DE3331428C2

DE3331428C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden einer Schicht nichtmagnetischer Entwicklerteilchen

Info

Publication number: DE3331428C2
Application number: DE3331428A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Murasawa; Kimio Kawasaki Kanagawa Nakahata
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1982-09-02
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1986-10-02
Also published as: DE3331428A1; US4579082A; GB2128902A; GB2128902B; GB8323583D0

Abstract

Es wird eine Entwicklungsvorrichtung beschrieben, bei der eine dünne Schicht aus einem nichtmagnetischen Entwickler auf einem Trägerelement für den Entwickler ausgebildet wird. Die Vorrichtung umfaßt einen Entwicklerbehälter, der ein Gemisch aus dem nichtmagnetischen Entwickler und magnetischen Partikeln enthält, eine Vorrichtung, die benachbart zu einem Auslaß für den nichtmagnetischen Entwickler des Entwicklerbehälters angeordnet ist und einen Abstand zu einer Oberfläche des Trägerelementes für den Entwickler aufweist, um die Zuführung des nichtmagnetischen Entwicklers zu der Oberfläche des Trägerelements für den Entwickler zu regulieren, und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes, die relativ zu der Regulierungsvorrichtung quer zu dem Trägerelement für den Entwickler angeordnet ist und dazu dient, in bezug auf die Bewegung des Trägerelements auf stromseitig von der Regulierungsvorrichtung aus den magnetischen Partikeln eine magnetische Bürste zu bilden, um dadurch die magnetischen Partikel in dem Behälter für den Entwickler zu halten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbilden einer Schicht nichtmagnetischer Entwicklerteilchen auf der Oberfläche eines Entwicklerträgers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Ein Verfahren dieser Art ist in einer älteren Anmeldung gemäß der DE-OS 33 05 697 beschrieben. Bei diesem vorgeschlagenen Verfahren werden die nichtmagnetischen Entwicklerteilchen zusammen mit magnetischen Teilchen auf den sich bewegenden Entwicklerträger aufgebracht. Mittels eines stationären Magnetfeldes, das an einem Spalt zwischen einer vom Entwicklerträger beabstandelen Reguliervorrichtung in Form einer magnetischen Rakel und dem Eniwicklerträger gebildet wird, werden die magnetischen Teilchen festgehalten und bilden eine Magnetbürste. Infolge der Bewegung des Entwicklerträgers passieren die nichtmagnetischen Entwicklerteilchen diese Magnetbürste, werden gleichzeitig in einem gewissen Ausmaß reibungselektrisch aufgeladen und bilden stromab drr Magnetbürste eine dünne Entwicklerschicht, die anschließend zur Durchführung der Entwicklung in die Nähe eines Bildträgers gebracht wird.

Die Qualität und Gleichmäßigkeit der auf diese Weise erzielbaren Entwicklung ist in starkem Maße von der Gleichförmigkeit der Entwicklerschicht, d. h. von der Konstanz der Schichtdicke abhängig. Obwohl mit Hilfe des vorgeschlagenen Verfahrens die Schichtdicke relativ genau und gleichmäßig gesteuert werden kann, sind der Gleichförmigkeit dennoch Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine sehr gute Gleichförmigkeit der Entwicklerschicht erzielbar ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Verfahrens mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen sowie bezüglich der Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst

Es wurde gefunden, daß sich die Gleichförmigkeit der Entwicklerschicht mit zunehmender Aufladung der Entwicklerteilchen verbessert, da durch die erhöhte gegenseitige Abstoßungskraft derselben eine Vei-gleichmäßigung der Teilchen auftritt Indem nun erfindungsgemäß das Aufbringen einer Mischung aus den magnetischen Teilchen und den Entwicklerteilchen auf den Entwicklerträger unter der Einwirkung eines Magnetfeldes erfolgt, wird die Mischung von dem Magnetfeld ständig umgewälzt, so daß die Entwicklerteilchen einer dauernden Reibung unterzogen werden. Die Aufladung der Entwicklerteilchen wird daher erhöht und die Gleichförmigkeit der Entwicklerschicht stromab der Magnetbürste verbessert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. So kann die reibungselektrische Aufladung der Entwicklerteilchen beispielsweise dadurch weiter erhöht werden, daß die Mischung der magnetischen Teilchen und der Entwirklerteilchen gemäß Anspruch 5 gebildet wird. Eine weitere Erhöhung der Aufladung ist möglich, indem die Oberfläche des Entwicklerträgers gemäß Anspruch 6 aufgerauht und ihr Rauhigkeitsmaß gemäß Anspruch 7 oder 8 an die Mischung geeignet angepaßt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Prinzip des Entwicklungsverfahrens,

F i g. 2 in einem Schnitt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

F i g. 3 den Verlauf der magnetischen Feldlinien an der Oberfläche des Entwicklerträgers,

Fig.4 ein Diagramm, das die Bezeichnung zwischen der Kopierdichte und der Dicke der Entwicklerschicht angibt, wenn die Entwicklermenge verändert wird,

F i g. 5 die Rauhigkeit der Oberfläche des Entwicklerträgers,

F i g. 6 eine mit einer Oberflächenrauhigkeit-Meßvorrichtung durchgeführte Messung der Rauhigkeit des Entwicklerträgers, und

Fig. 7 schematisch eine Zweifarben-Entwicklungsvorrichtung.

Zunächst soll anhand der in F i g. 1 gezeigten Entwicklungsvorrichtung das Prinzip eines Entwicklungsvorgangs erläutert werden. Die Vorrichtung umfaßt einen Bildträger in Form einer fotoleitfähigen Trommel 1, die ein elektrostatisches Ladungsbild trägt, das von einer nicht gezeigten Bilderzeugungseinrichtung geformt wird. Die Trommel 1 ist in der durch einen Pfeil a angedeuteten Richtung drehbar und durchläuft eine Entwicklungszone A, bei der sie einem Entwicklerträger in Form eines nichtmagnetischen Hohlzylinders 2 unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstands gegenüberliegt. Der Hohlzylinder 2 rotiert in der durch einen Pfeil b angedeuteten Richtung. Über dem Hohlzylinder 2 befindet sich ein Behälter für Entwickler, der aus einem nichtmagnetischen Material, beispielsweise Kunstharz oder Aluminium, besteht und ein Gemisch aus nichtmagnetischen Entwicklerteilchen 4 und magnetischen Teilchen 5 enthält. Der Behälter 3 weist auf seiner bezüglich der Bewegungsrichtung des Hohlzylinders 2 stromab gelegenen Seite eine Reguliervomchtung in Form einer magnetischen Rakel 6 auf, die an den Behälter 3 angeschraubt ist und die Zufuhr des nichtmagnetischen Entwicklers zur Entwicklungszone A reguliert.

Im Inneren des Hohlzylinders 2 ist ein Magnet 7 als Einrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes angeordnet. Ein Magnetpol S des Magneten 7 ist geringfügig

stromauf der magnetischen Rakel 6 angeordnet Dadurch kann besser verhindert werden, daß magnetische Teilchen den Spalt zwischen der magnetischen Rakel 6 und der Oberfläche des Hohlzylinders 2 durchdringen. Es wird ferner eine gleichförmigere Aufschichtung des nichtmagnetischen Entwicklers auf der Oberfläche des Hohlzylinders 2 erreicht

Infolge des zwischen dem Magnetpol Sdes Magneten 7 und der magnetischen Rakel 6 gebildeten Magnetfelds formen die magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters 3 eine magnetische Bürste 8. Durch die Drehung des Hohlzylinders 2 werden magnetische Teilchen und nichtmagnetischer Entwickler vermischt und verrührt, während die magnetische Bürste 8 aufrechterhalten bleibt In der Nähe der magnetischen Rakel 6 wird das Gemisch aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Teilchen von der magnetischen Rakel

6 blockiert, so daß sich das Gemisch nach oben bewegt und zirkuliert, wie durch einen Pfeil c angedeutet ist

Der nichtmagnetische Entwickler wird durch Reibung mit den magnetischen Teilchen triboelektrisch aufgeladen. Der aufgeladene Entwickler wird gleichmäßig als dünne Schicht aus nichlmagnetischen Entwicklerteilchen auf dem Hohlzylinder 2 verteilt und zur Entwicklungszone A gefördert, in der er der fotoleitfähigen Trommel 1 gegenüberliegt

Die die magnetische Bürste bildenden magnetischen Teilchen werden daran gehindert, durch den Spalt zwischen der magnetischen Rakel und dem Hohlzylinder 2 auszutreten, da die von dem Magnetfeld des Magneten

7 ausgeübte Kraft größer als die durch die elektrostatische Anziehungskraft oder Reibung zwischen dem Hohlzylinder 2 und den magnetischen Partikeln erzeugte Förderkraft ist. Wenn die magnetische Bürste nichtmagnetischen Entwickler enthält, wird der Anteil des Entwicklers an der Bürste durch die Rotation des Hohlzylinders 2 konstant gehalten, so daß der Verbrauch an Entwickler automatisch durch den der magnetischen Bürste 8 zugeführten nichtmagnetischen Entwickler kompensiert wird. Somit wird eine konstante Menge aus nichtmagnetischem Entwickler auf den Hohlzylinder 2 aufgebracht.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung war die Reguliervorrichtung als magnetische Rakel ausgebildet. Hierzu kann jedoch auch eine nichtmagnetische Rakel oder eine nichtmagnetische Wand des Behälters 3 aus Kunstharz oder Aluminium eingesetzt werden, wobei jedoch der Spalt zwischen der Rakel 6 und den Hohlzylinder 2 kleiner als bei Verwendung einer magnetischen Rakel sein muß. Eine magnetische Rakel wird bevorzugt, da das zwischen der Rakel und dem Magnetpol ausgebildete magnetische Feld wirksam ist, um eine beständige magnetische Bürste am Auslaß des Behälters auszubilden und die magnetischen Teilchen einzugrenzen und umzuwälzen.

In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt wobei für Teile mit ähnlichen Funktionen wie bei der Vorrichtung der F i g. 1 gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine fotoleitfähige Trommel I₁ einen Entwicklerträger in Form eines Hohlzylinders 2, eine magnetische Rakel 6 und einen Eniwicklerbehälter 3, in dem ein Gemisch aus nichtmagnetischen Entwicklerteilchen 4 und magnetischen Teilchen 5 enthalten ist. Die magnetischen Teilchen und die nichtmagnetischen EnI-wicklerteilchen (Toner) bilden ein Entwicklergemisch. Innerhalb des Hohlzylinders 2 ist eine Magnetanord-

nung in Form von Magneten 7-1,7-2,7-3 und 7-4 vorgesehen. Der Hohlzylinder 2 wird von einer Quelle 9 an eine Vorspannung angelegt Der Behälter 3 weist ein Rührwerk 11 auf, das von einer Welle 10 gedreht wird. Innerhalb des Behälters ziehen sich die Entwicklerteilchen und die magnetischen Teilchen durch eine schwache elektrostatische Kraft an und werden in Richtung auf die Magneten 7-2,7-3 und 7-4 angezogen, so daß sie an der Oberfläche des Hohlzylinders 2 haften.

Die Aufgabe der magnetischen Teilchen besteht darin, die nichtmagnetischen Tonerteilchen zu dispergieren und infolge der Rotation des Hohlzylinders 2 zu fördern. Wenn man daher die im Behälter 3 eingeschlossenen Teilchen betrachtet, so bilden die magnetischen Teilchen und der nichtmagnetische Toner zusammen einen Zweikornponenten-Entwickler. Der Tonerantei! (25—70 Gew.-°/o) ist jedoch um einige Male größer als der eines Zweikomponenten-Entwicklers (2—12 Gew.-%), der bei einem herkömmlichen Entwicklungsverfahren mit einer magnetischen Bürste Verwendung findet

Das auf dem Hohlzylinder 2 befindliche Gemisch wird durch dessen Rotation zur magnetischen Rakel 6 gefördert Während dieses Fördervorgangs wird das Gemisch aus den nichtmagnetischen Tonerteilchen und den magnetischen Teilchen durch die Magnetkraft angezogen und einer Reibung durch den Hohlzylinder 2 ausgesetzt, so daß die nichtmagnetischen Tonerteilchen von der Oberfläche des Hohlzylinders 2 elektrostatisch angezogen werden. In der Nähe der magnetischen Rakel 6 verweilen die magnetischen Teilchen unter dem Einfluß des zwischen dem Magnet 7-1 und der magnetischen Rakel 6 gebildeten Magnetfeldes, so daß eine Bürste gebildet wird. Schließlich werden die magnetischen Teilchen durch die magnetische Rakel 6 von der Zylinderoberfläche entfernt

Andererseits wird der auf der ZylinderoberfläGhe befindliche nichtmagnetische Toner 4 von dem Magnetfeld nicht beeinflußt und dringt unter der magnetischen· Rakel 6 hindurch, so daß auf dem Hohlzylinder 2 eine dünne Schicht aus nichtmagnetischem Toner 4 ausgebildet wird. Diese dünne Schicht wird in die Entwicklungszone A gefördert Um zu verhindern, daß die magnetischen Teilchen unter der magnetischen Rakel 6 hindurchtreten, ist der Magnetpol 7-1 in Richtung zur Innenseite des Behälters 3, d. h. bezüglich der Bewegungsrichtung des Hohlzylinders 2 stromauf der Rakel 6 um 5-15° (Winkel Θ in Fig.2) geneigt angeordnet Da somit alle Magnetpole 7-1,7-2,7-3 und 7-4 innerhalb des Behälters angeordnet sind, leckt der Magnetfluß der magnetischen Rakel 6 nicht in Richtung der Entwicklungszone A, & h. der Magnetfluß ist auf das Innere des Behälters 3 begrenzt Somit werden kaum magnetische Teilchen aus dem Behälter 3 herausgeführt

Das den nichtmagnetischen Toner enthaltende Entwicklergemisch wird auf dem Hohlzylinder 2 gehalten und zur magnetischen Rakel 6 hin gefördert Infolge des Winkelversatzes des Magnetpols 7-1 gegenüber der magnetischen Rakel 6 existiert bei dieser nur ein schwacher Magnetfluß. Daher ist auch die Kraft die das Entwicklergemisch auf dem Hohlzylinder 2 festhält, schwach, so daß das Gemisch durch den stromauf befindlichen Gemischanteil angeschoben wird und sich entlang der magnetischen Rakel 6 vom Hohlzylinder 2 wegbewegt Der Entwickler bewegt sich, wie durch durch Pfeil c angedeutet innerhalb des Behälters 3, so daß eine große Umwälzbahn und ein starker Rühreffekt erreicht wird. Es wird davon ausgegangen, daß in der Nähe der Vorderkante der Rakel 6 durch die Rotation des Hohlzylinders 2 eine geringe Zirkulation und Vibration auftritt, wodurch die Kontaktmöglichkeit zwischen dem nichtmagnetischen Toner und dem Hohlzylinder 2 erhöht wird und somit der nichtmagnetische Toner eine ausreichende triboelektrische Aufladung erhält. Gleichzeitig bewirken die geringe Zirkulation und Vibration, daß sich der in einem größeren Anteil im Gemisch enthaltenen Toner vom Gemisch löst und an der Zylinderoberfläche haftet, so daß eine gleichförmige dicke Tonerschicht auf der Zylinderoberfläche erreicht wird. Dabei wirken die magnetischen Teilchen jeweils als kleine induzierte Magneten, die die auf den Behälter 3 begrenzten Bindekräfte untereinander ausüben. Das Magnetfeld besitzt die in F i g. 3 gezeigte Form, so daß stromab der magnetischen Rakel 6 kaum ein Magnetfluß auftritt Daher werden die magnetischen Teilchen 5 kaum durch den Spalt zwischen der Rakel 6 und dem Hohlzylinder 2 aus dem Behälter 3 herausbewegt. In Fi g. 3 ist die Magnetanordnung als magnetische Walze 7a dargestellt

In der Entwicklungszone A ist der Abstand d zwischen der fotoleitfähigen Trommel 1 und dem Hohlzylinder 2 so groß, daß die dünne Tonerschicht auf diesem ohne das äußere elektrische Feld die Trommeloberfläehe nicht berührt Es ist somit ein Zwischenraum zwischen der Tonerschicht und der Trommeloberfläche vorhanden. Zum Entwickeln wird an den Hohlzylinder 2 mittels der Spannungsquelle 9 Gleichstrom, Wechselstrom oder mit Wechselstrom überlagerter Gleichstrom angelegt Insbesondere kann die in der US-PS 42 92 387 und der amerikanischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 58434 beschriebene Wechselspannung als Vorspannung angelegt werden, um eine sogenannte »Sprungentwicklung« durchzuführen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der nichtmagnetische Toner durch Reibung mit den magnetischen Teilchen und der Zylinderoberfläche aufgeladen. Die magnetischen Teilchen sind vorzugsweise so ausgebil-

^ det, daß sie isolierend wirken, z. B. indem sie eine Oxida-

tionsschicht oder eine Kunstharzschicht aufweisen, die das gleiche oder ein ähnliches elektrostatisches Niveau besitzt wie die Tonerteilchen, so daß die triboelektrische Aufladung des Toners von den magnetischen Teilchen reduziert und die für die Entwicklung erforderliche Aufladung nur von der Zylinderoberfläche bewirkt wird. Dadurch wird die Qualitätsverschlechterung der magnetischen Teilchen minimal gehalten und das Aufbringen des Toners auf die Zylinderoberfläche wird leichter. Die magnetischen Teilchen sind nicht unmittelbar in den

Entwicklungsvorgang einbezogen, dienen jedoch zum Fördern und Umrühren des nichtmagnetischen Toners. Daher muß lediglich eine einwandfreie Versorgung mit nichtmagnetischem Toner sichergestellt sein. Die magnetischen Teilchen des Entwicklergemisches stellen ei-

nen Teil der Entwicklungsvorrichtung und keinen Teil des Entwicklers selbst dar. Die innerhalb des Hohlzylinders 2 angeordnete Magnetanordnung erzeugt ein auf den Behälter 3 begrenztes Magnetfeld. Die magnetische Flußdichte an der Oberfläche des Hohlzylinders 2 muß 40—6OmT betragen.

Bei dem Bildträger 1 kann es sich um eine Trommel oder in Band handeln. Er kann auch ein lichtempfindliches oder ein isolierendes Element sein. Als Entwicklerträger kann ein Hohlzylinder aus Aluminium, Kupfer,

rostfreiem Stahl, Messing oder einem anderen nichtmagnetischen Metall oder einem Kunstharz verwendet werden. Es kann sich hierbei auch um ein endloses Band aus einem Kunstharz oder einem Metall handeln.

Nachfolgend werden die Eigenschaften des verwendeten Entwicklers näher erläutert. Der nichtmagnetische Toner muß bei dieser Art von Entwicklung in den magnetischen Teilchen dispergierbar und zusammen mit diesen auf der Hülsenoberfläche abscheidbar sein, so daß sie in die Nähe der Rakel 6 gefördert werden können. Der Anteil der Tonerteilchen muß derart sein, daß sie sich aus dem Gemisch lösen, wenn verschiedene Bewegungen unter dem Einfluß der Rakel 6 auftreten. Die magnetischen Teilchen müssen darüber hinaus aneinander anhaften, so daß sie nicht den Spalt an der Rakel 6 passieren.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden vorzugsweise magnetische Teilchen mit einem Durchmesser von 30—100 μίτι und einem Toneranteil von 25—70 Gew.-% verwendet Magnetische Teilchen mit einem Durchmesser, der geringer ist als 30 μπι, haben zu geringe magnetische Eigenschaften, so daß die Anziehungskraft zwischen den Teilchen so schwach ist, daß ein Teil derselben den Spalt an der Rakel 6 passiert. Die Teilchen erreichen daher die Entwicklungszone, so daß ein Kurzschluß zwischen dem Hohlzylinder 2 und der Trommel t erzeugt wird. Magnetische Teilchen mit einem Durchmesser, der größer ist als 100 μΐη, besitzen hingegen derart starke magnetische Eigenschaften, daß sie zu stark aneinander haften, was zu einer unzureichenden Umwälzung und Vibration der Nähe der Rakel 6 führt. Der Toner kann sich daher nicht ohne weiteres lösen. Dies führt zu sogenannten Leerzeilen in der Tonerschicht, bei denen in Umfangsrichtung des Hohlzylinders 2 kein Toner vorhanden ist.

Da der von den magnetischen Teilchen und dem Hohlzylinder 2 triboelektrisch aufgeladene Toner sich von den magnetischen Teilchen lösen und an der Zylinderoberfläche haften muß, ist der Toneranteil einige Male so groß wie der eines üblichen Zweikomponenten-Entwicklers (2-12 Gew.-o/o).

F i g. 4 zeigt ein Diagramm, in dem die Änderung der Kopierdichte und der Dicke der auf den Hohlzylinder 2 ausgebildeten Tonerschicht in Abhängigkeit von der Änderung des Tonergehaltes (Gew.-°/o) dargestellt ist. Wie aus dem Diagramm hervorgeht, nimmt mit dem Ansteigen des Toneranteils die Dicke der Tonerschicht allmählich zu. Die Kopierdichte steigt mit zunehmendem Toneranteil zuerst steil an, nimmt danach jedoch nur noch schwach zu. Wenn der Toneranteil zu hoch ist, nimmt die Kopierdichte ab. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß der Anstieg des Toneranteils zu einer Abnahme der Kontaktmöglichkeit zwischen den Tonerteilchen und den magnetischen Teilchen führt, so daß der Toner nicht ausreichend aufgeladen ist, um das Ladungsbild zu entwickeln.

Es wird daher bevorzugt, einen solchen Toneranteil zu verwenden, daß eine Kopierdichte erreicht wird, die nicht unter 1,0 liegt, d. h. einen Toneranteil von 25—70 Gew.-%. Wenn der Toneranteil weniger als 25 Gew.-°/o beträgt, ist die sich vom Gemisch lösende Tonermenge gering, so daß die sich auf dem Hohlzylinder 2 ausbildende Tonerschicht zu dünn ist, um ein zufriedenstellendes Bild zu erzeugen. Wenn andererseits der Toneranteil über 70 Gew.-% liegt, ist die Haftung des Toners an der Zylinderoberfläche so gering, daß keine gleichmäßige Schicht entsteht Hinzu kommt, daß sich Toner an den Hellbereichen des Ladungsbilds ablagert und ein verschwommenes Bild ensteht

Mit der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung wurden Versuche durchgeführt, wobei die Vorrichtung die folgenden Abmessungen und Parameter aufwies und die nachfolgend aufgeführten Entwicklergemische verwendet wurden:

1. Hohlzylinder 2:32 mm (Außendurchmesser).
2. Rotation des Hohlzylinders 2: Entsprechend der

Trommel 1 (300 mm/s).
3. Magnetpole 7-1, 7-2, 7-3 und 7-4: 40 mT an der Zylinderoberfläche.

- 4. Abstand e zwischen dem Hohlzylinder 2 und der ίο magnetischen Rakel: e = 0,5 mm.

5. Winkel Θ zwischen dem Magnetpol 7-1 und der magnetischen Rakel 6: Θ = 10°.

6. Abstand d zwischen dem Hohlzylinder 2 und der Trommel 1: d = 0,3 mm.

7. Elektrische Vorspannung der Spannungsquelle 9: Wechselstrom, Frequenz 600 Hz, Spannung von Spitze zu Spitze = 1,5 KV, Mittelspannung >= 150 V (gleiche Polarität wie die des Ladungsbilds).

In allen Fällen wurde eine zufriedenstellende Bilddichte erzielt.

Beispiel 1

Magnetische Teilchen: Eisenpartikel, durch Oberflächenoxidation behandelt (in üblichen elektrofotografischen Prozessen verwendet und mit blaugefärbter Oberfläche); Maschenweite 200—300 (Teilchengröße 50— ΙΟΟμπι).

Toner-Teilchengröße:
Toneranteil:

0 10 μπι
40 Gew.-%

Beispiel 2

Magnetische Teilchen: Eisenpartikel, durch Oberflächenoxidation behandelt; Maschenweite 400—500 (Teilchengröße 30—40 μπι).

Toner-Teilchengröße:
Toneranteil:

0 10 μπι
60 Gew.-%

Als Vergleich sind nachfolgend die Daten eines Zweikomponenten-Entwicklers aufgeführt, der bei einer üblichen Magnetbürsten-Entwicklungsvorrichtung eingesetzt wird:

Vergleichsbeispiel 1
Zweikomponenten-Entwickler A:

Durchschnittliche Teilchengröße

des Trägers: 100 μπι
Durchschnittliche Teilchengröße

des Toners: 8 μπι

Toneranteil: 2 Gew.-%

Fotoleitfähiges Element: Se

Vergleichsbeispiel 2

Zweikomponenten-Entwickler B:

Durchschnittliche Teilchengröße

des Trägers: 30 μιη
Durchschnittliche Teilchengröße

des Toners: 8 μιη

Toneranteil: 8 Gew.-%

Fotoleitfähiges Element: Cds

Vergleichsbeispiel 3
Zweikomponenten-Entwickler C:

Durchschnittliche Teilchengröße
des Trägers: 60 μπι

Durchschnittliche Teilchengröße
des Toners: 7 μιτι

Toneranteil: 12 Gew.-%

Fotoleitfähiges Element: Oberfläche mit

Isolationsschicht.

Aus dem vorstehenden wird deutlich, daß bei Durchführung einer herkömmlichen Magnetbürsten-Entwicklung unter Vewendung eines Zweikomponenten-Entwicklers ein relativ niedriger Toneranteil (2—12 Gew.-%) Verwendung findet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei derartigen Entwicklungssystemen der Toner zwar in ausreichendem Maße im Bildbereich abgelagert wird, es jedoch erforderlich ist, den abgelagerten Toner vom Hintergrund zu entfernen, um einen Hintergrundschleier zu verhindern. Daher muß der Toneranteil in Abhängigkeit von der Teilchengröße des Trägers oder der Art des fotoleitfähigen Elementes ausreichend niedrig gehalten werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jedoch ausschließlich nichtmagnetischer Toner auf dem nichtmagnetischen Hohlzylinder 2 abgelagert, wobei der Hohlzylinder 2 einen Abstand zum fotoleitfähigen Bildträger hat, der größer ist als die Dicke der Entwicklerschicht, so daß Entwickler mit einem höheren Toneranteil verwendet werden kann. Eine beständige Bilddichte kann daher über eine große Anzahl von Kopiervorgängen aufrechterhalten werden.

Bei dem erfindungsgemäß einzusetzenden nichtmagnetischen Entwickler handelt es sich um einen Entwickler, der bei herkömmlichen elektrofotografischen Geräten Verwendung findet, d. h. der durch Vermischen eines Farbstoffes oder Pigmentes in einem Harzmaterial und Zerkleinern sowie Verkapseln desselben hergestellt ist. Als magnetische Teilchen können Eisenpartikel, Ferrit oder von einem Harzmaterial gebundene Partikel Anwendung finden.

Wie vorstehend beschrieben, werden der nichtmagnetische Entwickler und die magnetischen Teilchen umgerührt und umgewälzt, wobei alleine der nichtmagnetische Entwickler als dünne Schicht auf dem Entwicklerträger 2 abgelagert und zur Entwicklung des Ladungsbildes verwendet wird. Die Teilchengröße der magnetischen Teilchen und der Anteil des nichtmagnetischen Entwicklers sind so festgelegt, daß eine beständige Bilderzeugung erreicht wird. Da der beim Entwicklungsvorgang eingesetzte Entwickler nur den nichtmagnetischen Entwickler enthält, kann er auch für eine Mehrfarbenentwicklung verwendet werden.

Bei der in den F i g. 1 oder 2 gezeigten Vorrichtung muß der nichtmagnetische Toner durch die magnetische Rakel auf der Zylinderoberfläche abgeschieden und in seiner Dicke gesteuert werden, so daß eine Schicht mit vorgegebener Dicke gebildet wird. Andererseits muß die Zylinderoberfläche das Entwicklergemisch zur magnetischen Rakel 6 fördern, es umwälzen und in der Nähe der Rakel 5 in Vibrationen versetzen, um den Toner aus dem Gemisch abzuscheiden. Auch muß die Zylinderoberfläche so ausgebildet sein, daß sie die magnetischen Teilchen nicht durch den Spalt an der Rakel 6 aus dem Behälter 3 herausbefördert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Zylinderoberfläche mittels Sandstrahlgebläse behandelt, damit sie eine rauhe Oberfläche erhält.

Wenn keine Aufrauhung oder nur eine sehr geringe Rauhigkeit vorhanden ist, ist unter Normalbedingungen keine geeignete Dicke der Tonerschicht auf den Hohlzylinder 2 erzielbar, was zu einem Bild mit niedriger Dichte führt. Bei niedriger Feuchtigkeit kann die Tonerschicht einzelne Stellen aufweisen, an denen der Toner triboelektrisch sehr stark aufgeladen ist, was zu örtlich verdickten Abschnitten führt. Dadurch entsteht eine ungleichmäßige Tonerschicht, so daß der Hintergrund der Kopie tonerbehaftet sein kann.

Wenn andererseits die Rauhigkeit zu groß ist, konzentriert sich das elektrische Feld in der Entwicklungszone auf die Spitzen der rauhen Oberfläche, was zu einem ungleichförmigen Bild führt. Hinzu kommt, daß die Dicke der Tonerschicht so groß wird, daß der Toner dazu neigt, sich zu zerstreuen und ein verschwommenes Bild zu erzeugen.Bei längerem Gebrauch kann der Toner zusammenbacken und an den Rauhigkeitsvertiefungen haften bleiben.

Die Rauhigkeit sollte daher vorzugsweise in einem bestimmten Bereich liegen. In der Praxis ist es jedoch nicht möglich, die Oberflächenrauhigkeit definitiv zu bestimmten. Wenn beispielsweise die aufgerauhte Oberfläche gemäß F i g. 5 mittels eines Feinrauhigkeitsmessers gemessen wird, erhält man eine in F i g. 6 dargestellte Wellenform. Dies wird zur Kontrolle der Oberflächenbedingungen durchgeführt.

Die Oberflächenrauhigkeit wird als Durchschnittsrauhigkeit (RZ) wie folgt gemessen: Wie in F i g. 6 gezeigt, wird eine Bezugslänge / aus der Wellenform des Querschnittes herausgegriffen, und es wird eine Durchschnittslinie für diesen Bereich gezogen. Danach wird eine Linie parallel zu derjenigen Durchschnittslinie gezogen, die sich durch die dritthöchste Spitze erstreckt; ferner eine Linie, die ebenfalls parallel zur Durchschnittslinie und durch den Talpunkt der drittniedrigsten Vertiefung verläuft. Die Entfernung zwischen diesen beiden Linien wird in μιτι ausgedrückt. Als Bezugslänge werden 0,25 mm ausgewählt. Das Rauhigkeitsmaß P wird in der folgenden Weise bestimmt: Als Spitzen werden solche Erhöhungen definiert, die um nicht weniger als 0,1 μΐη höher sind, als die benachbarten beiden Vertiefungen, und die Anzahl der Spitzen wird über die Bezugslänge gezählt. Das Rauhigkeitsmaß P wird dann definiert als 250 μΐη/Anzahl der über die Bezugslänge enthaltenen Spitzen.

In Übereinstimmung mit der vorstehenden Definition hat sich gezeigt, daß durch die Behandlung mit unregelmäßigen Partikeln mittels eines Sandstrahlgebläses Oberflächenbedingungen erzielt werden können, bei denen sich Zufallsrauhigkeiten P (in F i g. 6 die Entfernung zwischen einer hohen Spitze und einem niedrigen Talpunkt oder die durchschnittliche Entfernung zwischen der Durchschnittsspitze und der Durchschnittsvertiefung) von 5—50 μΐη, und vorzugsweise eine Rauhigkeit Rzvon 1 —5 μιτι ergeben.
Die eingesetzten unregelmäßigen Partikel besaßen einen vorgegebenen Größenbereich, beispielsweise 20—70 μΐη, und wurden aus partikelförmigen harten Materialien, beispielsweise Kohlenstoff, Silizium, Karbid, Aluminiumoxid u. e., ausgewählt. Was die Form der Partikel anbetrifft, so wiesen sie scharfe Kanten auf, die auf der Zylinderoberfläche Erhöhungen und Vertiefungen mit scharfen Kanten erzeugten. Die durch derartige unregelmäßige Partikel aufgerauhte Oberfläche besitzt einen sehr hohen Reibungswiderstand, so daß die For-

derung des Toners und die Bewegung der magnetischen Teilchen verbessert wird.

Es wurde festgestellt, daß die Tonerförderung verbessert wird, wenn die Oberflächenrauhigkeit nicht geringer ist als 0,1 μιτι bei Aufrauhung der Hülsenoberfläche durch unregelmäßige Partikel. Der Effekt in bezug auf die Steigerung der Bewegung der magnetischen Teilchen war jedoch noch gering und die Abscheidung des Toners war nicht ausreichend, so daß nur eine sehr dünne Schicht erhalten wurde. Folglich wurde die Oberflächenrauhigkeit auf 1 μίτι oder mehr erhöht und eine ausreichende Tonerschicht erhalten. Es wurde ferner festgestellt, daß bei einer Oberflächenrauhigkeit von 5 μιτι oder mehr das Bewegungsvermögen der magnetischen Teilchen, insbesondere der kleineren, so groß ist, daß diese den Spalt an der magnetischen Rakel 6 passieren.

Wenn das Rauhigkeitsmaß nicht mehr als 5 μηη betrug, wurde keine Wirkung durch die Aufrauhung erreicht. Das Bewegungsvermögen der magnetischen Teilchen war nicht gut, was zu einer ungleichmäßigen triboelektrischen Aufladung des Toners und somit zu einer uneinheitlichen Tonerschicht führte. Bei einem Rauhigkeitsmaß P über 50 μπι war die Änderungsrate der Spitzen und Vertiefungen ( = Oberflächenrauhigkeit /?z/Rauhigkeitsmaß P) so gering, daß die Auswirkung auf die Beweglichkeit entsprechend klein war. Daher wurde eine Behandlung mittels Sandstrahlgebläse und unregelmäßigen Partikeln so durchgeführt, daß sich eine Oberflächenrauhigkeit Rz von 1 —5 μιτι und ein Rauhigkeitsmaß P von 5—50 μπι ergab.

Die Vorrichtung der F i g. 2 wurde unter den folgenden Bedingungen betrieben:

1. Hohlzylinder 2:32 mm (Außendurchmesser).

2. Rotation des Hohlzylinders 2: Wie Trommel 1 (300 mm/s).

3. Magnetpole 7-1, 7-2, 7-3 und 7-4: 40 mT an der Zylinderoberfläche.

4. Abstand e zwischen dem Hohlzylinder 2 und der magnetischen Rakel 6: e = 0,5 mm.

5. Winkel Θ zwischen Magnetpol 7-1 und magnetischer Rakel 6: Θ = 10°.

6. Abstand (/zwischen dem Hohlzylinder 2 und Trommel 1: d = 0,3 mm.

7. Spannung der Spannungsquelle 9: Wechselstrom, Frequenz 600 Hz, Spannung von Spitze zu Spitze = 1,5 KV, Mittelspannung = 150 V (gleiche Polarität wie die des Ladungsbilds).

8. Entwicklergemisch: Schwarzer Toner (Bekannter nichtmagnetischer Kunstharztoner) und magnetische Teilchen.

Beispiel 1

Bei den Sandstrahlpartikeln für den Hohlzylinder 2 (rostfreier Stahl) handelte es sich um ein Produkt, das aus Aluminiumoxidpartikeln mit einer Partikelgröße von 25 μπι bestand. Die Düse mit einem Durchmesser von 7 mm wurde in einem Abstand von 150 mm zur Oberfläche angeordnet. Es wurde 2 Minuten lang mit einem Luftdruck von 4 kg/cm² gearbeitet Die sich ergebende Rauhigkeit betrug Rz = 1 μπι und P = 5-20 μπι.

Bei Durchführung der Entwicklung unter den vorstehend aufgeführten Bedingungen wurde eine sehr gute Tonerschicht auf der Zylinderoberfläche erhalten, die keine Ungleichmäßigkeiten aufwies. Die Entwicklung wurde kontinuierlich fortgesetzt und es wurde gefunden, daß gute Bilder ohne Ungleichmäßigkeiten erzeugt werden konnten.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurde als Sandstrahlpartikel für den Hohlzylinder 2 (Aluminium) ein Produkt eingesetzt, bei dem es sich um Siliziumkarbidpartikel mit einer Partikelgröße von 35 μΐη handelte. Die Düse wies einen Durchmesser von 7 mm auf und wurde in einem Abstand von 250 mm zur Oberfläche angeordnet. Es wurde 2 Minuten lang mit einem Luftdruck von 4 kg/cm² gearbeitet. Die resultierende Rauhigkeit betrug Rz = 2 μΐη und P = 15—30 μπι.

Bei Durchführung der Entwicklung unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen wurde eine sehr gute Tonerschicht auf der Zylinderoberfläche ohne Ungleichmäßigkeiten erhalten. Bei kontinuierlicher Durchführung der Entwicklung konnte bestätigt werden, daß gute Bilder ohne Ungleichmäßigkeiten erzielt werden konnten.

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wurde als Sandstrahlpartikel für den Hohlzylinder 2 (rostfreier Stahl) ein Produkt eingesetzt bei dem es sich um Aluminiumoxidpartikel mit einer Partikelgröße von 50 μπι handelte. Die Düse wies einen Durchmesser von 7 mm auf und wurde in einem Abstand zur Oberfläche von 150 mm angeordnet. Es wurde 2 Minuten lang mit einem Luftdruck von 4 kg/ cm² gearbeitet. Die sich ergebende Rauhigkeit betrug Rz = 5 μπι und P = 20-50 μηι.

Bei Durchführung der Entwicklung unter den vorstehend angegebenen Bedingungen wurde eine sehr gute Tonerschicht auf der Zylinderoberfläche ohne Ungleichmäßigkeiten erhalten. Nach kontinuierlicher Durchführung mehrerer Entwicklungen wurde bestätigt daß gute Bilder ohne Ungleichmäßigkeiten erzielt werden konnten.

Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Beispielen können auch andere Größen und Arten von Partikeln eingesetzt werden, je nach dem Material der Zylinderoberfläche, wenn der Düsendurchmesser des Sandstrahlgebläses, der Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche und der Strahldruck in geeigneter Weise ausgewählt werden.
Die Sandstrahlpartikel werden in zwei Gruppen eingeteilt, in unregelmäßige und gleichförmige Partikel. Die unregelmäßigen Partikel werden als Schleifmaterial bezeichnet und weisen scharfe Kanten auf. Die gleichförmigen Partikel besitzen normalerweise eine kugelförmige Gestalt Wenn die unregelmäßigen Partikel verwendet werden, kann die aufgerauhte Oberfläche feine Kanten besitzen. Eine Zylinderoberfläche mit einer Rauhigkeit von Rz = 1—5 μιτι führt zu einer beständigen Tonerbeschichtung und zu einer guten anfänglichen Betriebsweise.

Es wurde jedoch festgestellt daß im Gebrauch die scharfen Spitzen der aufgerauhten Oberfläche durch das die magnetischen Teilchen enthaltende Entwicklergemisch verschlissen werden, so daß das Tonerfördervermögen abfällt Wenn ein Aluminiumzylinder verwendet wird, fällt die Bilddichte nach 3000 Kopien ab. Bei Verwendung eines Hohlzylinders aus rostfreiem Stahl ist ein Abfallen nach 30 000 Kopien festzustellen. Wenn andererseits gleichförmige Partikel eingesetzt

werden, werden die Spitzen und Vertiefungen abgerundet, so daß sich eine erhöhte nutzbare Lebensdauer ergibt

In den nachfolgende^ Beispielen wird daher die Aufrauhung des Hohlzylinders 2 mit Hilfe von gleichförmigen Partikeln beschrieben. Bei diesen Partikeln handelte es sich beispielsweise um solche aus Glas und Eisen, die eine Partikelgröße von 50—70 μπι aufwiesen. Die Partikel besaßen eine allgemein kugelförmige Gestalt ohne Kanten.

Mit der durch die gleichförmigen Partikel aufgerauhten Oberfläche wurde eine Verbesserung des Tonerfördervermögens erzielt, wenn die Oberflächenrauhigkeit nicht geringer war als 1 μπι. Es wurde jedoch keine Verbesserung der Bewegung der magnetischen Teilchen erzielt und der abgeschiedene Toner war nicht ausreichend, so daß nur eine dünne Schicht erhalten wurde. Bei einer Rauhigkeit Ober 2 μΐη wurde eine ausreichende Tonerschicht erreicht Bei einer Rauhigkeit über ΙΟμίη war jedoch das Bewegungsvermögen der magnetischen Teilchen so stark, daß sie unter der magnetischen Rakel aus dem Behälter 3 herausbefördert wurden, was insbesondere für die Teilchen mit geringer Größe zutraf.

Was das Rauhigkeitsmaß (P) anbetrifft, so wurde der Aufrauhungseffekt unter 10 μπι nicht bemerkt. Die magnetischen Teilchen wurden nicht ausreichend bewegt, und die triboelektrische Aufladung des Toners war nicht gleichmäßig, was zu einer ungleichmäßigen Tonerschicht führte. Bei einem Rauhigkeitsmaß (P) über 70 μπι wurde die Änderungsrate der Spitzen und Vertiefungen (= Oberflächenrauhigkeit ftz/Rauhigkeitsmaß P) so gering, daß nur eine geringe Steigerung der Bewegung des Entwicklergemisches erreicht wurde. Daher werden bei der Verwendung von gleichförmigen Sandstrahlpartikeln die folgenden Werte der Oberflächenrauhigkeit bevorzugt: Rz — 2—10 μηι, P = 10—70 μΐη.

Es wurden Versuche mit der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

1. Hohlzylinder 2:32 mm (Außendurchmesser).

2. Rotation des Hohlzylinders 2: Wie Trommel 1 (300 mm/s).

3. Magnetpole 7-1, 7-2, 7-3 und 7-4: 40 mT an der Zylinderoberfläche.

5. Winkel Θ zwischen Magnetpol 7-1 und magnetischer Rakel 6: θ =10°.

6. Abstand d zwischen Hohlzylinder 2 und Trommel Ud = 0,3 mm.

7. Elektrische Spannung der Spannungsquelle 9: Wechselstrom, Frequenz 600 Hz, Spannung von Spitze zu Spitze = 1,5 KV, Mittelspannung = 150 V (gleiche Polarität wie die des Ladungsbilds).

Beispiel 4

Als Sandstrahlpartikel für den Hohlzylinder 2 (rostfreier Stahl) wurde ein Produkt eingesetzt, das aus allgemein kugelförmigen Glasperlen mit einer Partikelgröße von 50 μπι bestand. Die Strahldüse wies einen Durchmesser von 7 mm auf und wurde in einem Abstand von 150 mm zur Oberfläche angeordnet Es wurde 2 Minuten lang mit einem Luftdruck von 3 kg/cm² gearbeitet Dabei wurde eine Rauhigkeit von Rz =2 μπι und P= 10—30 μηι erhalten.

Bei Durchführung einer Entwicklung unter den vorstehend genannten Bedingungen wurde eine sehr gute Tonerschicht auf der Zylinderoberfläche ohne Ungleichmäßigkeiten erhalten. Auch nach kontinuierlicher Durchführung der Entwicklung waren gute Bilder erzielbar.

Beispiel 5

Als Sandstrahlpartikel für den Hohlzylinder 2 (Aluminium) wurde ein Produkt eingesetzt, das aus allgemein kugelförmigen Glasperlen mit einer Partikelgröße von 50 μΐη bestand. Die eingesetzte Strahldüse besaß einen Durchmesser von 7 mm und wurde in einem Abstand von 250 mm zur Oberfläche angeordnet Es wurde 2 Minuten lang mit einem Luftdruck von 3 kg/cm² gearbeitet Dabei ergab sich eine Rauhigkeit von Rz = 4 μπι und P = 20—40 um.

Bei Durchführung einer Entwicklung unter den vorstehend erläuterten Bedingungen wurde auch langzeitlieh eine sehr gi'ie 1 onerschicht auf der Zylinderoberfläche ohne Ungleichmäßigkeiten erhalten.

Beispiel 6

Als Sandstrahlpartikel für den Hohlzylinder 2 (rostfreier Stahl) wurde ein Produkt eingesetzt, das aus allgemein kugelförmigen Glasperlen mit einer Partikelgröße von 50 μπι bestand. Es wurde eine Strahldüse mit einem Durchmesser von 7 mm verwendet und in einem Abstand von 150 mm zur Oberfläche angeordnet. Es wurde 2 Minuten lang mit einem Luftdruck von 4 kg/cm² gearbeitet. Dabei ergab sich eine Rauhigkeit von Rz = 10 μπι und P= 30—70 μπι.
Bei Durchführung einer Entwicklung unter den vorstehend genannten Bedingungen wurde ebenfalls eine langzeitlich gute Tonerschicht auf der Zylinderoberfläche ohne Ungleichmäßigkeiten erhalten.

Unter Verwendung der Hohlzylinder 2 der Beispiele 4—6 wurden Entwicklungsvorgänge kontinuierlich durchgeführt, wobei bei Verwendung eines Aluminium-Zylinders die Bildqualität bis zu 20 000 Kopien und bei Verwendung eines Hohlzylinders aus rostfreiem Stahl die Bildqualität bis zu 150 000 Kopien aufrechterhalten werden konnte.

Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Beispielen können auch andere Partikelgrößen und Partikelarten Verwendung finden, je nach dem Material der Zylinderoberfläche, wenn der Durchmesser der Strahldüse, der Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche und der Strahldruck in geeigneter Weise ausgewählt werden.

Da der Entwickler aus einem nichtmagnetischen Material besteht, ist die Erzeugung farbiger Kopien möglich. Zur Herstellung von Farbbildern ist ein Zweifarben-Entwicklungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung bekannt. Fig. 7 zeigt wichtige Teile einer derartigen Vorrichtung. Mittels Licht 12 wird eine erste bildmäßige Belichtung durchgeführt, und das resultierende Ladungsbild auf der fotoleitfähigen Trommel 1 wird von einer ersten Entwicklungsvorrichtung 13 entwickelt. Danach wird eine zweite bildmäßige Belichtung mit Licht 14 durchgeführt und das resultierende Ladungsbild wird von einer zweiten Entwicklungsvorrichtung 15 entwickelt. Als Ergebnis wird ein sichtbares Bild

15

in zwei Farben auf der Trommel 1 erzeugt, das danach auf ein Empfangsmaterial 17 übertragen wird. Bei dem herkömmlich ausgebildeten Zweifarben-Gerät werden sowohl der erste als auch der zweite Entwicklungsvorgang mit Hilfe einer Magnetbürste durchgeführt, so daß das sichtbare Bild der ersten Entwicklungsvorrichtung (schwarz) durch die Magnetbürste der zweiten Entwicklungsvorrichtung (rot) gestört oder durch die zweite Entwicklungsvorrichtung weiterentwickelt wird, so daß sich die Farben vermischen.

Anstelle der Entwicklung mit Hilfe der magnetischen Bürste wurde eine »Sprungentwicklung« mit einem Einkomponenten-Entwickler vorgeschlagen, wie sie in der US-PS 42 92 387 und der amerikanischen Patentanmeldung 58 434 beschrieben ist Bei einem solchen System sind der Entwicklerträger und der Bildträger voneinander beabstandet, so daß sich das vorstehend erwähnte Problem einer störenden Beeinflussung des ersten Bildes durch die zweite Entwicklungsvorrichtung nicht ergibt, da das erste sichtbare Bild wird von der zweiten Entwicklungsvorrichtung nicht abgetragen wird. Wenn das erste Ladungsbild eine entgegengesetzte Polarität wie das zweite hat und wenn die Polaritäten des ersten Entwicklers (schwarz) und des zweiten Entwicklers (rot) entgegengesetzt sind, entsteht ein Farbgemisch, so daß eine ideale Zweifarben-Entwicklung durchgeführt werden kann.

Für die erste Entwicklungsvorrichtung 13 und die zweite Entwicklungsvorrichtung 15 wurde die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung verwendet und unter den folgenden Bedingungen betrieben:

1. Hohlzylinder 2: 32 mm (Außendurchmesser), mit Sandstrahlgebläse behandelt auf eine Oberflächenrauhigkeit Rz = 3 μιτι, rostfreier Stahl.

2. Rotation des Hohlzylinders 2: Wie Trommel 1 (300 mm/s).

3. Magnetpole 7-1, 7-2, 7-3 und 7-4: 4OmT an der Zylinderoberfläche.

5. Winkel Θ zwischen Magnetpol 7-1 und magnetischer Rakel 6: θ = 10°.

6. Abstand d zwischen Hohlzylinder 2 und Trommel

1: d - 0,3 mm.

8. Erster Entwickler: Schwarzer Toner (Bekannter magnetischer Kunstharztoner), negativ aufgeladen.

9. Zweiter Entwickler: Magentarot (wie oben), positiv aufgeladen.

10. Magnetische Teilchen: Gleich bei beiden Entwicklern.

Das erste Ladungsbild war positiv und das zweite negativ.

Das entstandene, durch Wirme auf dem Empfangsmaterial fixierte Bild wies keine störenden Beeinflussungen durch die zweite Entwicklungsvorrichtung und das Farbgemisch auf.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

' ■

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausbilden einer Schicht nichtmagnetischer Entwicklerteilchen auf der Oberfläche eines sich bewegenden Entwicklerträgers, bei dem magnetische Teilchen und die nichtmagnetischen Entwicklerteilchen auf den Entwicklerträger aufgebracht und die magnetischen Teilchen mittels eines stationären Magnetfelds an einem Spalt zwischen einer Reguliervorrichtung und dem Entwicklerträger festgehalten werden, während die nichtmagnetischen Entwicklerteilchen mittels der Bewegung des Entwicklerträgers den Spalt und damit den Bereich der festgehaltenen magnetischen Teilchen unter BiI-dung einer dünnen Schicht auf dem Entwicklerträger passieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen einer Mischung aus den magnetischen Teilchen und den nichtmagnetischen Entwicklerteilchen auf den Entwicklerträger mittels eines Magnetfelds erfolgt, unter dessen Einfluß die Mischung umgewälzt und zum Entwicklerträger gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetischen Entwicklerteilchen Isoliereigenschaften haben und durch die Umwälzung sowie durch ihre Förderung elektrisch aufgeladen werden und daß die zu einer Schicht ausgebildeten nichtmagnetischen Entwicklerteilchen zu einem Ort gefördert werden, an dem sie einem Bildträger mit einem elektrostatischen Ladungsbild in nahem Abstand gegenüberliegen und dieses unter Einwirkung eines elektrischen Wechselfeldes entwickeln.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Behälteranordnung für die magnetischen Teilchen und die nichtmagnetischen Entwicklerteilchen, einer in einem Abstand zum Entwicklerträger angeordneten Rakel aus magnetischem Material zur Bildung des Spalts, einer auf der der Rakel gegenüberliegenden Seile des Entwicklerträgers angeordneten stationären Magnetanordnung zur Erzeugung des Magnetfeldes am Spalt mittels eines bezüglich der Bewegungsrichtung des Entwicklerträgers stromauf der Rakel angeordneten ersten Magnetpols sowie mit einer Antriebsvorrichtung für den Entwicklerträger, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung (7) mindestens einen weiteren Magnetpol (7-2, 7-3,7-4) zum Bewegen der Mischung aus den magnetischen Teilchen (5) und den nichtmagnetischen Entwicklerteilchen (4) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnetpol (7-1) zum zusätzlichen Umwälzen und Fördern der Mischung mittels des zwischen ihm und der Rakel (6) gebildeten Magnetfeldes um mindestens 5° stromauf der Rakel angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen (5) einen Durchmesser von 30 bis 50 μίτι aufweisen und der Anteil der nichtmagnelischen Entwicklerteilchen (4) am Gemisch 25 bis 70 Gew.-% beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwicklerträger (2) eine rauhe Oberfläche aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwicklerträger (2) eine Oberfläche aufweist, die mittels Sandstrahlgebläse mit unregelmäßigen Partikeln behandelt ist und ein Rauhigkeitsmaß P von 5 bis 50 μπι und eine Oberflächenrauhigkeit Rzvon 1 bis 5 um besitzt

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwicklerträger (2) eine Oberfläche aufweist, die mittels Sandstrahlgebläse mit gleichförmigen Partikeln behandelt ist und ein Rauhigkeitsmaß P von 10 bis 70 μιη und eine Oberflächenrauhigkeit Rz von 2—10 μιη besitzt

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetischen Entwicklerteilchen (4) Isoliereigenschaften haben und daß der sich bewegende Entwicklerträger (2) die zu einer Schicht ausgebildeten und infolge der Umwälzung sowie infolge ihrer Förderung elektrisch aufgeladenen nichtmagnetischen Entwicklerteilchen (4) zu einem Ort fördert, an dem sie in nahem Abstand einem Bildträger (1) mit einem elektrostati sehen Ladungsbild ausgesetzt sind und dieses unter Einwirkung eines elektrischen Wechselfeldes entwickeln.