DE3000900C2

DE3000900C2 -

Info

Publication number: DE3000900C2
Application number: DE3000900A
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: 1979-01-11
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1991-06-27
Also published as: FR2446508A1; JPS5595954A; GB2043932A; US4287282A; FR2446508B1; DE3000900A1; GB2043932B; JPH0232622B2

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Entwickler gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Magnetische Einkomponentenentwickler, die aus Teilchen eines feinverteilten magnetischen Materials in einem Bindemittel bestehen, wurden in großem Umfang in der Elektrophotographie angewandt, da kein spezieller magnetischer Träger in diese Entwickler zur Magnetbürstenentwicklung eingebaut zu werden braucht. Bei der häufigsten Art der magnetischen Einkomponentenentwickler wird die Oberfläche der Entwicklerteilchen elektrisch leitend gemacht, damit der Kanteneffekt und die Schleierbildung verhindert werden. Falls jedoch ein elektrisch leitender magnetischer Entwickler dieser Art auf ein Kopierpapier mit einem relativ niedrigen elektrischen Widerstand, wie Normalpapier, übertragen wird, wird lediglich ein dunkles Bild mit verbreiterten Konturen erhalten. Dies ist ein gravierender Nachteil der Entwickler dieser Art.

Es ist bereits bekannt, daß magnetische Einkomponentenentwickler mit einem hohen elektrischen Widerstand verwendet werden. Beispielsweise ist in der US-PS 36 45 770 ein Verfahren angegeben, bei dem eine Magnetbürste eines magnetischen Einkomponentenentwicklers mit einem hohen elektrischen Widerstand durch Koronaentladung aufgeladen und ein elektrostatisches latentes Bild durch die geladene Magnetbürste entwickelt wird. Auch dieses Verfahren ist immer noch wegen verschiedener Gesichtspunkte unzureichend. Beispielsweise ist es sehr schwierig, die Magnetbürste einheitlich aufzuladen, und es muß ein spezieller Ladungsmechanismus in der Entwicklungszone angeordnet werden, wodurch diese kompliziert wird. Ferner wird der Aufladungsmechanismus leicht mit dem Entwickler verschmutzt, wobei Störungen auftreten.

In letzter Zeit wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein elektrisch nichtleitender Entwickler durch Reibung mit der Oberfläche eines Trägers, der ein elektrostatisches latentes Bild trägt, aufgeladen wird, so daß das latente Bild durch den in dieser Weise aufgeladenen Entwickler sichtbar gemacht wird (vgl. JP-OS 62 638/75), sowie ein Verfahren, bei dem die Entwicklung durch die elektrische Polarisation eines elektrisch nichtleitenden Entwicklers erreicht wird (vgl. JP-OS 1 33 028/76). Diese Verfahren sind jedoch immer noch unzureichend.

Beim erstgenannten Verfahren müssen die Entwicklungsbedingungen genau gesteuert werden. Wenn dies nicht geschieht, tritt leicht eine Schleierbildung in den Nichtbildbereichen auf, besonders dann, wenn der Kontakt zwischen der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials und den äußersten Enden der magnetischen Tonerteilchen groß ist. Die magnetischen Tonerteilchen werden an der Entwicklertrommel gebunden und stauen sich dort. Das Auftreten dieser Störungen ist besonders ausgeprägt, wenn das Kopieren kontinuierlich ausgeführt wird.

Beim letzteren Verfahren ist zwar die Schleierbildung nicht so ausgeprägt, jedoch wird, da ein sichtbares Bild unter Ausnützung eines in dem magnetischen Toner induzierten dielektrischen Polarisationseffektes auf einem elektrostatischen latenten Bild ausgebildet wird, der Teil des latenten Bildbereiches mit niedrigem Potential nicht wirksam entwickelt. Infolgedessen hat die erhaltene Kopie eine harte Tönung, und es ist unmöglich, bei den Kopien Halbtöne wiederzugeben.

Ferner sind die Bilder der nach diesen üblichen Verfahren erhaltenen Kopien von schlechter Schärfe, und es ist bei diesen Verfahren sehr schwierig, Bilder mit einer ausreichend hohen Dichte zu erhalten.

Als weiterer magnetischer Einkomponentenentwickler wurde ein zusammengesetzter magnetischer Entwickler vorgeschlagen, der aus einem homogenen Gemisch eines magnetischen Entwicklers von hohem elektrischen Widerstand mit einem elektrisch leitenden magnetischen Entwickler besteht (vgl. JP-OS 33 152/78). Ferner ist ein zusammengesetzter Entwickler bekannt, der aus einem homogenen Gemisch aus einem magnetischen Entwickler und einem nichtmagnetischen Entwickler besteht (vgl. DE-OS 27 58 726). Diese bekannten zusammengesetzten Entwickler sind jedoch insofern nachteilig, als sich die Zusammensetzung allmählich ändert, während kontinuierlich kopiert wird, und die Dichte der übertragenen Bilder beträchtlich verringert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen magnetischen Einkomponentenentwickler zu entwickeln, der klare Bilder mit einer hohen Dichte auf Normalpapier übertragen kann, selbst wenn kontinuierlich kopiert wird. Außerdem soll bei längerem Gebrauch der Entwickler seine Zusammensetzung möglichst nicht ändern und eine hohe Bilddichte beibehalten.

Diese Aufgaben löst die Erfindung durch einen magnetischen Entwickler, wie er im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist.

Es wurde gefunden, daß die Aufladung des Entwicklers am wirksamsten durch gegenseitige Reibung der Entwicklerteilchen bewirkt wird und klare Bilder mit einer hohen Dichte kontinuierlich durch die Kombination von Entwicklern erzeugt werden können, von denen jeder allein kein klares Bild ergibt.

Ferner erfordert der Entwickler gemäß der Erfindung keine genaue Steuerung der Entwicklungsbedingungen.

Wenn eine aus Entwicklerteilchen aufgebaute Magnetbürste eines magnetischen Einkomponentenentwicklers mit der Oberfläche eines Trägers, der ein elektrostatisches latentes Bild trägt, in Kontakt gebracht wird, wirkt zwischen den Entwicklerteilchen und dem latenten Bild eine elektrostatische Anziehungskraft (Coulomb-Kraft) und zwischen den Entwicklerteilchen und dem die Magnetbürste bildenden Magnet (Entwicklertrommel) eine magnetische Anziehungskraft. Infolgedessen werden Entwicklerteilchen, auf welche die Coulombkraft stärker wirkt, zu dem elektrostatischen latenten Bild gezogen und Entwicklerteilchen, auf welche die magnetische Anziehungskraft stärker wirkt, werden zu der Entwicklertrommel gezogen, wobei die Entwicklung entsprechend der Ladung auf dem Träger ausgebildeten elektrostatischen latenten Bild erfolgt.

Die Differenz der Dielektrizitätskonstanten (ε) der im erfindungsgemäßen Entwickler enthaltenen verschiedenartigen Tonerteilchen beträgt vorzugsweise 0,25 bis 0,8, insbesondere von 0,3 bis 0,7. Die Entwicklerteilchen werden durch gegenseitige Reibung aufgeladen.

Wie aus den Werten der Probe A des nachfolgenden Beispiels 1 ersichtlich, erhält man bei alleiniger Verwendung eines Toners mit einer Dielektrizitätskonstante von 5,49 und einer elektrostatischen Kapazität von 10,7 pF ein übertragenes Bild mit einer Bilddichte von 0,33 und gemäß Probe B bei einem Toner mit einer Dielektrizitätskonstante von 5,08 und einer elektrostatischen Kapazität von 9,9 pF eine Bilddichte von 0,32. Andererseits wird im Fall eines zusammengesetzten Entwicklers (Probe E), welcher durch Kombination dieser Toner gebildet wurde, so daß die Differenz der Dielektrizitätskonstante 0,41 beträgt, ein übertragenes Bild von solch hoher Bilddichte erhalten, wie es sich nicht aus der Einzelanwendung jedes der vorstehenden Toner erwarten läßt, nämlich von 1,65. Im Gegensatz hierzu kann im Fall eines zusammengesetzten Entwicklers (Probe F), welcher durch Kombinieren des vorstehenden Toners (Probe A) und eines weiteren magnetischen Toners (Probe C) erhalten wurde, wobei die Differenz der Dielektrizitätskonstante (ε) kleiner als 0,2 ist, oder eines zusammensetzten Entwicklers (Probve G), der durch Kombinieren des vorstehenden Toners (Probe A) und eines weiteren magnetischen Toners (Probe D), erhalten wurde wobei die Differenz der Dielektrizitätskonstante (ε) größer als 0,85 ist, eine Erhöhung der Bilddichte nicht erzielt werden.

Es ist nicht vollständig klar, warum durch Kombination einer Mehrzahl von Einkomponententonern in der Weise, daß die Differenz der Dielektrizitätskonstante (ε) innerhalb des vorstehenden Bereiches liegt, Bilder mit einer derartigen hohen Bilddichte erhalten werden, wie sie auf Grund der Einzelwirkung jedes dieser Toner nicht zu erwarten sind. Es können folgende Gründe vorliegen:

Um ein übertragenes Bild von hoher Dichte unter Anwendung eines magnetischen Einkomponentenentwicklers auszubilden, ist es notwendig, daß eine ausreichende Menge des Entwicklers auf das auf einer elektrophotographisch empfindlichen Platte ausgebildete elektrostatische latente Bild durch Coulomb-Kraft angezogen wird und der dort abgeschiedene Entwickler auf ein Kopierpapier gut übertragen wird. Um deshalb ein entwickeltes Bild von ausreichender Dichte zu erhalten, ist es zunächst notwendig, daß der magnetische Entwickler eine zum Anziehen des Entwicklers an das elektrostatische latente Bild ausreichende Ladung hat. Es wird angenommen, daß beim Einsatz einer Mehrzahl von magnetischen Tonern, die bei der Ausbildung von Bildern mit einer ausreichenden Dichte bei Einzelverwendung versagen und die gemäß der vorliegenden Erfindung so kombiniert werden, daß die Differenz der Dielektrizitätskonstante innerhalb des spezifischen Bereiches liegt, die Reibungsaufladung sehr leicht erfolgt und deshalb die Toner von den elektrostatischen latenten Bildern gut angezogen werden, wodurch übertragene Bilder mit einer hohen Dichte entstehen.

Es ist bekannt, daß ein polymeres Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstante durch Reibungsaufladung leicht positiv geladen wird (vgl. den Artikel "The Society of Photographic Scientists and Engineers, 2nd Int. Conf., 1974, Seiten 95 bis 100′′). Es wurde auch gefunden, daß in magnetischen Materialien, die aus einem Pulver eines in einem Bindemittel dispergierten magnetischen Materials bestehen, bei niedriger Dielektrizitätskonstante die magnetischen Tonerteilchen durch Reibung negativ und bei hoher Dielektrizitätskonstante positiv aufgeladen werden.

Die Dielektrizitätskonstanten der einzelnen miteinander zu kombinierenden magnetischen Toner können leicht durch die Wahl eines aus einem polymeren Material mit einer bestimmten Dielektrizitätskonstante aufgebauten Bindemittels, d. h. einer Reibungsladungsreihe innerhalb eines bestimmten Bereiches, eingestellt werden. Ferner kann die Dielektrizitätskonstante des magnetischen Toners durch Absenkung der Menge des magnetischen Materials oder Zugabe eines Ladungssteuerungsmittels, welches zur Beibehaltung einer negativen Ladung fähig ist, verringert werden. Im Gegensatz hierzu kann die Dielektrizitätskonstante durch Erhöhung der Menge des magnetischen Materials oder durch Zugabe eines elektrisch leitenden Materials, wie Kohlenstoff, oder eines Ladungssteuerungsmittels, welches zur Beibehaltung einer positiven Ladung fähig ist, erhöht werden. Ferner kann die Dielektrizitätskosntante durch Einverleibung einer Substanz mit einer hohen Dielektrizitätskonstante, beispielsweise TiO₂ oder BaTiO₃, gewünschtenfalls erhöht werden. Durch Anpassung können die Dielektrizitätskonstanten der zu vereinigenden magnetischen Toner verändert werden, und bei der Herstellung von zusammengesetzten Entwicklern durch inniges und homogenes Vermischen von mindestens zwei magnetischen Tonern können die Reibungsaufladungseigenschaften, beruhend auf der Differenz der Dielektrizitätskonstanten der Entwickler, durch Änderung des Mischungsverhältnisses frei gesteuert werden. Dies stellt ein weiteres charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung dar.

Für den zusammengesetzten Entwickler gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, um entwickelte Bilder mit hoher Übertragungsleistung auf Übertragungsblätter mit einem niedrigen elektrischen Widerstand, wie Normalpapier, ohne Verbreiterung der Konturen oder Ausbluten zu übertragen, bevorzugt, daß der spezifische Widerstand, bestimmt unter den gleichen Bedingungen, wie sie zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstante angewandt werden, jedes einzelnen Toners mindestens 5×10¹³ Ωcm, insbesondere 1×10¹⁴ bis 1×10¹⁶ Ωcm, und der spezifische Widerstand des erhaltenen innigen homogenen Gemisches mindestens 5×10¹³ Ωcm, insbesondere 1×10¹⁴ bis 1×10¹⁶ Ωcm, beträgt.

Da die Tendenz besteht, daß die Anzahl der zu dem elektrostatischen latenten Bild einer bestimmten Ladung gezogenen Entwicklerteilchen sich erhöht, wenn die elektrostatische Kapazität der Entwicklerteilchen gering ist, wird es für den zusammengesetzten magnetischen Entwickler gemäß der Erfindung bevorzugt, daß das innige homogene Gemisch eine relativ niedrige elektrostatische Kapazität aufweist. Das heißt, es wird bevorzgut, daß die elektrostatische Kapazität des innigen homogenen Gemisches der magnetischen Toner, bestimmt unter den gleichen Bedingungen, wie sie zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstante angewandt werden, 7,8 bis 15 pF, insbesondere 8 bis 14 pF, beträgt.

Wachse, Harze und Kautschuke mit einer geeigneten Haftfähigkeit unter Anwendung von Wärme und Druck und Gemische hiervon können als Bindemittel verwendet werden. Im Hinblick auf die Fließfähigkeit der Entwicklerteilchen und ihre Eigenschaft, sich nicht zusammenzuballen, werden Harze und Massen, die ein Harz als Hauptkomponente und ein Wachs oder dgl. enthalten, als Bindemittel bevorzugt.

Als bevorzugt gemäß der Erfindung einsetzbare Harze seien beispielsweise Homopolymere und Copolymere von äthylenisch ungesättigten Monomeren, Polyamidharze, Polyesterharze, Polycarbonatharze, Epoxyharze, Phenolharze, Phenoxyharze, Polyurethanharze, Alkydharze, Erdölharze und Naturharze oder Kolophonium erwähnt. Als Polymere von äthylenisch ungesättigten Monomeren können beispielsweise Polystyrol, Polyvinyltoluol, Acrylharze, Styrol/ Acrylmonomer-Copolymere und Styrol/Butadien-Copolymere aufgeführt werden. Es ist selbstverständlich, daß auch andere auf dem vorliegenden Fachgebiet übliche Bindemittelharze verwendet werden können, sofern die übrigen Erfordernisse erfüllt sind.

Als feinzerteilte magnetische Materialien wurden bereits Trieisentetroxid (FeO₄), Dieisentrioxid (γ-Fe₂O₃), Zinkeisenoxid (ZnFe₂O₄), Yttriumeisenoxid (Y₃Fe₅O₁₂), Cadmiumeisenoxid (CdFe₂O₄), Gadoliniumeisenoxid (Gd₃Fe₅O₁₂), Kupfereisenoxid (CuFe₂O₄), Bleieisenoxid (PbFe₁₂O₁₉), Nickeleisenoxid (NiFe₂O₄), Neodymeisenoxid (NdFe₂O₃), Bariumeisenoxid (BaFe₁₂O₁₉), Magnesiumeisenoxid (MgFe₂O₄), Manganeisenoxid (MnFe₂O₄), Lanthaneisenoxid (LaFeO₃), Eisenpulver (Fe), Kobaltpulver (Co) und Nickelpulver (Ni) verwendet. Diese magnetischen Materialien können erfindungsgemäß auch einzeln oder in Form von Gemischen aus zwei oder mehreren dieser Stoffe eingesetzt werden. Trieisentetroxid und γ-Dieisentrioxid werden besonders bevorzugt.

In dem zusammengesetzten magnetischen Entwickler gemäß der Erfindung kann das feinzerteilte magnetische Material in Mengen von 65 bis 230 Gew.-teilen, vorzugsweise 80 bis 190 Gew.-teilen, auf 100 Gew.-teile des Bindemittels vorliegen. Um die Änderung der Zusammensetzung oder die Verringerung der Bilddichte zu steuern, wenn der Kopiervorgang während eines langen Zeitraumes ausgeführt wird, ist es bevorzugt, daß bei sämtlichen zu vereinigenden Entwicklerkomponenten das Mischungsverhältnis des feinzerteilten magnetischen Materials praktisch gleich ist, und es wird gewöhnlich bevorzugt, daß Variationen der Mengen der magnetischen Materialien in zu kombinierenden Entwicklerkomponenten innerhalb des Bereiches von ±5 Gew.-teilen liegen.

Die Dielektrizitätskonstante jeder Entwicklerkomponente hängt vom Harz des Bindemittels ab. Deshalb werden gemäß der Erfindung magnetische teilchenförmige Einkomponentenentwickler hergestellt, indem verschiedene Harze als Bindemittel verwendet werden, die Dielektrizitätskonstanten der Toner gemessen werden und eine Mehrzahl der magnetischen Toner so kombineirt wird, daß die Differenz der Dielektrizitätskonstanten innerhalb des vorstehend aufgeführten Bereiches liegt. Bevorzgutes Kombinationen von Harzen zur Ausbildung der zusammengesetzten Entwickler sind folgende: Styrol/ Acrylmonomer-Copolymer und Polystyrol, Styrol/Acrylmonomer- Copolymer und Acrylharz, Styrol/Acrylmonomer-Copolymer und Polyester, Epoxidharz und Polyester, Acrylharz und Polyester, Styrol/Acrylmonomer-Copolymer und Polyamid, Acrylharz und Polyamid, Epoxidharz und Polyamid.

Verschiedene, sich von mindestens einem der zahlreichen Acrylmonomeren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Äthylacrylat Methylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, 2-Äthylhexylmethacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxyäthylmethacrylat, 3-Aminopropylacrylat, 3-N,N-Diäthylaminopropylacrylat und Acrylamid, ableitende Acrylharze sind bekannt. Selbstverständlich können die Bindemittel aus derartige Acrylharzen so gewählt werden, daß die Differenz der Dielektrizitätskonstanten innerhalb des vorstehend aufgeführten Bereiches liegt. Dies gilt auch im Hinblick auf die anderen Harze, die auf einer Vielzahl verschiedener Monomere basieren, wie Polyamide, Polyester und Vinyl-Copolymere.

Die Dielektrizitätskonstanten der zu kombinierenden Entwicklerkomponenten werden durch Zusatz eines Ladungssteuerungsmittels in das Bindemittel oder entsprechend der Art des Ladungssteuerungsmittels verändert. Beispielsweise ist ein positioves Ladungssteuerungsmittel wirksam zur Erhöhung der Dielektrizitätskonstante des Entwicklers, und ein negatives Ladungssteuerungsmittel hat eine absenkende Wirkung auf die Dielektrizitätskonstante. Deshalb kann sogar, falls ein Harz gewöhnlich als Bindemittel für sämtliche Entwicklerkomponenten verwendet wird, durch Zugabe eines bestimmten Ladungssteuerungsmittels in eine Entwicklerkomponente oder durch Zugabe von unterschiedlichen Ladungssteuerungsmitteln in beide Entwicklerkomponenten die Differenz der Dielektrizitätskonstanten innerhalb des vorstehend aufgeführten Bereiches eingestellt werden.

Es können bekannte positive Ladungssteuerungsmittel, insbesondere öllösliche Farbstoffe, eingesetzt werden. Als öllösliche Farbstoffe können beispielsweise C.I. Solvent Black 1, C.I. Solvent Black 2, C.I. Solvent Black 3, C.I. Solvent Black 5 und C.I. Solvent Black 7 aufgeführt werden. Bekannte negative Ladungssteuerungsmittel, insbesondere metallhaltige Farbstoffe, können eingesetzt werden. Als metallhaltige Farbstoffe können beispielsweise mit Chrom versetztes C.I. Acid Black 123, C.I. Solvent Black 22, C.I. Solvent Black 23, C.I. Solvent Black 28, C.I. Solvent Black 42 und C.I. Solvent Black 43 erwähnt werden. Derartige Ladungssteuerungsmittel können in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittelharz, zugesetzt werden.

Die Entwicklerteilchen können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise dem Knetpulverisierungsverfahren oder dem Sprühgranulierverfahren. Zum Beispiel wird das Bindemittelharz mit dem feinzerteilten magnetischen Material durch eine Heizwalze oder einen Kneter vermischt, während das Harz weich oder geschmolzen ist. Das verknetete Gemisch wird abgekühlt, pulverisiert und gegebenenfalls klassiert, um den gewünschten Entwickler zu erhalten. Ferner kann ein Entwickler mit der gewünschten Teilchengröße erhalten werden, indem das Bindemittelharz in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, das feinzerteilte magnetische Material in der Lösung dispergiert und die Dispersion in eine Trocknungsatmosphäre gesprüht wird.

Bei jedem der vorstehenden Verfahren können bekannte Hilfskomponenten für den Entwickler nach bekannten Ansätzen vor der Granulierung zugesetzt werden. Um beispielsweise die Tönung des Entwicklers zu verbessern, können Pigmente, wie Ruß, und Farbstoffe, wie Nigrosin, einzeln oder in Form von Gemischen aus zwei oder mehreren Komponenten, in Mengen von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, zugesetzt werden. Außerdem können, um einen Fülleffekt zu erreichen, ein Füllstoff, wie Calciumcarbonat oder feinzerteilte Kieselsäure, in einer Menge von bis zu 20 gEw.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, zugesetzt werden. Falls ein Fixierverfahren unter Anwendung einer Heizwalze angewandt wird, kann ein Trennmittel, wie ein Siliconöl, ein Olefinharz von niedrigem Molekulargewicht oder ein Wachs, in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, verwendet werden. Falls ein Fixierverfahren unter Anwendung einer Druckwalze angewandt wird, kann ein Mittel zur Verbesserung der Druckfixierung, wie Paraffinwachs, ein tierisches oder pflanzliches Wachs, eine höhere Fettsäure oder ein Fettsäureamid, in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, zugesetzt werden. Weiterhin kann, um die Agglomerierung der Entwicklerteilchen zu verhindern und deren Fließfähigkeit zu verbessern, ein Fließfähigkeitsverbesserungsmittel, wie z. B. feinzerteiltes Polytetrafluoräthylen oder Kieselsäure, in einer Menge von 0,1 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Entwickler, zugesetzt werden.

Gemäß der Erfindung wird es bevorzugt, daß die Teilchen jeder Entwicklerkomponente eine Größe von 5 bis 40 µm aufweisen, und es wird besonders bevorzugt, daß der Entwickler aus Teilchen von unbestimmter Form aufgebaut ist, welche nach dem Pulverisierungsverfahren hergestellt wurden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden magnetische Tonerteilchen (A) mit einer relativ hohen Dielektrizitätskonstante und magnetische Tonerteilchen (B) mit einer relativ niedrigen Dielektrizitätskonstante, welche nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurden, so kombiniert, daß die Differenz der Dielektrizitätskonstanten (ε) innerhalb des vorstehend angegebenen Bereiches liegt. Außerdem werden sie homogen vermischt. Gewöhnlich kann dieses Mischen durch Trockenvermischung erreicht werden, und gewünschtenfalls kann das erhaltene Gemisch leicht mit einer Kugelmühle zur Einstellung der Teilchengröße gemahlen werden. In dieser Stufe kann eine geringe Menge eines Mittels zur Verbesserung der Fließeigenschaften zugesetzt werden. Das Mischungsverhältnis der Teilchen (A) und der Teilchen (B) wird entsprechend der Art der lichtempfindlichen Platte, die das elektrostatische latente Bild trägt, eingestellt. Um jedoch eine Änderung der Zusammensetzung oder eine Verringerung der Bilddichte während des kontinuierlichen Kopierens zu verhindern, wird es bevorzugt, daß für negative elektrostatische latente Bilder das Gewichtsverhältnis der Teilchen (A) zu den Teilchen (B) 1 : 0,08 bis 1 : 1, insbesondere 1 : 0,1 bis 1 : 05, beträgt. Für positive elektrostatische latente Bilder werden gute Ergebnisse erhalten, wenn die vorstehend aufgeführten Gewichtsverhältnisse zwischen den Teilchen (A) und den Teilchen (B) umgekehrt sind.

Gemäß der Erfindung kann das elektrostatische latente Bild nach sämtlichen bekannten Verfahren erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Verfahren angewandt werden, bei dem eine photoleitende Schicht auf einem elektrisch leitenden Substrat einheitlich aufgeladen und dann bildweise zur Herstellung des elektrostatischen Bildes belichtet wird.

Die Oberfläche des Substrats mit dem darauf ausgebildeten elektrostatischen latenten Bild wird mit einer Magnetbürste des vorstehend beschriebenen magnetischen Einkomponentenentwicklers zur Bildung eines sichtbaren Bildes des Entwicklers in Kontakt gebracht.

Das auf dem Substrat ausgebildete Entwicklerbild wird in Kontakt mit einem Aufzeichnungsmaterial gebracht, und eine Koronaentladung der gleichen Polarität, wie sie das elektrostatische latente Bild aufweist, wird zur Übertragung des Entwicklerbildes auf das Aufzeichnungsmaterial auf dessen Rückseite aufgebracht.

Zur Fixierung des übertragenen Bildes wird ein geeignetes Fixierverfahren unter den bekannten Verfahren ausgewählt, wie Heißwalzenfixierung. Blitzlampenfixierung oder Druckwalzenfixierung, abgestimmt auf die Art des eingesetzten Entwicklers.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Sämtliche nachfolgend angegebenen Teile sind auf das Gewicht bezogen.

Auf einer Heißwalzenmühle wurden 55 Teile Fe₃O₄ als magnetisches Material und 45 Teile eines thermoplastischen Harzes, welches aus den vier nachfolgend aufgeführten thermoplastischen Harzen gewählt wurde, verschmolzen und verknetet. Das verknetete Gemisch ließ man sich abkühlen, und es wurde auf einer Schneidemühle pulverisiert, so daß grobe Teilchen mit einer Größe von 0,5 bis 2 mm erhalten wurden. Dann wurden die groben Teilchen in einer Strahlmühle fein pulverisiert und in einem Zickzack-Klassierer sortiert, um den magnetischen Toner zu erhalten.

Die folgenden thermoplastischen Harze wurden verwendet:
Probe A:
Epoxidharz (Epoxyäquivalent 1750-2150, Erweichungspunkt 122 bis 132°C)
Probe B:
Polyesterharz
Probe C:
Epoxidharz (Molekulargewicht 1400; Epoxyäquivalent etwa 900 bis 1000)
Probe D:
Acrylharz.

In der Probe C wurde das thermoplastische Harz in einer Menge von 40 Teilen auf 60 Teile des magnetischen Materials verwendet.

Die Dielektrizitätskonstante jedes magnetischen Toners wurde unter den Bedingungen eines Elektrodenabstandes von 0,65 mm, einer Elektrodenquerschnittsfläche von 1,43 cm² und einer Beladung zwischen den Elektroden von 105 g/cm² bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.

Neben den vorstehenden vier magnetischen Tonern wurden zusammengesetzte Entwickler (Proben E, F und G) durch Vermischen der Proben A und B, der Proben A und C und der Proben A und D hergestellt. In jedem Fall betrug das Mischungsverhältnis der beiden Proben 1 : 1.

Der Kopiertest wurde unter Verwendung der auf diese Weise hergestellten sieben magnetischen Toner oder Entwickler wie folgt durchgeführt:

In einer Kopiermaschine mit einer Selentrommel als lichtempfindlichem Teil wurde der magnetische Toner auf die Entwicklungswalze mit einem im Inneren angebrachten Magneten durch ein nichtmagnetisches Teil aufgetragen, während eine Schneidplatte und der Toner auf 0,3 mm eingestellt wurden. Der Abstand zwischen der Oberrfläche des lichtempfindlichen Teils und der Entwicklungswalze wurde auf 0,5 mm eingestellt, und die Entwicklungswalze wude in der gleichen Richtung wie die Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Teils, jedoch mit zweifacher Geschwindigkeit, bewegt. Unter diesen Bedingungen wurden Aufladung, Belichtung, Entwicklung und Übertragung ausgeführt. Ein Hochqualitätspapier mit einer Stärke von 80 µm wurde als Aufzeichnungsmaterial verwendet. Die physikalischen Eigenschaften der jeweiligen Toner und die Ergebnisse des Kopiertests sind aus Tabelle I ersichtlich. Die Bilddichte in Tabelle I ist der Wert, der im Hinblick auf den schwarzen Scherbereich erhalten wurde.

Tabelle I

Der zusammengesetzte magnetische Toner (Probe E) gemäß der Erfindung, bei dem die Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,41 betrug, lieferte eine Kopie mit einer höheren Bilddichte als die einzeln benutzten Toner oder die zusammengesetzten Entwickler, bei denen die Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,15 oder 0,87 betrug.

Ein zusammengesetzter Entwickler wurde in der gleichen Weise wie vorstehend unter Verwendung der Proben A und B in einem Verhältnis von 0,5 : 1 hergestellt, und der Kopiertest wurde unter den gleichen Bedingungen, wie vorstehend, unter Verwendung des in dieser Weise hergestellten Entwicklers ausgeführt. Eine Kopie mit einer Bilddichte von 1,60 wurde erhalten. Ferner lieferte ein zusammengesetzter Entwickler, der durch Kombination der Proben B und D (Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,46) hergestellt worden war, eine Kopie mit einer Bilddichte von 1,64.

Beispiel 2

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden magnetische Toner unter Anwendung der folgenden drei thermoplastischen Harze hergestellt, und der Kopiertest wurde durchgeführt:
Probe H:
Styrol/2-Vinylpyridin/2-Äthylhexylacrylat-Copolymer
Probe I:
Polystyrol (auf Gewicht bezogenes Molekulargewicht 52 235)
Probe J:
Gemisch aus gleichen Mengen der Harze der Proben H und I (gebildet durch Schmelzen und Verkneten der beiden Harze in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1).

Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Toner sind in Tabelle II aufgeführt. Die Ergebnisse des Kopiertestes mit diesen drei Tonern und den durch Vermischen der Toner der Proben H und I in verschiedenen Mischungsverhältnissen hergestellten zusammengesetzten magnetischen Entwickler (Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,77) sind aus Tabelle III ersichtlich.

Tabelle II

Tabelle III

Bilddichte
Probe H
0,24
Probe I	0,41
Probe J	0,25
Probe H/Probe I Mischverhältsnis @	10 : 1	0,77
10 : 3	0,87
10 : 5	1,56
5 : 10	1,71
3 : 10	1,73
1 : 10	1,77

Selbst wenn ein Polymergemisch, welches durch Schmelzen und Verkneten der beiden Harze gebildet worden war, verwendet wurde, konnte die Bilddichte nicht verbessert werden (Probe J). Im Gegensatz hierzu lieferte ein zusammengesetzter magnetischer Entwickler, der durch Vermischen der beiden magnetischen Toner gebildet worden war (Proben H und I) Kopien mit hoher Bilddichte.

Im Fall des durch Vermischen der Proben H und I gebildeten zusammengesetzten Entwicklers in einem Gewichtsverhältnis von 10 : 5 wurde die Bilddichte allmählich verringert, wenn eine große Anzahl von Kopien kontinuierlich angefertigt wurde.

Beispiel 3

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden magnetische Toner unter Anwendung der folgenden thermoplastischen Harze hergestellt:
Probe K:
Styrol/Acrylmonomer-Copolymer (Erweichungspunkt: 115 bis 125°C gemäß Ring-Kugel-Methode; Viskosität der Lösung: 2,2 bis 2,8 mm²/s)
Probe L:
Polyamidharz (Erweichungspunkt: 105 bis 115°C; Dichte: 0,98 bei 20°C; Gardner Farbzahl; unter 7; Viskosität: 1,2 bis 18 Pa · s bei 150°C).

Zusammengesetzte magnetische Entwickler (Proben M, N, O, P und Q) wurden durch Vermischen der beiden in Tabelle IV angegebenen Toner in einem Verhältnis von 1 : 1 hergestellt und dem Kopiertest in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unterworfen.

Die physikalischen Eigenschaften der magnetischen Toner oder Entwickler und die Testergebnisse sind aus Tabelle IV ersichtlich.

Tabelle IV

Die zusammengesetzten magnetischen Entwickler, bei denen die Differenz der Dielektrizitätskonstanten innerhalb des erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereichs war, lieferten Kopien mit einer hohen Bilddichte, während die zusammengesetzten magnetischen Entwickler, bei denen die Differenz der Dielektrizitätskonstanten außerhalb des erfindungsgemäß vorgeschriebenen Bereiches lag, Kopien von niedriger Dichte ergaben, so daß damit keine Verbesserung erzielt wurde.

Beispiel 4

Zu einem Gemisch aus 45 Teilen eines Acrylharzes (Schmelzindex: 5 bis 9 g/10 min bei 169°C; Tg=49°C) und 55 Teilen eines magnetischen Materials (Fe₃O₄) wurden 1,8 Teile C.I. Solvent Black 22 als negatives Ladungssteuerungsmittel oder C.I. 50 415 B als positivies Ladungssteuerungsmittel zugesetzt. In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde ein magnetischer Toner unter Verwendung des erhaltenen Gemisches hergestellt und dem Kopiertest unterworfen.

Die physikalischen Eigenschaften der magnetischen Toner sind aus Tabelle V ersichtlich.

Tabelle V

Die Bilddichten der erhaltenen Kopien betrugen 0,18 im Fall der Probe R, 0,41 im Fall der Probe S und 0,18 im Fall der Probe T. Im Fall eines zusammengesetzten Entwicklers, der durch Vermischen der Proben S und T in einem Verhältnis von 1 : 1 gebildet worden war (Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,31), betrug die Bilddichte der erhaltenen Kopie 1,61.

Wenn kugelförmige magnetische Toner mit einer Teilchengröße von 5 bis 25 µm aus den Massen der Proben R, S und T nach dem Sprühtrocknungsverfahren hergestellt und dem Kopiertest unterzogen wurden, zeigte sich, daß die Dielektrizitätskonstanten um 1,51, 1,52 bzw. 1,58 erhöht waren, jedoch werden die Bilddichten praktisch nicht geändert. Andererseits betrug in dem zusammengesetzten magnetischen Entwickler (Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,37) die Bilddichte 1,65.

Zur Bildung der kugelförmigen Toner wurde Toluol als Lösungsmittel verwendet, und es wurde eine Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 34,5 Gew.-% hergestellt und gerührt. Die Dispersion wurde bei einem Düsendruck von 5,4 bar und einer Trocknungstemperatur von 140°C sprühgetrocknet, während die Temperatur und die Viskosität der Dispersion auf 64°C bzw. 35 mPa · s eingestellt wurden.

Wenn der magnetische Toner der Probe R jeweils mit der Probe H (Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,66), der Probe L (Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,36) oder der Probe K (Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,48) kombiniert wurde, betrugen die erhaltenen Bilddichten 1,65, 1,31 bzw. 1,14. Wenn andererseits der magnetische Toner der Probe R mit der Probe C (Differenz der Dielektrizitätskonstanten 1,38) oder der Probe I (Differenz der Dielektrizitätskonstanten 0,11) kombiniert wurde, lag die Bilddichte unter 0,7, und es wurden keine guten Ergebnisse erhalten.

Claims

1. Magnetischer Entwickler, der im wesentlichen aus einem homogenen Gemisch verschiedenartiger elektrisch isolierender magnetischer Tonerteilchen besteht, die ein Bindemittel und ein darin dispergiertes feinteiliges magnetisches Material umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß bei den verschiedenartigen Tonerteilchen die Differenz der Dielektrizitätskonstanten (ε), bestimmt mit einem Elektrodenabstand von 0,65 mm, einer Elektrodenquerschnittsfläche von 1,43 cm² und einer Beladung zwischen den Elektroden von 105 g/cm², im Bereich von 0,2 bis 0,85 liegt.

2. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Art der Tonerteilchen einen spezifischen Widerstand von mindestens 5×10¹³ Ωcm sowie der Entwickler einen spezifischen Widerstand von mindestens 10¹⁴ Ωcm, jeweils bestimmt unter den im Anspruch 1 angegebenen Bedingungen zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstante, ausweisen.

3. Entwickler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine elektrostatische Kapazität von 7,8 bis 15 pF, gemessen unter den im Anspruch 1 angegebenen Bedingungen zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstante, aufweist.

4. Entwickler zur Entwicklung von negativen elektrostatischen latenten Bildern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er (A) magnetische Tonerteilchen mit einer relativ hohen Dielektrizitätskonstante und (B) magnetische Tonerteilchen mit einer relativ niedrigen Dielektrizitätskonstante in einem Gewichtsverhältnis von (A) : (B) von 1 : 0,08 bis 1 : 1, insbesondere 1 : 0,1 bis 1 : 0,5, enthält.

5. Entwickler zur Entwicklung positiver elektrostatischer latenter Bilder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er (B) magnetische Tonerteilchen mit einer relativ niedrigen Dielektrizitätskonstante und (A) magnetische Tonerteilchen mit einer relativ hohen Dielektrizitätskonstante in einem Gewichtsverhältnis von (B) : (A) von 1 : 0,08 bis 1 : 1, insbesondere 1 : 0,1 bis 1 : 0,5, enthält.