DE3331428A1 - Entwicklungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entwickeln eines latenten Bildes mit einem nichtmagnetischen Entwickler, genauer gesagt eine Vorrichtung, bei der eine dünne Schicht aus einem nichtmagnetischen Entwickler auf einem Entwicklerträger oder einer Hülle ausgebildet wird.

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Es sind bereits verschiedenartige Typen von Einkomponenten-Trockenentwicklern vorgeschlagen und in der Praxis eingesetzt worden. Bei jedem dieser Typen ist es jedoch mit Schwierigkeiten verbunden, eine dünne Schicht aus einem Einkomponenten-Trockenentwickler auszubilden, so daß in der Regel eine relativ dicke Schicht des Entwicklers verwendet wird. Ferner ist bei den neueren Vorrichtungen, mit denen eine verbesserte Schärfe, Auflösung oder andere verbesserte Eigenschaften erzielbar sind, ein System zur Ausbildung einer dünnen Schicht aus einem Einkomponenten-Trockenentwickler erforderlich.

Ein Verfahren zur Ausbildung einer dünnen Schicht aus einem Einkomponenten-Trockenentwickler ist in den US-FS*sen 4 586 577 und & 587 664 beschrieben und in die Praxis umgesetzt worden. Hierbei handelt

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es sich jedoch um die Ausbildun-r einer dünnen Schicht aus einem magnetischen Entwickler und nicht aus einem nichtnagnetischen Entwickler. Die Fartikel eines magnetischen Entwicklers müssen .jeweils ein magnetisches Material enthalten, um eine magnetische Natur zu besitzen.. Dies ist'nachteilig, da es zu einer schlechten Bildi'i:cierung führt, wenn das entwickelte Bild auf einem übertragungsmaterial fixiert wird. larüberhinaus wird (aufgrund des in den Entwicklerpartikeln enthaltenen magnetischen Materials) eine schlechte Reprcdusierbarkeit der Farben erhalten.

Es wurde daher ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Entwickler über eine zylindrische weiche Bürste,

I^ die beispielsweise aus Biberpelz hergestellt ist, aufgebracht wird oder ein Verfahren, bei dem der Entwickler mit Hilfe einer Rakel auf eine Entwicklungsrolle mit einer textlien Oberfläche, beispielsweise Samt, aufgetragen wird, um auf diese Weise eine dünne Schicht aus einem nichtmagnetischen Entwickler auszubilden, wenn eine Bürste aus textilem Material zusammen mit einer Rakel aus el astischem Material verwendet wird, ist es möglich, die Menge des aufgetragenen Entwicklers zu regulieren, jedoch besitzt die

^5 aufgebrachte Tonerschicht keine gleichmäßige Dicke. Darüberhinaus führt die Rakel nur eine Reibhewegung an der Bürste durch, so daß die Entwicklerpartikel nicht aufgeladen werden, was zu verschwommenen Bildern führt. Die nichtmagnetischen EntwicklerOartikel

können nicht über magnetische Kräfte gefördert werden, da sie nicht der Beeinflussung durch ein magnetisches Feld ausgesetzt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, mit der eine dünne

Schicht aus einem nichtmagnetischen Entwickler auf einer Entwicklungsträgerfläche ausgebildet werden kann.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Entwicklungsvorrichtung, mit der eine Mehrfarbenentwicklung mit zuverlässiger Farbreproduaierbarkeit erhalten werden kann.

Darüberhinaus soll eine Entwicklungsvorrichtung geschaffen werden, bei der nichtinagnetische Entwicklerpartikel auf triboelektrischem Wege in ausreichender Weise aufgeladen und auf die Entwicklerträgerfläche aufgetragen werden.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Entwicklungsvorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor. 20

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung in einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 das Prinzip einer Entwicklungsvorrichtung;

Figur 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung;

Figur 3 den Magnetfluß um die Entwicklerträgerfläche herum;

Figur 4- ein Diagramm, in dem die Beziehung zwischen der Kopierdichte und der Dicke der Tonerschicht

ORiGlNAL INSPECTED

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dargestellt ist, wenn die Tonermenge verändert wird;

r 5 die Rauigkeit der Entwicklerträgerflache;

Fir-ur 6 eine mit einer Qberflächenrauigkeit-Meß-

vorrichtung durchgeführte Messung der Rauigkeit der Entwicklerträgerfläche; und

Figur 7 ein. schematisches Diagramm, das ein Zwei-. farben-Entwicklungssystem zeigt.

In Eigur 1 ist ein Schnitt durch eine Entwicklungsvorrichtung dargestellt, um die grundlegenden Vorgänge "bei einem Entwicklungsvorgang zu erläutern. Die Vorrichtung umfaßt eine elektrofotografische licht" empfindliche Walze 1 als Trägerelement für ein latentes Bild, die ein latentes Bild trägt, das durch eine nicht gezeigte Bilderzeugungseinrichtung produziert wurde. Die Walze ist in der durch den Pfeil a angedeuteten Richtung drehbar und läuft durch die Entwicklungsstation A, wobei eine nichtmagnetische Hülse 2, die als Träger für einen Entwickler dient, unter Einhaltung eines vorgegebenen Spaltes in gegenüberliegende Beziehung zu der Walze gebracht wird. Die Hülse 2 rotiert in der durch den Pfeil b angedeuteten Richtung, "über der Hülse 2 befindet sich ein Behälter fü^r Entwickler, der aus einem nichtmagnetischen Material, beispielsweise Kunstharz oder Aluminium, besteht und ein Gemisch

pO aus nichtmagnetisehen Entwicklerpartikeln ^ und magnetischen Partikeln 5 enthält. Der Behälter 3 weist auf seiner abstromseitigen Seite in bezug auf

die Bewegung der Hülse 2 eine marnetischo Rakel 6 auf, die on c'.on Bekälter 3 geschraubt ist und dazu dient, die Zuführung des nichtmagnetischer. Entwicklers

richtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes angeordnet. Die Position des Magneten 7 v/ird in 7erbindur.."· mit der Position eines lian-net^oles S und

der Position der na"netischen Rakel 6 festgelegt. Der -0 lol .3 v/ird in der Pro::is .geringfügig aufstromseitig von 'sr magnetischen Rakel 6 angeordnet. Durch diese Anordnung kann in besserer Weise verhindert werden, cal magnetische Partikel durch dan opalt zwischen der magnetischen Rakel 6 und der Oberfläche der Hülse 2 -*-- dringen. Es wird ferner eine bessere Aufbringung des niclrcmagnetischen Entwicklers auf der Oberfläche der Külse 2 erreicht.

Bsi dor verstehend beschriebenen Ausführunrsform' bilden die magnetischen Partikel innerhalb des Behälters 3 durch das zwischen den magnetischen Pol S des Magneten 7 und die magnetische Rakel 5 gebildete I-Iavnetfeld eine magnetische Bürste. 3ei Rotation der Hülse 2 werden magnetische Partikel und nichtmag-

^s netischer Entwickler vermischt und verrührt, während die magnetische Bürste 8 aufrechterhalten v/ird. In c::r riähe der ir.agnctischen Rakel 6 v/ird das Genisch aus dem nichtmagnetischen Entwickler und den magnetischen Partikeln durch die magnetische Rakel 6

3® ~esto;cpt, so daß sich das Gemisch nach oben bewegt und zirkuliert, wie durch den Pfeil c angedeutet ist.

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den magnetischen Partikeln auf tritoelektrlsehen '.v'er.e au.vvcladen. Der aufgeladene Sr-tv.-icLlcr v/i??-.!, durch die 12ild_.raft ^leickinüßi¹;: als dünne Gekickt aus nichtnar- i.ct±z2'.:GTi äntv/ickler auf derHülce 2 vertcili: und in die ~ntv;ic"i:lur.r"3^-c;aticn A f;e.Jordert-, in der er der liclrc2::.pf iiidlichen V/alse 1 ^e^er.überlie^t.

Die die nacrnetische Bürste bildenden magnetischen l-artil:el v;erden daran gebi.ndorr, durch den. or alt cv;iscl:en der merrnetischen 2al:el und der Hülse 2 auszutreten, inder. die von den Magnetfeld deo Magneten 7 ausgeübte Kraft größer gehalten v/ird alc die durch die elektrostatische Ansiehungshraft oder Ileib-ung sviDchen der Hülse 2 und den magneticchen i-artikeln erceurte Tcrdcrhraft. '-Jerm die magnetische Bürste nich'rna^netische-n 7h:twici:lor enthält, v;ird der Inhalt dec Ir-tv/icklerc in dieser Bürcte durch die Rotation der ::ülse 2 l:or.stant gehalten, so daß der Verbrauch

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aus "-ici'itr-a.rnetischcri Sntv;ici:ier auf die Hülse 2 aufgebracht .

j5ei der vorstehenden Erläuterung der grundlegenden Vorrichtung v.^rar das rerulierende Slenient als magnetische Rakel ausgebildet. Hierzu kann jedoch auch eine nichtnacaietische Rakel oder eine nichtna":netische V.'and des Behälters 5 aus Kunstharz oder Aluminium eingesetzt werden. In diesen Fällen muß der lipait zwischen der iakel 6 und der Hülse kleiner sein als bei Verv:endun;~ einer magnetischen Rakel. Sine magnetische

BAD OBIQINAL

pp** , .*"i -¹V* r\-—->-vr\~ «ι-' ^- -flrii Ηθ'ί*Ρ ^wr< -"¹Vt λ-— η ^r» Vi c* η^λ"· η· \.jr, —»"-*— ο m

iL't, ¹IT: oir.s t-oct:^::idir:c nagneticclie 3ürote ar. AuslaS dec Zntv/icl-rl-arc auszubilden und die magnetischen iarti-iel 2iiizu';ror:ze:i und unsu^välzen.

In ri.Tuir 2 ist eine Au3fülirun,^s:?orr. der voriis';enaen 2riiridu:irq dc.r^estell'-j, v/otci für Teile mit ähnlichen I^runlrcionon wie bei der Vorriclitur." der Fi^ur 1 gleiche 3c2U"Gz-ii'iern verv/endet v/erden. Die in ?irrar 2 dargect'ollto Vorrichtung uafa3t eine lichtempfindliche Vn-JLze 1, eine Entv/ichlcrhülse 2, die Entv;ici:ler trägt, eine n:i"netiochc Ralcel 6 und einen Sntwiclcierbehälter ^, in den! ein Gemiach aus nichtmar'netischen Entwickler-" par"Gil:eln ^L\- und magnetiGehen Fartiiieln 5 enthalten ist.

Iy Die .la.^netischen !-artikel und die nichtmagnetischen 3ntv;icl:lerpartil:el (Toner) bilden ein Entwicklergenisch. Innerhalb der Hülse 2 sind Plannet en 7-1, 7-2, 7-3 und 7-V vorgesehen. Sie Hülse 2 wird über eine Quelle 9 mit einer Vorspannung versorgt. Der Behälter 3 ist mit "iührflü^eln 11 versehen, die um eine VJeIle IO drehbar sind. Innerhalb des Behälters ziehen sich die Ent-'./icklorpartikel und die magnetischen Partikel durch eine schwache elektrostatische Ivraft an und v/erden in Hichtun" auf die förderma^neten 7-2, 7-5 und 7—^ an-

2= -:eso~en, so da3 sie an der Oberfläche der Hülse 2 haften.

Die --.ufrabe der magnetischen Partikel besteht hierbei carin, innerhalb derselben die. nichtmagnetischen 'lOnerpartilzel zu dispergieren und die Tonerpartikel zuca.T.rjen mit sich und der Rotation der Hülse 2 zu fördern. V/enn man daher die in Behälter 5 eingegrenzten Partikel betrachtet, so bilden die magnetischen

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Partikel und der niciitnacnetice.ic Toner zuscrüinen einen Sweikoniponeiiton-Sntwickler. 'Der Tcneranteil (23-70 Go··.;, ,j) ist jedoch um eini-o !Icle -rrl^;£er αΐε dor eir.ee Zv;eil:onpO:iter.-2r-tv/icl:le::·.: (2 - 12 Gev;. ',O), dor bei einen üblichen Entv/icklur.rsvc^^ar-r nit :.:G~netischer Sürstc Verv.'endurL" findet.

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DaG sich auf der Hülse 2 befindende Genioch wird durc:: !Rotation derselben zur r.:a~netiGchen Rakel 6 gefordert. Während dieses Fördervorpannes Viird das Geniocr. aus den r.ichtria.jnetischen Tonerpartikeln und den Liannetischen Partikeln durch die magnetische Kraft anTescjren und einer Heioi^S-b durch die Hülse 2 ausgesetzt, so daß die nichtdagr.etischen Tonerpartikel an die Oberfläche der Hülse 2 elektrostatisch anger.or:en verden. In der Nähe der sännetischen Rakel 6 ■verv-eilen die magnetischen. Partikel unter dem Einfluß des zwischen dem Magnet 7-1 und der magnetischen Rakel 6 gebildeten I-Iannetfeldes, so daß eine Bürste gebildet wird. Schließlich v/erden die magnetischen Partikel

2C durch die nametische Rakel £ von der Hülsenoberfläche abgekratzt.

Andererseits v/ird der auf der Hülsenoberfläche abgeschiedene nichtnagnetische Toner 4 durch das Magnetfeld ^^:> nicht beeinflußt und dringt unter der magnetischen Rakel 6 hindurch, so daß auf der Hülse 2 eine dünne Schicht aus dem nichtmagnetischen Toner ':■ ausgebildet v/ird. Diese dünne Schicht v/ird in die Entv;icklungsposition oder Zone A geführt, in der die lichtempfindliche

^ i'J al se 1 und die Hülse 2 nahe aneinanderlie.gen. Um zu verhindern, daß die magnetischen Partikel unter der magnetischen Rakel 6 hindurchtreten, ist der Magnetpol 7-1 in Richtung auf die Innenseite des Behälters 3,

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c.I:. in Richtui-r* auf die aufstrcnseitiire Seite in be zu-" auf die I3ewe~unr der Hülse 2, un 5 - 15 ° ('..■ir..:ol θ ir. I^:i"ur 2) renei^t angeordnet. Indem soiriiö alle I-Ia-:nei?cl3 7-1, 7-2, 7-3 und y-^· innerhalb dos Behälters angeordnet werds::, lecl-it der Hagnetf; fiui: von dor nianrncticjchen ic?.::cl S nicht in Richtung au.? w.io. Znt'.:ic::lu:':"G~ociticn A, d.i.. der I-Ia~netf luß ist auf dao Innere des Behälters 3 begrenzt. Gonit •..Order. I-iauri magnetische ?arti.:el aus der. Behälter 3 herauc.-iexührt.

Gor.auer gesagt v;ird das den nichtniacnetischen Toner ei-fT.I-terde Sr_twic>lerf:enicca auf der Hülse 2 gehalten und ziu der ir-a^netisch-en P.alcel 6 gefördert. Eor Magnetpol 7-1 innerhalb der Hülse 2 weicht riering-

Iy fü"irj von der magnetischen Kakel 6 ab, so daß dort nur ein sc'.'.v/acher I^viar_r-netflu3 existiert. Daher ist auch die Kraft, die das Entv/iclzlergemisch auf der Hülse 2 festhält, schwach, so daß das Gemisch durch den auJstror.sc-itir davon angeordneten Gemischanteil u:v.;-::r.· D:-ucl·: -gesetzt v/ird und sicli von der Hülse 2 entlang dc-r r.a::nc"cischen Hal:el 6 v;eccev;er:t. Der Ent-'./iclcler ce-.;en;t sich,wie durch durch Pfeil c angedeutet, innerhalb des Behälrers 5, se daß eine große Uni'.-'älzbahn und ein starlrer xtünreffelit erreicht wird»

2.'i Ξε· v/ird davon auc-orran^en, daß in der Nähe der Spitze der .Ralcel 6 durch die Rotation der Hülse 2 eine geringe Ziriailation und Vibration auftritt, wodurch die I[ontalitniö,Alichl:ait zwischen den nichtnagnetischen (Toner und der Hülse 2 erhöht wird und somit der nicht-

>0 naqnerische Toner eine ausreichende triboelelrbrische ' Aufiacur._c7 erhält. Glcichzeiti'-: bewirken die geringe Zirlrulaticn und Vibration, da2 der in. einem größeren Anteil in Gemisch enthaltenen Toner von Gordisch abge-

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trennt wird und an der Hülsenoberfläche anhaftet, so el aß auf diese '/eise eine gleichmäßige Tonerschicht auf der Hülsenoberfläche erreicht v;ird. Zu diesem Zeitpunkt wirk sr. die magnetischen Partikel ,-jeweils als kleine induzierte Magneten, die die auf den Behälter 3 begrenzten 5ind.ekrä£te untereinander ausüben. In diesem Zustand besitzt das Magnetfeld die in Figur 3 gezeigte Form, d.h. abstromseitig der magnetischen . -lakel S tritt kaum ein Magnetfluß auf. Laher werden die magnetischen Fartikel 5 kaum durch den opalt zwischen dor 2akel 6 und der Hülse 2 aus dem Behälter 3 herausgesogen. In Figur 3 ist der Magnet als magnetische "./also 7a gezeigt.

An der Entviickiungsotation Λ ist der Abstand d zwischen der lichtempfindlichen Walze 1 und der Entwiclrlungshülse 2 so groß, daß die dünne Tonerschicht auf der Hülse 2 ohne das äußere elektrische Feld die Walzenoberfläche nicht berührt. Es ist somit ein opalt zwischen der Tonerschicht und der V/alzenoberfläche vorhanden. Beim Entv.'icklungsvcrgang v/ird die Hülse 2 über die Vorspannungsquelle 9 nit Gleichstrom, Wechselstrom oder mit Wechselstrom überlagertem Gleichstrom versorgt, um eine vorgegebene spannung aufzubauen, so daß ein gewünschtes Bild erzeugt v/erden kann. Insbesondere kann die in der US-FS 4 292 33? und der amerikanischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 584-34-beschriebene wechselspannung als Vorspannung angelegt v/erden, um eine sogenannte "-Springentwicklung¹¹ durchzuführen.

Bei dieser Ausführungsform v/ird der nichtmagnetische Toner durch Reibung über die magnetischen Partikel und die Hülsenoberfläche aufgeladen. Die magnetischen Partikel sind vorzugsweise so behandelt, daß sie isolierend

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wirken, indem sie eine G:;idations schicht oder eine I-luiistharsschicht aufweisen, die das gleiche oder ein Ü:inlicl:e-G elektrostatisches Uiveau besitzt wie die Tonerpartikel, go daß die triboelektriscke Aufladung der. Toners von den magnetischen rartikeln reduziert und die für die Entwicklung erforderliche Aufladung nur ve η der liülseiioberx lache abgegeben wird. Dadurch

Partiiiel minimal "ehalten, und die Aufbringung des Toners auf die Hülsenoberfläche v.'ird leichter. Die

LO magnetischen Partilrel sind nicht unmittelbar in den rlntv/iclrlun^svorhang einbesogen, dienen jedoch zum Fördern und Umrühren des nichtinagnetischen Toners, Jäher muß nur eine einwandfreie Versorgung mit dem nichtmagnetischen Toner erreicht werden. Die magnetischen l·artikel des Entv/icklergemisches stellen einen Toil der Entwicklungsvorrichtung und keinen Teil des Entwicklers selbst dar. Der innerhalb der Hülce 2 fixierte Magnet erzeugt ein im Behälter 3 "begrenztes Magnetfeld. Der Magnetfluß an der Oberfläche

2C der hülse 2 muß 400 - 600 G betragen.

-oei dem Bildträ~ereler.ent. 1 kann es sich um eine Walze oder ein Band handeln, und es kann ein lichtempfindlichen oder ein isolierendes Element umfassen. In bezug auf den Tonerträger kann eine Hülse aus Aluminium, Kupfcx', rostfreiem Stahl, Messing oder einem anderen nichtmagnetischen rietall oder einem Kunstharz Verwendung finden. Ss kann sich hierbei auch um ein endloses Band aus einem Kunstharz oder einem Metall handein.

In der nachfolgenden Beschreibung werden die Eigenschaften des in Verbindung mit einem derartigen Ent-

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v;ickiun.r;ssysten: verwendeten Entwicklers erläutert. Der nichtr.a^netische loner muß bei dieser Art von Entv;icl:l'Jnr: ir. dor. magnetischen !artikeln disperj;ierbar und zusammen mit dieser, aiii der Hülsencberfläche abscheidbar sein, co daß sie ir. die ITäke der Rakel 6 ~efördert werden kennen. Der Anteil der· [Tonerpartikel muß derart sei:-, daß sich der Toner" abtrennt, v/enn verschiedene 3ewer;unn;en unter der. Einfluß der r.aliel 6 auftreten. Die marnetischen !"artikel müssen darüberliinaus aneinander anhaften, so da£ sie nicht unter der Spitze der -iakel δ hindurchtreten.

um diese Erfordernisse zu erfüllen, finden bei der vorliegenden Erfindung vorsug;sv;eise magnetische Partikel mit einen Durchmesser von 30 - 100 iwiund eiuaea 'i'oneranteil von 25 - 70 Gev/. ',Ό Verwendung. Magnetische Fartikel mit einen Durchniecser, der geringer ist als 50 ju·»«, v/eisen als Pulverpartikel ein geringeres mar;"-etisckes Verhalten auf, so daß die Bindungskraft zv/icchen den Partikeln so cchv;ach ist, daß ein Teil der Partikel bei notation der Hülse 2 die Rakel 6 passiert. Die Partikel erreichen daher den Entv.dcklungsbereich, so daß ein Kurzschluß zwischen der Hülse 2 und der lichtempfindlichen Walze 1 erzeugt wird. Magnetische Partikel mi*: einem Durchmesser, der ·" größer ist als 100 um, besitzen ein derart starkes magnetisches Verhalten, so daß sie zu stark aneinander haften, v/as zu einer unzureichenden Umwälzung und Vibrationen der liähe der Ral:cl 6 führt. Der Toner kann

_Sq sich daher nicht ohne weiteres an dieser Stelle abtrennen. Dies führt zu sogenannten Leerzeilen in der ■lor.orcchicht, bei denen in Ur.fangsrichtunT der Hülse kein Toner vorhanden ist.

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Da der von den magnetischen Partikeln und der Hülse triocciektrisch aufgeladene 'Toner von den marmetischen !artikeln freigegeben und an der Hülsenoberfläche anhaften ~u2, ist c.or -oneranteil einige Male so groß wie der eines üblichen Zweikomponenten-Entwicklers (2-12

l^Ti"ur - zeigt ein Diagramm, in dem die Änderung der liooierdichte und der Dicke der auf der Hülse 2 ausgebildeter- Toiier schicht in Abhängigkeit von der Änderung des J-'onergehaltes (Gew. % ) dargestellt ist« Wie aus der, Bia.~rc.mm hervorgeht, nimmt mit dem Ansteigen des Tciieranteiis die Dicke der Tonerschicht allmählich su. Die Kopierdichte steigt mit zunehmendem 'Toneranteil zuerst steil an, nimmt danaci jedoch nur noch

If; schwach su. wenn der Toneranteil su hoch ist, nimmt die Kopierdichte ab. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß der Anstieg des Toneranteils zu einer Abnahme der Kontaktmöglichkeit zwischen den Tonerpartikeln und den magnetischen Partikeln führt, se daß der Toner nicht genug aufgeladen wird, um das latente Bild su entwickeln.

Es wird daher bcvcrsu-irt, einen solchen Toneranteil zu verwenden, daß eine Kopierdichte erreicht wird, die nicht unter 1,0 lie^t. d.h. einen Toneranteil von 2F: - 70 Gew. /j. V/enn der Toneranteil weniger als 25 Gew. )i beträgt, ist die sich vom Genisch abtrennende Tonermenge ~erin~, so daß die sich auf der Hülse 2 ausbildende Tonerschicht zu dünn ist, um ein zufriedenstellendes Bild su erzeugen. Wenn andererseits der Toneranteil über 70 Gew. % liegt, ist die Kraft zur Befecti~un~ des Toners auf der Hülsenoberflache so gering, daß keine gleichmäßige Schicht entsteht. Hinzu kommt,

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daß sich Toner au:, dem nicht abgebildeten Bereich ablagert, d.h. ein verschwommenes Bild entsteh·;.

- nit der in Fir-nir 2 dargestellten Vorrichtung wurden Versuche durchgeführt, wobei die Vorrichtung die folgenden Abmessungen und Parameter aufwies und die nachfolgend aufgeführten Entwickler^em-ische verwendet wurden:

1. Eüiue 2: 32 mm (Außendurchncsser)

2, Hotation der Hülse 2: Entsprechend der Walze 1 (5CC -m/s).

3. I-Ic^netpole 7-1, 7-2, 7-3 und 7-4: 400 G an der Hülsenoberfläche .

4, Abstand e zwischen der Hülse 2 und der magnetischen Ralcel: e = 0,5 mm.

5· vvinhel θ zvrischen dein Magnetpol 7-1 und der magnetischen Haliel 6: θ = 10°.

6. Abstand d zwischen der Hülse 2 und der '.-JaIze 1: d = 0,3 cn.

7. Elektrische Vorspannung von der Vorspannungsquelle

9: Wechselstrom, Frequenz 600 Hz, Spannung von Fealc-to-Peal. = 1,5 KV, Mittelspannung = I50 V (gleiche Polarität wie bei den latenten Bild).

In allen Fällen wurde eine zufriedenstellende Bilddichte erzielt.

BeisOiel 1

Magnetische. Partikel: Eisenpartilzel durch Oberflächen-

oxidation behandelt (in üblichen elektrofotografischen Prozessen verwendet und mit blau;?efärbter Oberfläche); Ilaschanweite 200 - 300 (Partikelpröße 50 - 100/äh).

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- ιε -

i'oner i-artil:elfröße: 0 10 um

Toners:: seil:

^O Gev;. ;j

>- ^ -—-^ ·-* —. >~J w ^ - ^.' — c«.— tj -j--. I^ -l- · J— LL* ^J-^L^ <~* ~—ο^ϊ-^-^^— j j - -α

-•rcßc ^O- .O/Anj.

*. u—---v

"oner Fartilz !Doneranteil:

: 0 10 /***»

60 Gev/. ;i

Als Vergleich cir.c. nachfolc:end die- Daten eines ^v/ei-I:or/.?c:~cr-tcn-2ntwicl:i2rs aufgerührt, der bei einer übiic-ier. ^ajnetcürGteii-Sntwicl^lun^s-vorrichtung einge setzt V-⁷Ur de:

Ye_rr-;leichsceisr>iel 1

Zi/ei'.rcnponenten-Dntv/icicler von Firma A:

I/arci'.i'clmittlicho Partikelerö£e des Trägers: 100

!Durclischnittliclia i'artikelgröile des Toners: δ uvh

Toneranteil: 2 Gev/. ,Ό

Lichtcr.pfindliches Elenent: Se

Ver-rcleicIiGbsispiel 2

Zv/eiliczipoiienteii-Entv/iclcler von Firma E:

LicI:tc~:p:Tiiidiic~::e3 Element:

iHirchcchnittliche Partikel^röEe des Trägers: 30 Durclischnittliche Fartikelgrcße des Toners: δ μ*ι

'Toneranteil: S Gev/.

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_ χα _
Vergleichsbeistdel 3

Sweikonipor.ten-Sntwickler für das NP 5000 Kopiergerät von CAIiOIi:

Durchschnittliche -fartikelgrcSe des Trägers: 60 Durchschnittliche Fartikelr;rc£e des T'onera: 7/^***

ϊο:ΐΘΓα:τοΘχ1: 12 Gev/./j

Lichtcr-pi'indliches Element: Oberfläche mit Isolationsschicht.

Aus den vorstehenden wird deut7.ich, daß bei Durchführung einer herkömmlichen ^agnetbürsten-Entwicl-zlung unter Verwendung eines Zweilcomponenten-Entwiclclers ein relativ niedriger iToneranteil (2 - 12 Gew. #) Verwendung findet. Dies ist darauf zurüclczufuhren, daß in derartigen Entv/iclclunns syst einen der Toner in ausreichender Weise auf dem Bildbereich abgeschieden wird, daß es j'edoch erforderlich ist, den einmal abgeschiedenen Toner vom Hintergrund, d.h. dem nicht abgebildeten Bereich, au entfernen. Mit anderen Worten, der Kintergrundschleier nuß vermieden werden. Daher muß der Toneranteil in Abhänsigiccit von der Partikelgröße des Trägers oder der Art des lichtempfindlichen Elementes ausreichend niedrig gehalten werden.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Entwicklungssystem wird jedoch nur nichtmagnetischer Toner auf der nichtmagnetischen Hülse 2 abgeschieden, und die Hülse 2 besitzt einen Abstand von dem lichtempfindlichen EIement, dor größer ist als die Dicke der abgeschiedenen ochich", so daß Entwickler mit einem höheren Toneranteil verwendet werden kann. Eine beständige Bilddichte kann über eine große .Anzahl von Kopiervorgängen aufrecht-

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V w

erhclten werden.

Bei ds-m erfirxlur.gsgenäB einzusetzenden nichtinagnetischen Znt'./ickler handelt es sich um einen Entwickler, der bei lier'rörzilich ausgebildeten elektrofotografischen Maschinen Verwendung findet, d.h. der durch Vermischen οinec Farbstoffes oder Pigmentes in einem Harzmaterial und Zerkleinern sowie Verkapseln desselben hergestellt ist. Als magnetische Partikel können Eisenpartikel, I?erri"Coder über ein Karsmaterial gebundene Partikel Anwendung linden.

i/ie vorstehend beschrieben., werden der nichtmagnetische Entwickler und die magnetischen Partikel umgerührt und umgewälzt, und nur der nichtmagnetisch^ Entwickler wird als dünne Schicht auf dem Entwicklerträger 2 abgeschieden und zur Entwicklung des latenten Bildes verwendet. Die -^artikelgröße der magnetischen Partikel und der Anteil des nichtnagnetischen Entwicklers sind so festgelegt, daß eine beständige Bilderzeugung erreicht wird.. D_a der beim Zntwicklungsvorgans eingesetzte Entwickler nur den nichtmagnetischen Entwickler enthält, kann er auch für eine Kehrfarbenentwicklung verwendet v/erden.

£5 Bei dor in den Figuren 1 oder 2 gezeigten Vorrichtung muß der nichtmagnetische Toner durch die magnetische Rakel auf der Hülsenoberfläche abgeschieden und in seiner Dicke reguliert v/erden, so daß eine Schicht vorgegebener Dicke abgeschieden wird. Andererseits muß die Hülsenoborfläche das Entwicklergemisch zur magnetischen Rakel G fördern, es umwälzen und in der Nähe der Rakel 5 in Vi brat ioner: versetzen, um den Toner aus dem Gemisch abzuscheiden. Auch muß die

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- 21 Hülsenoberfläche so ausgebildet sein, daß sie die magnetischen Partikel nicht durch den Spalt unterhalb der Rakel G aus den Behälter 5 heraussieht.

Gemäß einer Ausführungform der vorliegenden Erfindung wird die Hülsenoborfläclie mittels Sandstrahlgebläse behandelt, damit sie eine rauhe Oberfläche erhält.

wenn keine Auf rauhung oder nur eine ..sehr geringe Rauhigkeit vorhanden ist, wird unter ITormalbedingungen keine gev/ünschte Dicke der Tonerschicht auf der Hülse 2 erreicht, was zu einem Bild mit niedriger Dichte führt. Bei niedriger Feuchtigkeit kann die Tonerschicht auf der Hülse einzelne Stellen aufweisen, an denen der Toner triboelektrisch sehr stark aufgeladen ist, was zu örtlieh verdickten Abschnitten führt. Dadurch entsteht eine ungleichmäßige Tonerschicht, so daß der Hintergrund der Kopie Toner aufweisen kann.

Wenn andererseits die Rauhigkeit zu groß ist, konzentriert sich das elektrische Feld an der Entwicklungsposition auf die Rauhigkeits- Peaks ,was zu einem ungleichförmigen schwarzen 3ild in der resultierenden Kopie führt. Hinzu kommt, daß die Dicke der Tonerschicht so groß wird, daß der Toner dazu neigt, sich zu zerstreuen und ein versciiwo-nmenes Bild zu erzeugen. Bei längerem Gebrauch kann dcr Toner zusammenbacken und an den RauhigkeitsVertiefungen anhaften.

Die Rauhigkeit sollte daher vorzugsweise in einem bestimmten Bereich liegen. In der Praxis ist es jedoch nicht möglich, die Oberflächenrauhigkeit definitiv festzulegen, '.i'enn beispielsweise die aufgerauhte Oberfläche der Figur .5 durch eimn Feinrauhigkeitsmesser (von der Firma Tailor Bobson Company

ooo ι

Kösaka Kenkyugo) gemessen wird, wird die in Figur 5 dargestellte wellenform erhalten. Dies v;ird zur Kontrolle der Oberflächenbedingungen duich-

Die Cberflächenrauhigkeit wird gemäß der JIS 10-]>ur_kt DLirchschnittsrauhigkeit (3Z) "JIS B 0601" gemessen. Wie in Figur 6 gezeigt, wird eine Bezugslänge 1 aus der V/ellenforn des Querschnittes herausgegriffen, und es v/ird eine Durchschnittslinie für diesen Bereich gesogen. Danach wird eine Linie parallel zu der Durchschnittslinie gezogen, die sich durch die Spitze des dritthöchstens Peaks erstreckt; ferner eine Linie, die ebenfalls parallel zur Durchschnittslinic und durch die Spitze der drittniedrigsten Vertiefung verläuft. Die Entfernung zwischen diesen beiden Linien v/ird in fm ausgedrückt. Als Besugslänge werden 0,25 cm ausgewählt. Das Sauhigkeitsmaß P v/ird in der folgenden Weise bestimmt. Als Peaks werden Erhöhungen definiert, die um nicht weniger als 0,1 ψΜ höher sind, als die benachbarten beiden Vertiefungen, und die Ansah! der ^eaks wird über die 3esugslänge gesLhl"c. Das Rauhigkeitsmaß P wird dann definiert als 25OyUHi/ Ansah! der über die Besugslänge enthaltenen -i. Su-o .

In Übereinstimmung mit der vorstehenden Definition hat eine Ausführungsform der Erfindung rezeigt, daß durch die Behandlung mit unregelmäßigen Partikeln über ein Sandstrahlgebläse Oberflächenbedingungen ersielt v/erden können, bei denen sich Zufallsrauhigkeiten P (in 5'igur 6 die Entfernung zwischen einem hohen Peak und einer niedrigen Vertiefung oder die durchschnittliche Entfernung zwischen dem Durchschnitts-

ORIGlNAL INSPECTED

333H28

peal·; und der Durchschnittsvertiefung) von 7 - 50 fin und vorzugsweise-eine-vorstehende definierte Rauhigkeit Rz von 1 - 5/·*ergeben.

Die eingesetzten unregelmäßigen abrasiven -artikel besaßen einen vorgegebenen Größenbereich, beispielsweise 20 - 70/Λ», und waren aus p^artikelförnigen harten Materialien, beispielsweise Kohlenstoff, Silizium, Karbid, Aluminiumoxid u.e., ausgewählt. Was die Form der ^rartikel anbetrifft, so wiesen sie scharfe Kanten auf, die auf der Hülsenoberfläche Erhöhungen und Vertiefungen mit scharfen Kanten erzeugten. Die durch derartige unregelmäßige Partikel aufgerauhte Oberfläche besitzt einen sehr hohen Reibungswiderstand, so daß die Förderung des Toners und die Bewegung der magnetischen Partikel gefördert wird.

Ss wurde festgestellt, daß die Tonerförderung verbessert wird, wenn die Oberflächenrauhigkeit nicht geringer ist als 0,1/Λβυ bei Aufrauhung der Hülsenoberfläche durch unregelmäßige abrasive Partikel. Der Effekt in bezug auf die Förderung der Bewegung der magnetischen Partikel war jedoch noch gering, und die Abtrennung des Toners war nicht ausreichend, so daß nur eine sehr dünne Schicht erhalten wurde. Folglich wurde die Oberflächenraühigkeit auf ΙμΜΗ oder mehr erhöht, und es wurde festgestellt, daß eine ausreichende Tonerschicht erhalten wurde. 3s wurde ferner festgestellt, daß bei einer Oberflächenrauhigkeit von 5/0* oder mehr das Bewegungsvermögen der magnetischen Partikel so groß ist, daß diese unter der magnetischen Rakel 6 herausgezogen werden, und zwar insbesondere die kleineren Partikel,

Wenn das Rauhigkeitsmaß nicht mehr als 5y**» betrug,

ORIGINAL INSPECTED

JJJ

wurde lie in Effekt durch die Aufrauhur.c: erreicht. Das Bewerungovorcören der magnetischen Partikel war nicht ■tut, v;ac zu einer ungleichmäßigen triboelektrischen Aufladung dec Toners und somit zu einer uneinheitlichen 5onerscl::.Qht führte. Bei einen Rauhi-gkeitsnaß P über

y .OyKW vairde die Ancerungsrate der Peaks und Vertiefungen (= Gberflächenrauhigkeit Ez/Rauhickeitsmaß P) gering, so daß die Auswiricung auf die Bewegungsiörderung gering wurde. Daher wurde erfindungsgemäß eine Behandlung mittels Sandstrahlgebläse und unregelmäßigen Partikeln IC durchgeführt, so daß sich eine Oberflächenrauhigkeit Hs von 1 - 5/W* und ein Hauhigkeitsnaß P von 5 - 50/Ί**¹ ergab.

Die Vorrichtung der i'igur 2 wurde unter den folgenden Bedingungen betrieben:

1. Hülse 2: 52 mm (Außendurchmesser).

2. Hotation der Hülse 2: Wie walze 1 (300 na/s).

3. Hagnetpole 7-1, 7-2, 7-3 und 7~"_r: 400 G an der Hülsenoberflache.

'!-. Abstand e zwischen der Hülse 2 \xr±d der magnetischen 7;al:el 6: e = 0,1 mm.

5· '.vinl:el θ zwischen Magnetpol 7-1 und magnetischer Rakel 6: " θ = 10 °.
6. Abstand d zwischen Hülse 2 und Walze 1: d = 0,3 mm.

7. Vorspannung an dar Vorspannungsquelle 9: Wechselstrom, Frequenz 600 Hs, Spannung von Peak zu Peak 1,!? KV, Mittelspannung I5C V (gleiche Polarität wie bei dem latenten Bild).
30

S. Ent'.v'icklergenisch: Schwarzer Toner (Bekannter nichtmarnetischer Kunstharztoner) und magnetische Partikel.

0RIG5MAL INSPECTED

Beis-ciel 1

Bei den £andstrahlpartikeln für die Hülse 2 (rostfreier 3-Gahl SU2 Γ-Ο4-) handelte es sich un ein Produki MOiUSDiUI Ho. 600 (SHOVJA D22JEO Z^K.), das aus abraciven Aluminiumo::idpartikeln mit einer Partikelgrc.^e von 25/t« bestand. Die Düse mit einem Durchmesser von 7 issi vrarde in einer. Abstand von I50 mm von der Oberfläche angeordnet. Es v.-urde 2 Minuten

ο lan" mit einem Luftdruck von ^l'r Ki-Zcm¹" -earbeitet.

C Die sich erbende Rauhiickeit betr.ür Rs = l^rth und I- = 3 - 20/«*.

Bei Durchführung dos Entv;icl:lun£;svor rankes unter den vorstellend, aufgeführten Bedingungen v/urde eine sehr G^u"t^s 5onerschicht auf der Hülsenoberflache erhalten, die Iceine Un^leichmäßiglceiten aufwies. Die Entv;icl:lungsvorgänge \irurden liontinLiierlich fortgesetzt, und es wurde bestätigt, daß s^ite Bilder ohne Ungleich mäßiglceiten erzeugt v/erden konnten.

DJel 2

Bei diesem Aueführungsbeispiel wurde als Sandstrahlparuikel für die Hülse 2 (Aluminium) ein Produkt GiSSHDEHcIIIGK Ho. 400 (SHOViA DEMO K.K.) eingesetzt, bei dem es sich um abrasive oiliziuEkarcidpartikel nit einer Partikelgröße von 55/«* handelte. Die Düse wies einen Durchmesser von 7 mn auf und vmrde in einen Abstand von 250 mm von der Oberfläche angeordnet. Es v/urde 2 Hinuten lang mit einem Luftdruck vor. ¹A Ii:;/CZX^ gearbeitet. Die resultierende Rauhigkeit betrug Rs = 2/*« und P = I5 - 30/λ.

3ei Durchführung eines Entwicklungevorganges unter

ORIGINAL INSPECTED

den vorstehend beschriebenen Bedingungen wurde eine sehr ^ute Tonerschicht auf der Hülsenoberfläche ohne Ur-leichniäßiglreiten erhalten. Bei kontinuierlicher Durchführung der Entwicklungsvorgänge konnte bestätigt v/erden, daß gute. Bilder ohne Ungleichmäßigkeiten ersielt v/erden...

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wurde als Sandstrahlpartikel für die Hülse 2 (rostfreier Stahl SUS 304) ein Produkt MORANDAM No. 200 (SEOUA DENKO K.K.) eingesetzt, bei den es sich um abrasive Aluminiumoxidpartikel mit einer r'artikelgröße von 50/** handelte. Die Düse wies einen Durchmesser von 7 mm auf und wurde in einem Abstand von der Oberfläche von 150 mm angeordnet. Es wurde 2 Minuten lang mit einem Luftdruck von 4- Kg/cm gearbeitet. Die sich ergebende . Rauhigkeit betrug Rz = 5/Μβ und P = 20 - 50/wa.

Bei Durchführung des Entwicklung^Vorganges unter den vorstehend angegebenen Bedingungen wurde eine sehr gute Tonerschicht auf der Hülsenoberfläche ohne Ungloichmäßigkeiter. erhalten." •'•'ach kontinuierlicher Durchführung von Entwicklungsvorgängen konnte bestätigt werden, daß gute Bilder ohne Ungleichmäßigkeiten erzielt werden.

Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen können auch andere Größen und Arten von -^ artikeln eingesetzt werMen, ge nach dem yO Material der Hülsenoberflache, wenn der Düsendurchmesser des Sandstrahlgebläses, der Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche und der Strahldruck in geeigneter V/eise ausgewählt v/erden. Bei der getesteten

ORIGINAL INSPECTED

Vorrichtung wurdo festgestellt, daß mit unregelmäßigen abrasives Partikeln von ITr. 200 - Nr. 600 zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden konnten.

.^ll;3er.ein gesagt," werden die abrasiven Partikel in zwei Gruppen eingeteilt, in unregelmäßige und regelmäßige Partikel. Die unregelmäßigen Partikel werden, als Schleifmaterial bezeichnet und weisen scharfe Kanten auf. Die regelmäßigen Partikel besitzen normalerweise eine kugelförmige Gestalt, wenn die unregelmäßigen Partikel verwendet werden, kann die aufgerauhte Oberfläche feine Kanten besitzen. Eine Hülsenoberfläche mit einer Rauhigkeit von Hz = 1 - ^fM führt zu einer beständigen Tonerbeschichtung und zu einer guten anfänglichen Betriebsweise, wenn sie in Verbindung mit der vorstehenden beschriebenen Entwicklungsvorrichtung verwendet wird.

Ss wurde jedoch festgestellt, daß im Gebrauch die scharfen Peaks der aufgerauhten Oberfläche durch das die magnetischen Partikel enthaltende Entwicklergemisch verschlissen werden, so daß das Tonerfördervermögen abfällt. Wenn eine AluminiuEihülse verwendet wird, fällt die Bilddichte nach 3000 Kopien ab. Bei Verwendung einer Hülse aus rostfreiem Stahl (SUS 304) ist ein Abfallen nach 30.000 Kopien festzustellen.

Wenn andererseits gleichförmige abrasive Partikel eingesetzt werden, v/erden die Peaks und Vertiefungen abgerundet, so daß sich eine erhöhte nutzbare Lebensdauer ergibt.

In den nachfolgenden Beispielen wird daher die Aufrauhung der Hülse 2 mit Hilfe von gleichförmigen Partikeln beschrieben. Bei diesen Partikeln handelte es sich beispielsweise um solche aus Glas und Eisen, die eine

rartikelgröße yon 50 - 7ty** aufwiesen. Die ^rartikel besaßen eine allgemein kugelförmige Gestalt ohne Kantor., mit denen eine Hülsenoberfläche ähnlich eines Avcr.turin erhalten wurde.

f. Mit dar durch die, ,gleichförmigen !artikel aufgerauhten Oberfläche wurde eine Verbesserung des l'onerfördervernöpens erzielt, wenn, die Oberflächenrauägkeit nicht geringer war als lyuw. Ss wurde ,jedoch Iceine gute f'ördorun.f der Bev/e~ung der magnetisclien Partikel erzielt, v.rxc. der abgetrennte. Toner war nicht ausreichend, so daß nur eine dünne Schicht erhalten wurde. Bei einer Rauhigkeit über 2/*a wurde eine ausreichende Toiierschicht erreicht. Bei einer Rauhigkeit über 10 juwt war Jedoch das Bewesun^svennögen der magnetischen Partikel so stark, da3 sie unter der magnetischen Rakel aus dem Behälter 3 herausgezogen wurden, was insbesondere für die Partikel nit geringer Größe zutraf.

V/as dac Rauhigkeitsmaß (P) anbetrifft, so wurde der Aufrauhungceffekt unter lOyw* nicht bemerkt. Die magnetischen Partikel wurden nicht ausreichend bewegt, und die triboelektrische Aufladung des Toners war nicht .^leichmäßin;, v/as zu einer ungleichmäßigen Tonerschicht führte. Bei einem Rauhigkeitsmaß (P) über 70/« wurde die Änderungsrate der Peaks und Vertiefungen (= Oberflächenrauhigkeit Rz/ Rauhigkeitsmaß P) so gering, daß nur eine geringe förderung der Bewegung des Entwicklergemischcs erreicht wurde.

Erfindungsgemäß v/erden daher bei der Verwendung von gleichförmigen abrasiven Partikeln die folgenden Werte in bezug auf die Oberflächenrauhigkeit bevorzugt: Rz = 2 - lOyM», P = 10 -

ORIGINAL INSPECTED

- 29 -

Ξε wurden Versuche mit der in Figur 2 dargestellten Verrichtung ur.ter den folgenden Bedingungen durchgeführt:

1. Hülse 2: 52 mm (Außendurchinesser). 2. Itot at ion der Hülse 2: Wie '.false 1 (300 -.m/s). 3. I-Iagnetpolc- 7-1, 7-2, 7-5 und 7-4: 400 G an der

Hülsenoberflache.
'!·. Abstand e zwischen der iiülso 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 d zwischen Hülse 2 und Walze 1 : d = 0,3 mm

7. Elektrische Vorspannung an-der Vorspannungsquelle 9"· Wechselstrom, Frequenz = 600 Hz, Spannung von Peak zu Peak = 1,5 KV, Mittelspannung 150 V (gleiche Polarität wie das latente Bild).

8. Sntwicklergenisch: Schwarzer Toner (Bekannter nichtmagnetischer Kunstharztoner) und magnetische Partikel.

Beispiel 4

Als Sandstrahlpartikel für die Hülse 2 (rostfreier Stahl SUS 304) wurde das Produkt PGB Nr. 300 (FUJI SEIGAKUSHO) eingesetzt, das aus all-gemein kugelförmigen Glasperlen mit einer Partikelgröße von 50/4»* bestand. Die Strahldüse wies einen Durchmesser von 7 EiEi auf und wurde in einem Abstand von I50 mm von der Oberfläche angeordnet. Es wurde 2 Minuten lang

mit einem Luftdruck von 3 Kg/cm gearbeitet. Dabei wurde eine Rauhigkeit von Rz = 2[a» und P = 10 erhalten.

¹^;/U L J <=

If · <

- 30 -

Bei durchführung eines Entv/icklungsvorganges unter den vorstehend genannten Bedingungen wurde eine sehr gute •Tcner-cchicht auf der Eülsenoberflache ohne Ungleichnä£i""l:eitGn erhalten, ^ach kontinuierlicher Durchführung der liritwicklungsvorgänge konnte bestätigt werden, daß gute Bilder ohne ungleichmäßige Entwicklung ersielt werden kennen.

Beispiel f>

AIc Sandstrahlpartikel für die Hülse 2 (Aluminium) wurde das Produkt FGB Nr. 300 (IUEI SSIS-IKUSEO) eingesetzt, das aus allgemein kugelförmigen Glasperlen mit einer Partikelgrcße von 50/βϋ bestand. Die eingesetzte Strahldüse besaß einen Durchmesser von 7 nm und wurde in einen Abstand von 2^0 mm von der Oberfläche angeordnet. Ss wurde 2 Minuten lang mit einem Luftdruck

- 2

von 3 ^g/cm gearbeitet. Dabei ergab sich eine Rauhigkeit von Rz = 4/»« und P = 20 - 40/H·.

Bei Durchführung eines Entv/icklungsVorganges unter den vorstehend 'erläuterten Bedingungen wurde eine sehr gute Tonerschicht auf der Hülsenoberfläche ohne Ungleichmäßigkeit en erhalten. Nach kontinuierlicher Durchführung von Entv/icklungsvorgängen konnte bestätigt werden, daß gute Bilder ohne eine ungleichmäßige Entwicklung erzielt werden können.

Beispiel 6

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde als Sandstrahlpartikel für die Hülse 2 (rostfreier Stahl SUS 304) das Produkt I¹GB Fr. 200 (FUJI SEI3AKUSH0) eingesetzt, das auc allgemein kugelförmigen Glasperlen mit einer

^ INSPECTED

- 31 -

Part ikc-!größe von 50 ^tHt bestand. Es wurde eine Strahldüse ■ - mit eins::. Durchmesser von 7" nm verwendet und-in einem -'"ιcctand von 150 τπε von der Oberfläche "angeordnet. Es

\v"urdo 2 Ilinutcr. lang mit einen Luftdruck von ^zl· IC^/cm rearbeitet. Dabei ergab sich eine Hauhir^ieit von Rz = lO/ue und P = 50 - 70/ua.

Bei Burchführunr eines Entv/iclilungsvorr-an^es unter den vorstehend genannten Bedingungen wurde eine sehr gute - 'I'onerschicht auf der Hülsenoberfläche ohne üngleichr.ä2i'"I:eiten erhalten. Nach l:ontinuierlicl.er Durchführung von Entv;icl-:lungsvori:änr:en I:onnte bestätigt v/erden, daß gute Bilder ohne ungleichmäßige Entwicklung ersielt v/erden können. ■

Unter Verwendung der Hülsen 2 der Beispiele 4-6 wurden Entv/icklungsvorgänge kontinuierlich durchgexührt, wobei festgectelit v/urde, daß bei der Verwendung einer AIuminiuLi-Iiülce die Bildqualität bis"-zu 20.000 ICopien und bei Verwendung einer Hülse aus rostfreiem otahl (SUS ZO^) die Bildqualität bis zu 150.000 Kopien aufrechterhalten werden konnte.

Zusätzlich su den vorstehend erwähnten Beispielen können auch andere Partikelgrößen und Partikelarten Verwendung finden, .je nach dem Material der Eülsenoberflache, wenn der Durchmesser der Strahldüse, der Abstand swisoher. der Düse und der Oberfläche und der Strahldruci: in geeigneter V/^ise ausgewählt werden. - Bei der untersuchten Vorrichtung wurden die gleichförmigen abrasive-η Partikel von Kr. 200 - 500 bevorzugt.

V;ie vorstehend erläutert, wird somit in" erfindungsee-Eiäßer V/eise bei einer Entwicklungsvorrichtung, die

ORiGiNAL INSPECTED

einen Behälter für magnetische Partikel und nichtmagnetisch© Tonerpartikel enthält, wobei die magnetischen Partikel im Behälter umgewälzt und nur die nichtmagnetijchcn Tonerpartikel auf einen Entwicklungsträger aufgebracht v;erden, die Oberfläche des Entwicklungsträgere durch eine Behandlung mit einem Sandstrahlgebläse aufgerauht, so daß die Bewegung des nichtmagneticchen Entwicklere und der magnetischen Partikel gefördert und somit eine gleichmäßige dünne Schicht des nic.itmagnetischen Entwicklers erhalten wird. Da der Entwickler aus einem nichtmagnetischen I-Iaterial besteht, d.h. kein magnetisches Material umfaßt, ist die Anfertigung von farbigen Kopien möglich.

Als einfaches oystem zur Herstellung von Farbbildern sind ein Zweifarben-Entwicklungsverfahren und eine entsprechende Vorrichtung bekannt. Figur 7 zeigt wichtige Teile einer derartigen Zweifarben-Vorrichtung. Durch Licht 12 wird eine erste Bildbelichtung durchgeführt, und das resultierende latente Bild auf der lichtempfindlichen Waise 1 wird durch eine erste Entwicklungsvorrichtung 15 entwickelt. Danach wird eine zweite 3ildbelichtung mit Licht V-V durchgeführt, und das resultierende latente Bild wird über eine zweite Entwicklungsvorrichtung 15 entwickelt. Als Ergebnis wird ein sichtbares Bild in zwei Farben auf der lichtempfindlichen V/alze 1 erzeugt, das danach auf ein Übertragungsmaterial übertragen wird. Bei dem herkömmlich ausgebildeten ^weifarben-Gerät v/erden sowohl der erste als auch der zweite EntwicklungVorgang 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

ORiGiNAL INSPECTED

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zweite Entwicklungsvorrichtung, weiterentwickelt wird, so daß sich die Farcen vermischen.

Anst ello der Entwicklung mit Hilfe der .magnetischen Bürste wurdo eine "Springentv/icklunp:" mit einem Einlzamponcnton-Entwickler vorgeschlagen, wie sie .

in der US-13 ■'!- 292 5S7 .und der amerikanischen Pat ent-. amneldung 5S -':-3-v beschrieben ist. Bei sines solchen System weisen das Trägerelemeiit und das latente Bild und die "onerschicht einen Anstand voneinander auf, so daß sich das vorstehend erwähnte Problem einer störenden Beeinflussung des ersten Bildes durch die zweite Entwicklungsvorrichtung nicht ergibt. Mit and ar on l/orten, das erste sichtbare Bild wird von den Trägern der zweiten Entwicklungsvorrichtung nicht

I^ abgekratzt. V/enn das erste latente Bild eine entgegengesetzte Polarität erhält wie das zweite latente Bild und wenn die Polaritäten des ersten Entwicklers (schwarz) und des zweiten Entwicklers (rot) entgegengesetzt sind, resultiert ein ?arbgemisch, so daß eine

ideale "weiiarben-Entwicklung-durchgeführt werden kann.

-L¹Ur die erste Entwielclungsvoi'richtung 13 und die zweite Entwicklungsvorrichtung 15 wurde die in Figur 2 ge- ^_ zeigte Vorrichtung verwendet und unter den folgenden Bedingungen betrieben:

1. Hülse 2: 32 mm (Außendurchmesser), mit Sandstrahlgebläse behandelt auf eine Cberflächenrauhigkeit

?.z = 3/w«, rostfreier Stahl.

2. Hotation der Hülse 2: Wie v/alze 1 (300 ran/s).

3. Magnetpole 7-1, 7-2, 7-3 und "7-¹I-: '+00 G an der Eülsenoberflache.

BAD ORiGiNAL

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italic 1 ü: ο = 0,5 inn.

S. A1:oi;c.nd d av:iccl:en Hülse 2 u:-_c V/alze 1: d = 0,J nm. 5- ?'· Vorcrcnnuni an äer Vorspanr.uivr;;quelle ?: IVecIiselctrron, r-'caucr^ £00 Iris, Jpar.~u~r von ireal: zu Peak I,;: KY, i-iit-tGliT:aL::iun" 1Π0 Y ("leiche lolarität wie dac latente Bild).
S. Ercter iZntv/icL.lcr: ochv;arzer Toner (Bekannter Licht-

auf"e1aden.
10. i^ajneticche l·artil:el: Gleiche rartiliel i'ür die beide

I'ac ercte latente Bild v/ar positiv und das zweite v;ar negativ.

Dac entstandene, durch Kitze fixierte Bild auf dem über"r.-:._ciun "C-niaterial v/ies keine störenden Beein- ^ flu3caun..~cn durch die zveite iSntv.'icklunr^vorrichtung und das i^rb^emioch auf.

"iiu'indunrjs^enäi: v/ird somit eine Dntv.^ricl-:lunf:cvorrichtung 2f; vorr;e3clalasen, bei der eine dünne öchicht aus einem nicht:r;a"netischen Sntv/ickler auf einen: 'rrä^erelement für den Eiitv/ickler ausgebildet './ird. Die Verrichtung ur.:fa£t einen Entv;icklerbehälter, der ein Genisch aus den nichtir.a^netischen Sntv;icl-:ler und magnetischen Partikcln enthält, eine Vorrichtung, die benachbart su oir.e." Auslaß für den nichtma^netischen Entwickler des Jntv;icklerbehäit;ers angeordnet ist und einen Abstand su einer Oberfläche des Trä^erelements für den Entwickler auf v/eist, um die Zuführung des nichtmagnetischen

BAD ORIGINAL

1 i.ntv:ie.:Iers zu der Cberüläc'ie des Trc'^erelecients i'ür don lintv;ic::ler su re .rollieren, und eine- Vorrichtung zu ZrZ'ov.:yir_~ einec l~.zr.nQiicldcc, die relativ au der

BAD ORIGINAL

Leerseite

Claims (1)

1. Entwicklungsvorrichtung, bei der eine dünne Schicht aus einem r.ichtmacnetischen Sntv/iekler auf einem Trägerelement für den Entwickler ausgebildet wird, gekennzeichnet durch:

Einen Benälter (5), cLer ein Gemisch aus dem nichtma.gnetischer, Entwickler (4) und magnetischen Partikeln (5) enthält;
10

Einrichtungen, die benachbart su einen Auslaß für

den nichtmagnetischen JCni;v:ic::ler des Behälters ($) anneordnet sind und einen Abstand relativ zu einer Oberfläche des Trägerelenentes (2) für den Ent-

1-5 wickler auf v/eisen, um eic Zuführung des nichtmag

netischen Entwicklers (4) zu der Oberfläche des l'rägereiementes für der. Entwickler su regulieren; und

Einrichtungen zur Erzeu-~unr eines Magnetfeldes, ·■ die relativ zu den Rercuiiereinrichtunnen quer zu

dem Trär;erelement (2) für den Entwickler angeordnet sind und in bezug auf die Bewegung des Trägerelementes (2) aufstromseitio von den äeguliereinrichtunnen aus den narkotischer, !-artikeln (5) eine magnetische Bürste bilden, ur. die marnetischen

Partikel innerhalb des Behälters (5) für den Entwickler zv, halten.

BAD ORIGINAL

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geliennzoic-not, daß cüd Einrichtungen zur Erzeugung eines LIa~no\;_'el:los einen Ii-.:"netpol (7-1) zur

der in bezu~ auf die Belegung des Träger element es (2) für den Entv:icl:ier um mindestens g° aufstrorsseitig von den Reguliereinrichtungen angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-LO honnzeichnet, da2 die Seguliereinrichtungen eine S.'SLisl (6) aus rsi-netischem Material umfassen.

4. Vorrichtung nach einen der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur -5 Erseugung eines üagnetfeldes einen Hagnetpol (7-1» 7-2, 7~3ί 7-^z0 zur Förderung des Gemisches aus den nichtmagnetischen Entv.'icliier (4-) und den magnetischen rartiheln (S) und aur Ziriiuiation desselben innerhalb des . Behälters (5) für den Ent-

J. Vorrichtung nach einen dor verangehenden Ansprüche, dadurch ;rchennseichnet, da.: die dünne Schicht aus der. nichtnarrnetiochen Entwickler (4·) in eine Lage

2ΐ QXL- dezi Ent".:icl:lerträger (2) gebracht v;ird, in

der sie einen Bildträgereier.ent (1), das ein zu ent'.viclielndes Bild auxv/eist, gegenüberliegt, v;obei 3v;ischen der. Bildträceroleineni; (1) und der dünnen Cchicht des niclitmagnetiGchen Entv;ichlers (4) ein

$0 J-Zstand vorhanden ist.

6. Vorrichtung nach Ansp:-ach ^- dadurch gekennzeichnet, daß 3v/ischen dem Bildträgerelcment (i) und dem Entv;icl:lerträger(2) eine i/^chselvorspannung

BAD ORIGINAL

—JLo-O *** V-t. ^>„_ V \J— VwAJ-J.^- Viii ^j-AVuU Xa '-^O M-*- UU*iC ·

'r.cLurcli gc-lcennseic'ir-et, άα£ dio nagneticchon Farti.:el (;~) einen Durchneoser von 5C - ^C juwcvai'v.'GiGGn und Γ"" fTi""ⁿ Λ·*·-»4-^π "1 /-- λ f— -»ri -i /-»"*. ■* J~ —^ fj ~·"*"ο,Τ~"1 O'^^/Ti"*^ ♦!*■*"-*--.»■* λ"'-"! Λγ>ι-'

C. Vorrichtung nacl: einen der vorcnpeliendGr. Ansprüche, dadurch gehennseichnet, da2 dor Diitv/ichlerträ^er (L'j) eine rauhe Oberfläche- aufweist.

■;'. Vorrichtung nach Anspruch S, dadurch cokennzeichnet, daß der Entvicklerträger (2) eine Oberfläche aufweist, die über ein Sandstrahlgebläse mit unregelmäßigen Partikeln behandelt worden ist, εο daß sich ein HauhiRkeitsaaß P von 5-50 μ* und eine Oberflächenrauhiskeit Rs von 1-5 |un ergibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch β, dadurch ^kennzeichnet, daß der Hntvicklerträrcr (2) eine Oberfläche aufweist, ._e ϊπΐυΐθ^ΰ i^anciuLrrs.ii,iS>ji3.ij6 niXo ₍ j.G_c '-Grnifien Partikeln behandelt werden ist, so daß sich ein f:auhi-> heitsmaß P von IC - ?0 UrO und eine Cborflächenrauhi_s-hcit Hs von 2 - 10 fm ergibt.

BAD ORIGINAL