DE3414951A1 - Beschichtungsverfahren fuer die beschichtung mit einem entwickler - Google Patents

Description

Canon Kabushiki Kaisha
Tokyo / Japan

Beschichtungsverfahren für die Beschichtung mit einem

Entwickler

Die Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren für die Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes mit einem nichtmagnetischen Entwickler.

Es sind verschiedene Vorrichtungen bekannt, die als Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung mit einem Einkomponentenentwickler des trockenen Systems praktisch angewandt werden. Bei allen diesen Entwicklungssystemen ist es jedoch sehr schwierig, eine dünne Schicht aus einem Einkomponentenentwickler des trockenen Systems zu bilden, und infolgedessen sind Entwicklungsvorrichtungen in der Weise konstruiert worden, daß relativ dicke Schichten gebildet werden. Andererseits ist gegenwärtig die Entwicklung eines Verfahrens zur Bildung einer dünnen Schicht aus dem Einkomponentenentwickler des trockenen Systems unbedingt notwendig, wenn eine Verbesserung

B/13

-^: "■-" ^: ' 34H951

- 6 - DE 3879

von Eigenschaften wie der Schärfe und der Auflösung usw. angestrebt wird.

Als Verfahren zur Bildung einer dünnen Schicht aus einem Einkomponentenentwickler des trockenen Systems, ist aus der JA-A 43037/1979 ein Verfahren bekannt, das auch praktisch angewandt wird, jedoch betrifft dieses Verfahren die Bildung einer dünnen Schicht eines magnetischen Entwicklers. Ein magnetischer Toner muß ein magnetisches Material enthalten, das in das Innere des Toners hineingegeben wird, um magnetische Eigenschaften zu haben. Dies ist jedoch mit Problemen verbunden, beispielsweise mit schlechten Fixiereigenschaften, wenn das entwickelte, auf ein ,als Bildempfangsmaterial dienendes Papier übertragene Bild durch Anwendung von Wärme fixiert wird," oder mit einem schlechten Farbgefüge bei der Farbwiedergabe, was darauf zurückzuführen ist, daß ein magnetisches Material in das Innere des Entwicklers selbst hineingegeben wird.

Zur Überwindung dieser Nachteile ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem aus einem weichen Fell beispielsweise einem Biberfell, eine zylindrische Bürste gebildet wird und der Entwickler für die Beschichtung an der Bürste anhaften gelassen wird, und ein Verfahren, bei dem der Entwickler beispielsweise mit einer Rakel auf eine Entwicklungswalze aufgebracht wird, deren Oberfläche aus Fasern wie z. B. Samt hergestellt ist. Wenn als Rakel für die vorstehend erwähnte Faserbürste 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

-^: "-' ^: - * 34U951

- 7 - DE 3879

Bürste befindet, nur durch Reibung der Faserbürste an der Entwicklungswalze triboelektrische Ladungen zu verleihen. Außerdem machte es das Vorhandensein eines nichtmagnetischen Entwicklers schwierig, ein Austreten des

5 Entwicklers aus der Vorrichtung zu verhindern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend beschriebenen Probleme, die mit den bekannten Verfahren zur Bildung von Entwicklerschichten verbunden sind, zu beseitigen und ein Beschichtungsverfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Entwickler unter Bildung einer dünnen Schicht des Entwicklers auf die Oberfläche eines Entwickler-Halteelements aufgetragen wird und dem Entwickler ausreichende triboelektrische Ladungen verliehen

15 werden.

Ferner soll durch die Erfindung ein Beschichtungsverfahren zur Verfügung gestellt werden, bei dem durch Bildung einer dünnen Schicht eines Entwicklers auf der Oberfläche eines Entwickler-Halteelements in stabiler Weise und auch bei einer Vielzahl von aufeinanderfolgend durchgeführten Entwicklungsvorgängen eine dünne Entwicklerschicht gebildet wird und dem Entwickler ausreichende triboelektrische Ladungen verliehen werden.

Durch die Erfindung soll es auch ermöglicht werden, ein Austreten des vorstehend erwähnten nichtmagnetischen Entwicklers aus der Entwicklungsvorrichtung zu verhindern.

30 . ·

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Beschichtungsverfahren mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

- 8 - DE 3879

Die ■ bevorzugten Ausführungnforrnen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich- ■ nungen erläutert.

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

Fig. 2 ist eine Schnittansicht der in Beispielen der Erfindung angewandten 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 Element mit einem lichtempfindlichen Element 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 rotierende 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 nicht-

- ^: "" 34U951

- 9 - DE 3879

magnetischen Material wie ζ. Β. Aluminium, Kupfer oder einem Harz hergestellt ist, verwendet werden.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Entwicklungsvor-

richtung, die zur Erläuterung des Entwicklungsprinzips

bei der Anwendung des 'erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens dient.

Fig. 1 zeigt ein zylinderförmiges lichtempfindliches Aufzeichnungselement für elektrofotografische Zwecke

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 zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungselement. 1 steht ein nichtmagnetischer Entwicklungszylinder 2 gegenüber, der das Entwickler-Halteelement zum Halten bzw. Tragen eines Entwicklers ist, wobei sich dazwischen ein vorher festgelegter Zwischenraum befindet, und der Entwicklungszylinder 2 läuft ebenfalls um, und zwar in Richtung des Pfeils b. Oberhalb des Entwicklungszylinders 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 aus einem nichtmagnetischen Entwickler 4 und magnetischen Teilchen 5 dient, und eine magnetische Klinge 6 ist mit einer Schraube an einer Stelle des Behälters 3 befestigt, die sich in bezug auf die Umlauf richtung des Entwicklungszylinders stromabwärts befindet.

Andererseits ist an der Seite des Entwicklungszylinders

2, die der magnetischen Klinge 6 entgegengesetzt ist, ein Magnet 7 vorgesehen. Dieser Magnet 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,

- 10 - DE 3879

daß ein Magnetpol an einer Stelle vorgesehen 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 Ausfließens magnetischer Teilchen und der Erzielung einer gleichmäßigen Beschichtung mit dem Entwickler erhalten werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau bilden die magnetischen Teilchen 5 in dem Behälter durch das Magnetfeld, das zwischen dem .S-PoI des Magneten 7 und der magnetischen Klinge 6 erzeugt wird, eine Magnetbürste. Ferner werden die magnetischen Teilchen und der nichtmagnetische Entwickler durch die Umdrehung des Entwicklungszylinders 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 Toner durch Vermischen mit den magnetischen Teilchen durch den Entwicklungszylinder 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 Entwicklungszy.linders 2 aufgebracht und erreicht die Stelle, die dem zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungselement gegenüberliegt.

- 11 - DE 3879

Die magnetischen Teilchen 5, die die Magnetbürste bilden, werden nicht auf den Entwicklungszylinder 2 herausfließen 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 Entwicklungszylinders 2 faktisch konstant gehalten werden. Infolgedessen kann der Entwickler, obwohl der Entwickler auf dem Entwicklungszylinder durch Entwicklung verbraucht werden kann, automatisch in den Bereich der Magnetbürste 8 geliefert werden. Es wird folglich ermög-· licht, dadurch eine Beschichtung zu bewirken, daß dem Entwicklungszylinder 2 ständig eine vorher festgelegte Menge des Entwicklers zugeführt wird.

Iⁿ der vorstehenden E.rläuterung 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 Entwicklungszylinder und dem Regulierelement kleiner zu machen als den Zwischenraum bei der Verwendung einer magnetischen Klinge, um ein Herausfließen 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 Entwicklers, der ein

- 12 - DE 3879

nichtmagnetischer Entwickler ist, manchmal das Problem mit sich bringen, daß der Entwickler leicht durch den Bereich d an der Seite austritt, wo der Entwicklungszylinder 2 in den Behälter 3 eintritt. Um zu verhindern,

g daß der Entwickler durch den Bereich d austritt, kann zwischen dem Entwicklurigszylinder und dem Behälter an der Seite, wo der vorstehend erwähnte Entwicklungszylinder in den Behälter eintritt, eine Magnetbürste gebildet werden.

Um die Bedingungen dafür, daß nur der nichtmagnetische

Entwickler aufgebracht wird, während die magnetischen Teilchen zurückgehalten werden, näher zu erläutern, ist zu erwähnen, daß die auf die magnetischen Teilchen ^g einwirkende Rückhalte- bzw. Bindungskraft durch die. folgende Gleichung wiedergegeben wird:

_F==-i_V (MH) -r-^

8 it ^{ö K} 20

worin M d'ie Magnetisierung der magnetischen Teilchen und u die Permeabilität ist.

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 Entwicklungszylinders 2 stromaufwärts befindet, wodurch ermöglicht wird, daß der schräge Anteil der Magnetfeldverteilung mit dem Regulierelement übereinstimmt.

-:- '·'·'- ^:-^: Λ" 34U951

- 13 - DE 3879

Die Erfinder haben die auffällige Wirkung der Größe der Magnetisierung der magnetischen Teilchen auf die Rückhaltebedingungen beachtet und Untersuchungen über die Beziehung zwischen der maximalen Magnetisierung der magnetischen Teilchen (dem Wert der Sättigungsmagnetisierung bei einem Magnetfeld von 3980 A/cm oder einem höheren Magnetfeld) und den Rückhaltebedingungen durchgeführt, jedoch konnte keine klare Wechselbeziehung erhalten werden.
10

Andererseits beträgt der durch Messung an dem Entwicklungszylinder 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 Regulierelementteil 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 Entwicklungszylinders bewirkt wird, wie es vorstehend beschrieben wurde, behindert und dazu führt, daß auf der durch die Beschichtung gebildeten Schicht des nichtmagnetischen Toners 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.

λ. ::- -VV ^:..^:'V34H951

- 14 - DE 3879

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 30 elektromagnetischen-Einheiten/g oder eine höhere Magnetisierung haben, wodurch die Wirkung erhalten wird, daß sie durch den Klingenteil auch in einem schwachen Magnetfeld zurückgehalten werden können, und wobei ferner die Wirkung einer guten Kreislaufbewegung der Teilchen erzielt wird.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, sind die magnetischen Teilchen als Elementarbestandteil im

15. Rahmen der Erfindung besonders wichtig. 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 dessen Menge.regulieren. 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 zu regulieren. 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 fließen. Um diese Funktionen zu erfüllen, müssen die magnetischen

.:- ^:-^: ''-' '■■' "34U951

- 15 - DE 3879

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 eine gleichmäßige Beschichtung ermöglicht. Eine relativ grobe Bürste neigt beispielsweise zur Bildung von Streifen, was auf eine ungenügende Regulierung auf dem Entwickler-Halteelement zurückzuführen ist. Andererseits neigt eine dichte Bürste dazu, die Dicke der durch Beschichtung auf dem Halteelement gebildeten Schicht außerordentlich gering zu machen. Folglich wird keine dieser Bürsten bevorzugt. Ferner wird, um ein anderes Beispiel zu erwähnen, die. durch Beschichtung gebildete Schicht dicker, wenn die Kreis lauf bewegung zu gut bzw. zu heftig ist,' wodurch auf dem Bild Schleier gebildet werden können. Andererseits können bei einer zu schwachen bzw. zu geringen Kreislaufbewegung manchmal verschiedene Nachteile, beispielsweise die leichte Erzeugung von Geisterbildern,

20 hervorgerufen werden. ·

Die Erfinder haben verschiedene Untersuchungen durchgeführt, um zu ermitteln, wie es erreicht werden kann, daß die im Rahmen der Erfindung einzusetzenden magnetisehen 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 e.ine vollständige Verhinderung des Ausfließens 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 Ausfließen aus dem Behälter be-

- 16 - DE 3879

steht die notwendige Bedingung für die magnetischen Teilchen darin, eine Beziehung zwischen der mittleren Korngröße (Zahlenmittel) r, 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:

nr = . d

(worin 1,00 ^n"= 5,00, und d ein Wert ist, der nicht kleiner ist als die mittlere Korngröße des nichtmagnetischen Entwicklers. Der Bereich der Korngröße bzw. die Korngrößenverteilung der magnetischen Teilchen sollte vorzugsweise derart sein, daß 70 % oder mehr der Anzahlder gesamten Teilchen innerhalb von ^20 % der mittleren Korngröße r enthalten sind.)

Die erwähnte Korngröße der magnetischen Teilchen bezieht sich auf die größte Länge der Teilchen, d. h. auf den maximalen Abstand zwischen parallelen tangentialen Linien, die die Teilchen außen berühren. Dieser wird bei einem fotografischen Bild der Teilchen, das mit einem Durchstrahlungsmikroskop oder einem Rasterelektronenmikroskop erhalten worden ist, mit einer Bildanalysiervorrichtung (beispielsweise der Boshrom-Bildanalysiervorrichtung Omnicon FAS-II, hergestellt von Shimazu Seisakusho) gemessen.

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

-^:- ■ """ """ 34H951

. - 17 - DE 3879

jedoch können manchmal in einer Umgebung mit niedrigerer Temperatur und niedrigerer Feuchtigkeit Schleier hervorgerufen werden.

Andererseits wird, wenn η 5,00 überschreitet, die Packungsdichte der magnetischen Teilchen an der Stelle, wo der Entwicklungszylinder und die Klinge aneinander angenähert sind, größer, was dazu führt, daß die Dicke der durch Beschichtung gebildeten Schicht des nichtmagnetischen Toners 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 ausfließen.

Infolgedessen kann dadurch, daß die Beziehung zwischen· der in Form der maximalen Länge der magnetischen Teilchen gemessenen mittleren Korngröße (Zahlenmittel) und dem Zwischenraum zwischen der Klinge und der Entwicklungszylinderoberfläche derart gewählt wird, daß die Gleichung nr = d (1,00 = η = 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 der Bereich der Korngröße bzw.. die Korngrößenverteilung derart ist, daß 70 % oder mehr der Anzahl der gesamten Teilchen innerhalb von +^20 % der mittleren Korngröße r* enthalten sind. 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

- 18 - DE 3879

in der durch Beschichtung 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 natürlich auch die Oberflächengestalt der magnetischen Teilchen eine sehr große Wirkung auf solche Funktionen hat.

Die Oberfläche der im Rahmen der Erfindung eingesetztenmagnetischen Teilchen zeigt eine Struktur aus einer Anzahl von gesinterten Ferritkristallen, und die Größen der Ferritkristalle sind in dem Sinne spezifisch, daß mindestens 80 % davon Korngrößen von 0,5 bis 50 pm haben und vorzugsweise mindestens 90 % davon Korngrößen von 1 bis 20 /am haben. Die vorstehend erwähnte Größe der Ferritkristalle wird bestimmt, indem mit einem Rasterelektronenmikroskop regellos mindestens 20 Oberflächenfotografien magnetischer Teilchen hergestellt werden und die maximale Länge in der gleichen Richtung innerhalb des Gesichtsfeldes gemessen wird. Während des Fotografierens ist es jedoch notwendig, den mittleren Teil des magnetischen Teilchens als Mitte der Fotografie 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 Fest-

--- ■--■ "-" 34H951

- 19 - DE 3879

' * halten und das Ablösen des nichtmagnetischen Entwick-

lers gleichmäßig zu machen, und ferner veranlassen, ] daß die Wechselwirkungen zwischen den magnetischen Teil- ^: chen gleichmäßig gemacht werden, wodurch für die Bürste eine mittlere Regulierkraft erzeugt wird, um eine gleichmäßige Beschichtung des Halteelements mit dem nichtmagnetischen Entwickler zu ermöglichen.

ι Als magnetische Teilchen, die im Rahmen der Erfindung einzusetzen sind, können bekannte Ferrite, die Ni, Zn, Mn, Cu, Co, Fe, Ba, Mg, Seltenerdmetalle usw. enthalten, eingesetzt werden. Die Teilchen können entweder sphärisch ^; oder flach geformt und mit einem Harz oder einem geeigne- ^! ten Behandlungsmittel beschichtet sein. Für das Verfahren j 15 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. Natürlich können Mittel zur Verhinderung des Agglomerierens, Bindemittel usw. 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

- 20 - DE 3879

auf die Beschichtung und die Entwicklung haben, haben die Erfinder auch festgestellt, daß gute Beschichtungsbedingungen erzielt werden können, indem magnetische Teilchen verwendet werden, die mit einer Substanz beschichtet sind, die eine kritische Oberflächenspannung /y· i? 300 μΝ/cm hat, um dadurch die vorstehend erwähnten physikalischen Eigenschaften des Entwicklers zu regulieren.

Ein y_c-Wert, der über 300 pN/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 durch Beschichtunggebildete Schicht des Entwicklers in diesem Fall unter den Bedingungen einer niedrigen Temperatur und einer niedrigen Feuchtigkeit dünner wird.

Unter der vorstehend. erwähnten kritischen Oberflächen-

' spannung f ist ein Wert zu verstehen, der erhalten * c .

wird, indem man den Kontaktwinkel Q der betreffenden Substanz mit verschiedenen Flüssigkeiten, deren Oberflächenspannungen bekannt sind, mißt, die Oberflächenspannungen der verschiedenen Flüssigkeiten gegen cos & aufträgt und bis zu dem Punkt cos 9 = 1 extrapoliert.

Die Menge der im Rahmen der Erfindung in Form einer Schicht · auf die magnetischen Teilchen aufgebrachten Substanz kann in geeigneter Weise in- Abhängigkeit von der kritischen Oberflächenspannung der vorstehend erwähnten, in Form einer Schicht aufgebrachten Substanz festgelegt werden, beträgt jedoch im allgemeinen etwa 0,05 bis 20 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der magnetischen

35 Teilchen.

34U951

- 21 - DE 3879

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

Als Verfahren zum Aufbringen einer Schicht auf die Oberfläche der magnetischen Teilchen kann beispielsweise ein Verfahren angewandt werden, bei dem ein Beschich-· tungsharz oder ein Beschichtungsharz und ein Mittel zum Regulieren 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 Beschichtungsharz mit einer kritischen Oberflächenspannung "f "£ 300 juN/cm können fluorierte Vinylharze wie z. B. Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Polytrifluorethylen, Polytetrafluorethylen und Polyhexafluorpropylen, Siliconharze, fluorierte Epoxyharze, fluoriertes Polyurethan, organische Säuren mit einer Fluorkohlenwasserstoff gruppe, grenzflächenaktive Stoffe der Fluorkohlenwasserstoff reihe, Acrylharze, Styrolharze oder Mischungen davon erwähnt werden.

de 3879 34H951 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 Beschichtung und die Entwicklung haben, haben die Erfinder auch festgestellt, daß gute Beschichtungsbedingungen erzielt werden können, indem magnetische Teilchen verwendet werden, die mit einem Harz beschichtet sind, dessen triboelektrische Aufladbarkeit die gleiche Polarität hat wie die triboelektrische Aufladbarkeit des nichtmagnetischen Entwicklers, um dadurch die vorstehend erwähnten physikalischen Eigenschaften des Entwicklers zu regulieren.

.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können natürlich 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 ein nichtmagnetischer Entwickler verwendet wird, 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-PoI des Magneten 7 und der magnetischen Klinge 6 erzeugt wird, die Magnetbürste 8. Durch die Umdrehung des Ent-Wicklungszylinders 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 Toner durch Vermischen mit den beschichteten magnetischen Teilchen durch den Entwicklungszylinder 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 Entwicklungszylinders 2 aufgebracht und erreicht die Stelle, die dem zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungselement gegenüberliegt.

Die beschichteten magnetischen Teilchen 5, die die Magnetbürste bilden, werden nicht auf den Entwicklungszylinder 2 herausfließen 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 die gleiche Polarität haben, und durch die Umdrehung des Entwicklungszylinders faktisch konstant gehalten werden. Infolgedessen kann der Entwickler, obwohl der Entwickler auf dem Entwicklungszylinder durch die Entwicklung verbraucht werden kann, automatisch in den Bereich der Magnetbürste 8 geliefert werden. Es wird folglich ermöglicht, dadurch eine Be-

- 24 - FR 3879

schichtung zu bewirken, daß dem Entwicklungszylinder 2 ständig eine vorher festgelegte Menge des Entwicklers zugeführt wird.

Als Verfahren zur Behandlung der Oberfläcne der magnetischen Teilchen durch Beschichtung mit einem Harz, das die gleiche Polarität wie der Toner hat, kann beispielsweise das Verfahren angewandt werden, bei .dem ein Beschichtungsharz oder ein Beachichtungsharz und ein Mittel zum Regulieren 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 Beschichtungsharz für einen positiv aufladbaren Toner verwendet wird, können als Beispiele für das Beschichtungsharz positiv aufladbare Harze wie z. B. Polymere, die als Bestandteil beispielsweise Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat oder Methylmethacrylat usw. 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 posititve Aufladbarkeit zeigen, eingesetzt werden.

Als Beschichtungsharz, das für einen negativ aufladbaren Toner verwendet wird, können negativ aufladbare Harze wie z. B. Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropy-

- 25 - DE 3879 34H951

len, Cfr-Chlorstyrol, Polyester und andere erwähnt werden. Als Mittel zum Einstellen einer negativen Ladung können · das Chromehelat von t-Butylsalicylsäure und verschiedene Farbstoffe und Pigmente, die eine negative Aufladbar-

5 keit 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 Beschichtung und die Entwicklung haben, haben die Erfinder auch festgestellt, daß gute Besehichtungsbedingungen erzielt werden können, indem magnetische Teilchen verwendet werden, die feine Siliciumdioxid-· teilchen tragen, die eine triboelektrische Aufladbarkeit auf die gleiche Polarität wie der nichtmagnetische Entwickler haben, um dadurch die vorstehend erwähnten physikalischen Eigenschaften des Entwicklers zu regulie-

20 ren.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren können natürlich die Vorteile, die die aus der JA-A 43037/1979 bekannte, sogenannte Einkomponenten-Sprungentwicklung hinsichtlieh der Entwicklung hat, ausgenutzt werden, und außerdem kann der Entwickler, obwohl ein nichtmagnetischer Entwickler verwendet wird, sauber auf ein Entwickler-Halteelement aufgebracht werden.

Die Polarität des nichtmagnetischen. Entwicklers und der feinen Silxciumdioxidpulver wurde durch Messung nach dem Abblaseverfahren mit Eisenpulver aly 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 Siliciumhalogenide 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-

IB Wasserstoff-Flamme angewandt wird, wobei das grundlegende· Reaktionsschema folgendermaßen wiedergegeben werden kann:

SiCl₄ + 2H₂ + O₂ >SiO₂ + 4HCl

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 pm und vorzugsweise in dem Bereich von 0,002 bis 0,2 pm liegt.

1 Zu handelsüblichen feinen Siliciumdioxidpulvern, die durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenide gebildet werden und im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden, können, gehören die feinen Siliciumdioxidpulver,

5 die unter den nachstehend angegebenen Warenzeichen verkauft werden.
AEROSIL , 130

(Nippon Aerosil Co.) 200

300 10

380

TT 600 MOX 80

15 · MOX170

COK 84

Cab-O-Sil M-5

²⁰ (Cabot Coi) · MS-7

MS-75 HS-5

EH-5 25 ■ .

Wacker KDK · · N 20

(WACKER-CHEMIE -GMBH) V 15

N 2OE

30 " ■ T 30

T 40

D-C Pine Silica
(Dow Corning Co.)

Fransol

(Fransil Co.)

- 28 - DE 3879 3 4 1/+9 5

Als nasses Verfahren für die Herstellung von Siliciumdioxid können verschiedene bekannte Verfahren angewandt werden. Die Zersetzung von Natriumsilicat mit einer Säure .kann beispielsweise durch das folgende allgemeine

B. Reaktionsschema wiedergegeben werden (Das Reaktionsschema wird bei den nachstehend erwähnten Verfahren weggelassen. ) :

Na₂O-XSiO₂ + HCl + H^O -^SiO₂, nH₂0 + NaCl

Andererseits können das Verfahren, bei dem Natriumsilicat mit Ammoniumsalzen oder Alk.alisalzen 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 e.s kann natürliche Kieselsäure oder natürliches Silicat angewandt werden.

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

Beispiele für handelsübliche Produkte sind die folgenden:.

Warenzeichen Hersteller

Nipsil Nippon Silica

gQ Tokusil, Finesil Tokuyama Soda

Vitasil Tagi Seihi

SiIton, Silnex / Mizusawa Kagaku

Starsil Kamijima Kagaku

35 Himezil Ehime Yakuhin

Siroid . Fuji Davidson Kagaku

Warenzeichen Hersteller

15

Hi-sil Durosil Ultrasil Manosil Hoesch Sil-Stone Nalco Quso

Santocell·

Iittsil Calcium Silikat Calsil Fortafil Microcal Vulkasil Tufknit Silmos

Starlex

Fricosil

30

20

Pittsburgh Plate Glass Co. Füllstoff-Gesellschaft Marquart

Il

Hardman and Holden Chemische Fabrik Hoesch K G Stoner Rubber Co. Nalco Chem Co. Philadelphia Quartz Co. Monsanto Chemical Co. Illinois Minerals Co. Chemische Fabrik Hoesch K G

Füllstoff-Gesellschaft Marquart Imperial Chemical Industries, Ltd, Joseph Crosfield & Sons, Ltd. Farbenfabriken Bayer A G Durham Chemicals, Ltd. Shiraishi Kogyo Kamijima Kagaku Tagi Seihi

35

- 30 - DE 3879 3 4 1 Λ 9 5

* 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 bzw. Haftmittel wirkenden Silan behandelt werden.
10

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

^{15 R}m^SiYn

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-, Alk-inyl-, 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 η 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 SiIiciumverbindung erwähnt werden. Beispiele für solche organischen Siliciumverbindungen sind Hexamethyldisila-

zan, Trimethylsilan, Trirnethylchlorsilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, a-Chlo.rethyltrichlorsilan, (J-Chlorethyltrichiorsilan, 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 400⁰C oder einer höheren Temperatur unterzogen werden, um den Gehalt des adsorbierten ' Wassers und die Anzahl der Hydroxylgruppen zu regulieren.

Die vorstehend beschriebenen feinen Siliciumdioxidteilchen können in Abhängigkeit von der. Ladungspolarität des nichtmagnetischen Entwicklers derart gewählt werden, daß sie die gleiche 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 in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den Korngrößen der magnetischen Teilchen, den Korngrößen der feinen Siliciumdioxidteilchen usw. festgelegt werden; es wirdjedoch im allgemeinen bevorzugt, pro 100 Gew.-Teile . der magnetischen Teilchen 0,1 bis 5 Gew.-Teile 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, eine auf· eine Verunreinigung des Entwickler-Trägerelements mit Siliciumdioxid zurückzuführende Verschlechterung der Bilder usw. 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 Bindemittelharz für den im Rahmen der Erfindung verwendeten nichtmagnetischen Entwickler können 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/Ethylmethacrylat-Copolymer, Styrol/Butylmethacrylat-Copolymer, Styrol/ Acryl/Aminoacryl-Copolymer, Styrol/Aminoacryl-Copolymer, · Styrol/ot-Chlormethylmethacrylat-Copolymer, Styrol/Acrylnitril-Copolymer, Styrol/Vinylmethylether-Copolymer, Styrol/Vinylethylether-Copolymer, Styrol/VinylethyIketon-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 Kohlenwasserstoff harze, aromatisches Petroleumharz, chloriertes Paraffin· oder Paraffinwachs usw. 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 Regulieren der Ladung Aminoverbindungen, quaternäre Ammoniumverbindungen und organische Farbstoffe, insbesondere basische Farbstoffe und Salze davon, Benzyldimethylhexadecylammonium-Chlorid, Decyltrimethylammoniumchlorid, Nigrosinbase, Nigrosinhydrochlorid, Safranin <y- und Kristall violett, metallhaltige Farbstoffe, Salicylsäure-Metall-Komplexe usw. 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 F.ig. 1 bezeichnet. In der in dem Beispiel angewandten Vorrichtung dreht sich ein. zylinderförmiges lichtempfindliches Aufzeichnungselement 1 in Richtung des Pfeils a mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 mm/s. Ein aus nichtrostendem Stahl (SUS 304) hergestellter Entwicklungszylinder 2 mit einem Außendurchmesser von 32 mm und einer Dicke von 0,8 mm dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 66 mm/s. Die Oberfläche

des Entwicklungszylinders 2 ist durch Sandstrahlen eines unbestimmten Typs unter Verwendung von Schleifmittelteilchen (Arrundum f 600) so behandelt worden, daß der Rauhigkeitsgrad in der Umfangsrichtung auf einen Wert von 0,8 pm (Rz = ) gebracht worden ist.

Andererseits ist innerhalb des umlaufenden Entwicklungszylinders 2 ein Magnet 7c des Sinterferrittyps angeordnet, wobei der N-PoI des ersten Magnetpols in bezug auf die magnetische Klinge 6 so eingestellt worden ist, daß er gegenüber der die Mitte des Entwicklungszylinders 2 und das Klingenende verbindenden Linie in einem Winkel von 30 (Q in der Zeichnung) geneigt ist. Der S-PoI des zweiten Magnetpols ist so angeordnet, daß er dem Eisenstreifen 10, einem magneti-· sehen Bauelement, das an dem Behälter an der Seite für den Entwicklungszylindereinlaß vorgesehen ist, gegenüberliegt.

Die magnetische Klinge 6 ist aus Eisen hergestellt und an ihrer Oberfläche zum Rostschutz mit einer Nickelplattierung versehen worden. Die Klinge 6 ist so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 einen Abstand von 200 pm hat.

Als nichtmagnetischer Entwickler 4 wurden 200 g eines cyanfarbenen, auf negative Polarität aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 12 jam hergestellt. Dieses Pulver enthielt pro 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 % Siliciumdioxid, 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 Entwicklungszylinder 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 (MS-T-I," hergestellt von Toshiba Kogyo Co.) gemessen, wobei die magnetischen Teilchen durch leichtes Klopfen innerhalb der Meßzelle zur dichtesten Packung gebracht wurden, und ö"_r, CT₃₉₈ und σ^ in der Tabelle sind Werte, die

durch die in Fig. 3. gezeigte Hysteresekurve definiert sind.

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, stehen Cf _3g8 und die Zurückhaltung in einer innigen Beziehung zueinander, und die magnetischen Teilchen können bei einem ö'ogg-Wert von 30 elektromagnetischen Einheiten/g oder höher in ausreichendem Maße zurückgehalten werden.

Andererseits wird die Zurückhaltung der magnetischen Teilchen aus einem Grunde, der nicht klar ist, vermindert, wenn Ct groß ist. Ferner werden die Kreislaufr

eigenschaften aufgrund einer Magnetisierung der magnetischen Teilchen selbst in dem Bereich ohne Magnetfeld verschlechtert, wenn tf groß ist, wodurch Streifen oder Unregelmäßigkeiten hervorgerufen werden. Solche

15 20 25 30

- 37 - DE 3879 3414951

Schwierigkeiten werden nicht verursacht, wenn CT gleich 1 elektromagnetischen Einheiten/g oder kleiner ist, 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 bei einem äußeren Magnetfeld von 398 A/cm eine Magnetisierung von 30 elektromagnetisehen Einheiten/g oder höher (vorzugsweise von 35 elektromagnetischen Einheiten/g oder höher) haben.

35

Cu
O

cn

to
ο

cn

Tabelle 1

	Name	Material	^r ;lek~ · Ire— magn. Einh/g)	blek- tro- magn. Einh/g;	^s relek- tro- magn. Einh/g)	318,4 A/cm	Kreis lauf	636,8 A/cm	Creis- lauf	955,2 A/cm	Kreis lauf
Bei spiel	A	Ferrit	0,15	40,5'	70,5	Zurücl hal tung	O	Zurücl· hal tung	O	Zurücl hal tung	Δ.
Ver gleichs bei- spiel	B	Ferrit	0,15	35,0	58,0		O	O	O	O	Δ.
C	Eisen	0,6	30,. 0	170.0		O	O	O	O	.Δ
D	Ferrit	0,2	55,0	71.0		O	O		O	Λ.
E	Ferrit	1,3	23.2	49.2	O	O	O	O	O	-Δ
F	Eisen	0,8	28,0	160.0	X	O	X	O		X
G	Eisen	5,0	50,0	154,0	X		/\	X	O	X
H	Ferrit	0.2	23.0	58,0	X	O		O	O	O
X	X	Δ

Erläuterung der Symbole: O gut, A für die praktische Anwendung ausreichend, χ unbefriedigend--* ■

-^:· ■-' "-* ^: " ^: 34U951

- 39 - DE 3879

Beispiel 2

Es wurde die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1 angewandt,, wobei der Außendurchmesser des Entwicklungszylinders jedoch 20 mm betrug. Die magnetische Flußdichte des zweiten Magnetpols an der Entwicklungszylinderoberfläche 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 Umdrehungsrichtung des Entwicklungszylinders 0,5 mm betrug und daß der Abstand zwischen dem Entwicklungszylinder 2 und

15 dem Eisenstreifen auf 1,0 mm eingestellt war.

Die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß ihr Abstand von der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 100 pm betrug.

Als die vorstehend erwähnten magnetischen Teilchen 5 wurden 70 g eines sphärischen Eisenpulvers mit Korngrößen von 80 bis 100 pn verwendet [wobei die mittlere Korngröße (Zahlenmittel) 90 pn betrug und 100 % der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 80 bis 100 pm bestanden]. Andererseits wurde als nichtmagnetischer Entwickler 4 eine Mischung verwendet, die hergestellt worden war, indem zu einem' Toner mit einer mittleren Korngröße von
12 jum, 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 Ent-

--- -■ ---■ ^: --" ^: 34H951

- 40 - DE 3879

wickler 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 Entwicklungszylinder unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

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

Auf der Oberfläche des zylinderförmigen lichtempfindlichen Aufzeichnungselements 1, das dem Entwicklungszylin-

20 der 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 Entwicklungszylinders auf 300 pm eingestellt wurde. Als an den vorstehend erwähnten Entwicklungszylinder 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 ver-

- 41 - DE 3879

braucht 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 Entwicklungszylinders 2 zu beobachten, wobei festgestellt wurde, daß natürlich keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ausgetreten bzw. ausgeflossen 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 magnetisehe Teilchen 5 100 .g eines sphärischen Ferritpulvers mit Korngrößen von 120 bis 140 pm Cwobei die mittlere Korngröße (Zahlenmittel) 130 pn betrug und 100 % der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 120 bis 140 pn

bestandenj eingesetzt, und die Klinge 6 wurde- so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 einen. Abstand von 200 pm hatte. Es könnten

ähnlich gute Ergebnisse erhalten werden.

Beispiel -4

30 · ,

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurden als magnetische Teilchen 5 100 g eines Eisenpulvers mit flachen Teilchen mit Korngrößen von 30 bis 60 pn ^mittlere Korngröße (Zahlenmittel): 50 pnj, bei dem 70 % der Anzahl der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 40 bis 60 jam bestanden, eingesetzt, und die Klinge 6 wurde so einge-

- 42 - DE 3879

stellt, daß sie von der Oberfläche des EntwicklungszylInders einen Abstand von 70 pm hatte. Es konnten ähnlich gute Ergebnisse erhalten werden.

5 Beispiel 5

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

15 gute Ergebnisse erhalten werden.

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurden als magnetisehe Teilchen 5 100 . g eines sphärischen Ferritpulvers mit Korngrößen von 200 bis 250 pm ([mittlere Korngröße (Zahlenmittel): 230 μπί], bei dem 60 % der Anzahl der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 180 bis 270 /am bestanden, eingesetzt. Als Ergebnis wurde in einer Umgebung mit 15⁰C 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 pm [mittlere Korngröße (Zahlenmittel): 30 pmj, bei dem 50 % der Anzahl der Teilchen aus Teilchen mit Größen von 25 bis 36 Jim bestanden, eingesetzt. Das Ergebnis war, daß in einer Umgebung mit 15°C und einer relativen Feuchtigkeit von 10 % magne-

-^:- -" "■-" ^: *-" ^:34U951

- 43 - . DE 3879 tische Teilchen herausflossen 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 Entwicklungszylinders 2 einen Abstand von 200 pn hatte.

Als . magnetische Teilchen 5 wurden 100 g sphärische Ferritteilchen mit Korngrößen von 70 bis 100 μη\ und 60 elektromagnetischen Einheiten/g als Höchstwert eingesetzt. Als die Ferritteilchen mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet wurden, wurde festgestellt, daß ihre Oberfläche aus mindestens 90 % relativ gleich-· mäßigen Kristallen von 1 bis 20 jum bestand.

Andererseits wurden als nichtmagnetischer Entwickler 4 200 g eines cyanfarbenen, auf negative Polarität aufτ ladbaren Pulvers mit e.iner mittleren .Korngröße von 12 pm hergestellt. Dieses Pulver enthielt pro 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 % Siliciumdioxid, 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 Behälter^ 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 Entwicklungszylinder unter dem Magnetfeld

- 44 - DE 3879

* im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau konnte auf der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 unter Umdrehung des Entwicklungszylinders eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 80 pm 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 uC/g erhalten worden war.

Auf der Oberfläche des zylinderförmigen lichtempfindlichen Aufzeichnungselements 1, das dem Entwicklungszylinder 2 gegenüberstand, wurde als elektrostatisches La-· dungsbild ein Ladungsmuster mit +600 V im dunklen Bereich und +150 V im hellen Bereich erzeugt, wobei der Abstand von der Oberfläche des Entwicklungszylinders auf 300 yum eingestellt wurde. Als an den vorstehend erwähnten Ent-Wicklungszylinder 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 Entwick-

25 lungsunregelmäßigkeiten, 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 Entwicklungszylinders 2 zu beobachten, wobei festgestellt wurde, daß natürlich keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ausgetreten bzw. ausgeflossen war.

DE 3879 Bei spie L 7 ■ ·

Der Abstand zwischen der Klinge 6 und dem Entwicklungszylinder 2 wurde auf 100 pm eingestellt, und als magnetische Teilchen wurden Ferritteilchen mit Korngrößen von 50 bis 70 JLim und einem Höchstwert von 61 elektro-.

magnetischen Einheiten/g, deren Oberflächen zu 80 bis 90 % aus Kristallen von 0,5 bis 10 yum bestanden, eingesetzt. Ferner wurde als nichtmagnetischer Entwickler 4 eine Mischung eingesetzt, die durch Zugabe von 0,5 %

kolloidalem Si Iieiumdioxid·zu einem Toner, der 100 Teile IO

eines Styro I/Ac ry.l-Ha rzes, 10 Teile eines Azopigments und 5 Teile eines AminoacryI harzes enthielt, hergestellt worden war: Als zyIinderförmiges lichtempfindliches Aufzeichnungselement 1 wurde ein lichtempfindliches OPC-Auf-zei c hnungse lement 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 qutes rotes entwickeltes Bild erhalten werden, als das auf dem zylinderförmigen lichtempfindlichen Aufzeichnungselement 1 befindliche elektrostatische Ladungsbild unter Anwendung der dünnen Schicht aus dem nichtmagnetischen Entwickler entwickelt wurde.

Die vorstehend erwähnte Entwicklungsfunktion war in unveränderliche r . Wei se stabil, bis der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Entwickler 4 fast verbraucht worden war, ohne daß Entwickler zu dem unteren Teil des Entwicklungszylinders 2 ausgetreten war.

° Beispiel 8

Als Beispiel 7 wiederholt wurde, wobei jedoch der Abstand zwischen der Klinge 6 und dem Entwicklungszylinder __ 2 auf 250 jLim eingestellt wurde und als magnetische

- 46 - DE 3879

Teilchen 5 sphärische FerritteiLehen eingesetzt wurden,

deren Oberflächen zu 80 bis 90 % aus Kristallen von

1 bis 50 /Jm bestanden, wurden gute Ergebnisse erhalten.

Vergteichsbeispie I 3

Als Beispiel 8 wiederholt wurde, wobei jedoch als magnetische Teilchen 5 sphärisehe'Ferrittei I chen eingesetzt wurden, deren Oberflächen zu 30 % aus Kristallen mit Korngrößen von 50 bis 80 jjm bestanden, war die Gleich-· mäßigkeit der durch Beschichten gebildeten Schicht auf der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 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 magnetisehe Teilchen am unteren Teil des Entwicklungszylinders 2 ausgetreten waren.

20 Beispiel 9

Es wurde die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1 angewandt. Die magnetische Flußdichte des zweiten Magnetpols an der Entwicklungszylinderoberfläche 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 Eisen-Streifens in der Umdrehungsrichtung des EntwicklungszyIinders. 0,5 mm betrug und daß der Abstand zwischen dem EntwickLungszyIinder 2 und dem Eisenstreifen auf 1,0 mm eingestellt war. Die Klinge 6 wurde so eingestellt, daP sie von der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 einen

DE 3879

Abstand von200 pm hatte.

ALs die vorstehend erwähnten magnetischen Teilchen 5 wurden 100 GewichtsteiLe sphärische FerritteiLehen mit Korngrößen von 70 bis 100 |um und einem Höchstwert von 60 elektromagnetischen Einheiten/g in 15 GewichtsteiLen einer Emulsion von PolytetrafLuorethylen (kritische OberfLächenspannung: 185/iN/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 aufladba-ren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 10 pm hergestellt. Dieses Pulver enthielt pro 100 Teile eines Styrol/ Acryl-Harzes 8 Teile eines Pigments von Kupferphtha Locyanintyp 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.magnetisehen Teilchen durch Beförderung mit dem Entwicklungs2yLinder unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau konnte auf der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 unter Umdrehung des Entwicklungs-

- 48 - DE 3879

Zylinders eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 70 jjm 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 + 8uC/g erhalten worden war.

Auf der Oberfläche des zyIinderförmigen Iichtempfindliehen Aufzeichnungselements 1, das dem Entwicklungszylinder 2 gegenüberstand, wurde als elektrostatisches Ladungsbild ein Ladungsmuster mit - 550 V im dunklen Bereich und - 100 V im hellen Bereich erzeugt, wobei der Abstand von der Oberfläche des Entwicklungszylinders auf 300 /Jm eingestellt wurde. Als an den vorstehend erwähn- ■ ten Entwicklungszylinder von der Stromquelle E eine Spannung mit einer Frequenz von 800 Hz, einem S'pitzen-Spitzenwert von 1,4 kV und einem· Mittenwert von -200 V angelegt wurde, konnte ein deutliches entwickeltes Bild roit 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 QQ der Entwickler verbraucht worden war, wurde die Entwicklungsvorrichtung aus dem Hauptkörper herausgenommen, um den unteren Teil des Entwicklungszylinders 2 zu beobachten, wobei festgestellt wurde, daß natürlich keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ge ausgetreten bzw. ausgeflossen war.

- 49 - DE 3879

Im Rahmen der Erfindung ist die Anzahl der innerhalb des EntwicklungszyIinders vorgesehenen Magnetpole nicht auf zwei Hagnetpole 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

■j^Q erforderlich, und der Pol nimmt die Form eines S-PoIs an, wie er durch die gestrichelte Linie in Figur 2 ge-' zeigt wird. Wenn für den zweiten Magnetpol ein magnetisches Bauelement verwendet wird und der Behälter ein magnetisches Material ist, können ferner die Klinge 6

2g und der'Ei senst rei fen 10, die in Figur 2 gezeigt we.rden,. aus der Wand des Behälters bestehen, und der Eisenstreifen kann durch einen Teil des Behälters ersetzt werden, der als in der Achsen richtung des Entwicklungszylinders konvex gestalteter Abschnitt ausgebildet ist.

In den vorstehenden Beispielen wurde als zweiter Magnetpol ein S-PoI' verwendet, jedoch kann natürlich ein N-PoI verwendet werden. Als Beispiel eines Regulierelements wurde eine aus einem magnetischen Material hergestellte

2g 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 je-

₃q doch 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

.:. ::^{: :}..^;"T — T34U951

⁵⁰ DE 3879

befindlichen Seite des Behälters herausfließen. Dieses Problem kann jedoch dadurch gelöst werden, daß der Zwischenraum zwischen dem Entwicklungszylinder und dem

aus einem nichtmagnetischen Material bestehenden Regu-5 ·

lierelement etwa auf di.e 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.

Bei spiel 10 15

Als magnetische Teilchen 5 wurde das in Beispiel 9 verwendete magnetische Material in 20 GewichtsteiI en einer Emulsion von PolyvinyIidenfluorethylen (kritische

Oberflächenspannung: 250 μΝ/cm) dispergiert und mit

einer Sprüht rocknungs*vo r r i chtung sprühgetrocknet, wobei

beschichtete ,magnetise he 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 EntwicklungszyLinder 2 eine dünne Schicht mit einer Dicke von 90 pm gebildet werden, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand und auf + 7,5 j-iC/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 Entwicklungszylinderoberfläche hatte in Gegenwart

--■- -■ "--" ^: "-." 3AU951

⁵¹ DE 3879

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 Umdrehungsrichtung des Entwick lungszylinders 0,5 mm betrug und daß der Abstand zwischen dem EntwicklungszyLinder 2 und dem Eisenstreifen auf •j^q 1,0 mm eingestellt wurde. Die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 einen Abstand von 200 um hatte.

Als nichtmagnetischer Entwickler 4 wurden 200 g eines ■jK roten, auf negative Polarität aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 10,6 pm hergestellt. Dieses Pulver enthielt pro 100 Teile eines Styrol/Maleinsäure-Copolymers 10 Teile eines roten Perylenpigments und 5 Teile eines Mittels zum Einstellen einer negativen 2Q Ladung (AlkyIsaIicyI säure-MetaI l-Komplex), die in das Innere des Copolymers hineingegeben worden waren, und 0,5 % Siliciumdioxid, die von außen zu dem Copolymer gegeben worden waren.

2g Andererseits wurden als beschichtete magnetische Teilchen 100 g sphärischer Ferrit mit Korngrößen von 70 bis 100 Jim und einem Höchstwert von 60 elektromagnetischen Einheiten/g zu einer Lösung von 20 g eines Polyesterharzes und 2 g eines AlkyIsaIicyL saure-MetaIl-Komplexes, die in 200 ml

„Q Toluol gelöst worden waren, zugegeben, 60 min lang gerührt und dann getrocknet und gesiebt, um beschichtete Teilchen herzustellen.

Nachdem der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Ent- _p. wickler und die magnetischen Teilchen gut vermischt

34U951

" ⁵² " DE 3879

worden waren, wurde die erhaltene Mischung in den Behälter 3 eingefüllt. Die Mischung aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen innerhalb g 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 Entwicklungszylinder unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend be- -

schriebenen Aufbau konnte auf der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 unter Umdrehung des Entwicklungszylinders eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa ,g 110 /jm 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 Pot.ential von -9,8 /jC/g erhalten worden war.

Auf der Oberfläche des zyIinderförmigen lichtempfindlichen AufzeichnungseIements 1, das dem Entwicklungszylinder 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 Entwi ck lungszy M nde rs auf 300 yum eingestellt wurde. Als an den vorstehend erwähnten Entwicklungszylinder von der Stromquelle E eine Spannung mit einer Frequenz von 800 Hz, einem Spitzen-Spitzenwert

_n von 1,4 kV und einem Mittenwert von +300 V angelegt wurde, 30

konnte ein deutliches entwickeltes Bild mit hoher Qualität erhalten werden, ohne daß Entwicklungsunrege Imäßigkeiten, Geisterbilder und ferner Schleierbildung auftragen.

*■ 53 - de 3879

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 ^q des Entwicklungszylinders 2" zu beobachten, wobei festgestellt wurde, daß natürlich keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ausgetreten bzw. ausgef lossen waren.

Beispi el 12 15

Als nichtmagnetischer Entwickler wurden 200 g eines roten, auf positive Polarität aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 11,0 /Jm hergestellt. Dieses Pulver enthielt pro 100 Teile eines Sty ro I /Acryl-CopoLymers

15 Gewichtsteile eine^-s Kupferphthalocyaninpigments, die in das Innere, des Copolymers hineingegeben und damit vermischt worden waren, und 0,5 Gew . -/£ Si I i c i umdi ox i d, 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 DiethylaminoethyImethacrylat in 200 ml Dimethylformamid gegeben, um beschichtete magnetische Teilchen

herzustellen. 30

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 Entwick-Ler und den magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters

34U951

" ^5A " DE 3879

konnte in dem Zustand beobachtet werden, in dem der Entwickler' verdünnt war, und insbesondere konnte beobachtet werden/ daß die magnetischen Teilchen durch Beförderung c mit dem EntwicklungszyLinder unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wurden 10 h lang kontinuierlich leere

,Q Umdrehungen bzw. Umdrehungen ohne Entwicklungsvorgänge durchgeführt. Als Ergebnis konnte auf der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 140 pm gebildet werden, die nur aus dem nichtmagnetischen Entwickler bestand. Als das Ladungs-

.C potential dieser Entwicklerschicht durch das Abblaseverfahren gemessen wurde, konnte bestätigt werden, daß eine gleichmäßige Aufladung auf ein Potential von 11,6 jjC/g erhalten worden war.

_nr. Auf der Oberfläche des zy I i nderf örmigen lichtempfindliehen Aufzeichnungselements 1, das dem Entwicklungszylinder 2 gegenüberstand, wurde als elektrostatisches Ladungsbild ein Ladungsmuster mit - 600 V im dunklen Bereich und - 150 V im hellen Bereich erzeugt, wobei

_oc der Abstand von der Oberfläche des Entwicklungszylinders auf 300' /jm eingestellt wurde. Als an den vorstehend erwähnten Entwicklungszylinder 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

_Λ angelegt wurde, konnte ein deutliches, rotes entwickel-30

tes Bild mit hoher Qualität erhalten werden, ohne daß

Entwicklungsunregelmäßigkeiten, Geisterbilder und ferner Schleierbildung auftraten.

Bei spiel 13

Es wurde die gleiche Vorrichtung wie in Beispiel 1

.:. ..- -..- : ·-- : 34U951 - 55 - _DE 3879

angewandt. Die magnetische Flußdichte des zweiten Magnetpols an der Entwicklungszylinderoberfläche 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 Umdrehungsrichtung des Ent-

_ Wicklungszylinders 0,5 mm b'etrug und daß der Abstand zwischen dem Entwicklungszylinder 2 und dem Eisenstrei-¹ fen auf 1,0 mm eingestellt war. Die Klinge 6 wurde so eingestellt, daß sie von der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 einen Abstand von 200 Lim hatte.

Die vorstehend erwähnten magnetischen Teilchen 5 wurden hergestellt, indem zu 100 GewichtsteiL en sphärischen Ferritteilchen mit Korngrößen von 70 bis 100 pm und einem Höchstwert von 60 elektromagnetischen Einheiten/g

_o . (hergestellt von TDK Co.) unter Anwendung eines Henschel-.

Mischers von außen 1 Gewichtsteil feine Siliciumdioxidteilchen, die" auf negative Polarität aufladbar waren, (hergestellt von Nippon Aerosil Co., R-972) 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 pm hergestellt. Dieses Pulver enthielt pro 100 Teile eines ■ ,

Polyesterharzes 3 Teile eines Pigments vom Kupferphthalocyan'intyp und 5 Teile eines Mittels zum Einstellen einer negativen Ladung (AlkyIsaIicyI saure-Meta Il-Komplex), die in das Innere des Harzes hineingegeben worden waren.

Nachdem der vorstehend erwähnte nichtmagnetische Entwick-35

ler 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 Entwicklungszylinder unter dem Magnetfeld im Kreislauf geführt wurden.

In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau konnte auf der Oberfläche des Entwicklungszylinders 2 unter Umdrehung des Entwicklungszylinders eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 15

100 pm 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 - 6tiC/g erhalten worden war. 20 ■ ^r

Auf der Oberfläche des zy I inderförmigen lichtempfindlichen Aufzeichnungselements 1, das dem Entwicklungszylinder gegenüberstand, wurde als elektrostatisches Ladungsbild ein Ladungsmuster mit + 600 V im dunklen Bereich 25

und + 150 V im hellen Bereich erzeugt, wobei der Abstand von der Oberfläche des Entwicklungszylinders auf 300 ρ eingestellt wurde. Als an den vorstehend erwähnten Entwicklungszylinder von der Stromquelle E eine Spannung

mit einer Frequenz von 800 Hz, einem Spitzen-Spitzenwert 30

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 auftragen.
35

⁵⁷ DE 3879

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 Entwicklungszylinders 2 zu beobachten, wobei festgestellt wurde, daß natürlich keine magnetischen Teilchen und auch kein Entwickler ausgetreten bzw. ausgeflossen waren.

IQ Im Rahmen der Erfindung ist die Anzahl der innerhalb

des Entwicklungszylinders 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 magne-

2Q tisches 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-PoIs an, wie er durch die gestrichelte Linie in Figur 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 Figur 2 gezeigt werden, aus der Wand des Behälters bestehen, und der Eisenstreifen kann durch einen Teil

oQ des Behälters ersetzt werden, der als .in der Achsenrichtung des Entwicklungszylinders konvex gestalteter Abschnitt ausgebildet ist.

In den vorstehenden Beispielen wurde als zweiter Magnetgc pol ein S-PoI verwendet, jedoch kann natürlich ein N-PoI

- 58 - _DE 3879

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 jeodch 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 herausfließen. Dieses 15

Problem kann jedoch dadurch gelöst werden, daß der Zwischenraum zwischen dem EntwickLungszyIinder und dem aus einem nichtmagnetischen Material bestehenden Regulierelement etwa auf die Hälfte der Größe der magnetischen

Teilchen eingestellt wird. Das Regulierelement kann nicht 20

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 26

Gleichspannung wirksam angewandt werden.

Beispie I 1A

Feine Si I ieiumdioxidteiIchen (Aerosil 200; hergestellt von Nippon Aerosil Co.) wurden in einen HenscheL-Mi se her des i/erschlossenen Typs eingefüllt, der auf 70 C erwärmt wurde, und während y-Aminopropy11riethoxysiI an, das mit Alkohol verdünnt war, in einer solchen Menge zugetropft wurde, daß die zur Behandlung eingesetzte Menge des als Haftvermittler wirkenden Silans 10 Gew.-%,

" ⁵⁹ " DE 3879

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 Hensche L-Mi scher eingefüllt, und auf die feinen Teilchen wurde unter Rühren DimethyLdichlorsiI an in einer auf das Siliciumdioxid bezogenen Menge von 10 Gew.-% 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 Si I i c i umdi ox i dpu I ve r erhalten wurde. Ein Gewichtsteil dieses Si Liciumdioxidpu I ve rs wurde mit einem Henschel-Mischer von außen zu 100 GewichtsteiI en der in Beispiel 1 verwendeten magnetischen Teilchen zugegeben.

_on Andererseits wurden als nichtmagnetischer Entwickler 4 150 g eines positiv aufladbaren Pulvers mit einer mittleren Korngröße von 10 jjm hergestellt, indem in das Innere von 100 Gewichtsteilen eines Styrol/Acryl-Harzes 5 Teile eines Rhoda-minpigments und 2 Teile eines Mittels zum Einstellen

_c einer positiven Ladung (Nigrosintyp) hineingegeben wurden.

Als elektrostatisches Ladungsbild auf der Oberfläche des zy I inderförmigen lichtempfindlichen Aufzeichnungselements wurde ein Ladungsmuster mit - 600 V im dunklen Bereich _Q_ und - 200 V im hellen Bereich erzeugt, und das gleiche

Verfahren wie in Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurde an den Entwicklungszylinder 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 der Entwicklungszylinder gleichmäßig mit ob

■^:- --■ -· ^: 34H951

⁶⁰ DE 3879

dem nichtmagnetischen Entwickler beschichtet, der auf + 8/jC/g aufgeladen wurde, und es wurde ein gutes Bild erhalten.

- Leerseite -

Claims (13)

1. Patentansprüche

   - ι. Beschichtungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung mit:

   einem Behälter für die Lagerung eines nichtmagnetischen Entwicklers und magnetischer Teilchen,

   einem Entwickler-Haiteelement, das den nichtmagnetischen Entwickler unter Umdrehung zu einem Ladungsbild-Trägerelement befördert,

   einem Regulierelement, das sich an der Seite des der Zuführung des nichtmagnetischen Entwicklers dienenden Auslasses des Behälters befindet und bei dem Halteelement mit einem dazwischen gebildeten Zwischenraum angeordnet ist, und

   25 30

   einem Magnetpol, der an der dem Regulierelement entgegengesetzten Seite des zwischenliegenden Halteelements und an der Seite des Entwicklerauslasses des Behälters, die sich bezüglich der Lage des Regulierelements stromaufwärts befindet, angeordnet ist und dazu dient, mit den magnetischen Teilchen eine Magnetbürste zu bilden,

   B/13

   ^{: :} 34H951

   - 2 - DE 3879

   verwendet und eine dünne Schicht des nichtmagnetischen Entwicklers gebildet wird, wobei die magnetischen Teil- · chen in einem äußeren Magnetfeld von 398 A/cm eine Magnetisierung von 30 elektromagnetischen Einheiten/g

   5 oder eine höhere Magnetisierung haben.
2. 2. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die remanente Magnetflußdichte der magnetischen Teilchen 1 elektromagnetische Einheit/g

   10 beträgt oder kleiner ist.
3. 3. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Form der maximalen Länge der magnetischen Teilchen gemessene mittlere Korngröße (Zahlenmittel) r* und der Zwischenraum d zwischen dem· Regulierelement und der Oberfläche des Entwickler-Halteelements die Beziehung der folgenden Gleichung erfüllen:

   nr· = d
   20

   worin 1,00 ^ η = 5,00 und d ein Wert ist, der nicht

   kleiner ist als die mittlere Korngröße des nichtmagnetischen Entwicklers.
4. 4. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Korngrößenbereich bzw. die Korngrößenverteilung der magnetischen Teilchen derart ist, daß 70 % oder mehr der Anzahl der gesamten Teilchen innerhalb von j+20 % der mittleren Korngröße r" enthalten

   30 sind.
5. 5. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen Oberflächen haben, die aus Ferritkristallen aufgebaut sind, von denen mindestens 80 % Korngrößen von 0,5 bis 50 pm haben.

   34Η95Ί

   - 3 - DE 3879
6. 6. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen mit einer Substanz beschichtet sind, die eine kritische Oberflächenspannung -γ ^ 300 /jN/cm hat.
7. 7. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen mit einer Beschichtungssubstanz in einem Anteil von 0,05 bis 20 Gew.-Teilen der Beschichtungssubstanz pro 100 Gew.-Teile

   10 der magnetischen Teilchen beschichtet sind.
8. 8. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen mit Schichten überzogen sind und daß die triboelektrischen Aufladungseigenschaften des Toners in bezug auf das Entwick-· ler-Halteelement und die triboelektrischen Aufladungseigenschaften der magnetischen Teilchen in bezug auf das Entwickler-Halteelement die gleiche Polarität haben.
9. 9. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen auf den Oberflächen getragene, feine Siliciumdioxidteilchen aufweisen, die triboelektrische Aufladungseigenschaften mit der gleichen Priorität wie der nichtmagnetische

   25 Entwickler haben.
10. 10. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Siliciumdioxidteilchen mit einem als Haftvermittler wirkenden Silan behandelt

    30 sind.
11. 11. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Siliciumdioxidteilchen mit einer organischen SiIiciumverbindung behandelt sind.

    ^: ■■' ^: 34H951

    - A - DE 3879
12. 12. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch

    gekennzeichnet, daß die feinen Siliciumdioxidteilchen einer Hitzebehandlung bei e
    oder höher unterzogen werden.

    einer Hitzebehandlung bei einer Temperatur von 40O⁰C
13. 13. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß 0,1 bis 5 Gew.-% der feinen Siliciumdioxidteilchen, auf die magnetischen Teilchen bezogen, eingesetzt werden.
    10