DE2947962C2

DE2947962C2 -

Info

Publication number: DE2947962C2
Application number: DE2947962A
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Kobe Hyogo Jp Miyakawa; Takashi Amagasaki Hyogo Jp Teshima
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1978-11-28
Filing date: 1979-11-28
Publication date: 1992-01-30
Also published as: GB2040488B; FR2443087B1; JPS5573059A; DE2947962A1; US4315064A; GB2040488A; JPS6046428B2; FR2443087A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bisher sind als Entwickler zur Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern ohne Anwendung eines speziellen Trägers ganz allgemein sogenannte magnetische Entwickler vom Einkomponententyp bekannt, die ein feinverteiltes magnetisches Material in Teilchen eines Entwicklers enthalten.

Als weitere Art eines derartigen magnetischen Entwicklers vom Einkomponententyp ist ein sogenannter leitender magnetischer Entwickler bekannt, der durch Einverleibung eines feinverteilten magnetischen Materials in Entwicklerteilchen zur Erzielung der magnetischen Anziehbarkeit der Entwicklerteilchen und der Verteilung eines leitenden Mittels, wie elektrisch leitenden Rußes, auf den Oberflächen der Entwicklerteilchen gebildet wird, wozu z. B. auf die US 36 39 245 und die US 39 65 022 verwiesen wird. Wenn dieser leitende magnetische Entwickler in Form einer Magnetbürste in Kontakt mit einem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Substrat zur Entwicklung des elektrostatischen latenten Bildes gebracht wird, wird ein ausgezeichnetes sichtbares Bild ohne sogenannten Kanteneffekt oder Schleier erhalten. Es ist jedoch bekannt, daß ernsthafte Probleme verursacht werden, wenn das Bild aus diesem Entwickler von dem Substrat auf ein gewöhnliches Übertragungsblatt übertragen wird. Wie insbesondere in der japanischen Patentanmeldung 1 17 435/75 abgehandelt ist, wird, falls der spezifische Widerstand des verwendeten Übertragungsblattes niedriger als 3 · 10¹³Ω · cm wie im Fall von gewöhnlichem Papier ist, eine Verbreiterung der Konturen oder eine schlechtere Übertragung verursacht, indem die Entwicklerteilchen bei der Übertragungsstufe verstreut werden. Dieser Fehler kann zwar in gewissem Ausmaß durch Aufziehen eines Harzes mit hohem elektrischem Widerstand, Wachses oder Öles auf die Toneraufnahmeoberfläche des Übertragungsblattes gemildert werden, jedoch ist dieser Verbesserungseffekt relativ niedrig unter Bedingungen hoher Feuchtigkeit. Ferner werden die Kosten der Übertragungsblätter durch das Aufziehen der Harze, Wachse oder Öle erhöht, und es tritt der Nachteil der Verschlechterung des Griffes auf.

Als weitere Art eines magnetischen Entwicklers vom Einkomponententyp ist ein nichtleitender magnetischer Entwickler bekannt, welcher Teilchen aus einem homogenen Gemisch eines feinverteilten magnetischen Materials und eines elektrisch wirksamen Binders umfaßt. Beispielsweise ist in der US 36 45 770 ein elektrostatisches photographisches Kopierverfahren angegeben, welches die Aufladung einer Magnetbürste (Schicht) aus dem nichtleitenden magnetischen Entwickler mit einer Polarität, die umgekehrt ist zu derjenigen des zu entwickelnden elektrostatischen latenten Bildes durch Koronaentladung, das Aufbringen des geladenen Entwicklers auf das das elektrostatische latente Bild tragende Substrat zur Entwicklung des latenten Bildes und die Übertragung des Bildes auf das Übertragungsblatt umfaßt. Dieses Verfahren ist dadurch vorteilhaft, daß Übertragungsbilder auf normalem Papier gebildet werden können. Jedoch wird es schwierig, die Magnetbürste aus dem nichtleitenden magnetischen Entwickler durchgehend gleichmäßig aufzuladen, und infolgedessen wird es schwierig, ein Bild mit einer ausreichend hohen Dichte zu erzielen. Da ferner ein Koronaentladungsmechanismus in der Entwicklerzone angewandt werden soll, führt dieses Verfahren dazu, daß die Struktur der Kopierapparatur insgesamt kompliziert wird.

Vor einiger Zeit wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Entwicklung eines elektrostatischen latenten Bildes durch Ausnützung der Ladung des Entwicklers durch Reibung zwischen einem nichtleitenden magnetischen Entwickler und der Oberfläche eines das elektrostatische latente Bild tragenden Substrates ausgeführt wurde, wozu auf die japanische Patentveröffentlichung 62 638/75 verwiesen wird, sowie ein Verfahren, wobei die Entwicklung durch Ausnützung der dielektrischen Polarisierung eines nichtleitenden magnetischen Entwicklers ausgeführt wird, wozu auf die japanische Patentveröffentlichung 1 33 026/76 verwiesen wird.

Beim ersteren Verfahren ist es notwendig, genau die Entwicklungsbedingungen zu steuern. Falls dies nicht geschieht, entsteht eine Schleierbildung in dem Nichtbildbereich, die dann beträchtlich ist, wenn der Kontakt zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials und den magnetischen Tonerteilchen eng ist, wobei leicht ein Festsetzen der magnetischen Tonerteilchen an der Entwicklerwalze und ein Blocken der magnetischen Tonerteilchen verursacht wird. Dies stört besonders dann, wenn das Kopieren kontinuierlich ausgeführt wird.

Beim letzteren Verfahren wird das Problem der Schleierbildung nicht verursacht. Da aber ein beim Aufbringen des Entwicklers auf ein elektrostatisches latentes Bild, das entsprechend sichtbare Bild durch den dielektrischen Polarisierungseffekt, der im magnetischen Toner induziert wird, gebildet wird, erfolgt das Entwickeln des elektrostatischen latenten Bildes in Bildbereichen mit niedriger Spannung nur unvollständig. Infolgedessen wird eine niedrige Bilddichte im Original nicht gut wiedergegeben, d. h. die Reproduktion von Halbtönen ist unbefriedigend.

Ferner sind diese beiden Verfahren mangelhaft insofern, als die Kopien hinsichtlich der Bildschärfe schlecht sind. Falls ein lichtempfindliches Material vom p-Typ, wie Selen, für die lichtempfindliche Platte verwendet wird, können Bilder von hoher Dichte kaum nach diesen Verfahren ausgebildet werden.

In der DE-AS 25 47 118 ist ein magnetischer Einkomponententoner mit einem Mindestwert des spezifischen Widerstands beschrieben. Mit diesem Toner soll u. a. erreicht werden, daß elektrische Überschläge auf die photoleitfähige Schicht der Kopiervorrichtung vermieden werden. Über die stoffliche Mindestzusammensetzung des Toners werden keine Angaben gemacht.

Aus der US 32 39 465 ist ein Entwickler für die Elektrophotographie bekannt, der ermöglichen soll, daß seine Übertragung durch elektrische Kräfte ohne Beeinträchtigung durch atmosphärische oder andere externe Bedingungen möglich ist. Zur stofflichen Natur des Entwicklers wird nur angegeben, daß er aus einem Bindemittel, z. B. aus bestimmten organischen Harzen, und einer magnetischen Komponente bestehen soll.

Die stofflichen Merkmale, welche in den beiden letztgenannten Druckschriften für den Toner oder Entwickler genannt sind, reichen aber zur Lösung bestimmter Aufgaben nicht aus, wie durch praktische Versuche festgestellt wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Kopierverfahren anzugeben, bei dem auf einem Übertragungsblatt aus normalem Papier ein übertragenes Bild von hoher Dichte und ausgezeichneter Schärfe und guter Halbtonwiedergabe erhalten wird. Ferner soll das Verfahren kontinuierlich während eines langen Zeitraums ohne Beeinträchtigung des das elektrostatische latente Bild tragenden Substrates, insbesondere der Oberfläche einer lichtempfindlichen Schicht, ausführbar sein, ohne daß zusätzliche spezielle Ausrüstungen der Kopiervorrichtung zur Entwicklung mit einem magnetischen Einkomponentenentwickler nötig sind.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Verfahren, wie es im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist. Im Patentanspruch 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens angegeben.

Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem ein Entwickler mit einem Volumenwiderstand von mindestens 10¹⁴Ω · cm eingesetzt wird. Hierbei werden Störungen, wie eine Verbreiterung von Bildkonturen, vermieden.

In der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung erläutert und die Beziehung zwischen der Dichte des Originals und der Dichte des übertragenen Bildes für verschiedene Entwickler dargestellt.

Bei der Erfindung wird, falls eine Magnetbürste aus einem magnetischen Entwickler vom Einkomponententyp in Kontakt mit der Oberfläche des das elektrostatische latente Bild tragenden Substrates kommt, die elektrostatische Anziehungskraft (Coulomb-Kraft), die zwischen den Entwicklerteilchen und dem elektrostatischen latenten Bild besteht, und die magnetische Anziehungskraft, die zwischen den Entwicklerteilchen und dem die Magnetbürste bildenden Magneten (Entwicklerwalze) besteht, gewöhnlich auf die einzelnen Entwicklerteilchen übertragen. Entwicklerteilchen, auf welche die Coulombkraft stärker wirkt, werden von dem elektrostatischen latenten Bild angezogen, und Entwicklerteilchen, auf welche die magnetische Anziehungskraft stärker wirkt, werden von der Entwicklerwalze angezogen. Infolgedessen wird die Entwicklung entsprechend der Ladung des elektrostatischen latenten Bildes ausgeführt.

Eines der wichtigen Merkmale der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Menge der von dem elektrostatischen latenten Bild einer bestimmten Ladung angezogenen Entwicklerteilchen erhöht wird, wenn die elektrostatische Kapazität der Entwicklerteilchen gering ist. Dies wird für die Magnetbürstenentwicklung ausgenutzt.

Falls der magnetische Entwickler vom Einkomponententyp gemäß der Erfindung in Form einer Magnetbürste in Kontakt mit der Oberfläche eines das elektrostatische Bild tragenden Substrates kommt, wobei die elektrostatische Kapazität der Entwicklerteilchen gering ist, wird die Menge der von dem elektrostatischen latenten Bild angezogenen Entwicklerteilchen erhöht, und infolgedessen kann ein entwickeltes Bild mit hoher Dichte gebildet und in der Übertragungsstufe eine gute Übertragung erzielt werden.

Da ferner die Dielektrizitätskonstante des Entwicklers gemäß der Erfindung niedrig ist, können die einzelnen Entwicklerteilchen sehr leicht geladen werden, und da die elektrostatische Kapazität der Entwicklerteilchen gering ist, wird ein Abwandern der aufgebrachten Ladung wirksam verhindert.

Bei sämtlichen der üblichen magnetischen Entwickler vom Einkomponententyp sind die elektrostatische Kapazität und die Dielektrizitätskonstante, wenn sie unter den im Patentanspruch 1 aufgeführten Bedingungen bestimmt werden, außerhalb des erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereiches, und diese üblichen magnetischen Entwickler sind immer noch unzureichend zur Verhinderung der Schleierbildung oder der Verbesserung der Dichte der übertragenen Bilder.

Falls im Gegensatz hierzu der magnetische Entwickler vom Einkomponententyp mit der spezifischen elektrostatischen Kapazität und Dielektrizitätskonstante gemäß der Erfindung verwendet wird, wie in den nachfolgenden Beispielen beschrieben, kann die Dichte des übertragenen Bildes auf das mindestens 1,8fache erhöht werden und Wiedergaben von Halbtonbildern werden möglich. Ferner können diese Vorteile erhalten werden, ohne daß Störungen wie Verunreinigungen des Hintergrundes (Schleierbildung), Kanteneffekt und Verbreiterung der Konturen, auftreten.

Bei den üblichen nichtleitenden magnetischen Entwicklern zur Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern ist es unbedingt erforderlich, die Entwicklerteilchen von außen durch Koronaentladung oder dgl. oder durch Reibung mittels Bewegung der Magnetbürste des Entwicklers in einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Substrates aufzuladen, um einen starken Gleitkontakt zwischen dem Entwickler und dem Substrat zu erhalten. Falls der Entwickler der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wie in den nachfolgenden Beispielen beschrieben, brauchen derartige spezielle Maßnahmen nicht ausgeführt zu werden, und das erhaltene Bild ist gegenüber den nach den üblichen Verfahren gebildeten Bildern ganz ausgezeichnet.

Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Entwickler vom Einkomponententyp werden die elektrostatische Kapazität und die Dielektrizitätskonstante in Abhängigkeit von der Art des feinverteilten magnetischen Materials und der des Harzmediums, worin das magnetische Material dispergiert ist, beeinflußt.

Es ist notwendig, daß die Menge des feinverteilten magnetischen, in den Entwickler einverleibten Materials 45 bis 65 Gew.-%, insbesondere 50 bis 60 Gew.-% bezogen auf den gesamten Entwickler, beträgt. Falls die Menge des feinverteilten magnetischen Materials größer als 65 Gew.-% ist, überschreiten sowohl die elektrostatische Kapazität als auch die Dielektrizitätskonstante den gemäß der Erfindung vorgeschriebenen Bereich, und es wird schwierig, ein Übertragungsbild von hoher Dichte zu erhalten. Falls die Menge des feinverteilten magnetischen Materials kleiner als 45 Gew.-% ist, wird es schwierig, dem Entwickler die Eigenschaft der ausreichenden magnetischen Anziehbarkeit zu verleihen, und die elektrostatische Kapazität und die Dielektrizitätskonstante sinken unter die erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereiche ab. Infolgedessen wird die Neigung zur Aufladung erhöht und Störungen, wie Schleierbildung und Streuung des Entwicklers, werden leicht verursacht.

Als feinverteiltes magnetisches Material wurden bereits Trieisentetroxid (Fe₃O₄), Dieisentrioxid (γ-Fe₂O₃), Zinkeisenoxid (ZnFe₂O₄), Yttriumeisenoxid (Y₂Fe₅O₁₂), Cadmiumeisenoxid (CdFe₂O₄), Gadoliniumeisenoxid (Gd₃Fe₅O₁₂), Kupfereisenoxid (CuFe₂O₄), Bleieisenoxid (PbFe₁₂O₁₉), Nickeleisenoxid (NiFe₂O₄), Neodymeisenoxid (NdFe₂O₃), Bariumeisenoxid (BaFe₁₂O₁₉), Magnesiumeisenoxid (MgFe₂O₄), Manganeisenoxid (MnFe₂O₄), Lanthaneisenoxid (LaFeO₃), Eisenpulver (Fe), Cobaltpulver (Co) und Nickelpulver (Ni) entwickelt. Gemäß der Erfindung können diese magnetischen bekannten Materialien einzeln oder in Form von Gemischen von zwei oder mehreren hiervon verwendet werden. Feine Pulver von Trieisentetroxid und Dieisentrioxid werden besonders zur Erzielung der Aufgaben der Erfindung bevorzugt.

Auch die Teilchengröße des feinverteilten magnetischen Materials hat Einfluß auf die elektrostatischen Eigenschaften des Entwicklers. Wenn die Teilchengröße des feinverteilten magnetischen Materials zu groß ist, neigt das Pulver des magnetischen Materials dazu, sich an den Oberflächen der Entwicklerteilchen anzuordnen, und falls die Teilchengröße des feinverteilten magnetischen Materials zu gering ist, führt dies bei dem Material zur Bildung einer sogenannten Kettenstruktur in den Entwicklerteilchen und die elektrostatische Kapazität und die Dielektrizitätskonstante werden verringert. Im Hinblick darauf wird es bevorzugt, ein feinverteiltes magnetisches Material mit einer Teilchengrößenverteilung einzusetzen, bei dem die Teilchen mit einer Größe kleiner als 0,5 µm weniger als 20 Gew.-% der Gesamtteilchen und die Teilchen mit einer Größe kleiner als 0,3 µm weniger als 20 Gew.-% der gesamten Teilchen einnehmen. Wenn das feinverteilte magnetische Material einer Überzugsbehandlung, die im einzelnen nachfolgend beschrieben ist, unterworfen wird, wird es möglich, ein magnetisches Material mit einer Teilchengrößenverteilung außerhalb der vorstehend aufgeführten Teilchengrößenbereichsverteilung anzuwenden.

Um die elektrostatische Kapazität und die Dielektrizitätskonstante des Entwicklers innerhalb des vorstehend aufgeführten Bereiches zu halten, müssen bestimmte Harze ausgewählt und als Harzmedium verwendet werden. Gemäß der Erfindung wird ein Copolymeres aus (a) 20 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 45 bis 93 Gew.-%, mindestens einem aromatischen Vinylmonomeren und (b) mindestens einem anderen mono- oder di-äthylenisch ungesättigten Monomeren als Harzmedium verwendet.

Als aromatisches Vinylmonomeres (a) werden bevorzugt Monomere entsprechend der folgenden allgemeinen Formel angewandt

worin
R₁ ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom,
R₂ einen Substituenten, wie eine niedere Alkylgruppe oder ein Halogenatom, und
n die Zahl 1 oder 2
bedeuten, beispielsweise Styrol, Vinyltoluol, α-Methylstyrol, α-Chlorstyrol und Vinylxylol und Vinylnaphthalin. Von diesen Monomeren werden Styrol und Vinyltoluol bevorzugt.

Als weiteres Monomeres (b) außer dem vorstehenden aromatischen Vinylmonomeren werden bevorzugt Acrylmonomere entsprechend der folgenden allgemeinen Formel angewandt

worin
R₃ ein Wasserstoffatom oder eine niedere Alkylgruppe,
R₄ eine Hydroxylgruppe oder eine Alkoxygruppe, eine Hydroxyalkoxygruppe oder eine Aminoalkoxygruppe
bedeuten, beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Äthylacrylat, Methylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, 2-Äthylhexylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxyäthylmethacrylat, 3-Aminopropylacrylat, 3-N,N-Diäthylaminopropylacrylat und Acrylamid, sowie Monomere eines konjugierten Diolefins entsprechend der folgenden allgemeinen Formel

worin R₅ ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkylgruppe oder ein Chloratom bedeutet, wie Butadien, Isopren und Chloropren.

Ferner können noch weitere äthylenisch ungesättigte Carbonsäuren, wie Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Crotonsäure und Itaconsäure, Ester derselben, Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylpyridin, Vinylpyrrolidon, Vinyläther, Acrylnitril, Vinylchlorid und Vinylidenchlorid eingesetzt werden.

Ein besonders geeignetes Harzmedium ist ein Copolymer aus (a) mindestens einem aromatischen Vinylmonomeren und (b) mindestens einem Material aus der Gruppe von Acrylmonomeren und konjugierten Diolefinen.

Im Hinblick auf die Fixierungseigenschaft wird es weiterhin bevorzugt, daß das Molekulargewicht des Harzmediums im Bereich von 70 000 bis 200 000 liegt.

Es wird das Harzmedium in einer Menge von 30 bis 120 Gew.-%, insbesondere 40 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das feinverteilte magnetische Material, eingesetzt.

Als weiterer wichtiger Faktor zur Aufrechterhaltung der elektrostatischen Kapazität und der Dielektrizitätskonstante des Entwicklers innerhalb der vorstehend aufgeführten Bereiche kann die Art der Dispersion des feinverteilten magnetischen Materials in den Entwicklerteilchen aufgeführt werden. Wie nachfolgend dargelegt, ist es wichtig, daß das feinverteilte magnetische Material in teilchenförmiger Form einheitlich in dem Harzmedium dispergiert wird. Falls das magnetische Material mit dem Harzmedium verknetet wird, während das Harzmedium weich oder geschmolzen ist, wird die Dielektrizitätskonstante der gebildeten Entwicklerteilchen entsprechend der Knetzeit oder dem Ausmaß des Verknetens geändert, und es wurde festgestellt, daß durch langes Kneten die Dielektrizitätskonstante verringert wird.

Falls deshalb der erfindungsgemäß eingesetzte Entwickler gemäß dem Schmelzknetverfahren hergestellt wird, ist es wichtig, daß die Knetbedingungen so gewählt werden, daß die Dielektrizitätskonstante innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches liegt.

Damit das magnetische Material in teilchenförmiger Form einheitlich in dem Harzmedium dispergiert wird, wird es bevorzugt, daß die Teilchengrößenverteilung des feinverteilten magnetischen Materials innerhalb des vorstehenden Bereiches liegt. Gemäß der Erfindung kann diese einheitliche Dispergierung des magnetischen Materials auch erreicht werden, wenn das Material mit einer Fettsäure, einer Harzsäure oder einer Metallseife hiervon oder einem oberflächenaktiven Mittel in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das magnetische Material, überzogen wird.

Die bekannten Hilfsstoffe können dem Entwickler in bekannter Weise vor dem Verkneten und der Granulierung der Entwicklerkomponenten zugefügt werden. Um beispielsweise die Tönung des Entwicklers zu verbessern, können ein oder mehrere Pigmente, wie Ruß und Farbstoffe, wie Nigrosin, in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, zugefügt werden. Ferner können zum Strecken des Entwicklers Füllstoffe, wie Calciumcarbonat oder feinverteilte Kieselsäure, in einer Menge bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, einverleibt werden. Um die Ladung des Entwicklers zu steuern, kann ein öllöslicher Farbstoff, beispielsweise Ölschwarz oder Ölblau, in einer Menge von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, zugegeben werden. Falls der Entwickler für ein Fixierverfahren unter Anwendung einer Heizwalze angewandt wird, kann ein Offset-Verhinderungsmittel, wie ein Siliconöl, ein niedermolekulares Olefinharz oder ein Wachs, in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-% verwendet werden. Wenn der Entwickler für ein Fixierverfahren unter Anwendung einer Preßwalze verwendet wird, kann ein die Fixierung verbesserndes Mittel, wie Paraffinwachs, tierisches oder pflanzliches Wachs, eine höhere Fettsäure oder ein Fettsäureamid, in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, zugegeben werden. Ferner können Fließfähigkeitsverbesserungsmittel, wie feinverteiltes Polytetrafluoräthylen, in einer Menge von 0,1 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, zugesetzt werden, so daß die Haftung der Entwicklerteilchen verhindert und deren Fließfähigkeit verbessert wird.

Um gemäß der Erfindung einen Entwickler mit den vorstehenden Eigenschaften zu erhalten, ist es wichtig, daß die Bildung der Entwicklerteilchen nach dem sogenannten Pulverisierungsverfahren ausgeführt wird. Kugelförmige, nach dem Sprühtrocknungsverfahren oder Wärmeabrundungsverfahren hergestellte Entwicklerteilchen besitzen nicht die vorstehend aufgeführten elektrischen Eigenschaften.

Zur Bildung der Entwicklerteilchen wird die verknetete Masse aus den Entwicklerkomponenten abgekühlt und pulverisiert, und die erhaltenen Teilchen werden erforderlichenfalls klassiert. Natürlich kann auch ein Rühren mit hoher Geschwindigkeit angewandt werden, um kantige Bereiche von den Teilchen mit unbestimmter Form zu entfernen.

Gewöhnlich wird es bevorzugt, daß die Größe der Entwicklerteilchen im Bereich von 5 bis 35 µm liegt, obwohl die bevorzugte Teilchengröße in gewissem Ausmaß von der gewünschten Bildschärfe abhängt. Falls der erfindungsgemäß eingesetzte Entwickler aus Teilchen von unbestimmter Form zusammengesetzt ist, welche nach dem Knetpulverisierverfahren erhalten wurden, werden die Übertragung und die Schärfe des Bildes verbessert.

Bei dem elektrophotographischen Kopierverfahren gemäß der Erfindung wird ein elektrostatisches latentes Bild nach irgendwelchen bekannten Verfahren ausgebildet. Beispielsweise kann ein elektrostatisches latentes Bild durch einheitliche Aufladung einer photoleitenden Schicht auf einem elektrisch leitenden Substrat und bildweise Belichtung der geladenen photoleitenden Schicht erhalten werden.

Die Oberfläche des Substrates mit dem darauf ausgebildeten elektrostatischen Bild wird in Kontakt mit der Magnetbürste aus dem vorstehenden magnetischen Entwickler vom Einkomponententyp gebracht, wodurch ein sichtbares Bild erzeugt wird.

Anschließend wird das auf dem Substrat vorliegende Bild des Entwicklers in Kontakt mit einem Übertragungsbogen gebracht und eine Koronaentladung der gleichen Polarität wie derjenigen des elektrostatischen latenten Bildes wird an der Rückseite des Übertragungsbogens durchgeführt, wodurch das Entwicklerbild auf das Übertragungsblatt übertragen wird.

Es wurde gefunden, daß in dem vorgenannten elektrophotographischen Kopierverfahren die erfindungsgemäß eingesetzten magnetischen Einkomponentenentwickler völlig andere Reproduktionseigenschaften als die bekannten magnetischen Einkomponentenentwickler aufweisen.

In der beiliegenden Zeichnung ist die Beziehung zwischen der Dichte des Bildes des Originals und der Dichte eines kopierten Bildes auf einem Übertragungsblatt angegeben. Diese Beziehung ist für den Fall einer Aufladung durch Reibung zwischen einem Entwickler und einem Substrat entsprechend dem Verfahren der japanischen Patentveröffentlichung 62 638/75 durch die Kurve A dargestellt. Diese Kurve verläuft konvex nach oben und zeigt eine Sättigung schon bei niedriger Dichte. Die genannte Beziehung ist auch für den Fall einer dielektrischen Polarisierung des Entwicklers entsprechend der japanischen Patentveröffentlichung 1 33 026/76 durch die Kurve B dargestellt. Auch diese Kurve verläuft konkav nach oben und zeigt schon bei niedriger Dichte eine Sättigung. Aus diesen Kurven A und B ist ersichtlich, daß bei jedem dieser beiden üblichen Entwickler eine lineare proportionale Beziehung über einen breiten Bereich nicht gegeben ist und es schwierig ist, ein Halbtonbild oder ein übertragenes Bild mit hoher Dichte zu erhalten. Falls hingegen ein Entwickler mit einer elektrostatischen Kapazität und Dielektrizitätskonstante, wie sie erfindungsgemäß vorgeschrieben sind, eingesetzt wird, zeigt sich beim Auftragen der Dichte des Originalbildes und der Dichte des übertragenen Bildes in der erhaltenen Kurve C eine im wesentlichen lineare proportionale Beziehung über einen relativ breiten Bereich. Dadurch wird leicht verständlich, daß es die Erfindung ermöglicht, Halbtonbilder oder übertragene Bilder mit sehr hoher Dichte zu erhalten.

Gemäß der Erfindung kann die Fixierung des übertragenen Bildes nach jedem bekannten Verfahren, z. B. unter Anwendung von Heizwalzen, Blitzlicht oder Preßwalzen, erfolgen, wobei das geeignete Verfahren entsprechend der Art des Entwicklers ausgewählt wird.

Das Kopierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist besonders zur Entwicklung von positiv geladenen latenten Bildern auf einer lichtempfindlichen Platte vom p-Typ, beispielsweise einer lichtempfindlichen Selenplatte oder einer lichtempfindlichen Platte eines organischen Photoleiters, geeignet. Ein magnetischer Entwickler vom üblichen Einkomponententyp kann zwar zur Entwicklung von lichtempfindlichen Platten, die ein negativ geladenes latentes Bild tragen, verwendet werden, gibt aber bei der Entwicklung eines positiv geladenen latenten Bildes auf einer lichtempfindlichen Platte vom p-Typ keine zufriedenstellenden Ergebnisse. Im Gegensatz hierzu können gemäß der Erfindung im Falle der Entwicklung von positiv geladenen latenten Bildern und der Übertragung solcher entwickelter Bilder ausgezeichnete Ergebnisse erreicht werden.

Beispiel 1

Ein magnetischer Entwickler (A) wurde entsprechend dem Verfahren nach Beispiel 5 der japanischen Patentveröffentlichung 62 638/75 hergestellt. Die Zusammensetzung des Entwicklers war die folgende:


Teile
Styrolhomopolymer mit einem Molekulargewicht von 6000
25
Naturharz mit Maleinsäure modifiziert	15
Magnetisches Eisenoxid	60
Schwarzer Farbstoff	2,5

Ein magnetischer Entwickler (B) wurde entsprechend dem Verfahren von Beispiel 2 der japanischen Patentveröffentlichung 1 33 026/76 hergestellt und enthielt 30 Teile Styrolharz, 66 Teile magnetische Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 0,1 µm und 4 Teile Stearinsäure.

Ein erfindungsgemäßer Entwickler wurde in folgender Weise hergestellt:

Zunächst wurden 55 Teile Magnetit (Fe₃O₄) und 45 Teile eines Vinyltoluol-2-Äthylhexylacrylat-Copolymeren (Molverhältnis 17 : 3, durchschnittliches Molekulargewicht 83 000) unter Anwendung einer Zweiwalzenmühle schmelzverknetet. Es wurde das verknetete Gemisch der natürlichen Abkühlung überlassen und mittels einer Schneidmühle grob pulverisiert, um grobe Teilchen mit einer Größe von 0,5 bis 2 mm zu erhalten. Dann wurden die Teilchen mittels einer Düsenmühle fein pulverisiert und in einem Zickzack-Klassierer klassiert, so daß ein magnetischer Entwickler mit einer Teilchengröße von 10 bis 30 µm erhalten wurde.

Unter Anwendung der in dieser Weise hergestellten drei Entwickler wurde der Kopiertest in folgender Weise ausgeführt:

In einer Kopiermaschine mit einer Selentrommel als lichtempfindlichem Material wurde der Entwickler auf eine Entwicklerwalze mit einem darin eingebauten Magneten durch ein nichtmagnetisches Bauteil aufgebracht. Der Abstand zwischen der Magnetwalze und einem Abstreifer wurde auf 0,3 mm und der Abstand zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials und der Entwicklerwalze auf 0,5 mm eingestellt. Die Entwicklerwalze wurde in der gleichen Richtung wie das lichtempfindliche Material, aber mit der zweifachen Geschwindigkeit bewegt. Unter diesen Bedingungen wurden Ladung, Belichtung, Entwicklung und Übertragung ausgeführt. Ein Hochqualitätspapier mit einer Dicke von 80 µm wurde als Übertragungsblatt verwendet. Die Ergebnisse des Kopiertests und die physikalischen Eigenschaften der Entwickler sind in der folgenden Tabelle I aufgeführt. Die Bilddichte wurde in einem kräftig schwarzen Bildbereich gemessen.

Tabelle I

Um die Bilddichte im Fall der Entwicklung A und B zu verbessern, wurde der Abstand zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials und der Entwicklerwalze verkürzt. Es trat aber eine Schleierbildung oder ein Blocken des Entwicklers ein, und ein kontinuierliches Kopieren war unmöglich. Dagegen wurde mit dem erfindungsgemäßen Entwickler ein Bild mit hoher Dichte und ohne Schleier- oder Kanteneffekt erhalten.

Beim Kopiertest unter Anwendung einer handelsüblichen Grauskala wurden beim Entwickler A fünf Stufen und beim Entwickler B vier Stufen erhalten. Im Gegensatz hierzu erreichte der erfindungsgemäße Entwickler neun Stufen.

Beispiel 2

Ein magnetischer Entwickler (C) wurde nach dem in Beispiel 2 der japanischen Patentveröffentlichung 92 137/75 beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Zusammensetzung des Entwicklers war die folgende:


Teile
Vinyltoluol-Butadien-Copolymer mit einem auf das Gewicht bezogenen Durchschnittsmolekulargewicht von 152 000
100
Schwarzer Farbstoff	1
Ruß Nr. 44	3
Fe₃O₄	30

Ein erfindungsgemäßer Entwickler wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durch Anwendung von 60 Teilen Magnetit (Fe₃O₄) und 40 Teilen Vinyltoluol-Butadien-Copolymer (Molverhältnis 6 : 1; durchschnittliches, auf das Gewicht bezogenes Molekulargewicht 78 000) hergestellt. Der Kopiertest wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse und physikalischen Eigenschaften der Entwickler sind in Tabelle II aufgeführt.

Tabelle II

Obwohl die Dichte des unter Anwendung des Entwicklers C erzeugten Bildes hoch war, wurde Schleierbildung beobachtet. Falls der Abstand zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials und der Entwicklerwalze um 0,1 mm verbreitert wurde, so daß das Auftreten von Schleier verhindert wurde, wurde die Bilddichte auf 0,65 verringert. Ferner war der Entwickler C hinsichtlich der Reinigungseigenschaft schlecht und blieb an der Oberfläche der Selentrommel haften. Dort konnte er entfernt werden, wenn das Abbürsten einige Male wiederholt wurde.

Beispiel 3

Magnetische Entwickler wurden aus Magnetit (Fe₃O₄) und einem thermoplastischen Harz (Styrol-2-Äthylhexylacrylat-Copolymer; Molverhältnis 17 : 3; auf das Gewicht bezogenes Durchschnittsmolekulargewicht 73 000) hergestellt. Zusammensetzung und Herstellungsverfahren sind nachfolgend beschrieben.

Entwickler (1): 60 Teile Magnetit und 40 Teile Harz
Entwickler (2): 50 Teile Magnetit und 50 Teile Harz
Entwickler (3): 55 Teile Magnetit und 45 Teile Harz

Die Entwickler (1) und (2) wurden entsprechend dem Sprühtrocknungsverfahren unter Anwendung eines Toluol-Aceton-Gemisches hergestellt und waren aus kugelförmigen Teilchen mit einem Teilchengrößenbereich von 10 bis 30 µm aufgebaut.

Der Entwickler (3) wurde entsprechend dem Schmelzknetverfahren unter Anwendung einer Zweiwalzenmühle hergestellt, und das verknetete Gemisch wurde abgekühlt und pulverisiert. Der erhaltene Entwickler war aus Teilchen von unbestimmter Form aufgebaut und hatte einen Teilchengrößenbereich von 10 bis 30 µm.

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde der Kopiertest durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse und physikalischen Eigenschaften der Entwickler sind aus Tabelle III ersichtlich.

Tabelle III

Aus den Werten der Tabelle III ist ersichtlich, daß beim Entwickler mit kugelförmigen Teilchen die elektrostatische Kapazität und die Dielektrizitätskonstante größer werden und im übertragenen Bild leicht eine Verschleierung auftritt.

Beispiel 4

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden Entwickler mit der nachfolgend aufgeführten Zusammensetzung unter Anwendung von Magnetit (Fe₃O₄) und einem thermoplatischen Harz (Vinyltoluol-2-Äthylhexylacrylat-Butadien-Terpolymer; Molverhältnis 16 : 1 : 3; auf Gewicht bezogenes Durchschnittsmolekulargewicht 85 500) hergestellt.

Entwickler (4): 75 Teile Magnetit und 25 Teile Harz
Entwickler (5): 65 Teile Magnetit und 35 Teile Harz
Entwickler (6): 55 Teile Magnetit und 45 Teile Harz
Entwickler (7): 45 Teile Magnetit und 55 Teile Harz
Entwickler (8): 35 Teile Magnetit und 65 Teile Harz

Der Kopiertest wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse und physikalischen Eigenschaften der Entwickler sind in der nachfolgenden Tabelle IV gezeigt.

Tabelle IV

Aus den Ergebnissen der Tabelle IV zeigt es sich, daß gute Ergebnisse erhalten werden, falls 45 bis 65 Teile Magnetit und 35 bis 55 Teile des Harzmediums eingesetzt werden.

Beispiel 5

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde ein magnetischer Entwickler durch Anwendung von 55 Teilen Magnetit (Fe₃O₄), 37,5 Teilen eines Styrol-Butadien-Copolymers (Molverhältnis 6 : 1, auf Gewicht bezogenes Durchschnittsmolekulargewicht 132 000) und 7,5 Teilen Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht hergestellt. Der Kopiertest wurde ausgeführt, und die Fixierung wurde unter Anwendung einer Heizwalze bewirkt. Das erhaltene Bild war sehr scharf, klar, frei von Schleierbildung und Verschmierung und hatte eine Dichte von 1,64.

Der Entwickler hatte einen Volumenwiderstand von 5,8 · 10¹⁴Ω · cm, eine elektrostatische Kapazität von 9,0 ρF und eine Dielektrizitätskonstante von 4,62.

Claims

1. Elektrophotographisches Kopierverfahren, wobei ein Substrat ein elektrostatisches latentes Bild trägt, das in Kontakt mit einer Magnetbürste eines magnetischen Entwicklers vom Einkomponententyp zur Entwicklung des elektrostatischen latenten Bildes kommt, und elektrostatisch das erzeugte Bild des Entwicklers auf einen Übertragungsbogen übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Entwickler mit einer elektrostatischen Kapazität von 7,8 bis 9,8 ρF, bestimmt unter den Bedingungen eines Elektrodenabstandes von 0,65 mm, einer Elektrodenquerschnittsfläche von 1,43 cm² und einer Elektrodenbeladung von 105 cm², sowie mit einer Dielektrizitätskonstante von 4 bis 5, bestimmt unter den vorgenannten Bedingungen, eingesetzt wird, und daß der magnetische Entwickler aus einem Harzmedium und einem darin feinverteilten magnetischen Material besteht, wobei das Harzmedium ein Copolymer aus (a) 20 bis 95 Gew.-% mindestens eines aromatischen Vinylmonomers und (b) mindestens einem anderen mono- oder diäthylenisch ungesättigten Monomer enthält, und daß das feinverteilte magnetische Material in einer Menge von 45 bis 65 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, und das Copolymer in einer Menge von 30 bis 120 Gew.-%, bezogen auf das feinverteilte magnetische Material, vorliegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwickler mit einem Volumenwiderstand von mindestens 5×10¹³Ω · cm, bestimmt unter den im Anspruch 1 angegebenen Bedingungen, eingesetzt wird.