EP0001785B1 - 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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EP0001785B1
EP0001785B1 EP78101178A EP78101178A EP0001785B1 EP 0001785 B1 EP0001785 B1 EP 0001785B1 EP 78101178 A EP78101178 A EP 78101178A EP 78101178 A EP78101178 A EP 78101178A EP 0001785 B1 EP0001785 B1 EP 0001785B1
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EP
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toner
particles
mixture
weight
quality
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EP78101178A
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Jerry Joe Abbott
Sterritt Ray Fuller
Paul Daniel Jachimiak
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Publication date
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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 discharged or a charge recombination occurs, while the dark areas retain their electrostatic charge.
  • the resulting latent electrostatic image is then developed on the photoconductor by depositing small colored particles called toner, which have a charge so that the electric fields direct them to the image areas of the photoconductor, on the photoconductor.
  • 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 US Pat. No. 2,618,552.
  • 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 like a clear picture, i.e. a clear record of lines; uniform darkness of the image areas; Background quality, i.e. gray values or the absence of these values in the background areas and other inaccurate properties, all of which are essential for maintaining good copy quality.
  • US Patent 3674736 relates to pigmented polymer particles suitable for use as toners and as developers for electrostatic processes and a method of 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 Offenlegungsschrift 2522771 describes toner particles which have essentially the same size distribution as stated in the US patent.
  • a toner with a size distribution according to the number or population which contains 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 a size over 20! Jm.
  • 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.
  • German patent application 2101156 discloses a toner material which has 80%, preferably 90% or more, of particles which are in a size range of approximately 5 to 25 ⁇ m. The size of the remaining particles is not characterized. In particular, this published specification contains no information about the ratio of the particles with a diameter below 5 ⁇ m to those with a diameter above 16 ⁇ m.
  • the object of the present invention is to provide a classified electrostatographic toner material with which a significantly improved copy quality can be obtained compared to the toner materials according to the prior art.
  • the invention also relates to an electrostatographic developer mixture and a development process using this mixture.
  • the toner particles are mixed with carrier particles to form a developer mixture for use in an electrostatic copying process.
  • a balance in the size distribution of the toner particles is obtained while it hits the photoconductor surface.
  • toner materials according to the invention in which the ratio of particles with a diameter below 5 ⁇ m to those with a diameter above 16 ⁇ m deviates from the normal distribution, excellent copying qualities are obtained.
  • a common toner used in the copier of the applicant is classified as follows: 0.8 ⁇ 0.4% by weight have a particle size of less than 5 ⁇ m, about 35% by weight have a particle size of more than 16 ⁇ m and less than 0.5% by weight % have a particle size larger than 32 ⁇ m, the median value of the particle size according to the weight distribution being 13.6 + 0.6 ⁇ m.
  • a Coulter counter is used in a manner known per se to measure the size distribution.
  • Example I relates to known, conventional toners; and Example 11 relates to a toner 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 provided with a polytetrafluoroethylene coating. Carrier materials of this type are described in US Pat. No. 3,947,271. Each mixture was tested in Applicant's commercially available 111 series 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, the carrier particles and the 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 essentially 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 the 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 fixing quality test for offset papers of this type consists in making a copy on paper for an offset printing plate and then qualitatively assessing the adhesion of the toner image on the base.
  • the toner of the example has excellent copy quality and that the toner of example I gives very poor results.
  • the toner according to Example II represents a significant improvement over the toner according to Example I. In fact, background formation is much 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 toner of Example I.
  • the toner 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 2% by weight, particles smaller than 5 (Lm in an amount between 9 and 15% by weight and the rest should have a particle size between 5 and 16 ⁇ m, and in which the median value of the particle size should be between 8.5 and 9.5 ⁇ m according to the weight distribution.
  • 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 considerably reduced, which produces 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 absorb electrostatic charges of approximately the same size to an increased extent. 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 form dust on the image background due to their low charge-to-mass ratio. Therefore, the lower the proportion of particles larger than 16 ⁇ m, the lower the amount returned.
  • a copy is made black by the application of a layer of toner particles which are held in place 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 volume of the toner used to image the substrate will be lower per layer of particles. By reducing the proportion of particles larger than 16 ⁇ m, the weight of the particles per layer will be reduced, resulting in a greater number of copies per pound of toner.
  • 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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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 eine Ladungsrekombination staat, 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 gefärbten 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 2 618 552 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 Zweikomponenten-Entwicklermaterial 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 3674736 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 !J.m beansprucht. Durch Extrapolation und die Anwendung einer Gauss'schen Verteilung kann aus diesen Werten eine bestimmte Teilchengrössenverteilung abgeleitet werden.
  • In der deutschen Offenlegungsschrift 2522771 werden Tonerteilchen beschrieben, die im wesentlichen die gleiche Grössenverteilung wie in der US-Patentschriftangegeben 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 !J.m und weniger als 5% Teilchen mit einer Grösse über 20 !J.m aufweist. In der Offenlegungsschrift ist auch ein Feinindexverhältnis kleiner 2,50 und ein Grobindexverhältnis kleiner 1,50 angegeben.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2101156 ist ein Tonermaterial bekannt, das 80%, vorzugsweise 90% oder mehr Teilchen aufweist, die in einem Grössenbereich von etwa 5 bis 25 µm liegen. Die restlichen Teilchen werden hinsichtlich ihrer Grösse nicht näher charakterisiert. Insbesondere enthält diese Offenlegungsschrift keinerlei Angaben über das Verhältnis der Teilchen mit Durchmesser unter 5 µm zu denen mit Durchmessern über 16 µm.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines klassifizierten elektrostatographischen Tonermaterials, mit dem gegenüber den Tonermaterialien gemäss dem Stand der Technik eine wesentlich verbesserte Kopierqualität erhalten werden kann.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein elektrostatographisches Entwicklergemisch und ein Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieses Gemisches.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Tonermaterial, das Teilchen mit nachfolgender 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 das einen Medianwert der Teilchengrösse nach der Gewichtsverteilung zwischen 8,5 und 9,5 µm aufweist.
  • Die Tonerteilchen werden mit Trägerteilchen gemischt unter Ausbildung eines Entwicklergemisches zur Verwendung in einem elektrostatischen Kopierverfahren. In dem Toner, der in einem Magnetbürsten-Entwicklungsverfahren in Gegenwart eines Trägers verwendet wird, wird, während er auf die Photoleiteroberfläche trifft, ein Gleichgewicht in der Grössenverteilung der Tonerteilchen erhalten.
  • Mit den erfindungsgemässen Tonermaterialien, in denen das Verhältnis aus Teilchen mit Durchmesser unter 5 µm zu denen mit Durchmesser über 16 µm von der Normalverteilung abweicht, werden hervorragende Kopierqualitäten erhalten.
  • 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 µm, 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 imgb0001
  • JederTonerwurdeauseinem Mischharzsystem, welches für den Toner der Serie 111 Kopiergeräte der Anmelderin verwendet wird, hergestellt. Beispiel I betrifft bekannte, konventionelle Toner; und Beispiel 11 betrifft einen Toner gemäss der vorliegenden Erfindung.
  • Etwa ein Gewichtsteil des Toners jedes Beispiels 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 111 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 10000 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 Gleichgewichtswerte jeder Probe sind in der nachfolgenden Tabelle 11 angegeben.
    Figure imgb0002
  • Im Anschluss an die Periode zur Einstellung des Gleichgewichts der Teilchengrösse wurden weitere Kopien hergestellt, um die Kopierqualitätzu 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 der jenige, 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 besteht darin, dass eine Kopie auf einem Papier für eine Offsetdruckplatte erstellt und dann die Adhäsion des Tonerbildes auf der Unterlage qualitativ beurteilt wird.
  • In der nachfolgenden Tabelle 111 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 Beispiele erstellt wurden, beschrieben.
    Figure imgb0003
  • Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass der Toner des Beispiels eine hervorragende Kopierqualität aufweist und dass der Toner des Beispiels I sehr schlechte Ergebnisse liefert. Es ist ersichtlich, dass der Toner gemäss Beispiel II eine wesentliche 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.
  • Aus den Ergbnissen ist ersichtlich, dass der Toner, der einer Entwicklermischungzugesetzt oder in dieser verwendet wird, eine Teilchengrössenverteilung haben sollte, in der Teilchen grösser 16 µm in einer Menge unter 2 Gew.%, Teilchen kleiner 5 (Lm in einer Menge zwischen 9 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 8,5 und 9,5 µm liegen sollte.
  • Warum mit dem erfindungsgemässen Toner eine so erhebliche Verbesserung eintritt, ist nicht vollkommen klar, es wird jedoch angenommen, dass die folgenden 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 µm 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-Massverhältnis 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-Massverhältnisses 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 µm 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 Unterlage verwendet wird, wird pro Teilchenschicht niedriger sein. Durch die Herabsetzung des Anteils der Teilchen grösser 16 µm 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 µm 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, insbesondere wenn die Teilchenzahl grösser 16 µm unter 2 Gew.% liegt, wird eine aussergewöhnlich gute Kopienqualität erhalten.

Claims (3)

1. Klassifiziertes elektrostatographisches Tonermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es Teilchen mit folgender Grössenverteilung enthält:
a) weniger als 2 Gew.% Teilchen grösser 16 (Lm;
b) 9 bis 15 Gew.% Teilchen kleiner 5 {im;
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.
2. 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.
3. Elektrostatographisches Entwicklungsverfahren, bei dem ein Entwicklergemisch aus Toner-und Trägerteilchen auf einem 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 2 in Berührung bringt.
EP78101178A 1977-11-03 1978-10-19 Klassifiziertes elektrostatographisches Tonermaterial, Entwicklergemisch und Entwicklungsverfahren unter Verwendung dieses Gemisches Expired EP0001785B1 (de)

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

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