigkeit die Neigung, daß die Bilddichte
abnimmt. Wenn die Ladungsmenge mehr als -20 µC/g beträgt,
ist der Toner übermäßig aufgeladen, wodurch ein Linienbild
dünner gemacht wird, was insbesondere unter der Bedingung
einer niedrigen Feuchtigkeit dazu führt, daß nur ein
schlechtes Bild erhalten wird.
Die negativ aufladbaren Tonerteilchen sind im erfindungsgemäß ver
wendeten Verfahren folgendermaßen definiert. 10 g Toner
teilchen, die über Nacht in einer Umgebung mit 25°C und
einer relativen Feuchte von 50 bis 60% stehengelassen
worden sind, und 90 g nicht mit einem Harz beschichtetes,
als Tonerträger dienendes Eisenpulver, das derartige
Teilchengrößen hat, dass es durch ein Sieb mit einer
lichten Maschenweite von 200 mesh hindurchgeht und durch
ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 300 mesh
zurückgehalten wird, (z. B. EFV 200/300®) werden in einem
Aluminiumtopf mit einem Volumen von etwa 200 cm3 in der
vorstehend erwähnten Umgebung gründlich vermischt (durch
etwa 50maliges Schütteln des in den Händen gehaltenen
Topfes in senkrechter Richtung), und die triboelektrische
Ladung der Tonerteilchen wird nach dem üblichen Abblas
verfahren mittels einer Aluminiumzelle, die ein Sieb mit
einer lichten Maschenweite von 400 mesh aufweist, ge
messen. Die Tonerteilchen, bei denen durch die vorstehend
beschriebene Messung festgestellt worden ist, daß sie
negative triboelektrische Ladung haben, sind als negativ
aufladbare Tonerteilchen definiert.
Der erfindungsgemäß verwendete Toner kann im Allgemeinen in der
folgenden Weise hergestellt werden.
- 1. Ein Bindemittelharz und ein magnetisches Material werden durch gleichmäßiges Dispergieren mittels eines Mischers wie z. B. eines Henschelmischers zusammen mit einem wahlweise zugesetzten, als Farbmittel dienenden Farbstoff oder Pigment vermischt.
- 2. Die durch das vorstehend beschriebene Vermischen er haltene Mischung wird einer Schmelzknetbehandlung unter Anwendung einer Knetvorrichtung wie z. B. eines Kneters, einer Strangpresse oder einer Walzenmühle unterzogen.
- 3. Das geknetete Produkt wird mittels eines Brechers bzw. eines Grobzerkleinerungsgeräts wie z. B. einer Schneidmühle oder einer Hammermühle grobzerkleinert und dann mittels einer Pulverisiermühle wie z. B. einer Strahlmühle feinpul verisiert.
- 4. Das feinpulverisierte Produkt wird mittels eines Klas siergeräts klassiert, um die Teilchengrößenverteilung ein zustellen, wodurch ein erfindungsgemäß verwendbarer Toner erhalten wird.
Der erfindungsgemäß verwendete Entwickler kann vorzugs
weise einen magnetischen Toner und ein Feinpulver aus
hydrophobem Siliciumdioxid enthalten bzw. daraus bestehen,
um die triboelektrische Aufladbarkeit der Tonerteilchen
gleichmäßig zu verbessern, um ihr Agglomerieren zu ver
hindern oder um ihr Fließvermögen zu verbessern. Im Fall
eines negativ aufladbaren magnetischen Einkomponenten
entwicklers kann der Entwickler vorzugsweise ein negativ
aufladbares Siliciumdioxid-Feinpulver enthalten, das mit
einem Silan-Haftmittel und/oder mit einem Siliconöl behan
delt worden ist, wobei die Menge des Siliciumdioxid-Fein
pulvers vorzugsweise 0,3 bis 1,0 Masseteile je 100 Masse
teile des negativ aufladbaren magnetischen Toners beträgt.
Das Siliciumdioxid-Feinpulver, das im erfindungsgemäßen
Verfahren verwendet wird, kann vorzugsweise das sogenannte
"Trockenverfahren-Siliciumdioxid" oder "Fused Silica"
sein, das durch Oxidation von gasförmigem Siliciumhalo
genid erhalten werden kann.
Das hydrophobe Siliciumdioxid-Feinpulver kann vorzugsweise aus
den vorstehend erwähnten feinen Siliciumdioxidteilchen beste
hen, deren Oberfläche mit einem Silan-Haftmittel und/oder mit
einem Siliconöl behandelt worden ist.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Bilderzeugungsverfahrens unter Bezugnahme auf Fig.
3 und 4 beschrieben.
Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wird die Oberfläche eines
lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials 1 (nachstehend auch
als lichtempfindliche Walze bezeichnet) mittels einer Primär
ladungseinrichtung 2 negativ oder positiv geladen, und dann
wird ein zur Belichtung dienendes Licht 5, das aus einem Laser
strahl besteht, entsprechend einem Bildabtastverfahren der
Oberfläche des lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials zuge
führt, wodurch darauf ein digitales latentes Bild bzw. Ladungs
bild erzeugt wird. Das latente Bild wird in einer Entwicklungs
stellung, wo der Oberfläche des lichtempfindlichen Aufzeich
nungsmaterials ein Entwicklungszylinder 4 einer Entwicklungs
einrichtung 9 gegenüberliegt, mit einem Einkomponentenentwick
ler 13 entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen. Die Entwick
lungseinrichtung 9 weist eine magnetische Rakel 11 und den Ent
wicklungszylinder 4, in dem sich ein Magnet 14 befindet, auf
und enthält den Entwickler 13. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird
in der Entwicklungsstellung zwischen einem elektrisch leiten
den Schichtträger 16 der lichtempfindlichen Walze 1 und dem
Entwicklungszylinder 4 durch eine Einrichtung 12 zum Anlegen
einer Vorspannung eine Vorspannung angelegt, die aus einer
Wechselstrom-Vorspannung, einer Impuls-Vorspannung und/oder
einer Gleichstrom-Vorspannung besteht.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird, wenn ein als Bildempfangsma
terial dienendes Papier P zu einer Übertragungsstellung trans
portiert wird, wo der lichtempfindlichen Walze 1 eine Übertra
gungs-Ladungseinrichtung 3 gegenüberliegt, die rückseitige
Oberfläche des als Bildempfangsmaterial dienenden Papiers P (d. h.,
diejenige seiner Oberflächen, die der Oberfläche, die der
lichtempfindlichen Walze 1 gegenüberliegt, entgegengesetzt ist)
mittels der Übertragungs-Ladungseinrichtung 3 positiv oder ne
gativ geladen, wodurch das auf der Oberfläche der lichtempfind
lichen Walze erzeugte Tonerbild, das aus einem negativ (oder
positiv) aufladbaren Toner besteht, elektrostatisch auf das
als Bildempfangsmaterial dienende Papier P übertragen wird.
Das als Bildempfangsmaterial dienende Papier P wird dann von
der lichtempfindlichen Walze 1 getrennt und zu einer Fixierein
richtung 7 transportiert, bei der Hitze und Druck angewandt
werden, um das Tonerbild dadurch auf dem als Bildempfangsmate
rial dienenden Papier P zu fixieren.
Der restliche Einkomponentenentwickler, der auf der lichtemp
findlichen Walze 1 stromabwärts bezüglich der Übertragungsstel
lung zurückbleibt, wird durch eine Reinigungseinrichtung 8 mit
einer Reinigungsrakel entfernt. Nach der Reinigung wird die
lichtempfindliche Walze 1 durch eine Löschbelichtung 6 entla
den und wieder dem vorstehend erwähnten Verfahren unterzogen,
wozu als Anfangsschritt der Aufladungsschritt mittels der Pri
märladungseinrichtung 2 gehört.
Des weiteren zeigt Fig. 4, daß die lichtempfindliche Walze 1
als zum Tragen eines elektrostatischen Bildes bzw. Ladungsbil
des dienendes Bauteil eine lichtempfindliche Schicht 15 und
den elektrisch leitenden Schichtträger 16 aufweist und sich in
Richtung eines Pfeiles A bewegt. Andererseits dreht sich der
Entwicklungszylinder 4, ein nichtmagnetischer Zylinder, als
zum Tragen eines Entwicklers dienendes Bauteil in Richtung ei
nes Pfeiles B, so daß er sich in der Entwicklungsstellung in
derselben Richtung bewegt wie die lichtempfindliche Walze 1.
Der mehrpolige Dauermagnet 14 ist innerhalb des nichtmagneti
schen Zylinders 4 angeordnet und dreht sich nicht.
Der isolierende magnetische Einkomponentenentwickler 13, der
in der Entwicklungseinrichtung 9 enthalten ist, wird auf den
nichtmagnetischen Zylinder 4 aufgebracht, und die darin enthaltenen
Tonerteilchen werden durch die Reibung zwischen der Zy
linderoberfläche und den Tonerteilchen mit triboelektrischer
Ladung ausgestattet. Eine magnetische Rakel 11 aus Eisen ist
nahe bei der Zylinderoberfläche (vorzugsweise mit einem Ab
stand von 50 bis 500 µm) angeordnet und liegt einem der Pole
des mehrpoligen Dauermagneten 14 gegenüber. Auf diese Weise
wird die Dicke der Tonerschicht, die auf dem Zylinder 4 ange
ordnet ist, gleichmäßig auf einen geringen Wert (vorzugsweise
auf 30 bis 300 µm) eingestellt, um dadurch eine Entwickler
schicht zu bilden, deren Dicke geringer ist als der Abstand
zwischen der lichtempfindlichen Walze 1 und dem Zylinder 4 in
der Entwicklungsstellung. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Zy
linders 4 kann derart eingestellt werden, daß die Geschwindig
keit seiner Oberfläche der Geschwindigkeit der Oberfläche der
lichtempfindlichen Walze im wesentlichen oder nahezu gleich
ist.
Die magnetische Rakel 11 kann auch aus einem Dauermagneten an
stelle von Eisen bestehen, um dadurch einen Gegenmagnetpol zu
bilden. Zwischen dem Zylinder 4 und der lichtempfindlichen Wal
ze 1 kann mittels der Einrichtung 12 zum Anlegen einer Vorspan
nung eine Wechselstrom-Vorspannung oder eine Impuls-Vorspan
nung angelegt werden. Die Wechselstrom-Vorspannung kann vor
zugsweise eine Frequenz von 200 bis 4000 Hz und einen Spitze-
zu-Spitze-Wert (Vpp) von 500 bis 3000 V haben. Die Tonerteil
chen werden in der Entwicklungsstellung auf ein elektrostati
sches Bild, das auf der lichtempfindlichen Walze 1 erzeugt wor
den ist, unter der Wirkung einer elektrostatischen Kraft, die
auf die das elektrostatische Bild tragende Oberfläche zurückzu
führen ist, und unter der Wirkung der Wechselstrom-Vorspannung
oder der Impuls-Vorspannung übertragen.
Bei der vorstehend erwähnten Ausführungsform kann anstelle der
Rakel 11 auch eine elastische Rakel, die aus einem elastischen
oder elastomeren Material wie z. B. Siliconkautschuk besteht,
verwendet werden, so daß der Entwickler auf das zum Tragen eines
Entwicklers dienende Bauteil 4 aufgebracht wird, wäh
rend die Dicke der Entwicklerschicht unter Druck einge
stellt wird.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher
erläutert.
Kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von
1,0 g/cm3, einer Leinölabsorption von 25 ml/100 g und einer
nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von
7 m2/g wurden einer Zerkleinerungsbehandlung mittels einer
Fret Mill bzw. Reibmühle unterzogen, um die Aggregate der
magnetischen Teilchen zu zerkleinern, wodurch kugelförmige
magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von 1,7 g/cm3,
einer Leinölabsorption von 17 ml/100 g und einer nach der
BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 7 m2/g
hergestellt wurden. Die auf diese Weise hergestellten
kugelförmigen magnetischen Teilchen hatten eine Sättigungs
magnetisierung, (σs) von 83 Am2/kg (83 emE/g), eine Remanenz
(σr) von 5 Am2/kg (5 emE/g), ein 0,06 betragendes Verhältnis
σr/σs und eine Koerzitivkraft von 4,46 kA/m (56 Oe).
Vorstehend erwähnte kugelförmige magnetische Teilchen nach Zerkleinerung | 60 Masseteile |
Styrol-Butylacrylat-Copolymer Copolymerisations-Masseverhältnis = 8 : 2; [Durchschnitts molekulargewicht (Massemittel) = etwa 250.000] | 100 Masseteile |
Niedermolekulares Polypropylen [Durchschnittsmolekulargewicht (Massemittel) = etwa 15.000] | 3 Masseteile |
Chromkomplex eines Monoazofarbstoffs (Bontron S-34 ®) | 0,5 Masseteile |
Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden mittels
einer auf 160°C aufgeheizten Zwei-Achsen-Strangpresse
einer Schmelzknetbehandlung unterzogen, und das geknetete
Produkt wurde nach dem Abkühlen mittels einer Hammermühle
grobzerkleinert
und dann mittels einer Strahlmühle feinpulverisiert. Das
feinpulverisierte Produkt wurde mittels eines Windsichters
klassiert, wodurch ein magnetischer Toner hergestellt
wurde.
Als die Teilchengröße des magnetischen Toners mittels
eines Coulter-Zählgeräts mit einer Öffnung von 100 µm
gemessen wurde, wurde festgestellt, daß der Toner eine
mittlere Teilchengröße (Volumenmittel) von 11,5 µm hatte
und daß der auf die Gesamtzahl bezogene Anteil der Zahl
der Tonerteilchen mit Teilchengrößen von weniger als 6,35 µm
20% betrug. Ferner zeigte der magnetische Toner eine
triboelektrische Ladung von -13 µC/g, als er mit als
Tonerträger dienendem Eisenpulver vermischt wurde.
100 Masseteile des vorstehend erwähnten magnetischen Toners
wurden unter Anwendung eines Henschelmischers mit 0,8 Masse
teilen eines negativ aufladbaren hydrophoben Siliciumdioxids
vermischt, das mit Dimethyldichlorsilan und Siliconöl
behandelt worden war. Die erhaltene Mischung wurde dann
durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 100 mesh
(Tyler-mesh) hindurchgehen gelassen. Der Anteil des Pulvers,
der durch das Sieb hindurchging, wurde als negativ auflad
barer magnetischer Einkomponentenentwickler verwendet. Der
vorstehend erwähnte magnetische Toner und der daraus erhal
tene magnetische Entwickler zeigten einen spezifischen
Durchgangswiderstand von 5 × 1014 Ohm.cm.
Der magnetische Entwickler wurde einem Kopiertest unter
Anwendung eines im Handel erhältlichen Kopiergeräts, das
eine lichtempfindliche Walze des Laminattyps, die einen
organischen Photoleiter (OPC) enthielt, aufwies, unter
zogen. Beim Kopierbetrieb wurde die Oberfläche der licht
empfindlichen Walze einer Primärladung auf -700 V unter
zogen. Dann wurde dieser Oberfläche ein Laserstrahl zuge
führt, der einer Bildvorlage mit einem Schachbrettmuster,
wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, entsprach. Dadurch wurde
ein digitales latentes Bild erzeugt,
bei dem der belichtete Bereich, dem der Laserstrahl zuge
führt worden war, ein Potential von -100 V hatte. Das
latente Bild wurde nach einem Umkehr-Entwicklungsverfahren
mit dem magnetischen Toner entwickelt, während zwischen
der lichtempfindlichen Walze und einem Entwicklungs
zylinder (einem zum Tragen eines Entwicklers dienenden
Bauteil) eine Gleichstrom-Vorspannung mit -500 V und eine
Wechselstrom-Vorspannung mit 1800 Hz und einem Spitze-zu-
Spitze-Wert von 1600 V angelegt wurden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Entwicklungsbetrieb war
der minimale Abstand zwischen dem aus nichtrostendem Stahl
bestehenden Entwicklungszylinder und der lichtempfindli
chen Walze in der Entwicklungsstellung auf 350 µm einge
stellt, und die Dicke einer auf dem Entwicklungszylinder
angeordneten Entwicklerschicht wurde in der Entwicklungs
stellung ohne Anlegen der Vorspannung auf etwa 100 µm
eingestellt.
Als Ergebnis lieferte der erfindungsgemäß verwendete
magnetische Toner sowohl unter der Bedingung einer norma
len Temperatur und einer normalen Feuchte (25°C; 60% re
lative Feuchte) als auch unter der Bedingung einer hohen
Temperatur und einer hohen Feuchte (30°C; 90% relative
Feuchte) als auch unter der Bedingung einer niedrigen
Temperatur und einer niedrigen Feuchte (15°C; 10% rela
tive Feuchte) gute kopierte Bilder. Ferner entsprachen die
auf diese Weise erhaltenen kopierten Bilder dem in Fig. 5
gezeigten Schachbrettmuster und hatten keine Bildfehler.
Als unter den einzelnen Bedingungen aufeinanderfolgende
Kopierteste mit 3000 Blatt durchgeführt wurden, behielten
die erhaltenen Tonerbilder eine Bilddichte von 1,35 oder
darüber bei und zeigten eine ausgezeichnete Reproduzier
barkeit dünner Linien.
Als nach den aufeinanderfolgenden Kopiertesten mit 3000
Blatt die Oberfläche der lichtempfindlichen OPC-Walze
beobachtet wurde, wurde keine Beschädigung beobachtet, die
imstande war, in
dem Tonerbild einen schwarzen oder weißen Streifen hervorzuru
fen.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von
0,8 g/cm3, einer Leinölabsorption von 25 ml/100 g und einer
nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 7 m2/g
wurden einer Zerkleinerungsbehandlung unterzogen, wodurch
kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von
1,5 g/cm3, einer Leinölabsorption von 19 ml/100 g und einer
nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von
6,9 m2/g hergestellt wurden.
Ein magnetischer Toner und ein Entwickler wurden in derselben
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle der
in Beispiel 1 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten kugel
förmigen magnetischen Teilchen verwendet wurden.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 1 einem Bilderzeugungstest unterzogen.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von
0,7 g/cm3, einer Leinölabsorption von 27 ml/300 g und einer
nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von
6,5 m2/g wurden einer Zerkleinerungsbehandlung unterzogen, wo
durch kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldich
te von 2,0 g/cm3, einer Leinölabsorption von 15 ml/100 g und
einer nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche
von 6,3 m2/g hergestellt wurden.
Ein magnetischer Toner und ein Entwickler wurden in derselben
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle der
in Beispiel 1 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten kugel
förmigen magnetischen Teilchen verwendet wurden.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 1 einem Bilderzeugungstest unterzogen.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von
0,8 g/cm3, einer Leinölabsorption von 25 ml/100 g und einer
nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 10 m2/g
wurden einer Zerkleinerungsbehandlung unterzogen, wodurch
kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von
1,8 g/cm3, einer Leinölabsorption von 14 ml/100 g und einer
nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von
9,8 m2/g hergestellt wurden.
Ein magnetischer Toner und ein Entwickler wurden in derselben
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle der
in Beispiel 1 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten kugel
förmigen magnetischen Teilchen verwendet wurden.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 1 einem Bilderzeugungstest unterzogen.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Ein magnetischer Toner und ein Entwickler wurden in derselben
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle der
in Beispiel 1 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von
0,9 g/cm3, einer Leinölabsorption von 25 ml/100 g und einer
nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 7 m2/g
verwendet wurden, die keiner Zerkleinerungsbehandlung un
terzogen worden waren.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 1 einem Bilderzeugungstest unterzogen.
Als Ergebnis konnte ein Tonerbild erhalten werden, dessen Bild
dichte im Vergleich zu dem in Beispiel 1 erhaltenen Tonerbild
niedriger war. Ferner zeigte das kopierte Bild, das auf der
Grundlage der in Fig. 5 gezeigten Bildvorlage mit dem Schach
brettmuster erhalten wurde, je 100 schwarze Bereiche vier Bild
fehler (d. h., daß vier Tonerbildbereiche mit den Abmessungen
100 µm × 100 µm fehlten).
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von
0,9 g/cm3, einer Leinölabsorption von 25 ml/100 g und einer
nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 7 m2/g
wurden einer Zerkleinerungsbehandlung unterzogen, wodurch
kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von
2,7 g/cm3, einer Leinölabsorption von 9 ml/100 g und einer
nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von
6,7 m2/g hergestellt wurden.
Ein magnetischer Toner und ein Entwickler wurden in derselben
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle der
in Beispiel 1 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten kugel
förmigen magnetischen Teilchen verwendet wurden.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 1 einem Bilderzeugungstest unterzogen.
Als nach den aufeinanderfolgenden Kopiertesten die Oberfläche
der lichtempfindlichen Walze beobachtet wurde, wurden Beschä
digungen festgestellt, die auf die Bildung von Pellets aus den
kugelförmigen magnetischen Teilchen zurückzuführen waren.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Ein magnetischer Toner und ein Entwickler wurden in derselben
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle der
in Beispiel 1 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
ein magnetisches Material mit einer Rütteldichte von 0,4 g/cm3,
einer Leinölabsorption von 34 ml/100 g und einer nach der BET-
Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 7 m2/g verwen
det wurde, das hauptsächlich aus magnetischen Teilchen in ei
nem kubischen Kristallsystem bestand und keiner Zerkleinerungs
behandlung unterzogen worden war.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 1 einem Bilderzeugungstest unterzogen.
Als Ergebnis konnte ein Tonerbild erhalten werden, dessen Bild
dichte im Vergleich zu dem in Beispiel 1 erhaltenen Tonerbild
niedriger war. Ferner zeigte das kopierte Bild, das auf der
Grundlage der in Fig. 5 gezeigten Bildvorlage mit dem Schach
brettmuster erhalten wurde, je 100 schwarze Bereiche zehn Bild
fehler.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Magnetische Teilchen in einem kubischen Kristallsystem mit ei
ner Rütteldichte von 0,4 g/cm3, einer Leinölabsorption von 34 ml/100 g
und einer nach der BET-Methode gemessenen spezifi
schen Oberfläche von 7 m2/g wurden einer Zerkleinerungsbehandlung
unterzogen, wodurch magnetische Teilchen in einem kubi
schen Kristallsystem mit einer Rütteldichte von 1,0 g/cm3, ei
ner Leinölabsorption von 19 ml/100 g und einer nach der BET-
Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 8,5 m2/g herge
stellt wurden.
Ein magnetischer Toner und ein Entwickler wurden in derselben
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch anstelle der
in Beispiel 1 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten magne
tischen Teilchen im kubischen Kristallsystem verwendet wurden.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 1 einem Bilderzeugungstest unterzogen.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle gezeigt.
Kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte
von 1,0 g/cm3 und einer Leinölabsorption von 20,3 ml/100 g
wurden einer Zerkleinerungsbehandlung unterzogen, wodurch
kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte
von 1,7 g/cm3 und einer Leinölabsorption von 16,4 ml/100 g
hergestellt wurden.
Vorstehend erwähnte kugelförmige magnetische Teilchen nach Zerkleinerung | 60 Masseteile |
Styrol-Butylacrylat-Copoolymer [Copolymerisations-Masseverhältnis = 8 : 2; Durchschnittsmolekulargewicht (Massemittel) = etwa 250.000] | 100 Masseteile |
Niedermolekulares Polypropylen [Durchschnittsmolekulargewicht (Massemittel) = etwa 15.000] | 3 Masseteile |
Chromkomplex eines Monoazofarbstoffs (Bontron S-34 ®) | 2 Masseteile |
Die vorstehend angegebenen Bestandteile wurden mittels
einer auf 160°C aufgeheizten Heißwalze einer Schmelzknet
behandlung unterzogen, und das geknetete Produkt wurde
nach dem Abkühlen mittels einer Hammermühle auf etwa 2 mm
grobzerkleinert und dann mittels einer Strahlmühle auf
etwa 10 µm feinpulverisiert. Das feinpulverisierte Produkt
wurde mittels eines Windsichters klassiert, wodurch ein
magnetischer Toner hergestellt wurde. Der auf diese Weise
hergestellte Toner hatte eine mittlere Teilchengröße
(Volumenmittel) von 11 µm, und der auf die Gesamtzahl
bezogene Anteil der zahl der Tonerteilchen mit Teilchen
größen von weniger als 6,35 µm betrug etwa 15%.
Der vorstehend erwähnte magnetische Toner wurde mit 0,4 Masse-%
eines negativ aufladbaren hydrophoben kolloidalen
Siliciumdioxids vermischt, wodurch ein Entwickler herge
stellt wurde.
Der Entwickler wurde einem Kopiertest unter Anwendung
eines im Handel erhältlichen Kopiergeräts
unterzogen.
Unter den Bedingungen einer niedrigen Temperatur und einer
niedrigen Feuchte wurden aufeinanderfolgende Kopierteste
mit 10.000 Blatt durchgeführt, wobei eine Bildvorlageprobe
verwendet wurde, bei der dünne Linien mit einer Breite von
100 µm in einem Abstand von jeweils 100 µm angeordnet
waren. Die erhaltenen Tonerbilder behielten eine Bild
dichte (Dmax) von 1,3 oder darüber bei und zeigten von der
Anfangsstufe an eine ausgezeichnete Reproduzierbarkeit
dünner Linien.
Kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte
von 0,7 g/cm3 und einer Leinölabsorption von 30,8 ml/100 g
wurden einer Zerkleinerungsbehandlung unterzogen, wodurch
kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte
von 1,2 g/cm3 und einer Leinölabsorption von 25,2 ml/100 g
hergestellt wurden.
Ein magnetischer Entwickler wurde in derselben Weise wie
in Beispiel 5 hergestellt, wobei jedoch anstelle der in
Beispiel 5 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten
kugelförmigen magnetischen Teilchen verwendet wurden.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler zeigte gute
Entwicklungseigenschaften.
Ein magnetischer Entwickler wurde in derselben Weise wie
in Beispiel 5 hergestellt, wobei jedoch anstelle der in
Beispiel 5 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen
magnetische Teilchen in einem kubischen Kristallsystem
mit einer Rütteldichte von 1,4 g/cm3 und einer Leinöl
absorption von 23,2 ml/100 g verwendet wurden.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 5 einem Bilderzeugungstest unterzogen.
Als Ergebnis hatten die resultierenden Bilddichten in der An
fangsstufe und nach dem aufeinanderfolgenden Kopieren so nied
rige Werte wie 1,0 oder darunter, und der Entwickler zeigte
keine ausreichenden Bilderzeugungseigenschaften.
Ein magnetischer Entwickler wurde in derselben Weise wie in
Beispiel 5 hergestellt, wobei jedoch anstelle der in Beispiel
5 verwendeten kugelförmigen magnetischen Teilchen magnetische
Teilchen in einem kubischen Kristallsystem mit einer Rüttel
dichte von 0,5 g/cm3 und einer Leinölabsorption von 18,0 ml/
100 g verwendet wurden.
Der auf diese Weise erhaltene Entwickler wurde in derselben
Weise wie in Beispiel 5 einem Bilderzeugungstest unterzogen.
Als Ergebnis war die resultierende Bilddichte in der Anfangs
stufe niedrig, und die Bilddichte nahm im Verlauf des aufein
anderfolgenden Kopierens nach und nach ab.
Claims (11)
1. Bilderzeugungsverfahren mit den folgenden Schritten:
Erzeugen eines digitalen latenten Bildes auf der Oberfläche eines zum Tragen eines latenten Bildes dienenden Bauteils,
Bilden einer Schicht eines einen magnetischen Toner enthaltenden Entwicklers auf einem zum Tragen eines Entwicklers dienenden Bauteil, wobei der Toner ein Bindemittelharz und ein magnetisches Material enthält,
triboelektrisches Aufladen des Entwicklers und
Entwickeln des digitalen latenten Bildes mit dem triboelektrisch aufgeladenen, einen magnetischen Toner enthaltenden Entwickler, in einer Entwicklungsstellung, um dadurch auf dem zum Tragen eines latenten Bildes dienenden Bauteil ein Tonerbild zu erzeugen
dadurch gekennzeichnet, dass
das magnetische Material in dem Toner kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von 1,2 bis 2,5 g/cm3 und einer Leinölabsorption von 5 bis 30 ml/100 g aufweist.
Erzeugen eines digitalen latenten Bildes auf der Oberfläche eines zum Tragen eines latenten Bildes dienenden Bauteils,
Bilden einer Schicht eines einen magnetischen Toner enthaltenden Entwicklers auf einem zum Tragen eines Entwicklers dienenden Bauteil, wobei der Toner ein Bindemittelharz und ein magnetisches Material enthält,
triboelektrisches Aufladen des Entwicklers und
Entwickeln des digitalen latenten Bildes mit dem triboelektrisch aufgeladenen, einen magnetischen Toner enthaltenden Entwickler, in einer Entwicklungsstellung, um dadurch auf dem zum Tragen eines latenten Bildes dienenden Bauteil ein Tonerbild zu erzeugen
dadurch gekennzeichnet, dass
das magnetische Material in dem Toner kugelförmige magnetische Teilchen mit einer Rütteldichte von 1,2 bis 2,5 g/cm3 und einer Leinölabsorption von 5 bis 30 ml/100 g aufweist.
2. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß der magnetische Toner in Gegenwart eines elek
trischen Wechselfeldes oder eines elektrischen Impulsfeldes
von dem zum Tragen eines Entwicklers dienenden Bauteil auf
das zum Tragen eines latenten Bildes dienende Bauteil in
einer Entwicklungsstellung übertragen wird.
3. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das elektrische Wechselfeld auf einer Wechselstrom-
Vorspannungskomponente mit einer Frequenz von 200 bis 4.000 Hz
und einem Spitze-zu-Spitze-Wert (Vpp) von 500 bis 3.000 V
basiert.
4. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß auf dem zum Tragen eines latenten Bildes die
nenden Bauteil ein negatives digitales latentes Bild erzeugt
wird und der magnetische Toner negative triboelektrische
Ladung hat.
5. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß das magnetische Material eine Leinölabsorption
von 10 bis 25 ml/100 g hat.
6. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das magnetische Material eine Leinölabsorption von 12 bis
17 ml/100 g hat.
7. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß das magnetische Material eine Primärteilchen
größe von 0,2 bis 0,5 µm besitzt.
8. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß das magnetische Material eine spezifische BET-
Oberfläche von 6,0 bis 9,8 m2/g besitzt.
9. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß das magnetische Material eine bei einem Magnet
feld von 795,8 kA/m (10000 Oe) gemessene Koerzitivkraft von
3,18 bis 6,37 kA/m (40 bis 80 Oe) hat.
10. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das magnetische Material eine Sättigungsmagne
tisierung (σs) von 60 bis 90 Am2/kg (60 bis 90 emE/g), eine
Remanenz (σr) von 3 bis 9 Am2/kg (3 bis 9 emE/g) und ein 0,04
bis 0,10 betragendes Verhältnis σr/σs hat [jeweils gemessen
bei einem Magnetfeld von 795,8 kA/m (10000 Oe)].
11. Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß das magnetische Material in einer Menge von 30
bis 150 Masseteilen je 100 Masseteile des Bindemittelharzes
enthalten ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883830778 DE3830778C2 (de) | 1987-09-10 | 1988-09-09 | Magnetischer Toner und negativ aufladbarer Einkomponentenentwickler |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22515787 | 1987-09-10 | ||
DE19883830778 DE3830778C2 (de) | 1987-09-10 | 1988-09-09 | Magnetischer Toner und negativ aufladbarer Einkomponentenentwickler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3844968C2 true DE3844968C2 (de) | 2002-05-08 |
Family
ID=25872070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3844968A Expired - Lifetime DE3844968C2 (de) | 1987-09-10 | 1988-09-09 | Bilderzeugungsverfahren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3844968C2 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3104040A1 (de) * | 1980-02-06 | 1982-01-07 | Konishiroku Photo Industry Co., Ltd., Tokyo | "tonerzusammensetzung fuer die elektrophotographie und verfahren zu ihrer herstellung" |
DE3640642A1 (de) * | 1985-11-29 | 1987-06-11 | Hitachi Metals Ltd | Umkehrentwicklungsverfahren |
DE3542834A1 (de) * | 1985-12-04 | 1987-06-11 | Basf Ag | Farbige einkomponententoner und verfahren zu ihrer herstellung |
-
1988
- 1988-09-09 DE DE3844968A patent/DE3844968C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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