DE3438270C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklerzusammensetzung mit einem Toner und magnetischen Teilchen und dessen Verwendung zum Auftragen eines Toners auf ein Toner-Trägerelement für die Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder.

Als Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung mit einem trockenen Einkomponentenentwickler sind verschiedene Vorrichtungstypen bekannt und in die Praxis umgesetzt worden. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Entwicklerzusammensetzung. Bei all diesen Vorrichtungstypen ist es sehr schwierig gewesen, eine dünne Schicht aus einem trockenen Einkomponentenentwickler zu bilden, so daß eine relativ dicke Schicht aus dem Entwickler verwendet wird. Andererseits hat das in neuerer Zeit aufgekommene Verlangen nach einer Verbesserung der Schärfe, der Auflösung oder anderer Eigenschaften von entwickelten Bildern die Verwirklichung eines Systems für die Bildung einer dünnen Schicht aus einem trockenen Einkomponentenentwickler notwendig gemacht.

Ein Verfahren zur Bildung einer dünnen Schicht aus einem trockenen Einkomponentenentwickler, das aus der japanischen Offenlegungsschrift 43037/1979 bekannt ist, ist der praktischen Anwendung zugeführt worden. Dieses Verfahren betrifft jedoch die Bildung einer dünnen Schicht aus einem magnetischen und nicht aus einem nichtmagnetischen Entwickler. Die Teilchen eines magnetischen Entwicklers müssen alle ein magnetisches Material in einem großen Anteil enthalten, damit magnetische Eigenschaften erzielt werden. Dies ist nachteilig, da es zu schlechten Bildfixiereigenschaften führt, wenn das entwickelte Bild, das auf ein als Bildempfangsmaterial dienendes Papier übertragen worden ist, hitzefixiert wird. Ferner ist es schwierig, unter Verwendung eines magnetischen Toners ein klares Farbbild zu erhalten, weil das magnetische Material im allgemeinen eine schwarze oder dunkelbraune Farbe hat.

Aus der DE-OS 30 34 093 ist eine Entwicklungseinrichtung mit einer Magneteinrichtung und einer Entwicklerträgereinrichtung bekannt, die beide in einem Behälter angeordnet sind. Hierbei wird eine dünne Schicht eines elektrisch geladenen Toners auf einem Toner-Trägerelement durch Übertragung von einer Magnetwalze und einer sich ausbildenden Magnetbürste geformt.

Im Stand der Technik wird jedoch der Entwicklerzusammensetzung nicht genügend Aufmerksamkeit geschenkt, um eine Magnetbürste effektiv ausbilden zu lassen und den Toner in einer dünnen Schicht auf ein Toner-Trägerelement zu übertragen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Entwicklerzusammensetzung mit einem Toner und magnetischen Teilchen zur Verfügung zu stellen, die mittels sich ausbildender Magnetbürste ein Auftragen des Toners in einer dünnen Schicht auf einem Toner-Trägerelement gewährleistet, ohne daß Entwicklerkomponenten aus der Entwicklungsvorrichtung austreten. Mit der Entwicklerzusammensetzung sollen klare Bilder mit hoher Qualität erhalten werden, ohne daß Unregelmäßigkeiten bei der Entwicklung, Geisterbilder oder Schleierbildung auftreten.

Diese Aufgabe wird durch eine Entwicklerzusammensetzung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung, die eine Entwicklungsvorrichtung erläutert, in der die erfindungsgemäße Entwicklerzusammensetzung zum Auftragen eines Toners verwendet wird.

Fig. 2 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung, die eine in Ausführungsbeispielen eingesetzte Entwicklungsvorrichtung erläutert, in der die erfindungsgemäße Entwicklerzusammensetzung zum Auftragen eines Toners verwendet wird.

Bei der Durchführung des Verfahrens, in dem der erfindungsgemäße Toner für die Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder verwendet wird, wird ein Bild-Trägerelement verwendet, das ein Bauteil in Form eines Zylinders oder eines Bandes mit einer Schicht aus einem lichtempfindlichen Material und einer Schicht aus einem isolierenden Material sein kann. Ferner wird ein rotierendes oder umlaufendes Toner-Trägerelement verwendet. Das Toner-Trägerelement kann die Form eines Zylinders oder eines endlosen Bandes, der oder das aus einem nichtmagnetischen Metall wie z. B. Aluminium, Kupfer, nichtrostendem Stahl oder Messing oder einem Kunstharz hergestellt ist, haben. Die Oberfläche des Toner-Trägerelements kann aufgerauht oder mit einem Unebenheitsmuster versehen sein, um die Tonerbeförderungsleistung oder die triboelektrischen Aufladungseigenschaften zu verbessern. Innerhalb des Toner-Trägerelements oder an der in bezug auf das Bild- Trägerelement entgegengesetzten Seite des Toner-Trägerelements kann ein Magnet für die Bildung einer Magnetbürste angeordnet sein. Der Magnet kann die Form einer Walze oder eines Zylinders haben, wobei entlang der Ausdehnungsrichtung der Walze oder des Zylinders eine Vielzahl von Magnetpolen mit derselben Popularität oder entgegengesetzten Polaritäten ausgebildet sind, oder der Magnet kann die Form einer Anordnung aus mehreren stabförmigen Magneten, die an einem feststehenden Trägerelement befestigt sind, haben. Am Auslaß eines Entwicklerbehälters kann ein Einstellelement für die Einstellung der Tonerdicke vorgesehen sein, falls dies erwünscht ist. Das Einstellelement kann eine Rakel oder eine Platte oder eine Wand sein, die aus einem magnetischen Material wie z. B. Eisen oder einem nichtmagnetischen Material wie z. B. Aluminium, Kupfer oder einem Harz hergestellt ist.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer Entwicklungsvorrichtung zur Erläuterung des Prinzips des Entwicklungsvorgangs bei der Anwendung des Verfahrens zum Auftragen eines Toners, bei dem die erfindungsgemäße Entwicklerzusammensetzung verwendet wird. Die Vorrichtung enthält ein zylindrisches elektrofotografisches lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial 1 als Ladungsbild-Trägerelement, das ein durch eine nicht gezeigte Ladungsbild-Erzeugungseinrichtung erzeugtes Ladungsbild trägt. Das Ladungsbild-Trägerelement ist in der durch den Pfeil a gezeigten Richtung drehbar und geht durch eine Entwicklungsstation hindurch, wo dem Ladungsbild-Trägerelement mit einem festgelegten Abstand oder Zwischenraum ein nichtmagnetischer Zylinder 2, der als Toner-Trägerelement zum Tragen eines Toners bzw. einer Tonerschicht dient, gegenüberliegt. Der Zylinder 2 dreht sich in der durch den Pfeil b gezeigten Richtung. Oberhalb des Zylinders 2 ist ein Behälter 3 vorgesehen, der aus einem nichtmagnetischen Material wie z. B. einem Harz oder Aluminium hergestellt ist und eine Mischung aus einem Toner 4 und magnetischen Teilchen 5 enthält. Der Behälter 3 weist an seiner bezüglich der Bewegung des Zylinders 2 stromabwärts befindlichen Seite eine an den Behälter 3 angeschraubte magnetische Rakel 6 als Einrichtung für die Einstellung der Zuführung des Toners zu der Entwicklungsstation auf.

Ein Magnet 7 ist bezüglich der magnetischen Rakel 6 auf der anderen Seite des Zylinders 2 und innerhalb des Zylinders 2 vorgesehen. Die Lage des Magneten 7 wird im Zusammenhang mit der Lage eines Magnetpols S des Magneten 7 und mit der Lage der magnetischen Rakel 6 festgelegt, und der Magnetpol S befindet sich tatsächlich vorzugsweise ein wenig stromaufwärts bezüglich der Lage der magnetischen Rakel 6. Diese Anordnung führt zu einer besseren Verhinderung des Austretens von magnetischen Teilchen durch den Zwischenraum zwischen der magnetischen Rakel 6 und der Oberfläche des Zylinders 2 und zu einem besseren Auftragen des Toners auf die Oberfläche des Zylinders 2.

Bei der vorstehend erwähnten Anordnung bilden die magnetischen Teilchen innerhalb des Behälters 3 mittels des Magnetfeldes, das zwischen dem Magnetpol S des Magneten 7 und der magnetischen Rakel 6 gebildet wird, eine Magnetbürste. Bei der Drehung des Zylinders 2 werden magnetische Teilchen und Toner vermischt und gerührt, während die gebildete Magnetbürste 8 bestehen gelassen wird. In der Nähe der magnetischen Rakel 6 wird die Mischung aus Toner und magnetischen Teilchen mit Ausnahme des Anteils des Toners, der unter der magnetischen Rakel hindurchgeht und auf dem Zylinder 2 getragen wird, durch die magnetische Rakel 6 angehalten, so daß sich die Mischung nach oben bewegt und zirkuliert, wie es durch den Pfeil c gezeigt wird.

Der Toner wird durch die Reibung mit den magnetischen Teilchen triboelektrisch geladen. Der geladene Toner wird mittels der Bildkraft als dünne Schicht eines nichtmagnetischen Entwicklers gleichmäßig auf den Zylinder 2 aufgetragen und befördert und nähert sich dem zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial 1.

Die magnetischen Teilchen, die die Magnetbürste 8 bilden, werden daran gehindert, durch den Zwischenraum zwischen der magnetischen Rakel 6 und dem Zylinder 2 hindurchzugehen, indem die Bindekraft des durch den Magneten 7 erzeugten Magnetfeldes so eingestellt wird, daß sie größer ist als die Beförderungskraft, die durch die Reibung zwischen dem Zylinder 2 und den magnetischen Teilchen verursacht wird.

Wenn der Magnetbürsten-Bildungsbereich Toner enthält, wird der Gehalt des Toners in diesem Bereich durch die Drehung des Zylinders 2 konstant gehalten, so daß der Verbrauch des Entwicklers durch den nichtmagnetischen Entwickler, der der Magnetbürste 8 zugeführt wird, automatisch ausgeglichen wird. Auf diese Weise wird auf den Zylinder 2 eine konstante Menge des nichtmagnetischen Entwicklers aufgetragen oder aufgebracht.

Die magnetischen Teilchen sind im Rahmen der Erfindung als ein Hauptbestandteil besonders wichtig, wie aus der vorstehenden Erläuterung hervorgeht. Die magnetischen Teilchen, die in dem bekannten Zweikomponentenentwickler, bei dem die magnetischen Teilchen in einem viel größeren Anteil als ein Toner verwendet werden, als Trägermaterial dienen, müssen als Hauptfunktion die triboelektrische Ladung des Toners und die Einstellung bzw. Steuerung der Menge der Ladung bewirken. Im Gegensatz dazu müssen die magnetischen Teilchen im Rahmen der Erfindung die Funktionen der Bildung einer Magnetbürste in einem Bereich, wo der Toner in einem viel größeren Anteil als in dem Zweikomponentenentwickler vorhanden ist, der Auftragung des Toners auf das Toner- Trägerelement und der Einstellung bzw. Regulierung der Menge des Toners erfüllen. Die magnetischen Teilchen müssen ferner die Funktion der Zuführung des Toners während des Zirkulierens erfüllen. Der weiteren ist es nicht erwünscht, daß die magnetischen Teilchen an dem zum Einstellen der Tonerdicke dienenden Einstellelement vorbeigehen. Um diese Funktionen zu erfüllen, müssen die magnetischen Teilchen ein geeignetes Zirkuliervermögen zeigen, während sie durch eine Bindekraft, die durch ein Magnetfeld ausgeübt wird, in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt werden, und eine Magnetbürste mit einer geeigneten Härte und Dichte bilden, um ein gleichmäßiges Auftragen des Toners zu ermöglichen. Eine relativ dünne bzw. spärliche Magnetbürste kann infolge einer ungenügenden Regulierung bzw. Einstellung der Tonerdicke zu Streifen aus im Überschuß vorhandenem Toner und aus dünn verteiltem Toner auf dem Toner- Trägerelement führen. Im Gegensatz dazu kann eine dichte Magnetbürste zu einer sehr dünnen Auftragsschicht auf dem Toner-Trägerelement führen. Beide Fälle sind unerwünscht. Ferner wird eine zu dicke Auftragsschicht gebildet, wodurch auf dem erhaltenen Bild Schleier hervorgerufen werden, wenn die magnetischen Teilchen ein übermäßiges Zirkuliervermögen zeigen. Andererseits werden verschiedene Mängel wie z. B. das Auftreten von Geisterbildern angetroffen, wenn die magnetischen Teilchen ein ungenügendes Zirkuliervermögen zeigen.

Es ist erkannt worden, daß es äußerst wichtig ist, die Korngrößenverteilung der magnetischen Teilchen für das Auftragen des Toners und das Gewichtsverhältnis des Toners zu den magnetischen Teilchen in dem Magnetbürsten-Bildungsbereich in geeigneter Weise einzustellen.

Für die Lösung der Aufgabe müssen die magnetischen Teilchen eine derartige Korngrößenverteilung haben, daß 30 Gew.-% oder mehr durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgehen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passieren und 5 Gew.-% oder weniger durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgehen, daß vorzugsweise 30 Gew.-% oder weniger ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm nicht passieren, 50 Gew.-% oder mehr durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgehen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passieren und 4 Gew.-% oder weniger durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgehen und daß insbesondere 10 Gew.-% oder weniger ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm nicht passieren, 60 Gew.-% oder mehr durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgehen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passieren und 3 Gew.-% oder weniger durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgehen, und daß das Gewichtsverhältnis des Toners zu den magnetischen Teilchen in dem Magnetbürsten-Bildungsbereich 5 : 95 bis 50 : 50, vorzugsweise 6 : 94 bis 20 : 80 und insbesondere 7 : 93 bis 15 : 85 beträgt. Der Magnetbürsten-Bildungsbereich ist hierin als ein Bereich definiert, der die magnetischen Teilchen, die unter der durch das Magnetfeld auferlegten Beschränkung in dem Behälter zirkulieren, enthält und umgibt.

Wenn in der Korngrößenverteilung der magnetischen Teilchen weniger als 30 Gew.-% der Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgehen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passieren und mehr als 5 Gew.-% der Teilchen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgehen, wird ein Austreten der magnetischen Teilchen beobachtet oder verschlechtert sich die Bildqualität.

Die lichte Maschenweite ist gemäß Japanese Industrial Standards (JIS) Z-8801 definiert.

Ferner nimmt die Bilddichte ab, wenn das Gewichtsverhältnis des Toners zu den magnetischen Teilchen unter 5 : 95 liegt, und in dem erhaltenen Bild treten Schleier auf, wenn das Gewichtsverhältnis größer als 50 : 50 ist.

Ferner sollte die mittlere Korngröße (Volumenmittel) des Toners vorzugsweise in dem Bereich von 5 bis 20 µm und insbesondere in dem Bereich von 10 bis 17 µm liegen, wobei dieser Wert mittels einer Coulter-Zählvorrichtung unter Anwendung einer Öffnung von 100 µm gemessen wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, müssen die magnetischen Teilchen als wesentliche Funktionen die Bildung einer Magnetbürste in einem System oder Behälter, wo der Toner im allgemeinen in einem größeren Anteil als die magnetischen Teilchen vorhanden ist, und die Auftragung des Toners auf das Toner-Trägerelement oder in dem Fall, daß der Toner unmittelbar auf das Bild-Trägerelement aufgetragen wird, auf das Bild-Trägerelement bewirken, statt daß sie nur die Funktion der Steuerung der triboelektrischen Ladung des Toners erfüllen. Bei dem üblichen Zweikomponentenentwickler, der einen Tonerträger und einen Toner enthält, besteht die Hauptfunktion oder Hauptaufgabe des Tonerträgers in der Steuerung der Ladung des Toners, und wenn ein Tonerträger aus magnetischen Teilchen besteht, die eine ähnliche Korngrößenverteilung wie die im Rahmen der Erfindung verwendeten magnetischen Teilchen haben, liegt das geeignete Mischungsverhältnis (auf das Gewicht bezogen) des Toners zu dem Tonerträger in dem Entwickler innerhalb eines Bereichs in der Größenordnung von 1 : 99 bis 3 : 97. Dieses Mischungsverhältnis ist beträchtlich niedriger als das Mischungsverhältnis in der erfindungsgemäßen Entwicklerzusammensetzung. Ferner bildet die erfindungsgemäße Entwicklerzusammensetzung während des Entwicklungsvorgangs auf einer aus dem Toner und den magnetischen Teilchen bestehenden Mischung eine Schicht, die im wesentlichen aus reinem Toner besteht, und unterscheidet sich infolgedessen von der üblichen Zweikomponenten-Entwicklerzusammensetzung, die einen Tonerträger enthält, bezüglich der Wirkung während der Entwicklung.

Die magnetischen Teilchen, die im Rahmen der Erfindung einzusetzen sind, können beispielsweise an der Oberfläche oxidierte oder nichtoxidierte Teilchen aus einem Metall wie z. B. Eisen, Nickel, Kobalt, Mangan oder Chrom oder einem Seltenerdmetall oder aus einer Legierung dieser Metalle oder Teilchen aus einem Oxid dieser Metalle sein. Die Verfahren für die Herstellung der magnetischen Teilchen unterliegen keiner besonderen Einschränkung. Die Oberfläche dieser magnetischen Teilchen kann mit einem Harz oder anderen geeigneten Behandlungsmitteln behandelt oder beschichtet werden.

Andererseits kann der im Rahmen der Erfindung zu verwendende Toner als Bindemittel ein Harz wie z. B. Homopolymere von Styrol und dessen Derivaten wie z. B. Polystyrol, Poly- p-chlorstyrol oder Polivinyltoluol, Styrol-Copolymere wie z. B. 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/α-Chlormethylmethacrylat- Copolymer, Styrol/Acrylnitril-Copolymer, Styrol/Vinylmethylether-Copolymer, Styrol/Vinylethylether- Copolymer, Styrol/Vinylethylketon-Copolymer, Styrol/Butadien- Copolymer, Styrol/Isopren-Copolymer, Styrol/Acrylnitril/ Inden-Copolymer, Styrol/Maleinsäure-Copolymer oder Styrol/Maleinsäureester-Copolymer; Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyurethane, Polyamide, Epoxyharze, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäureharze, Terpentinharz, modifizierte Terpentinharze, Terpenharz, Phenolharze, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffharze, aromatisches Petrolharz, chloriertes Paraffin oder Paraffinwachs enthalten. Diese als Bindemittel dienenden Harze können entweder einzeln oder in Form einer Mischung verwendet werden.

Als Farbmittel, das in dem Toner zu verwenden ist, können bekannte Pigmente oder Farbstoffe wie z. B. Ruß, Eisenschwarz, Phthalocyaninblau, Ultramarin, Chinacridon oder Benzidingelb eingesetzt werden.

Es ist auch möglich, als Ladungssteuerungsmittel z. B. eine Aminoverbindung, eine quaternäre Ammoniumverbindung oder einen organischen Farbstoff, insbesondere einen basischen Farbstoff oder dessen Salz wie z. b. Benzyldimethylhexadecylammoniumchlorid, Decyltrimethylammoniumchlorid, Nigrosinbase, Nigrosinhydrochlorid, Safranin γ oder Kristallviolett, einen metallhaltigen Farbstoff oder eine metallhaltige Salicylsäureverbindung hinzuzugeben. Ferner ist es möglich, magnetisches Pulver in einem derartigen Ausmaß hinzuzugeben, daß die Wirkung der Erfindung nicht verhindert wird.

Der Toner mit der vorstehend erwähnten Zusammensetzung kann auf einen üblichen Entwickler angewandt werden, der durch das Misch- und Pulverisierverfahren erhalten wird, oder er kann auf das Wandmaterial und/oder das Kernmaterial eines Mikrokapseltoners angewandt werden.

Das Verfahren zum Auftragen eines Toners auf ein Toner-Trägerelement für die Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder, in dem die erfindungsgemäße Entwicklerzusammensetzung verwendet wird, wird vorzugsweise ein Entwicklungsverfahren angewandt, bei dem die gebildete Tonerschicht auf ein Bild-Trägerelement überspringen gelassen wird, um das auf dem Bild-Trägerelement befindliche Bild bzw. Ladungsbild zu entwickeln. In diesem Fall ist das Bild-Trägerelement so angeordnet, daß es dem Toner-Trägerelement gegenüberliegt, wobei der Abstand oder Zwischenraum zwischen dem Bild- Trägerelement und dem Toner-Trägerelement größer ist als die Dicke der aufgetragenen, auf dem Toner-Trägerelement gebildeten Tonerschicht.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Beispielen sind unter Teilen Gewichtsteile zu verstehen.

Beispiel 1

Die erfindungsgemäße Entwicklerzusammensetzung wurde in einem Verfahren unter Anwendung einer Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet. In Fig. 2 werden mit denselben Bezugsziffern im wesentlichen dieselben Bauteile bzw. Bauelemente bezeichnet, die in Fig. 1 dargestellt sind.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung drehte sich ein zylindrisches lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial 1 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 mm/s in der Richtung des Pfeils a. Ein aus nichtrostendem Stahl hergestellter Zylinder 2 mit einem Außendurchmesser von 32 mm und einer Dicke von 0,8 mm, oder als Toner-Trägerelement dient, drehte sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 66 mm/s in der Richtung des Pfeils b. Die Oberfläche des Zylinders 2 war durch Sandstrahlen in unbestimmter Form mit Schleifmittelteilchen aus Alundum (Korngröße: ≦600 mesh) behandelt worden, um zu bewirken, daß die Oberfläche in der Umfangsrichtung eine Rauheit (Rz) von 0,8 µm hat. Innerhalb des Zylinders 2 war ein Magnet 7c des Sinterferrittyps angeordnet, dessen erster N-Pol in Richtung auf die Innenseite des Behälters 3 um einen Winkel (R in der Figur) von 30° bezüglich der Linie, die das Ende der magnetischen Rakel 6 und die Mitte des Zylinders 2 verbindet, abgelenkt war.

Die magnetische Rakel 6 war aus Eisen hergestellt, und ihre Oberfläche war mit Nickel plattiert, um ein Rosten zu verhindern. Diese Rakel 6 war mit einem Abstand von 200 µm von der Oberfläche des Zylinders 2 angeordnet.

Als magnetische Teilchen 5 wurden Eisenteilchen von unregelmäßiger Gestalt verwendet, die eine derartige Korngrößenverteilung, daß 3 Gew.-% ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm nicht passierten, 14 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm passierten, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm nicht passierten, 70 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passierten, 12,3 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm nicht passierten und 0,7 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgingen.

Als Toner 4 wurde ein cyanblaues, negativ aufladbares Pulver mit einer mittleren Korngröße von 13 µm verwendet, das durch Vermischen von 100 Teilen eines Polyesterharzes (Molekulargewicht: etwa 40 000; Erweichungstemperatur: 150°C), 10 Teilen eines Kupferphthalocyaninpigments (C. I. Pigment Blue 15) und 5 Teilen eines Ladungssteuerungsmittels für negative Ladung (Alkylsalicylsäure-Metall­ komplex) erhalten worden war und zudem von außen 0,5% Siliciumdioxid hinzugegeben und damit vermischt worden waren. Der Toner wurde in einer Menge von 5 Teilen gut mit 50 Teilen der magnetischen Teilchen vermischt, und die Mischung wurde in den Behälter 3 gefüllt. Oberhalb der Mischung wurden ferner 200 Teile des Toners hinzugegeben. Die Zirkulation der Mischung aus dem Toner und den magnetischen Teilchen in dem Behälter 3 wurde insbesondere dann beobachtet, wenn die Menge des Toners abnahm.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung der Entwicklungsvorrichtung wurde zusammen mit der Drehung des Zylinders eine nur aus dem Toner bestehende Schicht mit einer Dicke von etwa 80 µm gebildet. Die Tonerschicht wurde einer Messung des Ladungsniveaus durch die Abblasverfahren unterzogen, wobei festgestellt wurde, daß sie gleichmäßig mit einem Niveau von -8,2 µC/g geladen war.

Auf einem zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial 1, das dem Zylinder 2 mit einem Abstand von 300 µm gegenüberlag, wurde ein Ladungsmuster mit +600 V im dunklen Teil und +150 V im hellen Teil gebildet. An den Zylinder wurde eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 800 Hz, einem Spitze-zu-Spitze-Wert von 1,4 kV und einem Mittenwert von +300 V angelegt, wodurch klare blaue Bilder von hoher Qualität erhalten wurden, ohne daß Unregelmäßigkeiten bei der Entwicklung, Geisterbilder oder Schleierbildung auftraten.

Was die in dem Behälter 3 enthaltene Mischung betrifft, wurden die magnetischen Teilchen im wesentlichen nicht verbraucht, jedoch wurde der Toner selektiv verbraucht. Die Entwicklungsfunktion war stabil und zeigte keine Veränderung, bis der größte Teil des Toners verbraucht war. Ferner wurde die Zusammensetzung der anfänglich eingefüllten Mischung (d. h. 5 Teile des Toners je 50 Teile der magnetischen Teilchen) in dem Magnetbürsten-Bildungsbereich während des kontinuierlichen Betriebs im wesentlichen beibehalten. Diese Tatsache wurde dadurch bestätigt, daß der Betrieb einmal zum Stillstand gebracht wurde und der Behälter schräg gestellt wurde, um den Toner oberhalb des Magnetbürsten-Bildungsbereichs auszuschütten. Nachdem der Toner verbraucht war, wurde die Entwicklungsvorrichtung aus dem Gesamtsystem herausgenommen, und der untere Teil des Zylinders 2 wurde genau untersucht, wobei kein Austreten der magnetischen Teilchen und auch kein Austreten des Toners beobachtet wurden.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit einigen Abänderungen wiederholt.

Der Zwischenraum zwischen der Rakel 6 und dem Zylinder 2 wurde auf 100 µm eingestellt. Als magnetische Teilchen 5 wurde Eisenpulver verwendet, das mit einem Siliconharz (Molekulargewicht: etwa 10.000) behandelt worden war und eine derartige Korngrößenverteilung hatte, daß 8 Gew.-% ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm nicht passierten, 19,2 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm nicht passierten, 60 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passierten, 11,6 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm nicht passierten und 1,2 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgingen.

Der Toner 4 enthielt ein Pulver [mittlere Korngröße (Volumenmittel): 14 µm] aus einer Mischung von 100 Teilen eines Styrol-Acrylharzes (Copolymerisationsverhältnis: 70 : 30; Molekulargewicht: etwa 100.000), 10 Teilen eines Azopigments (C. I. Pigment Red 57) und 5 Teilen eines Aminoacrylharzes (Molekulargewicht: etwa 20.000; Erweichungstemperatur: 100°C) und 0,5 Teile kolloidales Siliciumdioxid, das von außen zu dem Pulver hinzugegeben und damit vermischt worden war. 8 Teile des Toners und 50 Teile der magnetischen Teilchen wurden nach ausreichendem Vermischen in den Behälter 3 gefüllt, in den ferner 200 Teile des Toners gefüllt wurden. Zur Bildung des zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials 1 wurde ein organischer Fotoleiter verwendet.

Mit den vorstehend erwähnten Abänderungen wurde das Verfahren von Beispiel 1 wiederholt, wobei die magnetischen Teilchen in geeigneter Weise unter Bildung einer nur aus dem Toner bestehenden dünnen Schicht auf der Oberfläche des Zylinders 2 zirkulierten. Unter Anwendung dieser dünnen Tonerschicht wurde ein auf dem zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial befindliches elektrostatisches Ladungsbild entwickelt, wobei ein sehr gutes rotes entwickeltes Bild erhalten wurde. Der vorstehend beschriebene Entwicklunsvorgang war stabil und zeigte keine Änderung, bis der größte Teil des Toners verbraucht war, wobei kein Austreten von Toner oder magnetischen Teilchen unter den Zylinder 2 beobachtet wurde.

Vergleichsbeispiel 1

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurden als magnetische Teilchen Eisenpulver von unregelmäßiger Gestalt verwendet, das eine derartige Korngrößenverteilung hatte, daß 0,5 Gew.-% ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm nicht passierten, 5,5 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm nicht passierten, 55,4 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passierten, 28,4 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm nicht passierten und 10,2 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgingen.

Als Ergebnis des Kopierversuchs wurden in der Anfangsstufe gute Bilder erhalten, jedoch wurde nach einem über eine lange Zeit aufeinanderfolgend durchgeführten Kopierversuch ein beträchtliches Austreten der magnetischen Teilchen aus dem Behälter beobachtet.

Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurden als magnetische Teilchen Eisenpulver von unregelmäßiger Gestalt verwendet, das eine derartige Korngrößenverteilung hatte, daß 22 Gew.-% ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm nicht passierten, 47,1 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm nicht passierten, 25,4 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passierten, 5,2 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm hindurchgingen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm nicht passierten und im wesentlichen 0 Gew.-% durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgingen.

Als Ergebnis des Kopierversuchs wurden in der Anfangsstufe gute Bilder erhalten, jedoch traten in den erhaltenen Bildern nach einem über eine lange Zeit aufeinanderfolgend durchgeführen Kopierversuch Schleier auf. Die Schleier hatten insbesondere in einer Umgebung mit einer niedrigen Feuchtigkeit ein beträchtliches Ausmaß.

Vergleichsbeispiel 3

Der Kopierversuch von Beispiel 1 wurde in ähnlicher Weise wiederholt, jedoch wurde das Gewichtsverhältnis des Toners zu den magnetischen Teilchen in dem Magnetbürsten-Bildungsbereich zu 2 : 98 verändert, indem die Zusammensetzung der anfänglich eingefüllten Mischung verändert wurde, was dazu führte, daß nur Bilder mit einer niedrigen Bilddichte erhalten wurden.

Vergleichsbeispiel 4

Der Kopierversuch von Beispiel 1 wurde in ähnlicher Weise durchgeführt, jedoch wurde das Gewichtsverhältnis des Toners zu den magnetischen Teilchen zu 60 : 40 verändert, indem die Zusammensetzung der anfänglich eingefüllten Mischung verändert wurde, was dazu führte, daß die erhaltenen Bilder eine hohe Bilddichte hatten, jedoch Schleier aufwiesen.

Claims (10)

1. Entwicklerzusammensetzung mit einem Toner und magnetischen Teilchen zum Auftragen des Toners auf ein Toner- Trägerelement, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen eine derartige Korngrößenverteilung haben, daß 30 Gew.-% oder mehr durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgehen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passieren und 5 Gew.-% oder weniger durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgehen, und daß das Gewichtsverhältnis des Toners zu den magnetischen Teilchen 5 : 95 bis 50 : 50 beträgt.

2. Entwicklerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen eine derartige Korngrößenverteilung haben, daß 30 Gew.-% oder weniger ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm nicht passieren, 60 Gew.-% oder mehr durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgehen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passieren und 3 Gew.-% oder weniger durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgehen.

3. Entwicklerzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen eine derartige Korngrößenverteilung haben, daß 10 Gew.-% oder weniger ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 149 µm nicht passieren, 60 Gew.-% oder mehr durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 105 µm hindurchgehen, jedoch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 74 µm nicht passieren und 3 Gew.-% oder weniger durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 63 µm hindurchgehen.

4. Entwicklerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen an der Oberfläche oxidierte oder nichtoxidierte Teilchen aus einem Metall, das aus Eisen, Nickel, Kobalt, Mangan, Chrom und Seltenerdmetallen ausgewählt ist, oder aus einer Legierung dieser Metalle oder Teilchen aus einem Oxid dieser Metalle sind.

5. Entwicklerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner mit einem Farbmittel gefärbt ist und im wesentlichen frei von einem magnetischen Material ist.

6. Verwendung der Entwicklerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zum Auftragen des Toners auf ein Toner- Trägerelement für die Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder, bei dem eine Magnetbürste aus magnetischen Teilchen in einem Behälter, der den Toner und magnetische Teilchen enthält, gebildet wird.

7. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Toners zu den magnetischen Teilchen in dem Magnetbürsten-Bildungsbereich 6 : 94 bis 20 : 80 beträgt.

8. Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des Toners zu den magnetischen Teilchen in dem Magnetbürsten-Bildungsbereich 7 : 93 bis 15 : 85 beträgt.

9. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das Toner-Trägerelement eine Wechselspannung angelegt wird.

10. Verwendung nach Ansprüchen 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne Tonerschicht auf dem Toner-Trägerelement gebildet wird.