PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3414951C2 13.06.1990
Titel Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung mit einer teilchenförmigen Entwicklermischung
Anmelder Canon K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Urawa, Motoo, Funabashi, Chiba, JP;
Takenouchi, Masanori, Urawa, Saitama, JP;
Kan, Fumitaka, Yokohama, Kanagawa, JP;
Suematsu, Kohshi, Kawasaki, Kanagawa, JP;
Imai, Eiichi, Narashino, Chiba, JP
Vertreter Tiedtke, H., Dipl.-Ing.; Bühling, G., Dipl.-Chem.; Kinne, R., Dipl.-Ing.; Grupe, P., Dipl.-Ing.; Pellmann, H., Dipl.-Ing.; Grams, K., Dipl.-Ing.; Struif, B., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 19.04.1984
DE-Aktenzeichen 3414951
Offenlegungstag 25.10.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.06.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.06.1990
IPC-Hauptklasse G03G 13/08
IPC-Nebenklasse G03G 9/107   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, die zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder mit einem nichtmagnetischen Entwickler dient.

Es sind verschiedene elektrophotographische Entwicklungsvorrichtungen bekannt, bei denen Einkomponentenentwickler des trockenen Systems verwendet werden. Es ist jedoch schwierig, eine dünne Schicht eines Einkomponentenentwicklers des trockenen Systems zu bilden, weshalb Entwicklungvorrichtungen im allgemeinen derart konstruiert worden sind, daß verhältnismäßig dicke Schichten gebildet werden. Es ist jedoch unerläßlich, eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung bereitzustellen, die die Bildung einer dünnen Schicht eines Einkomponentenentwicklers des trockenen Systems ermöglicht, wenn Eigenschaften der entwickelten Bilder wie z. B. Schärfe und Auflösung verbessert werden sollen.

Bei einer aus der JP-OS 43 037/1997 bekannten elektrophotographischen Entwicklungsvorrichtung, die die Bildung einer dünnen Schicht eines Einkomponentenentwicklers des trockenen Systems ermöglicht, wird ein magnetischer Entwickler verwendet. Ein magnetischer Entwickler enthält ein magnetisches Material, das in das Innere des Entwicklers hineingegeben wird, um dem Entwickler magnetische Eigenschaften zu verleihen. Dies führt jedoch zu Problemen, beispielsweise zu schlechten Fixiereigenschaften, wenn das entwickelte Bild, das auf als Bildempfangsmaterial dienendes Papier übertragen worden ist, durch Anwendung von Wärme fixiert wird, oder zu einem schlechten Farbgefüge bei der Farbwiedergabe.

Zur Überwindung dieser Nachteile wird bei einer bekannten Entwicklungsvorrichtung aus einem weichen Fell, beispielsweise einem Biberfell, eine zylindrische Bürste gebildet und der Entwickler für die Beschichtung an der Bürste anhaften gelassen und wird bei einer anderen bekannten Entwicklungsvorrichtung der Entwickler beispielsweise mit einer Rakel auf ein zylinderförmiges Entwickler-Halteelement aufgebracht, dessen Oberfläche aus Fasern wie z. B. Samt hergestellt ist. Wenn als Rakel für das vorstehend erwähnte Entwickler-Halteelement eine elastische Klinge verwendet wird, kann zwar die Menge des Entwicklers reguliert werden, jedoch kann keine gleichmäßige Beschichtung erzielt werden. Ferner bestand das Problem, daß leicht Geisterbilder oder andere Schwierigkeiten hervorgerufen werden, weil es nicht möglich ist, dem Entwickler, der sich zwischen den Fasern der Oberfläche befindet, nur durch Reibung der auf der Oberfläche des Entwickler-Halteelements befindlichen Fasern triboelektrische Ladungen zu verleihen. Außerdem machte es das Vorhandensein eines nichtmagnetischen Entwicklers schwierig, ein Austreten des Entwicklers aus der Entwicklungsvorrichtung zu verhindern.

Die DE-OS 34 13 061, eine ältere Anmeldung, betrifft eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung mit einem Behälter für die Lagerung einer Mischung eines nichtmagnetischen Entwicklers mit magnetischen Teilchen, einem Entwickler-Halteelement, das den nichtmagnetischen Entwickler zu einem Ladungsbild-Trägerelement befördert, einem Regulierelement, das an einem Behälterauslaß für den nichtmagnetischen Entwickler so angeordnet ist, daß zwischen der Oberfläche des Entwickler-Halteelements und dem Regulierelement ein Spalt gebildet wird, und einem Magneten, der nahe dem Entwickler-Halteelement an der dem Regulierelement entgegengesetzten Seite des Entwickler-Halteelementes angeordnet ist und der bewirkt, daß die magnetischen Teilchen in bezug auf die Umlaufrichtung des Entwickler-Halteelements stromaufwärts bezüglich des Regulierelements nahe dem Behälterauslaß eine Magnetbürste bilden, wodurch auf dem Entwickler-Halteelement eine dünne Schicht des nichtmagnetischen Entwicklers gebildet werden kann.

Aus der DE-OS 30 34 093 ist eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung bekannt, die eine Magneteinrichtung zur Bildung einer Magnetbürste mit einem Magnetträger, der Teilchen eines nichtmagnetischen Entwicklers auflädt und anzieht, sowie ein Entwickler-Halteelement aufweist, das den nichtmagnetischen Entwickler aufnimmt, der durch die Berührung der Magnetbürste angezogen worden ist, und den Entwickler zur Entwicklung an eine Stelle befördert, an der die Oberfläche eines Ladungsbild- Trägerelements dem Entwickler-Halteelement mit einem kleinen Zwischenraum gegenüberliegt, wobei eine dünne Schicht des Entwicklers über der Oberfläche des Ladungsbild-Trägerelements mit einem geringen Abstand angeordnet wird und der Entwickler, der den Bildabschnitten des Ladungsbild-Trägerelements gegenüberliegt, auf die Bildabschnitte übertragen wird. Bei dieser bekannten Entwicklungsvorrichtung ist es jedoch schwierig, auf die Oberfläche des Entwickler-Halteelements in stabiler Weise eine gleichmäßige dünne Schicht des Entwicklers aufzubringen und dem Entwickler eine ausreichende triboelektrische Ladung zu verleihen, ohne daß Entwickler aus der Entwicklungsvorrichtung austritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 derart zu verbessern, daß auf der Oberfläche des Entwickler-Halteelements auch bei einer Vielzahl von aufeinanderfolgend durchgeführten Entwicklungsvorgängen in stabiler Weise eine gleichmäßige dünne Schicht des nichtmagnetischen Entwicklers gebildet werden und dem Entwickler eine ausreichende triboelektrische Ladung verliehen werden kann, ohne daß Entwickler aus der Entwicklungsvorrichtung austritt.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer elektrophotographischen Entwicklungsvorrichtung und dient zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht der in Beispielen der Erfindung angewandten elektrophotographischen Entwicklungsvorrichtung.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Hysterese der im Rahmen der Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen.

Das im Rahmen der Erfindung verwendete Ladungsbild-Trägerelement ist ein zylinderförmiges oder bandförmiges elektrophotographisches Ladungsbild-Trägerelement mit einer photoleitfähigen Schicht oder einer Schicht aus einem isolierenden Material, und der angewandte Magnetpol kann als Magnetpol mit der gleichen oder einer verschiedenen Polarität in der Achsenrichtung der Magnetwalze angebracht werden, oder eine Vielzahl von stabförmigen Magneten kann auf ein Befestigungs- Trägerelement aufgeklebt werden. Ferner kann das umlaufende Entwickler-Halteelement ein Entwicklungszylinder, der aus einem nichtmagnetischen Metall wie z. B. Aluminium, Kupfer, nichtrostendem Stahl oder Messing oder einem Kunstharzmaterial hergestellt ist, oder ein endloses Band aus einem Harz oder einem Metall sein, und seine periphere Oberfläche kann aufgerauht oder mit einem konkavkonvexen Muster versehen sein, um die Beförderungsleistung oder die Aufladungseigenschaften zu verbessern, falls dies erwünscht ist. Als Regulierelement kann eine Klingenplatte oder eine Wand, die aus einem magnetischen Material wie z. B. Eisen oder einem nichtmagnetischen Material wie z. B. Aluminium, Kupfer oder einem Harz hergestellt ist, verwendet werden.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer elektrophotographischen Entwicklungsvorrichtung, die zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung dient.

Fig. 1 zeigt ein zylinderförmiges photoleitfähiges elektrophotographisches Ladungsbild-Trägerelement 1, das ein durch eine nicht gezeigte Ladungsbild-Erzeugungsvorrichtung erzeugtes Ladungsbild trägt und an der in Fig. 1 gezeigten Entwicklungsposition vorbeiläuft, indem es in Richtung des Pfeils a umläuft. Diesem Ladungsbild-Trägerelement 1 steht ein nichtmagnetisches zylinderförmiges Entwickler-Halteelement 2 gegenüber, das zum Halten und Befördern eines nichtmagnetischen Entwicklers 4 dient, wobei sich dazwischen ein festgelegter Zwischenraum befindet, und das Entwickler-Halteelement 2 läuft ebenfalls um, und zwar in Richtung des Pfeils b. Oberhalb des Entwickler- Halteelements 2 befindet sich ein Behälter 3, der aus einem nichtmagnetischen Material wie z. B. einem Harz oder Aluminium hergestellt ist und zur Lagerung einer Mischung eines nichtmagnetischen Entwicklers 4 mit magnetischen Teilchen 5 dient, und ein Regulierelement 6 in Form einer magnetischen Klinge ist mit einer Schraube an einer Stelle des Behälters 3 befestigt, die sich in bezug auf die Umlaufrichtung des Entwickler-Halteelements 2 stromabwärts befindet.

Andererseits ist an der Seite des Entwickler-Halteelements 2, die der magnetischen Klinge 6 entgegengesetzt ist, ein Magnet 7 angeordnet. Der Magnet 7 ist an einer Stelle angebracht, die durch die Beziehung zwischen der Lage des Magnetpols und der Lage der magnetischen Klinge 6 festgelegt wird. Praktisch können dadurch, daß ein Magnetpol an einer Stelle angeordnet wird, die sich bezüglich der Lage der magnetischen Klinge 6 ein wenig stromaufwärts befindet, durch die Wirkung des erzeugten magnetischen Feldes weitere vorteilhafte Ergebnisse hinsichtlich der Verhinderung des Austretens magnetischer Teilchen 5 und der Bildung einer gleichmäßigen dünnen Schicht des nichtmagnetischen Entwicklers 4 erhalten werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau bilden die magnetischen Teilchen 5 in dem Behälter 3 durch das Magnetfeld, das zwischen dem S-Pol des Magneten 7 und der magnetischen Klinge 6 erzeugt wird, eine Magnetbürste 8. Ferner werden die magnetischen Teilchen und der nichtmagnetische Entwickler durch die Umdrehung des Entwickler-Halteelements 2 gerührt, während die vorstehend erwähnte Magnetbürste gehalten wird. Unter diesen Bedingungen wird die Bewegung der Mischung aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen an der Seite des Behälters 3, an der die magnetische Klinge angebracht ist, durch das Vorhandensein der Klinge 6 blockiert, und die Mischung steigt auf und wird in Richtung des Pfeils c im Kreislauf geführt.

Auf diese Weise wird der nichtmagnetische Entwickler durch Vermischen mit den magnetischen Teilchen durch das Entwickler-Halteelement 2 oder durch die magnetischen Teilchen triboelektrisch geladen. Der geladene Entwickler wird durch die in der Nähe der magnetischen Klinge 6 gebildete Magnetbürste 8 mit Hilfe der Bildkraft gleichmäßig und dünn auf die Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 aufgebracht und erreicht die Stelle, die dem zylinderförmigen Ladungsbild-Trägerelement 1 gegenüberliegt.

Die magnetischen Teilchen 5, die die Magnetbürste bilden, werden nicht auf das Entwickler-Halteelement 2 austreten gelassen, was dadurch erreicht wird, daß die durch das Magnetfeld des Magneten 7 hervorgerufene Bindungskraft bzw. Rückhaltekraft auf einen Wert eingestellt wird, der größer ist als die durch Reibungskraft hervorgerufene Beförderungskraft. Wenn sich der nichtmagnetische Entwickler innerhalb des Bereichs der Magnetbürste 8 befindet, kann das Verhältnis der magnetischen Teilchen der Magnetbürste 8 zu dem Entwickler durch die Umdrehung des Entwickler-Halteelements 2 faktisch konstant gehalten werden. Infolgedessen kann der Entwickler, obwohl der Entwickler auf dem Entwickler-Halteelement durch Entwicklung verbraucht werden kann, automatisch in den Bereich der Magnetbürste 8 geliefert werden. Es wird folglich ermöglicht, dadurch eine Schicht des Entwicklers zu bilden, daß dem Entwickler-Halteelement 2 ständig eine festgelegte Menge des Entwicklers zugeführt wird.

In der vorstehenden Erläuterung des Prinzips wird angenommen, daß als Regulierelement eine magnetische Klinge verwendet wird, es ist jedoch auch möglich, als Regulierelement eine nichtmagnetische Klinge oder eine Wand aus einem Harz oder aus Aluminium, das den Behälter bildet, zu verwenden. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, den Zwischenraum zwischen dem zylinderförmigen Entwickler-Halteelement und dem Regulierelement kleiner zu machen als den Zwischenraum bei der Verwendung einer magnetischen Klinge, um ein Austreten der magnetischen Teilchen zu verhindern. Die Verwendung einer magnetischen Klinge wird ferner bevorzugt, weil an dem Auslaß für den Entwickler durch das Magnetfeld zwischen der Klinge und dem Magnetpol in stabiler Weise eine Magnetbürste gebildet wird.

Die vorstehend beschriebene, in Fig. 1 gezeigte Entwicklungsvorrichtung kann wegen des Entwicklungs, der ein nichtmagnetischer Entwickler ist, manchmal das Problem mit sich bringen, daß der Entwickler leicht durch den Bereich d an der Seite austritt, wo das Entwickler- Halteelement 2 in den Behälter 3 eintritt. Um zu verhindern, daß der Entwickler durch den Bereich d austritt, kann zwischen dem Entwickler-Halteelement und dem Behälter an der Seite, wo das Entwickler-Halteelement in den Behälter eintritt, eine Magnetbürste gebildet werden.

Um die Bedingungen dafür, daß nur der nichtmagnetische Entwickler unter Bildung einer Schicht aufgebracht wird, während die magnetischen Teilchen zurückgehalten werden, näher zu erläutern, ist zu erwähnen, daß die Rückhalte- bzw. Bindungskraft &min;F&min;, die auf die magnetischen Teilchen auf dem Entwickler-Halteelement mit einer magnetischen Flußdichte &min;H&min; in einem Abstand &min;r&min; von dem Magnetpol einwirkt, im allgemeinen durch die folgenden Gleichungen wiedergegeben wird:



worin &min;V&min; das Volumen der magnetischen Teilchen und &min;M&min; die in dem Magnetfeld induzierte Magnetisierung der magnetischen Teilchen bedeutet.

Das heißt, das Magnetfeld sollte geeigneterweise an der Stelle des Regulierelements 6 in hohem Maße verändert sein. Dies kann erreicht werden, indem der Magnet 7 an der Seite angeordnet wird, die sich bezüglich der Lage des Regulierelements 6 in der Fortbewegungsrichtung des zylinderförmigen Entwickler-Halteelements 2 stromaufwärts befindet, wodurch ermöglicht wird, daß der schräge Anteil der Magnetfeldverteilung mit dem Regulierelement übereinstimmt.

Die Erfinder haben die auffällige Wirkung der Größe der Magnetisierung der magnetischen Teilchen auf die Rückkhaltebedingungen beachtet und Untersuchungen über die Beziehung zwischen der maximalen Magnetisierung der magnetischen Teilchen (dem Wert der Sättigungsmagnetisierung δs einem Magnetfeld von 3980 A/cm oder einem höheren Magnetfeld) und den Rückhaltebedingungen durchgeführt, jedoch konnte keine klare Wechselbeziehung erhalten werden.

Andererseits beträgt der durch Messung an den zylinderförmigen Entwickler-Halteelement ermittelte Höchstwert des Magnetfeldes, das bei einem handelsüblichen Magneten erhalten wird, etwa 1194 A/cm. Im Fall der Verwendung eines Teils, in dem die Magnetfeldverteilung sprunghaft verändert ist, als Magnet in dem erfindungsgemäß verwendeten Regulierelement sollte das Magnetfeld in dem Regulierelement geeigneterweise etwa 398 A/cm betragen oder niedriger sein, und die magnetischen Teilchen werden mit einem ungesättigten Bereich der Magnetisierung verwendet. Das Magnetfeld, das durch den Magneten hervorgerufen wird, sollte im Hinblick auf die Zurückhaltung der magnetischen Teilchen geeigneterweise stärker sein. Wenn dieses Magnetfeld jedoch zu stark ist, werden die magnetischen Teilchen stark in Richtung auf den stärkeren Teil des Magnetpols zurückgehalten, was die Kreislaufbewegung der magnetischen Teilchen, die durch die Umdrehung des Entwickler-Halteelements bewirkt wird, wie es vorstehend beschrieben wurde, behindert und dazu führt, daß auf der durch die Beschichtung gebildeten Schicht des nichtmagnetischen Entwicklers leicht Streifen oder Unregelmäßigkeiten gebildet werden. Aus diesem Grund besteht auch die Neigung, daß zur Erleichterung der Kreislaufbewegung der magnetischen Teilchen manchmal ein schwächeres Magnetfeld des Magneten bevorzugt wird.

Die Lösung der einander widersprechenden Erfordernisse bezüglich der Stärke des Magnetfeldes, wie sie vorstehend beschrieben wurden, ist im Rahmen der Erfindung dadurch erreicht worden, daß magnetische Teilchen verwendet werden, die in einem äußeren Magnetfeld von 398 A/cm eine Magnetisierung von wenigstens 3 mT/g haben, wodurch die Wirkung erhalten wird, daß sie durch das Regulierelement auch in einem schwachen Magnetfeld zurückgehalten werden können, und wobei ferner die Wirkung einer guten Kreislaufbewegung der Teilchen erzielt wird.

Die vorstehend erwähnten magnetischen Teilchen müssen die folgenden Funktionen erfüllen: Sie müssen in einem System, in dem ein nichtmagnetischer Entwickler in einer viel größeren Menge vorhanden ist als die magnetischen Teilchen, eine Magnetbürste bilden, und sie müssen den nichtmagnetischen Entwickler auf ein nichtmagnetisches Entwickler-Halteelement aufbringen und die Menge des Entwicklers einstellen. Sie müssen diese Funktionen eher erfüllen als die Funktion, die die magnetischen Teilchen haben, die als Tonerträgermaterial in einem bekannten Entwickler des Zweikomponentensystems verwendet werden und mit einem Toner (einem nichtmagnetischen Entwickler) in einer Menge vermischt sind, die viel größer als die Menge des Toners ist, nämlich die Funktion, hauptsächlich dem Toner Ladungen zu verleihen und die Menge der Ladungen einzustellen. Gleichzeitig müssen sie die Funktion haben, einen nichtmagnetischen Entwickler zuzuführen, während sie sich im Kreislauf bewegen, und es ist ferner nicht erwünscht, daß die magnetischen Teilchen am Regulierelement vorbei austreten. Um diese Funktionen zu erfüllen, müssen die magnetischen Teilchen durch die von dem Magnetfeld erzeugte Kraft in geeigneter Weise zurückgehalten werden und dennoch auch ein geeignetes Kreislaufverhalten zeigen. Außerdem muß die mit den magnetischen Teilchen gebildete Magnetbürste eine geeignete Härte und Dichte haben, die die Bildung einer gleichmäßigen Schicht des Entwicklers ermöglicht. Eine relativ grobe Magnetbürste neigt beispielsweise zur Bildung von Streifen, was auf eine ungenügende Einstellung der Schichtdicke auf dem Entwickler- Halteelement zurückzuführen ist. Andererseits neigt eine dichte Magnetbürste dazu, die Dicke der auf dem Halteelement gebildeten Schicht des Entwicklers außerordentlich gering zu machen. Folglich wird keine dieser Magnetbürsten bevorzugt. Ferner wird, um ein anderes Beispiel zu erwähnen, die auf dem Entwickler-Halteelement gebildete Schicht des Entwicklers dicker, wenn die Kreislaufbewegung zu heftig ist, wodurch auf dem Bild Schleier gebildet werden können. Andererseits können bei einer zu schwachen Kreislaufbewegung manchmal verschiedene Nachteile, beispielsweise die leichte Erzeugung von Geisterbildern, hervorgerufen werden.

Die Erfinder haben verschiedene Untersuchungen durchgeführt, um zu ermitteln, wie es erreicht werden kann, daß die im Rahmen der Erfindung einzusetzenden magnetischen Teilchen verschiedene notwendige Funktionen erfüllen, und haben dabei festgestellt, daß die Korngrößen und die Korngrößenverteilung der magnetischen Teilchen auf diese Funktionen außerordentlich große Wirkungen haben.

Für eine vollständige Verhinderung des Austretens der magnetischen Teilchen und für eine Verhinderung der Veränderung in den Anteilen des nichtmagnetischen Entwicklers und der magnetischen Teilchen durch Anhaften an dem Bild oder durch Austreten aus dem Behälter besteht die notwendige Bedingung für die magnetischen Teilchen darin, eine Beziehung zwischen der mittleren Korngröße (Zahlenmittel) , die in Form der maximalen Länge der magnetischen Teilchen gemessen wird, und dem Zwischenraum d zwischen dem Regulierelement und der Oberfläche des Entwickler-Halteelements zu erfüllen, die durch die folgende Gleichung wiedergegeben wird:

n = d

(worin 1,00≤n≤5,00, und d nicht kleiner ist als die mittlere Korngröße des nichtmagnetischen Entwicklers. Die Korngrößenverteilung der magnetischen Teilchen sollte vorzugsweise derart sein, daß wenigstens 70% der Zahl der gesamten magnetischen Teilchen eine Korngröße haben, die in dem Bereich von 0,8 · bis 1,2 · liegt.

Die erwähnte Korngröße der magnetischen Teilchen bezieht sich auf die größte Länge der Teilche, d. h. auf den maximalen Abstand zwischen parallelen tangentialen Linien, die die Teilchen außen berühren. Dieser wird bei einem photographischen Bild der Teilchen, das mit einem Durchstrahlungsmikroskop oder einem Rasterelektronenmikroskop erhalten worden ist, mit einer Bildanalysiervorrichtung gemessen.

Wenn in diesem Fall n kleiner als 1,00 ist, können auf der auf dem Halteelement gebildeten Schicht des nichtmagnetischen Entwicklers manchmal feine Streifen erzeugt werden, und wenn eine Entwicklung unter Anwendung dieser durch Schicht durchgeführt wird, kann zwar in einer Umgebung mit normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit ein gutes Bild erhalten werden, jedoch können manchmal in einer Umgebung mit niedrigerer Temperatur und niedrigerer Feuchtigkeit Schleier hervorgerufen werden.

Andererseits wird, wenn n 5,00 überschreitet, die Packungsdichte der magnetischen Teilchen an der Stelle, wo das Entwickler-Halteelement und die Klinge aneinander angenähert sind, größer, was dazu führt, daß die Dicke der auf dem Halteelement gebildeten Schicht des nichtmagnetischen Entwicklers einen sehr geringen Wert erhält und keine ausreichende Bilddichte erhalten wird. Ferner kann in einigen Fällen eine kleine Menge der magnetischen Teilchen in unerwünschter Weise austreten.

Infolgedessen kann dadurch, daß die Beziehung zwischen der in Form der maximalen Länge der magnetischen Teilchen gemessenen mittleren Korngröße (Zahlenmittel) und dem Zwischenraum d zwischen der Klinge und der Oberfläche des Entwickler- Halteelements derart gewählt wird, daß die Gleichung n ≙=d (1,00≤n≤5,00) erfüllt wird, beständig eine stabile Schicht erhalten werden.

Die Bedingungen, die bevorzugt werden, bestehen darin, daß die mittlere Korngröße der magnetischen Teilchen die Bedingung der vorstehenden Gleichung erfüllt und daß die Korngrößenverteilung derart ist, daß wenigstens 70% der Zahl der gesamten magnetischen Teilchen eine Korngröße haben, die in dem Bereich von 0,8 · bis 1,2 · liegt. Dadurch, daß magnetische Teilchen verwendet werden, die diese Bedingungen erfüllen, kann ein Bild mit einer sehr hohen Auflösung ohne Zerstreuung oder Schleierbildung erhalten werden. Die Ursache dafür, daß diese Wirkung herbeigeführt wird, ist noch nicht geklärt, es kann jedoch angenommen werden, daß es diese Bedingungen ermöglichen, die Packungsdichte in der auf dem Entwickler-Halteelement gebildeten Schicht des nichtmagnetischen Entwicklers gleichmäßig zu machen.

Die Erfinder haben verschiedene Untersuchungen durchgeführt, um zu ermitteln, welche Beschaffenheit die im Rahmen der Erfindung einzusetzenden magnetischen Teilchen haben müssen, um verschiedene notwendige Funktionen zu erfüllen, und dabei festgestellt, daß zusätzlich zu den Korngrößen, der Korngrößenverteilung und den magnetischen Eigenschaften der magnetischen Teilchen auch die Oberflächengestalt der magnetischen Teilchen eine sehr große Wirkung auf solche Funktionen hat.

Die Oberfläche der im Rahmen der Erfindung eingesetzten magnetischen Teilchen zeigt vorzugsweise eine Struktur aus einer Anzahl von gesinterten Ferritkristallen, und die Größen der Ferritkristalle sind in dem Sinne spezifisch, daß 80% davon Korngrößen von 0,5 bis 50 µm haben und vorzugsweise 90% davon Korngrößen von 1 bis 20 µm haben. Die vorstehend erwähnte Größe der Ferritkristalle wird bestimmt, indem mit einem Rasterelektronenmikroskop regellos mindestens 20 Oberflächenphotographien magnetischer Teilchen hergestellt werden und die maximale Länge in der gleichen Richtung innerhalb des Gesichtsfeldes gemessen wird. Während des Photographierens ist es jedoch notwendig, den mittleren Teil des magnetischen Teilchens als Mitte der Photographie zu nehmen, während der Profilteil vermieden wird. Es ist nicht klar, warum diese Oberflächenstrukturen bevorzugte Eigenschaften zeigen, jedoch ist die Wirkung aus den nachstehenden Beispielen deutlich ersichtlich. Es scheint, daß magnetische Teilchen, die eine solche aus relativ regelmäßigen Kristallen bestehende Oberflächenstruktur haben, vielleicht dazu beitragen, das Festhalten und das Ablösen des nichtmagnetischen Entwicklers gleichmäßig zu machen, und ferner veranlassen, daß die Wechselwirkungen zwischen den magnetischen Teilchen gleichmäßig gemacht werden, wodurch für die Bürste eine mittlere Einstellkraft erzeugt wird, um eine gleichmäßige Beschichtung des Halteelements mit dem nichtmagnetischen Entwickler zu ermöglichen.

Als magnetische Teilchen, die im Rahmen der Erfindung einzusetzen sind, können bekannte Ferrite, die z. B. Ni, Zn, Mn, Cu, Co, Fe, Ba, Mg oder Seltenerdmetalle enthalten, eingesetzt werden. Die magnetischen Teilchen können entweder sphärisch oder flach geformt und mit einem Harz oder einem geeigneten Behandlungsmittel beschichtet sein. Für das Verfahren zur Herstellung der magnetischen Teilchen gibt es keine besondere Einschränkung. Es können beispielsweise irgendwelche bekannten Verfahren angewandt werden, z. B. das Verfahren, bei dem Metalloxide, die zur Ferritbildung befähigt sind, zur Aufschlämmung in eine Lösung eingemischt und dann granuliert und getrocknet werden, worauf unter Anwendung eines geeigneten Sinterofens calciniert und gesintert wird, oder das Verfahren, bei dem ein Ausgangsmaterial in Form von Oxiden oder verschiedenen Salzen, die gemeinsam ausgefällt oder vermischt worden sind, einmal vorgesintert und dann zerkleinert wird und des weiteren nach dem Granulieren vollständig calciniert und gesintert wird. Es können z. B. Mittel zur Verhinderung des Agglomerierens oder Bindemittel verwendet werden, falls dies erwünscht ist.

Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Klebkraft und die Trennbarkeit zwischen dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen sowie die triboelektrischen Aufladungseigenschaften und das Fließvermögen des nichtmagnetischen Entwicklers eine große Wirkung auf die Bildung einer dünnen Schicht des Entwicklers und die Entwicklung haben, haben die Erfinder auch festgestellt, daß gute Schichtbildungsbedingungen erzielt werden können, indem magnetische Teilchen verwendet werden, die mit einer Substanz beschichtet sind, die eine kritische Oberflächenspannung γc≤300 µN/cm hat, um dadurch die vorstehend erwähnten physikalischen Eigenschaften des Entwicklers einzustellen.

Ein γc-Wert, der über 300 µN/cm liegt, verursacht Schwierigkeiten, beispielsweise eine Verschlechterung des Fließvermögens des Entwicklers als Ganzem und eine Verschlechterung der Trennbarkeit des nichtmagnetischen Entwicklers von den magnetischen Teilchen oder eine ungenügende Bilddichte, weil die auf dem Halteelement gebildete Schicht des Entwicklers in diesem Fall unter den Bedingungen einer niedrigen Temperatur und einer niedrigen Feuchtigkeit dünner wird.

Unter der vorstehend erwähnten kritischen Oberflächenspannung γc ist ein Wert zu verstehen, der erhalten wird, indem man den Kontaktwinkel R der betreffenden Substanz mit verschiedenen Flüssigkeiten, deren Oberflächenspannungen bekannt sind, mißt, die Oberflächenspannungen der verschiedenen Flüssigkeiten gegen cosR aufträgt und bis zu dem Punkt cosR=1 extrapoliert.

Der Anteil der Substanz, mit der die magnetischen Teilchen beschichtet sind, kann in Abhängigkeit von der kritischen Oberflächenspannung dieser Substanz festgelegt werden, beträgt jedoch im allgemeinen 0,05 bis 20 Masseteile je 100 Masseteile der magnetischen Teilchen.

Als beschichtete magnetische Teilchen, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden, können beispielsweise magnetische Teilchen erwähnt werden, die durch Aufbringen einer Schicht der vorstehend erwähnten Substanz auf magnetische Teilchen, z. B. auf an der Oberfläche oxidierte oder nicht oxidierte Metalle wie z. B. Eisen, Nickel, Kobalt, Mangan, Chrom oder Seltenerdmetalle, Legierungen dieser Metalle oder Oxide dieser Metalle, hergestellt worden sind. Die magnetischen Teilchen können eine sphärische, flache oder nadelförmige Gestalt haben, porös sein oder in irgendeiner anderen Gestalt verwendet werden.

Als Verfahren zum Aufbringen einer Schicht der vorstehend erwähnten Substanz auf die Oberfläche der magnetischen Teilchen kann beispielsweise ein Verfahren angewandt werden, bei dem ein Harz oder ein Harz und ein Mittel zum Einstellen der Ladung in einem Lösungsmittel (z. B. Toluol, Xylol oder Methylethylketon) gelöst und dispergiert werden und bei dem die magnetischen Teilchen mit der erhaltenen Dispersion vermischt werden, um auf die magnetischen Teilchen durch das Sprühtrocknungs- oder Fließbettverfahren eine Schicht aufzubringen, worauf getrocknet, granuliert und gesiebt wird, wodurch die beschichteten magnetischen Teilchen erhalten werden.

Als Harz mit einer kritischen Oberflächenspannung γc≤300 µN/cm können fluorierte Vinylharze wie z. B. Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Polytrifluorethylen, Polytetrafluorethylen und Polyhexafluorpropylen, Siliconharze, fluorierte Epoxyharze, fluoriertes Polyurethan, organische Säuren mit einer Fluorkohlenwasserstoffgruppe, grenzflächenaktive Stoffe der Fluorkohlenwasserstoffreihe, Acrylharze, Styrolharze oder Mischungen davon erwähnt werden.

Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Klebkraft und die Trennbarkeit zwischen dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen sowie die triboelektrischen Aufladungseigenschaften und das Fließvermögen des nichtmagnetischen Entwicklers eine große Wirkung auf die Bildung der Schicht des Entwicklers und die Entwicklung haben, haben die Erfinder auch festgestellt, daß gute Schichtbildungsbedingungen erzielt werden können, indem magnetische Teilchen verwendet werden, die mit einem Harz beschichtet sind, dessen triboelektrische Aufladungseigenschaften dieselbe Polarität haben wie die triboelektrischen Aufladungseigenschaften des nichtmagnetischen Entwicklers, um dadurch die vorstehend erwähnten physikalischen Eigenschaften des Entwicklers einzustellen.

Bei der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung können die Vorteile, die die aus der JA-A 43037/1979 bekannte, sogenannte Einkomponenten-Sprungentwicklung hinsichtlich der Entwicklung hat, ausgenutzt werden, und außerdem kann der Entwickler, obwohl er ein nichtmagnetischer Entwickler ist, sauber auf ein Entwickler-Halteelement aufgebracht werden.

Diese Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 gezeigte Entwicklungsvorrichtung beschrieben. Die beschichteten magnetischen Teilchen in dem Behälter 3 bilden durch das Magnetfeld, das zwischen dem S-Pol des Magneten 7 und der magnetischen Klinge 6 erzeugt wird, die Magnetbürste 8. Durch die Umdrehung des zylinderförmigen Entwickler-Halteelements 2 werden die beschichteten magnetischen Teilchen und der nichtmagnetische Entwickler gerührt und vermischt, während die vorstehend erwähnte Magnetbürste gehalten wird. Unter diesen Bedingungen wird die Bewegung der Mischung aus dem Entwickler und den magnetischen Teilchen an der Seite des Behälters 3, an der die magnetische Klinge angebracht ist, blockiert, und die Mischung steigt auf und wird in Richtung des Pfeils c im Kreislauf geführt.

Auf diese Weise wird der nichtmagnetische Entwickler durch Vermischen mit den beschichteten magnetischen Teilchen durch das Entwickler-Halteelement 2 oder durch die beschichteten magnetischen Teilchen triboelektrisch geladen. Der geladene Entwickler wird durch die in der Nähe der magnetischen Klinge 6 gebildete Magnetbürste 8 mit Hilfe der Bildkraft gleichmäßig und dünn auf die Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 aufgebracht und erreicht die Stelle, die dem zylinderförmigen Ladungsbild-Trägerelement 1 gegenüberliegt.

Die beschichteten magnetischen Teilchen 5, die die Magnetbürste bilden, werden nicht auf das Entwickler- Halteelement 2 austreten gelassen, was dadurch erreicht wird, daß die durch das Magnetfeld des Magneten 7 hervorgerufene Bindungskraft bzw. Rückhaltekraft auf einen Wert eingestellt wird, der größer ist als die durch Reibungskraft hervorgerufene Beförderungskraft. Wenn sich der nichtmagnetische Entwickler innerhalb des Bereichs der Magnetbürste 8 befindet, kann das Verhältnis der beschichteten magnetischen Teilchen der Magnetbürste 8 zu dem Entwickler durch die elektrostatische Abstoßungskraft, die darauf zurückzuführen ist, daß die beschichteten magnetischen Teilchen und der nichtmagnetische Entwickler dieselbe Polarität haben, und durch die Umdrehung des Entwickler-Halteelements faktisch konstant gehalten werden. Infolgedessen kann der Entwickler, obwohl der Entwickler auf dem Entwickler- Halteelement durch die Entwicklung verbraucht werden kann, automatisch in den Bereich der Magnetbürste 8 geliefert werden. Es wird folglich ermöglicht, dadurch eine Schichtbildung zu bewirken, daß dem Entwickler-Halteelement 2 ständig eine festgelegte Menge des Entwicklers zugeführt wird.

Als Verfahren zur Behandlung der Oberfläche der magnetischen Teilchen durch Beschichtung mit einem Harz, das dieselbe Polarität wie der Toner hat, kann beispielsweise das Verfahren angewandt werden, bei dem ein Harz oder ein Harz und ein Mittel zum Einstellen der Ladung in einem Lösungsmittel (z. B. Toluol, Xylol oder Methylethylketon) gelöst oder dispergiert werden, bei dem die erhaltene Dispersion mit magnetischen Teilchen vermischt wird, um auf die magnetischen Teilchen durch das Sprühtrocknungsverfahren oder das Fließbettverfahren eine Schicht aufzubringen, und bei dem dann getrocknet, granuliert und gesiebt und die durch das Sieb hindurchgegangene Fraktion als beschichtete magnetische Teilchen verwendet wird.

Wenn das Harz für einen positiv aufladbaren Toner verwendet wird, können als Beispiele für das Harz positiv aufladbare Harze wie z. B. Polymere, die als Bestandteil beispielsweise Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat oder Methylmethacrylat enthalten, insbesondere Copolymere dieser Monomeren mit Styrolverbindungen oder Mischungen dieser Polymere, erwähnt werden, und als Mittel zum Einstellen einer positiven Ladung können Nigrosin, Kupferphthalocyanin und Chinophthalon und verschiedene Farbstoffe und Pigmente, die eine positive Aufladbarkeit zeigen, eingesetzt werden.

Als Harz, das für einen negativ aufladbaren Toner verwendet wird, können negativ aufladbare Harze wie z. B. Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, α-Chlorstyrol, Polyester und andere erwähnt werden. Als Mittel zum Einstellen einer negativen Ladung können das Chromchelat von t-Butylsalicylsäure und verschiedene Farbstoffe und Pigmente, die eine negative Aufladbarkeit zeigen, eingesetzt werden.

Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Klebkraft und die Trennbarkeit zwischen dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen sowie die triboelektrischen Aufladungseigenschaften und das Fließvermögen des nichtmagnetischen Entwicklers eine große Wirkung auf die Schichtbildung und die Entwicklung haben, haben die Erfinder auch festgestellt, daß gute Schichtbildungsbedingungen erzielt werden können, indem magnetische Teilchen verwendet werden, die auf den Oberflächen feine Siliciumdioxidteilchen tragen, die triboelektrische Aufladungseigenschaften mit derselben Polarität wie der nichtmagnetische Entwickler haben, um dadurch die vorstehend erwähnten physikalischen Eigenschaften des Entwicklers einzustellen.

Bei der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung können die Vorteile, die die aus der JA-A 43 037/1979 bekannte, sogenannte Einkomponenten-Sprungentwicklung hinsichtlich der Entwicklung hat, ausgenutzt werden, und außerdem kann der Entwickler, obwohl er ein nichtmagnetischer Entwickler ist, sauber auf ein Entwickler-Halteelement aufgebracht werden.

Die Polarität des nichtmagnetischen Entwicklers und der feinen Siliciumdioxidteilchen wurde durch Messung nach dem Abblaseverfahren mit Eisenpulver als Vergleichssubstanz bestimmt.

Die im Rahmen der Erfindung verwendeten feinen Siliciumdioxidteilchen können durch irgendeines der bekannten Verfahren, beispielsweise durch das trockene Verfahren, das nasse Verfahren oder durch andere Verfahren zur Herstellung von Siliciumdioxidteilchen, hergestellt werden.

Ein Beispiel für ein durch das trockene Verfahren hergestelltes Siliciumdioxid ist das sogenannte "Fumed Silica", das durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids durch ein bekanntes Verfahren hergestellt wird. Fumed Silica kann beispielsweise durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem die pyrolytische Oxidation von gasförmigem Siliciumtetrachlorid in einer Sauerstoff- Wasserstoff-Flamme angewandt wird, wobei das grundlegende Reaktionsschema folgendermaßen wiedergegeben werden kann:

SiCl&sub4; + 2 H&sub2; + O&sub2; → SiO&sub2; + 4 HCl

Bei dem vorstehend erwähnten Herstellungsschritt kann auch ein zusammengesetztes feines Pulver aus Siliciumdioxid und anderen Metalloxiden erhalten werden, indem zusammen mit Siliciumhalogenidverbindungen andere Metallhalogenidverbindungen wie z. B. Aluminiumchlorid oder Titanchlorid verwendet werden. Auch diese zusammengesetzten feinen Pulver können im Rahmen der Erfindung als feine Siliciumdioxidteilchen eingesetzt werden.

Es wird bevorzugt, feine Siliciumdioxidteilchen einzusetzen, bei denen die mittlere Größe der Primärteilchen geeigneterweise in dem Bereich von 0,001 bis 2 µm und vorzugsweise in dem Bereich von 0,002 bis 0,2 µm liegt.

Als nasses Verfahren für die Herstellung von Siliciumdioxidteilchen können verschiedene bekannte Verfahren angewandt werden. Die Zersetzung von Natriumsilicat mit einer Säure kann beispielsweise durch das folgende allgemeine Reaktionsschema wiedergegeben werden (Das Reaktionsschema wird bei den nachstehend erwähnten Verfahren weggelassen.):

Na&sub2;O · x SiO&sub2; + HCl + H&sub2;O → SiO&sub2; · n H&sub2;O + NaCl

Andererseits können das Verfahren, bei dem Natriumsilicat mit Ammoniumsalzen oder Alkalisalzen zersetzt wird, das Verfahren, bei dem ein Erdalkalimetallsilicat aus Natriumsilicat gebildet und dann unter Bildung von Kieselsäure mit einer Säure zersetzt wird, oder das Verfahren, bei dem eine Natriumsilicatlösung in Kieselsäure umgewandelt wird, angewandt werden, oder es kann natürliche Kieselsäure oder natürliches Silicat angewandt werden.

Außerdem können auch irgendwelche Silicate wie z. B. Aluminiumsilicat, Natriumsilicat, Kaliumsilicat, Magnesiumsilicat oder Zinksilicat eingesetzt werden.

Diese feinen Siliciumdioxidteilchen können einzeln als solche verwendet werden, oder sie können einer bestimmten Behandlung im Hinblick auf die Aufladungseigenschaften oder das Modifizieren des hydrophoben Verhaltens unterzogen werden. Als denkbare Behandlung ist es möglich, in das Siliciumdioxid Aluminiumoxid oder Titanoxid einzumischen. Siliciumdioxidteilchen können auch mit einem als Haftvermittler wirkenden Silan behandelt werden.

Zu Beispielen für als Haftvermittler wirkende Silane können Silane gehören, die durch die folgende Formel wiedergegeben werden:

RmSiYn

worin R ein Wasserstoffatom, eine Alkoxygruppe oder ein Halogenatom ist, m eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, Y eine Amino-, Vinyl-, Glycidoxy-, Mercapto-, Methacryl-, Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Ester- oder Alkoxycarbonylgruppe, eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe, eine substituierte aromatische Kohlenwasserstoffgruppe, eine Alkylmercapto-, Acyl-, Acylamino-, Nitro-, Imino-, Phenylimino- oder Cyanogruppe, eine substituierte Azogruppe, eine Diazoamino-, Ureido- oder Oxogruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.

Siliciumdioxidteilchen können auch mit einem Haftvermittler vom Titanattyp behandelt werden.

Als Behandlung zum Modifizieren des hydrophoben Verhaltens kann beispielsweise das Verfahren der Behandlung von Siliciumdioxidteilchen mit einer organischen Siliciumverbindung erwähnt werden. Beispiele für solche organischen Siliciumverbindungen sind Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, α-Chlorethyltrichlorsilan, β-Chlorethyltrichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilylmercaptan, Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylat, Vinyldimethylacetoxysilan, Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3-Diphenyltetramethyldisiloxan und Dimethylpolysiloxan, das 2 bis 12 Siloxaneinheiten pro Molekül aufweist und bei dem an das in den endständigen Einheiten enthaltene Si jeweils eine Hydroxylgruppe gebunden ist, und aminomodifizierte Siliconöle. Diese organischen Siliciumverbindungen können entweder einzeln oder in Form einer Mischung von zwei oder mehr Verbindungen verwendet werden.

Ferner können die vorstehend erwähnten Behandlungen als Kombination von zwei oder mehr Arten von Behandlungen angewandt werden.

Siliciumdioxidteilchen können auch einer Hitzebehandlung bei einer Temperatur von wenigstens 400°C unterzogen werden, um den Gehalt des adsorbierten Wassers und die Anzahl der Hydroxylgruppen einzustellen.

Die vorstehend beschriebenen feinen Siliciumdioxidteilchen können in Abhängigkeit von der Ladungspolarität des nichtmagnetischen Entwicklers derart gewählt werden, daß sie dieselbe Polarität wie der nichtmagnetische Entwickler haben.

Als Verfahren, durch das erreicht wird, daß auf magnetischen Teilchen feine Siliciumdioxidteilchen getragen werden, können alle geeigneten Verfahren angewandt werden. Feine Siliciumdioxidteilchen können beispielsweise allein oder alternativ in Form einer Dispersion in einem Harz auf magnetischen Teilchen getragen werden. Es ist im allgemeinen ausreichend, nur die feinen Siliciumdioxidteilchen allein mittels eines Henschel-Mischers oder einer Mischvorrichtung vom V-Typ von außen zuzugeben.

Die Menge der zugegebenen Siliciumdioxidteilchen kann z. B. in Abhängigkeit von den Korngrößen der magnetischen Teilchen oder den Korngrößen der feinen Siliciumdioxidteilchen festgelegt werden; es wird jedoch im allgemeinen bevorzugt, je 100 Masseteile der magnetischen Teilchen 0,1 bis 5 Masseteile Siliciumdioxidteilchen zuzugeben. Bei einem niedrigeren Gehalt der feinen Siliciumdioxidteilchen sind die Verbesserung der Fließfähigkeit des Entwicklers als Ganzem und die Wirkung bezüglich der Trennung oder Ablösung des nichtmagnetischen Entwicklers von den magnetischen Teilchen ungenügend, während bei einer Menge, die oberhalb des erwähnten Bereichs liegt, ein Anhaften einer zu großen Menge von feinen Siliciumdioxidteilchen an der Oberfläche des nichtmagnetischen Entwicklers hervorgerufen wird, was dazu führt, daß Schwierigkeiten wie z. B. eine Verschlechterung der Fixiereigenschaften oder eine auf eine Verunreinigung des Entwickler-Halteelements mit Siliciumdioxidteilchen zurückzuführende Verschlechterung der Bilder auftreten können.

Es ist auch möglich, daß auf der Oberfläche des nichtmagnetischen Entwicklers feine Siliciumdioxidteilchen getragen werden, die die gleichen feinen Siliciumdioxidteilchen sein können, wie sie auf der Oberfläche der magnetischen Teilchen getragen werden, oder von diesen verschiedene feine Siliciumdioxidteilchen sein können.

Als Bindemittel für den im Rahmen der Erfindung verwendeten nichtmagnetischen Entwickler können beispielsweise Homopolymere von Styrol und Derivaten davon wie z. B. Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol oder Polyvinyltoluol, Styrolcopolymere wie z. B. Styrol/p-Chlorstyrol-Copolymer, Styrol/Propylen-Copolymer, Styrol/Vinyltoluol-Copolymer, Styrol/Vinylnaphthalin-Copolymer, Styrol/Methylacrylat- Copolymer, Styrol/Ethylacrylat-Copolymer, Styrol/Butylacrylat-Copolymer, Styrol/Octylacrylat-Copolymer, Styrol/ Methylmethacrylat-Copolymer, Styrol/Ethylemthacrylat- Copolymer, Styrol/Butylmethacrylat-Copolymer, Styrol/ Acryl/Aminoacryl-Copolymer, Styrol/Aminoacryl-Copolymer, Styrol/α-Chlormethylmethacrylat-Copolymer, Styrol/Acrylnitril-Copolymer, Styrol/Vinylmethylether-Copolymer, Styrol/Vinylethylether-Copolymer, Styrol/Vinylethylketon- Copolymer, Styrol/Butadien-Copolymer, Styrol/Isopren- Copolymer, Styrol/Acrylnitril/Inden-Copolymer, Styrol/ Maleinsäure-Copolymer oder Styrol/Maleinsäureester- Copolymer, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyurethane, Polyamide, Epoxyharze, Polyvinylbutyral, Polyamid, Polyacrylsäureharz, Terpentinharz, modifizierte Terpentinharze, Terpenharz, Phenolharze, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze, aromatisches Petroleumharz, chloriertes Paraffin oder Paraffinwachs verwendet werden. Diese als Bindemittel wirkenden Harze können entweder einzeln oder in Form einer Mischung verwendet werden.

In dem im Rahmen der Erfindung verwendeten nichtmagnetischen Entwickler kann als Farbmittel irgendein geeignetes Pigment oder irgendein geeigneter Farbstoff verwendet werden. Es können beispielsweise bekannte Farbstoffe und Pigmente wie z. B. Ruß, Eisenschwarz, Phthalocyaninblau, Ultramarinblau, Chinacridon und Benzidingelb verwendet werden.

Ferner können als Mittel zum Einstellen der Ladung z. B. Aminoverbindungen, quaternäre Ammoniumverbindungen und organische Farbstoffe, insbesondere basische Farbstoffe und Salze davon, Benzyldimethylhexadecylammoniumchlorid, Decyltrimethylammoniumchlorid, Nigrosinbase, Nigrosinhydrochlorid, Safranin γ und Kristallviolett, metallhaltige Farbstoffe oder Salicylsäure-Metall-Komplexe zugegeben werden.

Der nichtmagnetische Entwickler mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann als Entwickler, der durch das allgemein übliche Misch- und Zerkleinerungsverfahren hergestellt wird, oder als Wand- und/oder Kernmaterial eines Mikrokapsel-Entwicklers eingesetzt werden.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Das Beispiel der Erfindung und das Vergleichsbeispiel werden unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. In Fig. 2 sind die gleichen Bauelemente mit den gleichen Symbolen wie in Fig. 1 bezeichnet. In der in dem Beispiel angewandten Vorrichtung läuft ein zylinderförmiges, photoleitfähiges elektrophotographisches Ladungsbild-Trägerelement 1 in Richtung des Pfeils a mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 mm/s um. Ein aus nichtrostendem Stahl hergestelltes zylinderförmiges Entwickler-Halteelement 2 mit einem Außendurchmesser von 32 mm und einer Dicke von 0,8 mm läuft mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 66 mm/s um. Die Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 ist durch Sandstrahlen unter Verwendung von Schleifmittelteilchen so behandelt worden, daß der Rauhigkeitsgrad in der Umfangsrichtung auf einen Wert von 0,8 µm (Rz= ) gebracht worden ist.

Andererseits ist innerhalb des umlaufenden Entwickler- Halteelements 2 ein Magnet 7c des Sinterferrittyps angeordnet, wobei der N-Pol des ersten Magnetpols in bezug auf die als Regulierelement dienende magnetische Klinge 6 so eingestellt worden ist, daß er gegenüber der die Mitte des Entwickler-Halteelements 2 und das Klingenende verbindenden Linie in einem Winkel von 30° (R in der Zeichnung) geneigt ist. Der S-Pol des zweiten Magnetpols ist so angeordnet, daß er einem Eisenstreifen 10, einem magnetischen Bauelement, das an dem Behälter an der Seite für den Einlaß des Entwickler-Halteelements vorgesehen ist, gegenüberliegt.

Die magnetische Klinge 6 ist aus Eisen hergestellt und an ihrer Oberfläche zum Rostschutz vernickelt worden. Die Klinge 6 ist so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwickler- Halteelements 2 einen Abstand von 200 µm hat.

Als nichtmagnetischer Entwickler 4 wurden 200 g eines cyanfarbenen, auf negative Polarität aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 12 µm hergestellt. Dieses Pulver enthielt je 100 Teile eines Polyesterharzes 3 Teile eines Pigments vom Kupferphthalocyanintyp und 5 Teile eines Mittels zum Einstellen einer negativen Ladung (Alkylsalicylsäure-Metall-Komplex), die in das Innere des Harzes hineingegeben worden waren, und 0,5% Siliciumdioxidteilchen, die von außen zu dem Harz gegeben worden waren. Nachdem der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Entwickler 4 gut mit magnetischen Teilchen vermischt worden war, wurde die erhaltene Mischung in den Behälter eingefüllt. Die Mischung aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters konnte in dem Zustand beobachtet werden, in dem der Entwickler verdünnt war, und insbesondere konnte beobachtet werden, daß die magnetischen Teilchen durch Beförderung mit dem Entwickler-Halteelement unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

Die in diesem Fall verwendeten magnetischen Teilchen hatten verschiedene magnetische Eigenschaften. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Die magnetischen Eigenschaften wurden mit einer Vorrichtung zum Messen der Gleichstrom-Magnetisierungseigenschaften gemessen, wobei die magnetischen Teilchen durch leichtes Klopfen innerhalb der Meßzelle zur dichtesten Packung gebracht wurden, und δr, δ&sub3;&sub9;&sub8; und δs in der Tabelle sind Werte, die durch die in Fig. 3 gezeigte Hysteresekurve definiert sind.

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, stehen δ&sub3;&sub9;&sub8; und die Zurückhaltung in einer innigen Beziehung zueinander, und die magnetischen Teilchen können bei einem δ&sub3;&sub9;&sub8;-Wert von wenigstens 3 mT/g in ausreichendem Maße zurückgehalten werden.

Andererseits wird die Zurückhaltung der magnetischen Teilchen aus einem Grunde, der nicht klar ist, vermindert, wenn δr groß ist. Ferner werden die Kreislaufeigenschaften aufgrund einer Magnetisierung der magnetischen Teilchen selbst in dem Bereich ohne Magnetfeld verschlechtert, wenn δr groß ist, wodurch Streifen oder Unregelmäßigkeiten hervorgerufen werden. Solche Schwierigkeiten werden nicht verursacht, wenn wr höchstens 0,1 mT/g beträgt, wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist.

Wie es vorstehend beschrieben wurde, ist es möglich, nur den nichtmagnetischen Entwickler gleichmäßig in Form einer Schicht aufzubringen, wenn magnetische Teilchen verwendet werden, die in einem äußeren Magnetfeld von 398 A/cm eine Magnetisierung von wenigstens 3 mT/g und vorzugsweise wenigstens 3,5 mT/g haben. Tabelle 1

Beispiel 2

Es wurde die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1 angewandt, wobei der Außendurchmesser des zylinderförmigen Entwickler- Halteelements jedoch 20 mm betrug. Die magnetische Flußdichte des zweiten Magnetpols an der Oberfläche des Entwickler- Halteelements hatte in Gegenwart des Eisenstreifens 10 einen Spitzenwert von 65 mT, während sie unter der Bedingung, daß der Eisenstreifen 10 entfernt worden war, einen Wert von 40 mT hatte. Die Lagebeziehung zwischen dem zweiten Magnetpol und dem Eisenstreifen 10 war derart, daß die Breite des Eisenstreifens in der Umlaufrichtung des Entwickler-Halteelements 0,5 mm betrug und daß der Abstand zwischen dem Entwickler-Halteelement 2 und dem Eisenstreifen auf 1,0 mm eingestellt war.

Die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß ihr Abstand von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 100 µm betrug.

Als die vorstehend erwähnten magnetischen Teilchen 5 wurden 70 g eines sphärischen Eisenpulvers mit Korngrößen von 80 bis 100 µm verwendet [wobei die mittlere Korngröße (Zahlenmittel) 90 µm betrug und 100% der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 80 bis 100 µm bestanden]. Andererseits wurde als nichtmagnetischer Entwickler 4 eine Mischung verwendet, die hergestellt worden war, indem zu einem Entwickler mit einer mittleren Korngröße von 12 µm, der 100 Teile eines Styrol/Acryl-Harzes, 10 Teile eines Azopigments und 5 Teile eines Aminoacrylharzes enthielt, von außen 0,5% kolloidales Siliciumdioxid gegeben wurden.

Nachdem der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Entwickler und die magnetischen Teilchen gut vermischt worden waren, wurde die erhaltene Mischung in den Behälter 3 gefüllt. Die Mischung aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters konnte in dem Zustand beobachtet werden, in dem der Entwickler verdünnt war, und insbesondere konnte beobachtet werden, daß die magnetischen Teilchen durch Beförderung mit dem Entwickler-Halteelement unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau konnte auf der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 unter Umlauf des Entwickler-Halteelements eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 50 µm gebildet werden, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand. Als das Ladungspotential dieser Entwicklerschicht durch das Abblaseverfahren gemessen wurde, konnte bestätigt werden, daß eine gleichmäßige Aufladung auf ein Potential von +8 µC/g erhalten worden war.

Auf der Oberfläche des zylinderförmigen photoleitfähigen elektrophotographischen Ladungsbild-Trägerelements 1, das dem Entwickler-Halteelement 2 gegenüberstand, wurde als elektrostatisches Ladungsbild ein Ladungsmuster mit -600 V im dunklen Bereich und -150 V im hellen Bereich erzeugt, wobei der Abstand von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements auf 300 µm eingestellt wurde. Als an das Entwickler- Halteelement von der Stromquelle E eine Spannung mit einer Frequenz von 800 Hz, einem Spitzen-Spitzenwert von 1,4 kV und einem Mittenwert von -300 V angelegt wurde, konnte ein deutliches, rotes entwickeltes Bild mit hoher Qualität erhalten werden, ohne daß Entwicklungsunregelmäßigkeiten, Geisterbilder und ferner Schleierbildung auftraten.

Was die Mischung in dem Behälter 3 betrifft, wurde nur der nichtmagnetische Entwickler verbraucht, während die magnetischen Teilchen im wesentlichen nicht verbraucht wurden. Die Entwicklungsfunktion war in unveränderlicher Weise stabil, bis der vorstehend erwähnte Entwickler fast verbraucht worden war. Nachdem der Entwickler verbraucht worden war, wurde die Entwicklungsvorrichtung aus dem Hauptkörper herausgenommen, um den unteren Teil des Entwickler-Halteelements 2 zu betrachten, wobei festgestellt wurde, daß keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ausgetreten war.

In ähnlicher Weise konnte unter den Bedingungen einer niedrigen Temperatur und einer niedrigen Feuchtigkeit (15°C; 10% relative Feuchtigkeit) ein gutes Bild mit hoher Auflösung ohne Schleierbildung oder Zerstreuung erhalten werden.

Beispiel 3

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurden als magnetische Teilchen 5 100 g eines sphärischen Ferritpulvers mit Korngrößen von 120 bis 140 µm [wobei die mittlere Korngröße (Zahlenmittel) 130 µm betrug und 100% der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 120 bis 140 µm bestanden] eingesetzt, und die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwickler- Halteelements 2 einen Abstand von 200 µm hatte. Es konnten ähnlich gute Ergebnisse erhalten werden.

Beispiel 4

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurden als magnetische Teilchen 5 100 g eines Eisenpulvers mit flachen Teilchen mit Korngrößen von 30 bis 60 µm [mittlere Korngröße (Zahlenmittel): 50 µm], bei dem 70% der Anzahl der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 40 bis 60 µm bestanden, eingesetzt, und die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements einen Abstand von 70 µm hatte. Es konnten ähnlich gute Ergebnisse erhalten werden.

Beispiel 5

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurden als magnetische Teilchen 5 100 g eines sphärischen Eisenpulvers mit Korngrößen von 50 bis 100 µm [mittlere Korngröße (Zahlenmittel): 80 µm], bei dem 83% der Anzahl der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 64 bis 95 µm bestanden, eingesetzt, und die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 einen Abstand von 250 µm hatte. Es konnten ähnlich gute Ergebnisse erhalten werden.

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurden als magnetische Teilchen 5 100 g eines sphärischen Ferritpulvers mit Korngrößen von 200 bis 250 µm [mittlere Korngröße (Zahlenmittel): 230 µm], bei dem 60% der Anzahl der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 180 bis 270 µm bestanden, eingesetzt. Als Ergebnis wurde in einer Umgebung mit 15°C und einer relativen Feuchtigkeit von 10% Schleier in Form von feinen Streifen erzeugt.

Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 3 wurde wiederholt, jedoch wurden als magnetische Teilchen 5 100 g eines sphärischen Ferritpulvers mit Korngrößen von 25 bis 50 µm [mittlere Korngröße (Zahlenmittel): 30 µm], bei dem 50% der Anzahl der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 25 bis 36 µm bestanden, eingesetzt. Das Ergebnis war, daß in einer Umgebung mit 15°C und einer relativen Feuchtigkeit von 10% magnetische Teilchen austraten und an dem Bild anhafteten.

Beispiel 6

Es wurde die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1 angewandt, jedoch wurde die Klinge 6 so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 einen Abstand von 200 µm hatte.

Als magnetische Teilchen 5 wurden 100 g sphärische Ferritteilchen mit Korngrößen von 70 bis 100 µm und 6,0 mT/g als Höchstwert eingesetzt. Als die Ferritteilchen mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet wurden, wurde festgestellt, daß ihre Oberfläche aus mindestens 90% relativ gleichmäßigen Kristallen von 1 bis 20 µm bestand.

Andererseits wurden als nichtmagnetischer Entwickler 4 200 g eines cyanfarbenen, auf negative Polarität aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 12 µm hergestellt. Dieses Pulver enthielt je 100 Teile eines Polyesterharzes 10 Teile eines Pigments vom Kupferphthalocyanintyp und 5 Teile eines Mittels zum Einstellen einer negativen Ladung (Alkylsalicylsäure-Metall-Komplex), die in das Innere des Harzes hineingegeben worden waren, und 0,5% Siliciumdioxidteilchen, die von außen zu dem Harz gegeben worden waren. Nachdem der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Entwickler 4 gut mit den magnetischen Teilchen vermischt worden war, wurde die erhaltene Mischung in den Behälter 3 eingefüllt. Die Mischung aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen innerhalb des vorstehend erwähnten Behälters 3 konnte in dem Zustand beobachtet werden, in dem der Entwickler verdünnt war, und insbesondere konnte beobachtet werden, daß die magnetischen Teilchen durch Beförderung mit dem Entwickler-Halteelement unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau konnte auf der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 unter Umlauf des Entwickler-Halteelements eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 80 µm gebildet werden, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand. Als das Ladungspotential dieser Entwicklerschicht durch das Abblaseverfahren gemessen wurde, konnte bestätigt werden, daß eine gleichmäßige Aufladung auf ein Potential von -7 µC/g erhalten worden war.

Auf der Oberfläche des zylinderförmigen, photoleitfähigen elektrophotographischen Ladungsbild-Trägerelements 1, das dem Entwickler-Halteelement 2 gegenüberstand, wurde als elektrostatisches Ladungsbild ein Ladungsmuster mit +600 V im dunklen Bereich und +150 V im hellen Bereich erzeugt, wobei der Abstand von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements auf 300 µm eingestellt wurde. Als an das Entwickler-Halteelement von der Stromquelle E eine Spannung mit einer Frequenz von 800 Hz, einem Spitzen-Spitzenwert von 1,4 kV und einem Mittenwert von +300 V angelegt wurde, konnte ein deutliches, blaues entwickeltes Bild mit hoher Qualität erhalten werden, ohne daß Entwicklungsunregelmäßigkeiten, Geisterbilder und ferner Schleierbildung auftraten.

Was die Mischung in dem Behälter 3 betrifft, wurde nur der nichtmagnetische Entwickler verbraucht, während die magnetischen Teilchen im wesentlichen nicht verbraucht wurden. Die Entwicklungsfunktion war in unveränderlicher Weise stabil, bis der vorstehend erwähnte Entwickler fast verbraucht worden war. Nachdem der Entwickler verbraucht worden war, wurde die Entwicklungsvorrichtung aus dem Hauptkörper herausgenommen, um den unteren Teil des Entwickler-Halteelements 2 zu betrachten, wobei festgestellt wurde, daß keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ausgetreten war.

Beispiel 7

Der Abstand zwischen der Klinge 6 und dem zylinderförmigen Entwickler-Halteelement 2 wurde auf 100 µm eingestellt, und als magnetische Teilchen wurden Ferritteilchen mit Korngrößen von 50 bis 70 µm und einem Höchstwert von 6,1 mT/g, deren Oberflächen zu 80 bis 90% aus Kristallen von 0,5 bis 10 µm bestanden, eingesetzt. Ferner wurde als nichtmagnetischer Entwickler 4 eine Mischung eingesetzt, die durch Zugabe von 0,5% kolloidalem Siliciumdioxid zu einem Toner, der 100 Teile eines Styrol/Acryl-Harzes, 10 Teile eines Azopigments und 5 Teile eines Aminoacrylharzes enthielt, hergestellt worden war. Als zylinderförmiges photoleitfähiges elektrophotographisches Ladungsbild-Trägerelement 1 wurde ein OPC-Ladungsbild-Trägerelement angewandt. Mit dem vorstehend erwähnten Aufbau wurde der Versuch ähnlich wie in Beispiel 6 durchgeführt. Es ergab sich, daß die Kreislaufeigenschaften der magnetischen Teilchen ausreichend waren und daß eine dünne Schicht, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand, gebildet werden konnte. Ferner konnte ein sehr gutes rotes entwickeltes Bild erhalten werden, als das auf dem zylinderförmigen Ladungsbild-Trägerelement 1 befindliche elektrostatische Ladungsbild unter Anwendung der dünnen Schicht aus dem nichtmagnetischen Entwickler entwickelt wurde. Die vorstehend erwähnte Entwicklungsfunktion war in unveränderlicher Weise stabil, bis der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Entwickler 4 fast verbraucht worden war, ohne daß Entwickler zu dem unteren Teil des Entwickler-Halteelements 2 ausgetreten war.

Beispiel 8

Als Beispiel 7 wiederholt wurde, wobei jedoch der Abstand zwischen der Klinge 6 und dem Entwickler-Halteelement 2 auf 250 µm eingestellt wurde und als magnetische Teilchen 5 sphärische Ferritteilchen eingesetzt wurden, deren Oberflächen zu 80 bis 90% aus Kristallen von 1 bis 50 µm bestanden, wurden gute Ergebnisse erhalten.

Vergleichsbeispiel 3

Als Beispiel 8 wiederholt wurde, wobei jedoch als magnetische Teilchen 5 sphärische Ferritteilchen eingesetzt wurden, deren Oberflächen zu 30% aus Kristallen mit Korngrößen von 50 bis 80 µm bestanden, war die Gleichmäßigkeit der auf der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 gebildeten Schicht schlecht. Besonders wenn die Menge des nichtmagnetischen Entwicklers 4 im Vergleich mit den magnetischen Teilchen 5 größer war, wurden auf dem Bild Schleier erzeugt, und es wurde festgestellt, daß der nichtmagnetische Entwickler und magnetische Teilchen am unteren Teil des Entwickler-Halteelements 2 ausgetreten waren.

Beispiel 9

Es wurde die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1 angewandt. Die magnetische Flußdichte des zweiten Magnetpols an der Oberfläche des Entwickler-Halteelements hatte in Gegenwart des Eisenstreifens 10 einen Spitzenwert von 65 mT, während sie unter der Bedingung, daß der Eisenstreifen 10 entfernt worden war, einen Wert von 40 mT hatte. Die Lagebeziehung zwischen dem zweiten Magnetpol und dem Eisenstreifen 10 war derart, daß die Breite des Eisenstreifens in der Umlaufrichtung des Entwickler-Halteelements 0,5 mm betrug und daß der Abstand zwischen dem Entwickler-Halteelement 2 und dem Eisenstreifen auf 1,0 mm eingestellt war. Die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 einen Abstand von 200 µm hatte.

Als die vorstehend erwähnten magnetischen Teilchen 5 wurden 100 Masseteile sphärische Ferritteilchen mit Korngrößen von 70 bis 100 µm und einem Höchstwert von 6,0 mT/g in 15 Masseteilen einer Emulsion von Polytetrafluorethylen (kritische Oberflächenspannung: 185 µN/cm) dispergiert und mittels einer Sprühtrocknungsvorrichtung sprühgetrocknet, wobei beschichtete magnetische Teilchen erhalten wurden, von denen 100 g entnommen wurden.

Andererseits wurden als nichtmagnetischer Entwickler 4 200 g eines blauen, auf positive Polarität aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 10 µm hergestellt. Dieses Pulver enthielt je 100 Teile eines Styrol/ Acryl-Harzes 8 Teile eines Pigments von Kupferphthalocyanintyp und 2 Teile eines Mittels zum Einstellen einer positiven Ladung (Nigrosintyp), die in das Innere des Harzes hineingegeben worden waren. Nachdem der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Entwickler und die magnetischen Teilchen gut vermischt worden waren, wurde die erhaltene Mischung in den Behälter 3 eingefüllt. Die Mischung aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters konnte in dem Zustand beobachtet werden, in dem der Entwickler verdünnt war, und insbesondere konnte beobachtet werden, daß die magnetischen Teilchen durch Beförderung mit dem Entwickler-Halteelement unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau konnte auf der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 unter Umlauf des Entwickler- Halteelements eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 70 µm gebildet werden, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand. Als das Ladungspotential dieser Entwicklerschicht durch das Abblaseverfahren gemessen wurde, konnte bestätigt werden, daß eine gleichmäßige Aufladung auf ein Potential von +8 µC/g erhalten worden war.

Auf der Oberfläche des zylinderförmigen, photoleitfähigen elektrophotographischen Ladungsbild-Trägerelements 1, das dem Entwickler-Halteelement 2 gegenüberstand, wurde als elektrostatisches Ladungsbild ein Ladungsmutster mit -550 V im dunklen Bereich und -100 V im hellen Bereich erzeugt, wobei der Abstand von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements auf 300 µm eingestellt wurde. Als an das vorstehend erwähnte Entwickler-Halteelement von der Stromquelle E eine Spannung mit einer Frequenz von 800 Hz, einem Spitzen- Spitzenwert von 1,4 kV und einem Mittenwert von -200 V angelegt wurde, konnte ein deutliches entwickeltes Bild mit hoher Qualität erhalten werden, ohne daß Entwicklungsunregelmäßigkeiten, Geisterbilder und ferner Schleierbildung auftraten.

Was die Mischung in dem Behälter 3 betrifft, wurde nur der nichtmagnetische Entwickler verbraucht, während die beschichteten magnetischen Teilchen im wesentlichen nicht verbraucht wurden. Die Entwicklungsfunktion war in unveränderlicher Weise stabil, bis der vorstehend erwähnte Entwickler fast verbraucht worden war. Nachdem der Entwickler verbraucht worden war, wurde die Entwicklungsvorrichtung aus dem Hauptkörper herausgenommen, um den unteren Teil des Entwickler-Halteelements 2 zu betrachten, wobei festgestellt wurde, daß keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ausgetreten war.

Im Rahmen der Erfindung ist die Zahl der innerhalb des zylinderförmigen Entwickler-Halteelements angeordneten Magnetpole nicht auf zwei Magnetpole in Form des ersten und des zweiten Magnetpols eingeschränkt. Das Ziel der durch den zweiten Magnetpol gebildeten Magnetbürste ist nicht auf ein magnetisches Bauelement eingeschränkt, sondern kann die Wand des Behälters sein. In diesem Fall ist das Vorhandensein eines magnetischen Bauelements nicht erforderlich, und der Pol nimmt die Form eines S-Pols an, wie er durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 gezeigt wird. Wenn für den zweiten Magnetpol ein magnetisches Bauelement verwendet wird und der Behälter ein magnetisches Material ist, können ferner die Klinge 6 und der Eisenstreifen 10, die in Fig. 2 gezeigt werden, aus der Wand des Behälters bestehen, und der Eisenstreifen kann durch einen Teil des Behälters ersetzt werden, der als in der Achsenrichtung des zylinderförmigen Entwickler-Halteelements konvex gestalteter Abschnitt ausgebildet ist.

In den vorstehenden Beispielen wurde als zweiter Magnetpol ein S-Pol verwendet, jedoch kann auch ein N-Pol verwendet werden. Als Beispiel eines Regulierelements wurde eine aus einem magnetischen Material hergestellte Klingenplatte gezeigt, jedoch können auch Wand- oder Plattenelemente, die aus nichtmagnetischen Materialien wie z. B. Kunstharzen, Aluminium, Messing oder nichtrostendem Stahl hergestellt sind, angewandt werden. Wenn ein nichtmagnetisches Material verwendet wird, wird jedoch zwischen dem Material und dem ersten Magnetpol im Unterschied zu dem Fall der Verwendung eines magnetischen Materials kein Magnetfeld erzeugt, und infolgedessen wird die Art der Bürste aus den magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters anders, was dazu führt, daß die magnetischen Teilchen leicht aus der stromabwärts befindlichen Seite des Behälters austreten. Dieses Problem kann jedoch dadurch gelöst werden, daß der Zwischenraum zwischen dem zylinderförmigen Entwickler-Halteelement und dem aus einem nichtmagnetischen Material bestehenden Regulierelement etwa auf die Hälfte der Größe der magnetischen Teilchen eingestellt wird. Das Regulierelement kann nicht nur als von dem Behälter getrennter Körper angebracht werden, sondern auch ein Teil des Behälters kann als Regulierelement verwendet werden. Des weiteren ist die Vorspannung während der Entwicklung nicht auf eine Wechselstrom-Vorspannung eingeschränkt, vielmehr kann auch eine Gleichspannung wirksam angewandt werden.

Beispiel 10

Als magnetische Teilchen 5 wurde das in Beispiel 9 verwendete magnetische Material in 20 Masseteilen einer Emulsion von Polyvinylidenfluorethylen (kritische Oberflächenspannung: 250 µN/cm) dispergiert und mit einer Sprühtrocknungsvorrichtung sprühgetrocknet, wobei beschichtete magnetische Teilchen erhalten wurden, von denen 100 g entnommen wurden.

Als in anderer Hinsicht das gleiche Verfahren wie in Beispiel 9 durchgeführt wurde, konnte auf dem Entwickler-Halteelement 2 eine dünne Schicht mit einer Dicke von 90 µm gebildet werden, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand und auf +7,5 µC/g aufgeladen war, wobei ein gutes Bild erhalten wurde.

Beispiel 11

Es wurde die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1 angewandt. Die magnetische Flußdichte des zweiten Magnetpols an der Oberfläche des Entwickler-Halteelements hatte in Gegenwart des Eisenstreifens 10 einen Spitzenwert von 65 mT, während sie unter der Bedingung, daß der Eisenstreifen 10 entfernt worden war, einen Wert von 40 mT hatte. Die Lagebeziehung zwischen dem zweiten Magnetpol und dem Eisenstreifen 10 war derart, daß die Breite des Eisenstreifens in der Umlaufrichtung des Entwickler- Halteelements 0,5 mm betrug und daß der Abstand zwischen dem Entwickler-Halteelement 2 und dem Eisenstreifen auf 1,0 mm eingestellt wurde. Die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 einen Abstand von 200 µm hatte.

Als nichtmagnetischer Entwickler 4 wurden 200 g eines roten, auf negative Polarität aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 10,6 µm hergestellt. Dieses Pulver enthielt je 100 Teile eines Styrol/Maleinsäure-Copolymers 10 Teile eines roten Perylenpigments und 5 Teile eines Mittels zum Einstellen einer negativen Ladung (Alkylsalicylsäure-Metall-Komplex), die in das Innere des Copolymers hineingegeben worden waren, und 0,5% Siliciumdioxidteilchen, die von außen zu dem Copolymer gegeben worden waren.

Andererseits wurden als beschichtete magnetische Teilchen 100 g sphärischer Ferrit mit Korngrößen von 70 bis 100 µm und einem Höchstwert von 6,0 mT/g zu einer Lösung von 20 g eines Polyesterharzes und 2 g eines Alkylsalicylsäure-Metall-Komplexes, die in 200 ml Toluol gelöst worden waren, zugegeben, 60 min lang gerührt und dann getrocknet und gesiebt, um beschichtete Teilchen herzustellen.

Nachdem der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Entwickler und die magnetischen Teilchen gut vermischt worden waren, wurde die erhaltene Mischung in den Behälter 3 eingefüllt. Die Mischung aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters konnte in dem Zustand beobachtet werden, in dem der Entwickler verdünnt war, und insbesondere konnte beobachtet werden, daß die magnetischen Teilchen durch Beförderung mit dem Entwickler-Halteelement unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau konnte auf der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 unter Umlauf des Entwickler-Halteelements eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 110 µm gebildet werden, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand. Als das Ladungspotential dieser Entwicklerschicht durch das Abblaseverfahren gemessen wurde, konnte bestätigt werden, daß eine gleichmäßige Aufladung auf ein Potential von -9,8 µC/g erhalten worden war.

Auf der Oberfläche des zylinderförmigen, photoleitfähigen elektrophotographischen Ladungsbild-Trägerelements 1, das dem Entwickler-Halteelement gegenüberstandd, wurde als elektrostatisches Ladungsbild ein Ladungsmuster mit +600 V im dunklen Bereich und +150 V im hellen Bereich erzeugt, wobei der Abstand von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements auf 300 µm eingestellt wurde. Als an das vorstehend erwähnte Entwickler-Halteelement von der Stromquelle E eine Spannung mit einer Frequenz von 800 Hz, einem Spitzen-Spitzenwert von 1,4 kV und einem Mittenwert von +300 V angelegt wurde, konnte ein deutliches entwickeltes Bild mit hoher Qualität erhalten werden, ohne daß Entwicklungsunregelmäßigkeiten, Geisterbilder und ferner Schleierbildung auftraten.

Was die Mischung in dem Behälter 3 betrifft, wurde nur der nichtmagnetische Entwickler verbraucht, während die magnetischen Teilchen im wesentlichen nicht verbraucht wurden. Die Entwicklungsfunktion war in unveränderlicher Weise stabil, bis der vorstehend erwähnte Entwickler fast verbraucht worden war. Nachdem der Entwickler verbraucht worden war, wurde die Entwicklungsvorrichtung aus dem Hauptkörper herausgenommen, um den unteren Teil des Entwickler-Halteelements 2 zu betrachten, wobei festgestellt wurde, daß keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ausgetreten waren.

Beispiel 12

Als nichtmagnetischer Entwickler wurden 200 g eines roten, auf positive Polarität aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 11,0 µm hergestellt. Dieses Pulver enthielt je 100 Teile eines Styrol/Acryl-Copolymers 15 Masseteile eines Kupferphthalocyaninpigments, die in das Innere des Copolymers hineingegeben und damit vermischt worden waren, und 0,5 Masse% Siliciumdioxidteilchen, die dann von außen zu dem Harz gegeben worden waren.

Als beschichtete magnetische Teilchen wurden 100 g des in Beispiel 11 verwendeten Ferrits in eine Lösung von 20 g Diethylaminoethylmethacrylat in 200 ml Dimethylformamid gegeben, um beschichtete magnetische Teilchen herzustellen.

Nachdem der nichtmagnetische Entwickler und die beschichteten magnetischen Teilchen gut vermischt worden waren, wurde die erhaltene Mischung in den Behälter 3 gefüllt. Die Mischung aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters konnte in dem Zustand beobachtet werden, in dem der Entwickler verdünnt war, und insbesondere konnte beobachtet werden, daß die magnetischen Teilchen durch Beförderung mit dem Entwickler-Halteelement unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wurden 10 h lang kontinuierlich leere Umläufe ohne Entwicklungsvorgänge durchgeführt. Als Ergebnis konnte auf der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 140 µm gebildet werden, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand. Als das Ladungspotential dieser Entwicklerschicht durch das Abblaseverfahren gemessen wurde, konnte bestätigt werden, daß eine gleichmäßige Aufladung auf ein Potential von 11,6 µC/g erhalten worden war.

Auf der Oberfläche des zylinderförmigen, photoleitfähigen, elektrophotographischen Ladungsbild-Trägerelements 1, das dem Entwickler-Halteelement 2 gegenüberstand, wurde als elektrostatisches Ladungsbild ein Ladungsmuster mit -600 V im dunklen Bereich und -150 V im hellen Bereich erzeugt, wobei der Abstand von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements auf 300 µm eingestellt wurde. Als an das vorstehend erwähnte Entwickler-Halteelement von der Stromquelle E eine Spannung mit einer Frequenz von 800 Hz, einem Spitzen- Spitzenwert von 1,4 kV und einem Mittenwert von -300 V angelegt wurde, konnte ein deutliches, rotes entwickeltes Bild mit hoher Qualität erhalten werden, ohne daß Entwicklungsunregelmäßigkeiten, Geisterbilder und ferner Schleierbildung auftraten.

Beispiel 13

Es wurde die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1 angewandt. Die magnetische Flußdichte des zweiten Magnetpols an der Oberfläche des Entwickler-Halteelements hatte in Gegenwart des Eisenstreifens 10 einen Spitzenwert von 65 mT, während sie unter der Bedingung, daß der Eisenstreifen 10 entfernt worden war, einen Wert von 40 mT hatte. Die Lagebeziehung zwischen dem zweiten Magnetpol und dem Eisenstreifen 10 war derart, daß die Breite des Eisenstreifens in der Umlaufrichtung des Entwickler-Halteelements 0,5 mm betrug und daß der Abstand zwischen dem Entwickler-Halteelement 2 und dem Eisenstreifen auf 1,0 mm eingestellt war. Die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwickler- Halteelements 2 einen Abstand von 200 µm hatte.

Die vorstehend erwähnten magnetischen Teilchen 5 wurden hergestellt, indem zu 100 Masseteilen sphärischen Ferritteilchen mit Korngrößen von 70 bis 100 µm und einem Höchstwert von 6,0 mT/g unter Anwendung eines Henschel- Mischers von außen 1 Masseteil feine Siliciumdioxidteilchen, die auf negative Polarität aufladbar waren, zugegeben wurden, worauf 100 g der hergestellten magnetischen Teilchen entnommen wurden.

Andererseits wurden als nichtmagnetischer Entwickler 4 200 g eines cyanfarbenen, auf negative Polarität aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 12 µm hergestellt. Dieses Pulver enthielt je 100 Teile eines Polyesterharzes 3 Teile eines Pigments vom Kupferphthalocyanintyp und 5 Teile eines Mittels zum Einstellen einer negativen Ladung (Alkylsalicylsäure-Metall-Komplex), die in das Innere des Harzes hineingegeben worden waren. Nachdem der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Entwickler und die magnetischen Teilchen gut vermischt worden waren, wurde die erhaltene Mischung in den Behälter 3 eingefüllt. Die Mischung aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters konnte in dem Zustand beobachtet werden, in dem der Entwickler verdünnt war, und insbesondere konnte beobachtet werden, daß die magnetischen Teilchen durch Beförderung mit dem Entwickler-Halteelement unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau konnte auf der Oberfläche des Entwickler-Halteelements 2 unter Umlauf des Entwickler- Halteelements eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 100 µm gebildet werden, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand. Als das Ladungspotential dieser Entwicklerschicht durch das Abblaseverfahren gemessen wurde, konnte bestätigt werden, daß eine gleichmäßige Aufladung auf ein Potential von -6 µC/g erhalten worden war.

Auf der Oberfläche des zylinderförmigen, photoleitfähigen elektrophotographischen Ladungsbild-Trägerelements 1, das dem Entwickler-Halteelement gegenüberstand, wurde als elektrostatisches Ladungsbild ein Ladungsmuster mit +600 V im dunklen Bereich und +150 V im hellen Bereich erzeugt, wobei der Abstand von der Oberfläche des Entwickler-Halteelements auf 300 µm eingestellt wurde. Als an das vorstehend erwähnte Entwickler-Halteelement von der Stromquelle E eine Spannung mit einer Frequenz von 800 Hz, einem Spitzen-Spitzenwert von 1,4 kV und einem Mittenwert von +300 V angelegt wurde, konnte ein deutliches entwickeltes Bild mit hoher Qualität erhalten werden, ohne daß Entwicklungsunregelmäßigkeiten, Geisterbilder und ferner Schleierbildung auftraten.

Was die Mischung in dem Behälter 3 betrifft, wurde nur der nichtmagnetische Entwicklung verbraucht, während die beschichteten magnetischen Teilchen im wesentlichen nicht verbraucht wurden. Die Entwicklungsfunktion war in unveränderlicher Weise stabil, bis der vorstehend erwähnte Entwickler fast verbraucht worden war. Nachdem der Entwickler verbraucht worden war, wurde die Entwicklungsvorrichtung aus dem Hauptkörper herausgenommen, um den unteren Teil des Entwickler-Halteelements 2 zu betrachten, wobei festgestellt wurde, daß keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ausgetreten waren.

Im Rahmen der Erfindung ist die Zahl der innerhalb des zylinderförmigen Entwickler-Halteelements vorgesehenen Magnetpole nicht auf zwei Magnetpole in Form des ersten und des zweiten Magnetpols eingeschränkt. Das Ziel der durch den zweiten Magnetpol gebildeten Magnetbürste ist nicht auf ein magnetisches Bauelement eingeschränkt, sondern kann die Wand des Behälters sein. In diesem Fall ist das Vorhandensein eines magnetischen Bauelements nicht erforderlich, und der Pol nimmt die Form eines S-Pols an, wie er durch die gestrichelte Linie in Fig. 2 gezeigt wird. Wenn für den zweiten Magnetpol ein magnetisches Bauelement verwendet wird und der Behälter ein magnetisches Material ist, können ferner die Klinge 6 und der Eisenstreifen 10, die in Fig. 2 gezeigt werden, aus der Wand des Behälters bestehen, und der Eisenstreifen kann durch einen Teil des Behälters ersetzt werden, der als in der Achsenrichtung des zylinderförmigen Entwickler-Halteelements konvex gestalteter Abschnitt ausgebildet ist.

In den vorstehenden Beispielen wurde als zweiter Magnetpol ein S-Pol verwendet, jedoch kann auch ein N-Pol verwendet werden. Als Beispiel eines Regulierelements wurde eine aus einem magnetischen Material hergestellte Klingenplatte gezeigt, jedoch können auch Wand- oder Plattenelemente, die aus nichtmagnetischen Materialien wie z. B. Kunstharzen, Aluminium, Messing oder nichtrostendem Stahl hergestellt sind, angewandt werden. Wenn ein nichtmagnetisches Material verwendet wird, wird jedoch zwischen dem Material und dem ersten Magnetpol im Unterschied zu dem Fall der Verwendung eines magnetischen Materials kein Magnetfeld erzeugt, und infolgedessen wird die Art der Bürste aus den magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters anders, was dazu führt, daß die magnetischen Teilchen leicht aus der stromabwärts befindlichen Seite des Behälters austreten. Dieses Problem kann jedoch dadurch gelöst werden, daß der Zwischenraum zwischen dem Entwickler-Halteelement und dem aus einem nichtmagnetischen Material bestehenden Regulierelement etwa auf die Hälfte der Größe der magnetischen Teilchen eingestellt wird. Das Regulierelement kann nicht nur als von dem Behälter getrennter Körper angebracht werden, sondern auch ein Teil des Behälters kann als Regulierelement verwendet werden. Des weiteren ist die Vorspannung während der Entwicklung nicht auf eine Wechselstrom-Vorspannung eingeschränkt, vielmehr kann auch eine Gleichspannung wirksam angewandt werden.

Beispiel 14

Feine Siliciumdioxidteilchen wurden in einen Henschel-Mischer des verschlossenen Typs eingefüllt, der auf 70°C erwärmt wurde, und während γ-Aminopropyltriethoxysilan, das mit Alkohol verdünnt war, in einer solchen Menge zugetropft wurde, daß die zur Behandlung eingesetzte Menge des als Haftvermittler wirkenden Silans 10 Masse%, auf das Siliciumdioxid bezogen, betrug, wurde die Mischung mit hoher Geschwindigkeit gerührt. Nachdem die erhaltenen feinen Teilchen bei 120°C getrocknet worden waren, wurden sie wieder in den Henschel-Mischer eingefüllt, und auf die feinen Teilchen wurde unter Rühren Dimethyldichlorsilan in einer auf das Siliciumdioxid bezogenen Menge von 10 Masse% aufgesprüht. Die Mischung wurde 2 h lang bei Raumtemperatur mit hoher Geschwindigkeit gerührt und dann 24 h lang bei 80°C gerührt, und der Mischer wurde gegenüber der Atmosphäre geöffnet. Die Mischung wurde ferner 5 h lang unter Atmosphärendruck bei 60°C unter Rühren mit niedriger Geschwindigkeit getrocknet, wobei ein positiv aufladbares feines Siliciumdioxidpulver erhalten wurde. 1 Masseteil dieses Siliciumdioxidpulvers wurde mit einem Henschel- Mischer von außen zu 100 Masseteilen der in Beispiel 1 verwendeten magnetischen Teilchen zugegeben.

Andererseits wurden als nichtmagnetischer Entwickler 4 150 g eines positiv aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 10 µm hergestellt, indem in das Innere von 100 Masseteilen eines Styrol/Acryl-Harzes 5 Teile eines Rhodaminpigments und 2 Teile eines Mittels zum Einstellen einer positiven Ladung (Nigrosintyp) hineingegeben wurden.

Als elektrostatisches Ladungsbild auf der Oberfläche des zylinderförmigen, photoleitfähigen elektrophotographischen Ladungsbild- Trägerelements 1 wurde ein Ladungsmuster mit -600 V im dunklen Bereich und -200 V im hellen Bereich erzeugt, und das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde an das Entwickler-Halteelement eine Spannung mit einer Frequenz von 1000 Hz, einem Spitzen-Spitzenwert von 1,3 kV und einem Mittenwert von -300 V angelegt. Als Ergebnis wurde das Entwickler-Halteelement gleichmäßig mit dem nichtmagnetischen Entwickler beschichtet, der auf +8 µC/g aufgeladen wurde, und es wurde ein gutes Bild erhalten.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung mit:

    einem Behälter (3) für die Lagerung einer Mischung eines nichtmagnetischen Entwicklers (4) mit magnetischen Teilchen (5),

    einem umlaufenden Entwickler-Halteelement (2), das den nichtmagnetischen Entwickler (4) zu einem Ladungsbild-Trägerelement (1) befördert,

    einem Regulierelement (6), das sich an der Seite eines der Zuführung des nichtmagnetischen Entwicklers (4) dienenden Auslasses des Behälters (3) befindet und bei dem Halteelement (2) mit einem dazwischen gebildeten Zwischenraum angeordnet ist, und

    einem Magnetpol eines Magneten (7), der an der dem Regulierelement (6) entgegengesetzten Seite des zwischenliegenden Halteelements (2) und an der Seite des Entwicklerauslasses des Behälters (3), die sich bezüglich der Lage des Regulierelements (6) stromaufwärts befindet, angeordnet ist und dazu dient, mit den magnetischen Teilchen (5) eine das Austreten von magnetischen Teilchen (5) aus dem Behälter (3) verhindernde Magnetbürste (8) zu bilden, wobei eine dünne Schicht des nichtmagnetischen Entwicklers (4) gebildet wird,

    dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen (5) in einem äußeren Magnetfeld von 398 A/cm eine Magnetisierung δ&sub3;&sub9;&sub8; von wenigstens 3 mT/g haben und daß die remanente Magnetflußdichte δr der magnetischen Teilchen (5) höchstens 0,1 mT/g beträgt.
  2. 2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Form der maximalen Länge der magnetischen Teilchen (5) gemessene mittlere Korngröße (Zahlenmittel) und der Zwischenraum d zwischen dem Regulierelement (6) und der Oberfläche des Entwickler-Halteelements (2) die Beziehung der folgenden Gleichung erfüllen:

    n · = d

    worin 1,00≤n≤5,00 und d nicht kleiner ist als die mittlere Korngröße des nichtmagnetischen Entwicklers (4).
  3. 3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngrößenverteilung der magnetischen Teilchen (5) derart ist, daß wenigstens 70% der Zahl der gesamten Teilchen eine Korngröße haben, die in dem Bereich von 0,8 · bis 1,2 · liegt.
  4. 4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen (5) Oberflächen haben, die aus Ferritkristallen aufgebaut sind, von denen wenigstens 80% Korngrößen von 0,5 bis 50 µm haben.
  5. 5. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen (5) mit einer Substanz, die eine kritische Oberflächenspannung γc≤300 µN/cm hat, beschichtet sind.
  6. 6. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Substanz, mit der die magnetischen Teilchen (5) beschichtet sind, 0,05 bis 20 Masseteile je 100 Masseteile der magnetischen Teilchen beträgt.
  7. 7. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen (5) mit Schichten überzogen sind und daß die triboelektrischen Aufladungseigenschaften des nichtmagnetischen Entwicklers (4) in bezug auf das Entwickler-Halteelement (2) und die triboelektrischen Aufladungseigenschaften der magnetischen Teilchen (5) in bezug auf das Entwickler-Halteelement (2) dieselbe Polarität haben.
  8. 8. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen (5) auf den Oberflächen getragene, feine Siliciumdioxidteilchen aufweisen, die triboelektrische Aufladungseigenschaften mit derselben Polarität wie der nichtmagnetische Entwickler (4) haben.
  9. 9. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Siliciumdioxidteilchen mit einem als Haftvermittler wirkenden Silan behandelt worden sind.
  10. 10. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Siliciumdioxidteilchen mit einer organischen Siliciumverbindung behandelt worden sind.
  11. 11. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Siliciumdioxidteilchen einer Hitzebehandlung bei einer Temperatur von wenigstens 400°C unterzogen worden sind.
  12. 12. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die magnetischen Teilchen (5) bezogene Anteil der feinen Siliciumdioxidteilchen 0,1 bis 5 Masse% beträgt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com