DE3413833C2

DE3413833C2 -

Info

Publication number: DE3413833C2
Application number: DE3413833A
Authority: DE
Inventors: Koshi Kawasaki Kanagawa Jp Suematsu; Eiichi Narashino Chiba Jp Imai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-04-12
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1991-05-29
Also published as: DE3413833A1; US4680245A

Description

Die Erfindung betrifft einen isolierenden Entwickler gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 oder 7 und ein Entwicklungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 12, bei dem der isolierende Entwickler verwendet wird.

Bekannt Entwicklungsverfahren, z. B. in der Elektrofotografie und bei der elektrostatischen Aufzeichnung, können allgemein in Trockenentwicklungsverfahren und Naßentwicklungsverfahren eingeteilt werden. Trockenentwicklungsverfahren werden ferner in Verfahren, bei denen ein Zweikomponentenentwickler eingesetzt wird, und in Verfahren, bei denen ein Einkomponentenentwickler eingesetzt wird, eingeteilt. Zweikomponentenentwickler können verschiedene Trägerteilchen für die Beförderung von Tonerteilchen enthalten und werden für verschiedene Entwicklungsverfahren eingesetzt, z. B. für das Magnetbürstenverfahren, bei dem als Trägerteilchen Eisenpulver dient, für das Kaskadenverfahren, bei dem als Trägerteilchen Perlen bzw. Glasperlen dienen, oder für das Pelzbürstenverfahren, bei dem Pelz verwendet wird.

Andererseits gehören zu den Entwicklungsverfahren bei denen ein Einkomponentenentwickler eingesetzt wird, das Pulverwolkenverfahren, bei dem Tonerteilchen in einem zerstäubten bzw. atomisierten Zustand eingesetzt werden, das Kontaktentwicklungsverfahren (auch als Tonerentwicklung bezeichnet), bei dem die Entwicklung durchgeführt wird, indem die Tonerteilchen direkt mit der Oberfläche des elektrostatischen Ladungsbildes in Berührung gebracht werden, das Sprung-Entwicklungsverfahren, bei dem Tonerteilchen nicht direkt mit der Oberfläche des elektrostatischen Ladungsbildes in Berührung gebracht werden, sondern aufgeladen und aufgrund des durch das elektrostatische Ladungsbild erzeugten elektrischen Feldes in Richtung auf die Oberfläche des Ladungsbildes springen gelassen werden, und das "Magnedry"-Verfahren, bei dem elektrisch leitende Tonerteilchen mit dem elektrostatischen Ladungsbild in Berührung gebracht wird.

Zweikomponentenentwickler sind gemischte Entwickler aus Trägerteilchen und Tonerteilchen. Im Verlauf des Entwicklungsvorganges werden Tonerteilchen im allgemeinen in Mengen verbraucht, die viel größer sind als die Mengen, in denen die Trägerteilchen verbraucht werden. Als Ergebnis verändert sich das Mischungsverhältnis der beiden Teilchenarten, wodurch Änderungen in der Dichte der sichtbaren Bilder (Tonerbilder) hervorgerufen werden. Ferner wird die Bildqualität dadurch vermindert, daß die Trägerteilchen, die auch nach langzeitiger Verwendung kaum verbraucht werden, verschlechtert bzw. beschädigt werden. Dies sind Nachteile, die dem Entwicklungsverfahren unter Verwendung des Zweikomponentenentwicklers innewohnen.

Andererseits werden die Tonerteilchen bei dem "Magnedry"-Verfahren, bei dem magnetische Tonerteilchen verwendet wird, und bei dem Kontakt-Entwicklungsverfahren, bei dem nichtmagnetische Tonerteilchen verwendet wird, die zu den Entwicklungsverfahren mit Einkomponentenentwickler gehören, mit der gesamten zu entwickelnden Oberfläche in Berührung gebracht, d. h. unabhängig davon, ob es sich um den Oberflächenteil des Bildbereichs oder um den Oberflächenteil des Nicht-Bildbereichs handelt. Aus diesem Grund haften die Tonerteilchen auch an der Oberfläche des Nicht-Bildbereichs leicht an, wodurch eine Verschmutzung hervorgerufen wird, die als Hintergrundschleier bezeichnet wird. (Dieses Problem einer Verschmutzung in Form von Schleierbildung wurde in ähnlicher Weise auch bei den Entwicklungsverfahren mit Zweikomponentenentwickler beobachtet.) Auch bei dem Pulverwolkenverfahren kann nicht verhindert werden, daß Tonerteilchen im pulverförmigen Zustand an der Oberfläche des Nicht-Bildbereichs anhaften, und folglich ist auch das Pulverwolkenverfahren mit dem Nachteil verbunden, daß der Hintergrundschleier nicht entfernt werden kann.

Ein Entwicklungsverfahren, das aus der JA-A 43027/1979 und der JA-A 18656/1980 bekannt ist, bei dem ein Ladungsbild-Träger, der auf seiner Oberfläche ein elektrostatisches Ladungsbild trägt, und ein Entwickler-Träger, der auf seiner Oberfläche einen isolierenden Entwickler trägt, so angeordnet werden, daß sich dazwischen in einem Entwicklungsabschnitt ein bestimmter Zwischenraum befindet, bei dem ein Entwickler in einer Dicke, die geringer als dieser Zwischenraum ist, auf dem Entwickler-Träger getragen wird und bei dem der Entwickler auf dem Ladungsbild-Träger übertragen wird, hat in dieser Hinsicht den Vorteil, daß kaum Schleier auftreten, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Da bei diesem Verfahren keine Trägerteilchen verwendet werden, wird auch keine Änderung im Mischungsverhältnis hervorgerufen, wie sie vorstehend erwähnt wurde, und ferner können keine Trägerteilchen verschlechtert bzw. beschädigt werden, und infolgedessen kann festgestellt werden, daß mit diesem Entwicklungsverfahren für elektrostatische Ladungsbilder Bilder erzeugt werden können, die eine hohe Wiedergabetreue haben und von stabiler Qualität sind.

Wenn bei dem bekannten Sprung-Entwicklungsverfahren das Kopieren fortlaufend wiederholt wird, kann die Gleichmäßigkeit der auf einem Entwickler-Träger getragenen Entwicklerschicht manchmal beeinträchtigt werden, wodurch verschiedene Schwierigkeiten hervorgerufen werden können. Beispielsweise können in der Umfangsrichtung des Entwickler-Trägers Beschichtungsfehler in Form von Streifen hervorgerufen werden, oder die Dicke der Entwicklerschicht kann im Vergleich mit der anfänglichen Dicke teilweise in hohem Maße geringer werden, was dazu führt, daß Unregelmäßigkeiten wie z. B. Flecken oder Beschichtungsfehler wie z. B. Wellenlinien erzeugt werden. Die Beschichtungsfehler in Umfangsrichtung werden bei der Entwicklung auf dem Bild in Form von weißen Streifen beobachtet, während die Verminderung der Dicke der Entwicklerschicht auf dem Bild in Form von Unregelmäßigkeiten der Dichte wie z. B. Flecken oder Wellenlinien beobachtet wird. Diese Erscheinung tritt beim normalen wiederholten Kopieren kaum auf, sie tritt jedoch manchmal in unerwünschter Weise bei der kontinuierlichen Verwendung auf, und zwar insbesondere beim langen Kopieren unter den Umgebungsbedingungen einer sehr niedrigen Temperatur und einer niedrigen Feuchtigkeit.

Ferner kann sich die Dicke der Entwicklerschicht manchmal unter den Bedingungen einer höheren Temperatur und einer höheren Feuchtigkeit in ungünstiger Weise verändern und in den meisten Fällen abnehmen, und infolgedessen wird häufig eine Verminderung der Bilddichte verursacht. Als Ergebnis von Untersuchungen, die hinsichtlich dieses Problems durchgeführt wurden, ist festgestellt worden, daß eine Ursache dafür in einer ungenügenden Stabilität und Zuverlässigkeit des Ladungssteuerstoffs liegt und daß durch solche Ursachen die Eigenschaften des Anhaftens des pulverförmigen Entwicklers an dem Entwicklungszylinder und der Übertragung des pulverförmigen Entwicklers von dem Entwicklungszylinder verändert werden können.

Im einzelnen werden solche Erscheinungen dadurch hervorgerufen, daß in der auf dem Entwickler-Träger getragenen Entwicklerschicht Bereiche erzeugt werden, die aufgrund einer Änderung der Umgebungsbedingungen ungleichmäßige triboelektrische Ladungen aufweisen. Insbesondere wird durch Reibung zwischen der Oberfläche des Entwickler-Trägers und dem Entwickler unter den Umgebungsbedingungen einer sehr niedrigen Temperatur und Feuchtigkeit ein Bestandteil des Entwicklers mit sehr hohen triboelektrischen Ladungen gebildet. Aufgrund der Bildkraft, die durch die Ladungen hervorgerufen wird, besteht die Neigung, daß sich ein solcher Bestandteil mit sehr hohen triboelektrischen Ladungen in der Nähe des Entwickler-Trägers ansammelt und die Gleichmäßigkeit oder Leichtigkeit der Entwicklung mit dem oberen Schichtbereich des Entwicklers beeinträchtigt, wodurch Unregelmäßigkeiten wie z. B. weiße Streifen, fleckartige Unregelmäßigkeiten und Wellenlinienmuster, wie sie vorstehend erwähnt wurden, hervorgerufen werden. Die Verminderung der Dicke der Entwicklerschicht bei höheren Temperaturen und Feuchtigkeit kann auch durch eine ungleichmäßige triboelektrische Aufladung zwischen dem Entwickler und dem Entwickler-Träger, nämlich aufgrund der Instabilität der Menge der triboelektrischen Ladungen des Entwicklers in der Nähe der Oberfläche des Entwickler-Trägers hervorgerufen werden.

Mittel zur Einstellung einer positiven Ladung, die in Tonerteilchen für Trochenentwicklungsverfahren eingesetzt werden, sind im allgemeinen beispielsweise quaternäre Ammoniumverbindungen und organische Farbstoffe, insbesondere basische Farbstoffe, und Salze davon. Mittel zur Einstellung einer positiven Ladung, die üblicherweise verwendet werden, sind Benzyldimethylhexadecylammoniumchlorid, Decyltrimethylammoniumchlorid, Nigrosinbase, Nigrosinhydrochlorid, Safranin γ, Kristallviolett und andere. Besonders Nigrosinbase und Nigrosin sind häufig als Mittel zur Einstellung einer positiven Ladung verwendet worden. Diese Mittel werden im allgemeinen zu einem thermoplastischen Harz (Bindemittelharz) gegeben und in dem Harz dispergiert, während es unter Erwärmen geschmolzen wird, und die erhaltene Harzmischung wird unter Bildung von Feinteilchen feinpulverisiert, auf geeignete Größen eingestellt, falls dies erwünscht ist, und dann für die Verwendung bereitgestellt.

Diese als Ladungssteuerstoffe bzw. als Mittel zur Einstellung der Ladung dienenden Farbstoffe haben jedoch komplizierte Strukturen und zeigen keine konstanten Eigenschaften, und infolgedessen ist ihre Stabilität schlecht. Ferner kann durch Spaltung, mechanische Zusammenstöße und Reibung während des unter Erwärmen durchführten Knetens oder durch eine Veränderung der Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen eine Zersetzung oder Denaturierung auftreten, wodurch eine Verschlechterung der Ladungssteuerungseigenschaften hervorgerufen wird.

Wenn unter Verwendung von Tonerteilchen, die diese Farbstoffe als Ladungssteuerstoff enthalten, eine Entwicklung in einer Kopiervorrichtung durchgeführt wird, können diese Farbstoffe folglich zersetzt oder denaturiert werden, während die Anzahl der Kopien ansteigt, so daß während der kontinuierlichen Verwendung eine Verschlechterung der Tonerteilchen hervorgerufen wird.

Ferner sind die meisten Substanzen, von denen bekannt ist, daß sie positiv aufgeladen werden können, im allgemeinen dunkelfarbig und haben den Nachteil, daß sie nicht in einen Entwickler mit leuchtender Farbe eingemischt werden können.

Es stellt einen weiteren wichtigen Nachteil dar, daß es sehr schwierig ist, diese Farbstoffe als Ladungssteuerstoffe gleichmäßig in einem thermoplastischen Harz zu dispergieren, was dazu führt, daß die durch Pulverisieren erhaltenen Tonerteilchen unterschiedliche Mengen triboelektrischer Ladungen aufweisen. Es ist bekannt, daß aus diesem Grund verschiedene Verfahren durchgeführt worden sind, um diese Farbstoffe gleichmäßiger in einem Bindemittelharz zu diespergieren. Aus einem basischen Nigrosinfarbstoff wird beispielsweise ein Salz mit einer höheren Fettsäure gebildet, um die Verträglichkeit mit einem thermoplastischen Harz zu verbessern. In diesem Fall wird jedoch unumgesetzte Fettsäure oder ein Zersetzungsprodukt des Salzes an den Toneroberflächen freigelegt, wodurch Trägerteilchen oder Entwickler-Träger verunreinigt werden und auch eine Verminderung der Fließfähigkeit der Tonerteilchen, eine Schleierbildung und eine Verminderung der Bilddichte hervorgerufen werden. Alternativ wird zur Verbesserung der Dispergierbarkeit dieser Farbstoffe in einem Harz auch ein Verfahren angewandt, bei dem Farbstoffpulver und Harzpulver vor dem unter Schmelzen erfolgenden Kneten mechanisch pulverisiert und vermischt werden. Dieses Verfahren reicht nicht aus, um die ursprüngliche, schlechte Dispergierbarkeit zu überwinden, und eine Gleichmäßigkeit der Aufladung, die für die praktische Anwendung zufriedenstellend ist, ist noch nicht erzielt worden.

Ferner sind die meisten Farbstoffe, die für die Einstellung einer positiven Ladung verwendet werden, hydrophil, und diese Harze werden folglich aufgrund ihrer schlechten Dispergierbarkeit in einem Harz auf den Toneroberflächen freigelegt, wenn nach dem unter Schmelzen erfolgenden Kneten pulverisiert wird. Wenn die Tonerteilchen unter den Bedingungen einer hohen Feuchtigkeit eingesetzt werden, bringt dies infolgedessen den Nachteil mit sich, daß wegen dieser hydrophilen Natur des Ladungssteuerstoffs kein Bild mit guter Qualität erhalten werden kann.

Wenn in Tonerteilchen ein bekannter Farbstoff als Mittel zur Einstellung einer positiven Ladung eingesetzt wird, treten folglich Änderungen in der Menge der Ladungen auf, die auf den Oberflächen der Tonerteilchen durch Reibung zwischen Tonerteilchen, zwischen Tonerteilchen und Trägerteilchen oder zwischen Tonerteilchen und Entwickler-Träger wie z. B. einem Entwicklungszylinder erzeugt werden, wodurch verschiedene Schwierigkeiten, beispielsweise eine Schleierbildung, ein Verstreuen von Tonerteilchen oder eine Verunreinigung von Trägerteilchen verursacht werden. Diese Schwierigkeiten werden auffällig, wenn eine großen Anzahl von Kopierzyklen kontinuierlich durchgeführt wird, wodurch Ergebnisse erhalten werden, die für eine Kopiervorrichtung im wesentlichen ungeeignet sind.

Ferner sind die meisten Tonerteilchen für eine Verwendung unter den Bedingungen einer hohen Feuchtigkeit ungeeignet, weil der Wirkungsgrad der Übertragung des Tonerbildes deutlich vermindert wird. Selbst unter normalen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen können die meisten Tonerteilchen denaturiert werden und unbrauchbar werden, wenn die Tonerteilchen lange gelagert werden, was auf die Instabilität des verwendeten Mittel zur Einstellung einer positiven Ladung zurückzuführen ist.

Aus der DE-AS 26 06 749 sind Tonerteilchen für elektrofotografische Entwickler bekannt, die ein Bindemittelharz, ein Färbemittel sowie als Ladungssteuerstoff ein Triazinderivat enthalten. Nach Beispiel 1 der DE-AS 26 06 749 wird ein elektrostatisches Ladungsbild mit negativer Ladung, das auf einer fotoleitfähigen Zinkoxidschicht erzeugt worden ist, mit einem positiv aufladbaren Entwickler entwickelt. Nach Beispiel 2 der DE-AS 26 06 749 werden negativ aufladbare Tonerteilchen verwendet, um ein Ladungsbild mit positiver Ladung zu entwickeln, das auf einer fotoleitfähigen Cadmiumsulfidschicht mit einer isolierenden Schicht erzeugt worden ist. Da die Tonerteilchen in beiden Fällen ein Triazinderivat enthalten, kann der Schluß gezogen werden, daß das bekannte Triazinderivat nicht die Funktion hat, die positive Aufladbarkeit der Tonerteilchen zu erhöhen.

Aus der DE-OS 31 42 974 ist ein elektrofotografischer Entwickler bekannt, der feinverteilte Kieselsäure enthält, die durch ein nasses Verfahren hergestellt worden ist und einen pH von 6 bis 11 hat, wenn sie in einer Menge von 4 Masse% in destilliertem Wasser suspendiert wird.

Die DE-OS 33 30 380, eine ältere Anmeldung, betrifft einen elektrostatografischen Entwickler, der ein Mittel zum Einstellen einer positiven Ladung enthält, das aus Siliciumdioxid-Feinteilchen besteht, die mit einem als Haftvermittler wirkenden Silan oder Titanat behandelt worden sind. Als Silane sind Verbindungen mit der Formel R_mSiY_n angegeben, worin R eine Alkoxygruppe oder ein Chloratom ist, m und n ganze Zahlen sind, die die Beziehung m + n = 4 erfüllen, und Y eine organische Gruppe ist, die mindestens einen aus der Amino-, Vinyl-, Glycidoxy-, Mercapto-, Methacryl- und Ureidogruppe ausgewählten Rest enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen isolierenden Entwickler bereitzustellen, der bei der triboelektrischen Aufladung eine ausgezeichnete positive Aufladbarkeit zeigt und gegenüber Veränderungen der Umgebungsbedingungen wie einem Wechsel zwischen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit und niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit äußerst stabil ist, so daß Tonerbilder mit hoher Qualität erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird durch einen isolierenden Entwickler mit den im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 oder von Patentanspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einem in Patentanspruch 12 angegebenen Entwicklungsverfahren, bei dem der erfindungsgemäße isolierende Entwickler verwendet wird.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens für eine Entwicklungsvorrichtung mit einem Entwicklungszylinder ist besonders wirksam.

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

Fig. 1 bis 5 zeigen jeweils eine Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens unter Verwendung eines nichtmagnetischen isolierenden Entwicklers, und

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens unter Verwendung eines magnetischen isolierenden Entwicklers.

Die in den Tonerteilchen des erfindungsgemäßen isolierenden Entwicklers gemäß Patentanspruch 7 enthaltene A-B-Kupplungsverbindung (A-B-Konjugat) ist thermisch und über eine lange Zeit stabil und hat eine geringe Hygroskopizität. Ferner ist die A-B-Kupplungsverbindung, weil sie eine Art einer Struktur mit getrennten Funktionen darstellt, die einen Farberzeugungsanteil und einen Ladungssteuerungsanteil, die miteinander kombiniert sind, aufweist, ein Ladungssteuerstoff mit guter Qualität, mit dem die Ladungsmenge in ausreichendem Maße gesteuert werden kann, während sie eine Farbe mit einem leuchtenden Farbton zeigt.

Als Derivate von Phthalocyanin, die den A-Anteil der A-B-Kupplungsverbindung bilden, können die bekannten Phthalocyaninderivate verwendet werden, beispielsweise Halogenide, die z. B. durch Einführung von Chloratomen hergestellt werden, oder Arylderivate, die z. B. durch Einführung von Phenylgruppen hergestellt werden. Andererseits ist es z. B. auch möglich, Mercaptogruppen, Thiocyanogruppen, Cyanogruppen, Aminogruppen, Kohlenwasserstoffgruppen, halogenierte Kohlenwasserstoffgruppen, Nitrogruppen oder Sulfongruppen entweder einzeln oder in Kombination einzuführen. Diese Gruppen können an jeder der 16 substituierbaren Stellen der Phthalcyaninstruktur eingeführt werden. Auch eine Form wie ein sogenannter Sulfid-Farbstoff, bei dem zwei Phthalocyaninmoleküle mit einer Disulfidgruppe verbunden sind, kann eingesetzt werden. Der A-Anteil kann auch die Form eines Metallkomplexes haben, und dieser Metallkomplex kann außer allgemein bekannten Kupferkomplexen Komplexe mit verschiedenen Arten von Metallen umfassen, jedoch werden stabile Komplexe mit Nickel, Zink, Cobalt, Aluminium, Platin, Eisen und Vanadium bevorzugt.

Als stickstoffhaltiger heterocyclischer Ring, der den B-Anteil der A-B-Kupplungsverbindung bildet, ist eine Vielzahl von Verbindungen bekannt, und auch andere Atome außer Stickstoff wie z. B. Sauerstoff, Phosphor, Silicium und Schwefel können enthalten sein. Beispiele für solche heterocyclischen Ringe sind:

Als Derivate eines stickstoffhaltigen heterocyclischen Ringes können bekannte Derivate eingesetzt werden, beispielsweise Halogenide, die z. B. durch Einführung von Chloratomen hergestellt werden, oder Arylderivate, die z. B. durch Einführung von Phenylgruppen eingeführt werden. Andererseits ist es z. B. auch möglich, Mercaptogruppen, Thiocyanogruppen, Cyanogruppen, Aminogruppen, Kohlenwasserstoffgruppen, halogenierte Kohlenwasserstoffgruppen, Nitrogruppen, Sulfongruppen, Glycidoxygruppen oder Methacrylgruppen entweder einzeln oder in Kombination einzuführen. Diese Gruppen können an allen substituierbaren Stellen der stickstoffhaltigen heterocyclischen Ringstruktur eingeführt werden.

Die vorstehend erwähnte A-B-Kupplungsverbindung ist im allgemeinen wirksam, jedoch sollte der A-Anteil im Hinblick auf die thermische Stabilität geeigneterweise Kupferphthalocyanin oder ein Derivat davon sein. Ferner sollte der B-Anteil im Hinblick auf die Fähigkeit zur Ladungssteuerung vorzugsweise ein ungesättigter stickstoffhaltiger heterocyclischer Ring oder ein Derivat davon sein.

Die A-B-Kupplungsverbindung kann erhalten werden, indem A und B an ihren substituierbaren Stellen direkt oder mit einer oder mehreren dazwischen eingefügten Zwischengruppen, wie sie nachstehend gezeigt werden, verbunden werden. Im Hinblick auf die Stabilität der A-B-Kupplungsverbindung gegen Wärme, Licht und Feuchtigkeit enthalten die Zwischengruppen geeigneterweise nicht mehr als 50 Atome.

Als ungesättigter, stichstoffhaltiger heterocyclischer Ring für die Bildung der Gruppe Y des als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silans der in Patentanspruch 1 definierten Formel R_mSiY_n ist eine Vielzahl von Ringen bekannt, und typische Beispiele dafür sind nachstehend angegeben:

Sie können zur Bildung ihrer Derivate in alle bekannten Derivate umgewandelt werden, die Gruppen wie z. B. Vinylgruppen, Mercaptogruppen, Methacrylgruppen, Glycidoxygruppen oder Ureidogruppen aufweisen, jedoch unter der Voraussetzung, daß diese Gruppen die Ladungssteuerungseigenschaften von Kohlenwasserstoffgruppen, Halogengruppen und Aminogruppen nicht beeinträchtigen, und diese Gruppen können in alle substituierbaren Stellen der vorstehend erwähnten Ringe eingeführt werden.

Bei den Siliciumdioxid-Feinteilchen, die mit dem vorstehend erwähnten, als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silan zu behandeln sind, kann es sich vorzugsweise um sogenanntes "Fumed Silica" oder "Trockenverfahren-Siliciumdioxid" handeln, das durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids erhalten wird. Das Verfahren der Dampfphasenoxidation ist an sich bekannt. "Fumed Silica" kann beispielsweise durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem die pyrolytische Oxidation von gasförmigem Siliciumtetrachlorid in einer Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme angewandt wird, und das grundlegende Reaktionsschema kann folgendermaßen wiedergegeben werden:

SiCl₄ + 2H₂ + O₂ → SiO₂ + 4HCl

Bei dem vorstehend erwähnten Herstellungsschritt können auch zusammengesetzte Feinteilchen aus Siliciumdioxid und anderen Metalloxiden erhalten werden, indem zusammen mit Siliciumhalogenidverbindungen andere Metallhalogenidverbindungen wie z. B. Aluminiumchlorid oder Titanchlorid eingesetzt werden. Der Begriff "Siliciumdioxid-Feinteilchen" schließt im Rahmen der Erfindung auch solche zusammengesetzten Feinteilchen ein. Es wird bevorzugt, Siliciumdioxid-Feinteilchen zu verwenden, bei denen die mittlere Größe der Primärteilchen geeigneterweise in dem Bereich von 0,001 bis 2 µm und vorzugsweise in dem Bereich von 0,002 bis 0,2 µm liegt.

Zu handelsüblichen Siliciumdioxid-Feinteilchen, die durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids gebildet werden und im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, gehören die Produkte, die unter den nachstehend angegebenen Warenzeichen verkauft werden:

Beispiele der Zugabe von Siliciumdioxid-Feinteilchen, die durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids erhalten worden ist, zu einem Entwickler für die Elektrofotografie sind bekannt. Selbst ein Entwickler, der einen Farbstoff mit der Eigenschaft der Einstellung einer positiven Ladung enthält, wird jedoch dadurch so verändert, daß er eine negative Ladungspolarität hat und infolgedessen für die Sichtbarmachung negativer elektrostatischer Ladungsbilder ungeeignet ist. Die Erfinder haben die vorstehend erwähnte Erscheinung untersucht und dabei festgestellt, daß die bekannten Siliciumdioxid-Feinteilchen, die durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids erhalten worden sind, die Ladungen eines positiv aufladbaren Entwicklers vermindern oder seine Polarität umkehren. Ferner ist als Ergebnis von ins Einzelne gehenden Untersuchungen, die durchgeführt wurden, um einen Entwickler zu erhalten, der eine positive Aufladbarkeit mit stabilen und hohen triboelektrischen Ladungen zeigt und auch eine gleichmäßige positive Aufladbarkeit hat, festgestellt worden, daß es wirksam ist, in einen Entwickler Siliciumdioxid-Feinteilchen einzumischen, die durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids erhalten und mit dem als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silan der vorstehend beschriebenen Formel R_mSiY_n behandelt worden sind.

Die Menge des als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silans, mit dem die Siliciumdioxid-Feinteilchen behandelt werden, sollte vorzugsweise 0,1 bis 30 Masse% und insbesondere 0,5 bis 20 Masse% betragen. Ferner haben die mit dem als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silan behandelten Siliciumdioxid-Feinteilchen eine ausgezeichnete Wirkung in bezug auf das Modifizieren des hydrophoben Verhaltens. Um ein weiteres Modifizieren des hydrophoben Verhaltens zu bewirken, können die Siliciumdioxid-Feinteilchen jedoch nach der Behandlung mit dem als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silan oder gleichzeitig mit dieser Behandlung mit einer organischen Siliciumverbindung behandelt werden. Zu Beispielen für solche organischen Siliciumverbindungen gehören Hexamethyldisilazan, Trimethylsilan, Trimethylchlorsilan, Trimethylethoxysilan, Dimethyldichlorsilan, Methyltrichlorsilan, Allyldimethylchlorsilan, Allylphenyldichlorsilan, Benzyldimethylchlorsilan, Brommethyldimethylchlorsilan, α-Chlorethyltrichlorsilan, β-Chlorethyltrichlorsilan, Chlormethyldimethylchlorsilan, Triorganosilylmercaptane wie z. B. Trimethylsilylmercaptan, Triorganosilylacrylate wie z. B. Vinyldimethylacetoxysilan und des weiteren Dimethylethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan, Diphenyldiethoxysilan, Hexamethyldisiloxan, 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan, 1,3-Diphenyltetramethyldisiloxan und Dimethylpolysiloxan mit 2 bis 12 Siloxaneinheiten pro Molekül, bei dem an das in den endständigen Einheiten enthaltene Si jeweils eine Hydroxylgruppe gebunden ist. Diese organischen Siliciumverbindungen können allein oder in Form einer Mischung von zwei oder mehr Verbindungen eingesetzt werden. Das bevorzugte Masseverhältnis des als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silans zu der organischen Siliciumverbindung für das Modifizieren des hydrophoben Verhaltens liegt innerhalb des Bereichs von 15 : 85 bis 85 : 15, und der Wert der triboelektrischen Ladungsmenge des isolierenden Entwicklers, der die Siliciumdioxid-Feinteilchen enthält, kann auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, indem das Verhältnis innerhalb des angegebenen Bereichs variiert wird, und das Verhältnis kann in der gewünschten Weise gewählt werden. Dieses Verhältnis hängt auch von der Art des als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silans und von der Art der organischen Siliciumverbindung für das Modifizieren des hydrophoben Verhaltens ab, die verwendet werden. Die Gesamtmenge des als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silans und der organischen Siliciumverbindung für das Modifizieren des hydrophoben Verhaltens kann vorzugsweise 0,1 bis 30 Masse% und insbesondere 0,5 bis 20 Masse% betragen, wobei diese Masseanteile auf die Masse der Siliciumdioxid-Feinteilchen bezogen sind.

Falls die A-B-Kupplungsverbindung in das Innere der Tonerteilchen eingemischt wird, kann die Menge dieses Ladungssteuerstoffs geeigneterweise 0,5 bis 50 Masseteile pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes betragen, während die A-B-Kupplungsverbindung im Fall der Zugabe von außen geeigneterweise in einer Menge von 0,01 bis 40 Masseteilen pro 100 Masseteile des Bindemittelharzes eingesetzt wird.

Die Menge des auf Siliciumdioxid-Feinteilchen aufzubringenden, als Haftvermittler wirkenden, stickstoffhaltigen Silans R_mSiY_n kann vom Standpunkt des Verhältnisses der Gesamtmenge des als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silans, der Siliciumdioxid-Feinteilchen und gegebenenfalls der organischen Siliciumverbindung zum Modifizieren des hydrophoben Verhaltens zu der Menge des Entwicklers 0,01 bis 20 Masse% betragen, um seine Wirkung zu zeigen, und die Menge beträgt vorzugsweise 0,1 bis 3 Masse%, um eine positive Aufladbarkeit mit hervorragender Stabilität zu zeigen. Bei einer besonders bevorzugten Art der Zugabe werden auf die Oberflächen der Tonerteilchen 0,01 bis 3 Masse% behandelte Siliciumdioxid-Feinteilchen aufgebracht.

Das Bindemittelharz für die Tonerteilchen des erfindungsgemäßen Entwicklers kann aus Homopolymeren von Styrol und Derivaten davon wie z. B. Polystyrol, Poly-p-chlorstyrol und Polyvinyltoluol, Styrolcopolymeren 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 und Styrol/Maleinsäureester-Copolymer, Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Polyestern, Polyurethanen, Polyamiden, Epoxyharzen, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäureharz, Terpentinharz, modifizierten Terpentinharzen, Terpenharz, Phenolharzen, aliphatischen oder alicyclischen Kohlenwasserstoffharzen, aromatischem Petroleumharz, chloriertem Paraffin oder Paraffinwachs bestehen. Diese Bindemittelharze können entweder einzeln oder in Form einer Mischung eingesetzt werden.

Es ist auch möglich, in Kombination mit den behandelten Siliciumdioxid-Feinteilchen bekannte Mittel zum Einstellen einer positiven Ladung, beispielsweise verschiedene Farbstoffe wie z. B. Benzyldimethylhexadecylammoniumchlorid, Decyltrimethylammoniumchlorid, Nigrosinbase, Nigrosinhydrochlorid, Safran γ oder Kristallviolett, zu verwenden.

In den Tonerteilchen des erfindungsgemäßen Entwicklers kann als Farbmittel irgendein Pigment oder Farbstoff, der geeignet ist, eingesetzt werden. Es können beispielsweise bekannte Farbstoffe und Pigmente wie z. B. Ruß, Eisenschwarz, Phthalocyaninblau, Ultramarinblau, Chinacridon oder Benzidingelb verwendet werden. Auch Mittel zur Verbesserung der Fließfähigkeit wie z. B. Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid können zugegeben werden.

Um den erfindungsgemäßen Entwickler in Form eines magnetischen Entwicklers einzusetzen, kann in die Tonerteilchen auch ein Magnetpulver eingemischt werden. Als Magnetpulver kann ein Material verwendet werden, das magnetisiert wird, wenn es in ein Magnetfeld gebracht wird. Beispiele für Magnetpulver sind Pulver aus einem stark magnetischen Material wie z. B. Eisen, Cobalt oder Nickel oder Legierungen davon oder Verbindungen wie z. B. Magnetit, Hämatit oder Ferrit. Das Magnetpulver kann in einer auf die Masse der Tonerteilchen bezogenen Menge von 15 bis 70 Masse% enthalten sein. Die Tonerteilchen mit der vorstehend beschriebenen Beschaffenheit können in einem Mikrokapseltoner in Wandmaterial, in Kernmaterial oder in beiden Materialien enthalten sein.

Ferner können die Tonerteilchen mit Trägerteilchen wie z. B. Eisenpulver, Glasperlen, Nickelpulver oder Ferritpulver vermischt werden, falls dies erwünscht ist, um als Entwickler für elektrostatische Ladungsbilder eingesetzt zu werden. Der erfindungsgemäße Entwickler kann für verschiedene Entwicklungsverfahren verwendet werden. Der erfindungsgemäße isolierende Entwickler ist beispielsweise für das Magnetbürsten-Entwicklungsverfahren, das Kaskadenentwicklungsverfahren, das aus der US-C 39 09 258 bekannte Verfahren, bei dem leitfähige magnetische Tonerteilchen eingesetzt werden, das aus der JA-A 31 136/1978 bekannte Verfahren, bei dem magnetische Tonerteilchen mit hohem spezifischem Widerstand eingesetzt werden, die aus den JA-AA 42 121/1979, 18 656/1980 und 43 027/1979 bekannten Verfahren, das Pelzbürsten-Entwicklungsverfahren, das Pulverwolkenverfahren, das Druckentwicklungsverfahren und andere Verfahren geeignet.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen isolierenden Entwicklers für das erfindungsgemäße Entwicklungsverfahren, bei dem ein Entwickler-Träger wie z. B. ein Entwicklungszylinder verwendet wird, ist jedoch besonders geeignet, weil in diesem Fall von den stabilen triboelektrischen Ladungseigenschaften des Entwicklers voller Gebrauch gemacht werden kann. Das erfindungsgemäße Entwicklungsverfahren wird in Ausführungsformen, wie sie in Fig. 1 bis Fig. 5 gezeigt werden, praktisch angewandt, wenn der Entwickler nichtmagnetisch ist, während es in einer Ausführungsform, wie sie in Fig. 6 gezeigt wird, angewandt wird, wenn der Entwickler magnetisch ist.

Fig. 1 zeigt einen zylindrischen Ladungsbild-Träger 1 für elektrostatische Ladungsbilder, einen Entwickler-Träger 2, einen Entwickler-Zuführungstrichter 3, eine Beschichtungseinrichtung 4 und einen erfindungsgemäßen, isolierenden, nichtmagnetischen Entwickler 5.

Auf dem Ladungsbild-Träger 1 wird beispielsweise durch das bekannte Carlson-Verfahren oder das bekannte NP-Verfahren ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt und mit dem Entwickler 5 entwickelt, der mit der Beschichtungseinrichtung 4, die den innerhalb des Zuführungstrichters 3 befindlichen, isolierenden, nichtmagnetischen Entwickler 5 als Schicht mit einer regulierten Schichtdicke auf den Entwickler-Träger 2 aufbringt, aufgebracht worden ist. Der Entwickler-Träger 2 ist ein Entwicklungszylinder aus nichtrostendem Stahl, jedoch können als Material für diesen Entwicklungszylinder auch Aluminium oder andere Metalle verwendet werden. Es ist auch möglich, einen Metallzylinder zu verwenden, der mit einem Harz beschichtet ist, um eine triboelektrische Aufladung des auf dem Zylinder befindlichen Entwicklers auf eine in höherem Maße erwünschte Polarität zu bewirken. Ferner kann der Entwicklungszylinder aus einem elektrisch leitendem, nichtmetallischen Material hergestellt sein. An den beiden Enden des Entwickler-Trägers 2 sind in die Welle Abstandswalzen eingefügt, die in der Figur jedoch nicht gezeigt sind. Dadurch, daß die Abstandswalzen gegen die beiden Enden des Ladungsbild-Trägers 1 gedrückt werden, um die Entwicklungsvorrichtung festzumachen, wird der Zwischenraum zwischen dem Ladungsbild-Träger 1 un dem Entwickler-Träger 2 eingestellt und bei einem Wert gehalten, der größer ist als die Dicke der Entwicklerschicht. Dieser Zwischenraum kann beispielsweise 100 µm bis 500 µm und vorzugsweise 150 µm bis 300 µm betragen. Wenn dieser Zwischenraum zu groß ist, wird die elektrostatische Kraft, die von dem elektrostatischen Ladungsbild, das sich auf dem Ladungsbild-Träger befindet, hervorgerufen wird und auf den nichtmagnetischen Entwickler, der sich in Form einer Schicht auf dem Entwickler-Träger befindet, einwirkt, geschwächt, wodurch die Bildqualität vermindert wird. In diesem Fall wird insbesondere das Sichtbarmachen feiner Linien durch die Entwicklung schwierig gemacht. Wenn dieser Zwischenraum zu klein ist, wird andererseits die Gefahr groß, daß sich der in Form einer Schicht auf dem Entwickler-Träger 2 befindliche Entwickler durch Zusammendrücken zwischen dem Entwickler-Träger 2 und dem Ladungsbild-Träger 1 ansammelt. Eine Stromquelle 6 für eine Entwicklungs-Vorspannung ist so angeordnet, daß zwischen dem elektrisch leitenden Entwickler-Träger 2 und der an der Rückseite des Ladungsbild-Trägers 1 befindlichen Elektrode eine Spannung angelegt wird. Bei dieser Entwicklungs-Vorspannung handelt es sich um eine Entwicklungs-Vorspannung, wie sie aus der US-C 42 92 387 bekannt ist.

Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel der Entwicklungsvorrichtung mit einem Ladungsbild-Träger 11 für elektrostatische Ladungsbilder, einem Entwickler-Träger 12, einem Zuführungstrichter 13, einem erfindungsgemäßen, isolierenden, nichtmagnetischen Entwickler 14, einem Entwicklerlagerungsabschnitt 15 und einem Entwicklerzuführungselement 16. Um den in dem Lagerungsabschnitt 15 befindlichen Entwickler 14 in Schwingungen zu versetzen, sind unter dem Zuführungstrichter 13 ein Vibratorelement 17 und eine Vibrationserzeugungseinrichtung 18 vorgesehen. Ferner ist eine Reinigungsklinge 19 vorgesehen. In dieser Entwicklungsvorrichtung wird das Vibratorelement mittels der Vibrationserzeugungseinrichtung 18 mit einer geeigneten Amplitude und Frequenz vibrieren gelassen, wodurch auf dem mit einer konstanten Geschwindigkeit umlaufenden Entwickler-Träger eine gleichmäßige Entwicklerschicht gebildet wird, während der Entwickler-Träger 12 und der Ladungsbild-Träger 11 einander so gegenübergestellt sind, daß der dazwischen befindliche Zwischenraum größer ist als die Dicke der Entwicklerschicht, und die Entwicklung wird durchgeführt, indem der nichtmagnetische Entwickler in Richtung auf das elektrostatische Ladungsbild springen gelassen wird. Für das Ausmaß der Vibration des Vibratorelements 17 gibt es keine besondere Einschränkung, jedoch darf es den Entwickler-Träger 12 nicht direkt berühren, und es wird bevorzugt, die Frequenz und die Amplitude so einzustellen, daß die Dicke der Entwicklerschicht einen gleichmäßigen Wert von etwa 5 bis 100 µm erhalten kann. Es ist auch möglich, zwischen dem Entwickler-Träger 12 und dem Ladungsbild-Träger 11 eine Wechselstrom- und/oder Gleichstrom-Vorspannung anzulegen.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer Entwicklungvorrichtung mit einem Ladungsbild-Träger 21 für elektrostatische Ladungsbilder, einem Entwickler-Träger 22, einem Entwickler-Zuführungsabschnitt 23, einem erfindungsgemäßen, isolierenden, nichtmagnetischen Entwickler 24, einer Beschichtungswalze 25, einer an der Oberfläche der Beschichtungswalze befestigten Faserbürste 26, einem Entwickler-Reinigungselement 27, einer Stromquelle 28 für eine Entwicklungs-Vorspannung und einer Stromquelle 29 für eine Beschichtungs-Vorspannung. Die Beschichtungswalze 25 berührt den Entwickler-Träger 22 und dreht sich im Berührungsbereich in der gleichen Richtung wie der Entwickler-Träger 22. Die Beschichtungswalze 25 dreht sich und befördert den Entwickler 24 mit ihrer Bürste 26 und bringt den Entwickler gleichmäßig auf den Entwickler-Träger 22 auf, wobei der Entwickler dann in Richtung auf das auf dem Ladungs-Träger 21 befindliche, elektrostatische Ladungsbild springen gelassen wird, um die Entwicklung zu bewirken.

Der Zwischenraum zwischen dem Entwickler-Träger 22 und der Beschichtungswalze 25 wird so eingestellt, daß auf dem Entwickler-Träger 22 eine gleichmäßige Entwicklerschicht mit einer Dicke von etwa 5 bis 100 µm gebildet wird. Für die Erzielung einer gleichmäßigen Beschichtung mit dem Entwickler kann von der Vorspannungs-Stromquelle 29 aus eine Vorspannung angelegt werden. Der Zwischenraum zwischen dem Ladungsbild-Träger 21 und dem Entwickler-Träger 22 wird so eingestellt, daß er größer ist als die Dicke der Entwicklerschicht, und während der Entwicklung kann von der Vorspannungs-Stromquelle 28 her eine Entwicklungs-Vorspannung angelegt werden.

Fig. 4 zeigt ein anderes Beispiel der Entwicklungsvorrichtung mit einem Ladungsbild-Träger 31 für elektrostatische Ladungsbilder, einem Entwickler-Träger 32, dem Hauptkörper 33 der Entwicklungsvorrichtung, einem isolierenden, nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler 34 und einer Magnetwalze 35. Die Magnetwalze 35 besteht aus einem nichtmagnetischen Zylinder 36 und einem innerhalb des Zylinders vorgesehenen Magneten 37 für die Bildung einer "Magnetbürste" 38 auf dem Zylinder. Bei dieser Entwicklungsvorrichtung werden magnetische Trägerteilchen durch eine magnetische Kraft unter Bildung einer "Bürste" auf dem nichtmagnetischen Zylinder 36 gehalten, und der Entwickler 34 wird mittels der Trägerteilchenbürste aufsteigen gelassen und durch Berührung auf den Entwickler-Träger 32 aufgebracht, wodurch auf dem Entwickler-Träger eine gleichmäßige Entwicklerschicht gebildet wird. Während dieses Vorgangs werden die Trägerteilchen nicht auf den Entwickler-Träger übertragen, weil sie auf der Magnetwalze 35 gehalten werden. Dann wird der Entwickler von dem Entwickler-Träger 32 in Richtung auf den Ladungsbild-Träger 31 fliegen gelassen. Der Zwischenraum zwischen der Magnetwalze 35 und dem Entwickler-Träger 32 wird so eingestellt, daß die Schichtdicke der Entwicklerschicht etwa 5 bis 100 µm beträgt. Der Zwischenraum zwischen dem Entwickler-Träger und dem Ladungsbild-Träger wird so eingestellt, daß er größer ist als die Dicke der Entwicklerschicht, und von der Stromquelle 39 für eine Entwicklungs-Vorspannung her kann eine Vorspannung angelegt werden, falls dies notwendig ist.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Beispiel einer Entwicklungsvorrichtung mit einem Ladungsbild-Träger 41 für elektrostatische Ladungsbilder, einem Entwickler-Träger 42 in Form eines Zylinders bzw. Hohlzylinders, einem innerhalb des Entwickler-Trägers 42 angeordneten, feststehenden Magneten 43, einem Zuführungstrichter 44, einem erfindungsgemäßen, nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler 45, einer Klinge 46 für die Einstellung der Dicke der Entwicklerschicht und einer Stromquelle 47 für eine Entwicklungs-Vorspannung. Bei dieser Entwicklungsvorrichtung wird auf dem Entwickler-Träger 42 eine aus einer Mischung von Trägerteilchen und Tonerteilchen bestehende Magnetbürste 48 gebildet, und durch die Umdrehung des Entwickler-Trägers 42 wird die Magnetbürste 48 in Umlauf gesetzt und nimmt den innerhalb des Zuführungstrichters befindlichen Entwickler auf, und dieser Entwickler wird dann unter Bildung einer gleichmäßigen, dünnen Schicht auf den Entwickler-Träger 42 aufgetragen.

Danach wird der auf dem Entwickler-Träger 42 befindliche, nichtmagnetische Einkomponentenentwickler auf das elektrostatische Ladungsbild, das sich auf dem Ladungsbild-Träger 41 befindet, springen gelassen, um auf dem Ladungsbild-Träger eine Entwicklung zu bewirken, wobei der Entwickler-Träger 42 und der Ladungsbild-Träger 41 einander so gegenüberstehen, daß der dazwischen befindliche Zwischenraum größer ist als die Dicke der Entwicklerschicht.

Die Dicke der Entwicklerschicht wird durch die Abmessung der Magnetbürste 48, nämlich durch die Menge der Trägerteilchen, und durch die Klinge 46 eingestellt. Der Zwischenraum zwischen dem Ladungsbild-Träger 41 und dem Entwickler-Träger 42 wird so eingestellt, daß er größer ist als die Dicke der Entwicklerschicht. In diesem Fall kann von der Vorspannungs-Stromquelle 47 aus eine Entwicklungs-Vorspannung angelegt werden.

Das erfindungsgemäße Entwicklungsverfahren, bei dem ein magnetischer Entwickler verwendet wird, kann beispielsweise unter Anwendung einer Vorrichtung durchgeführt werden, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Fig. 6 zeigt einen Ladungsbild-Träger 51 für elektrostatische Ladungsbilder, das in Pfeilrichtung umläuft. Ein nichtmagnetischer Zylinder 52, der als Entwickler-Träger wirkt, läuft derart um, daß er in dem Entwicklungsabschnitt in der gleichen Richtung wie die Oberfläche des Ladungsbild-Trägers 51 fortschreitet. Innerhalb des nichtmagnetischen Zylinders 52 ist ein nicht umlaufender, mehrpoliger Permanentmagnet 53 angeordnet. Ein isolierender, magnetischer Einkomponentenentwickler 55, der von einem Entwicklerbehälter 54 her zugeführt wird, wird auf die Oberfläche des nichtmagnetischen Zylinders 52 aufgebracht, und die Tonerteilchen werden durch Reibung der Zylinderoberfläche mit der Tonerteilchen so aufgeladen, daß ihre Polarität zu der Polarität der Ladungen des elektrostatischen Ladungsbildes entgegengesetzt ist. Ferner wird dadurch, daß eine aus Eisen hergestellte Rakel 57 in unmittelbarer Nähe der Zylinderoberfläche (mit einem Zwischenraum von 50 µm bis 500 µm) so angeordnet ist, daß sie einem Pol (in der Zeichnung einem S-Pol) des mehrpoligen Permanentmagneten 53 gegenübersteht, die Dicke der Entwicklerschicht gleichmäßig auf einen geringen Wert (30 µm bis 300 µm) eingestellt. Durch Einstellen der Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 52 wird die Geschwindigkeit der Oberflächenschicht der Entwicklerschicht und vorzugsweise die Innengeschwindigkeit der Entwicklerschicht so eingestellt, daß sie der Oberflächengeschwindigkeit des Ladungsbild-Trägers im wesentlichen oder annähernd gleich ist. Als Rakel 57 kann anstelle einer Eisenrakel ein Permanentmagnet verwendet werden, um einen Gegenpol zu bilden. Im Entwicklungsabschnitt kann zwischen dem Entwickler-Träger und der Oberfläche des Ladungsbild-Trägers auch eine Wechselstrom-Vorspannung aus einer Stromquelle 56 angelegt werden. Diese Wechselstrom-Vorspannung kann eine Frequenz von 200 bis 4000 Hz und einen Spitzen-Spitzenwert von 500 bis 3000 V haben.

Wie vorstehend beschrieben wurde, wurde bei dem Entwicklungsschritt ein nichtmagnetischer Zylinder 52, der einen mehrpoligen Permanentmagneten 53 enthält, angewandt, um einen magnetischen Einkomponentenentwickler in stabiler Weise zu halten. Ferner wurde in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Zylinders 52 eine aus einer dünnen magnetischen Platte oder einem Permanentmagneten hergestellte Rakel 57 angeordnet, um eine dünne und gleichmäßige Entwicklerschicht zu bilden. Wenn auf diese Weise eine Rakel aus einem magnetischen Material verwendet wird, wird zwischen der Rakel und einem Pol des innerhalb des Entwickler-Trägers eingeschlossenen Permanentmagneten ein Gegenpol gebildet, wodurch die Tonerteilchenkette zwischen der Rakel und dem Entwickler-Träger zwangsweise aufgerichtet wird. Auf diese Weise kann die Dicke der Entwicklerschicht an den anderen Stellen auf dem Entwickler-Träger, beispielsweise an der Entwicklungsstelle, die der Oberfläche des elektrostatischen Ladungsbildes gegenübersteht, in vorteilhafter Weise eingestellt werden. Ferner kann die Entwicklerschicht dadurch, daß dem Entwickler eine solche erzwungene Bewegung erteilt wird, gleichmäßiger gemacht werden, wodurch die Bildung einer dünnen und gleichmäßigen Entwicklerschicht erzielt werden kann. Außerdem wird dadurch, daß der Zwischenraum zwischen der Rakel und dem Zylinder auf einen etwas größeren Wert eingestellt werden kann, die Wirkung erzielt, daß eine Beschädigung oder ein Agglomerieren von Tonerteilchen verhindert wird. Während der Übertragung des Entwicklers im Entwicklungsabschnitt wird der Entwickler durch die anziehende Wirkung des elektrostatischen Ladungsbildes oder durch die Wirkung der Wechselstrom-Vorspannung auf die Seite des elektrostatischen Ladungsbildes übertragen.

Die erste Eigenschaft des Entwicklungsverfahrens, bei dem der auf diese Weise aufgebaute, positiv aufladbare Entwickler eingesetzt wird, besteht darin, daß die Menge der triboelektrischen Ladungen zwischen den Tonerteilchen oder zwischen dem Entwickler und dem Entwickler-Träger wie z. B. einem Entwicklungszylinder stabil ist und auf eine Ladungsmenge eingestellt werden kann, die für das anzuwendende Entwicklungssystem geeignet ist. Infolgedessen werden Nachteile, die mit den bekannten Entwicklungsverfahren nicht in ausreichendem Maße überwunden werden konnten, nämlich eine Schleierbildung oder eine um die Ränder des Ladungsbildes herum erfolgende Zerstreuung des Entwicklers bzw. der Tonerteilchen vermieden, und es kann eine hohe Bilddichte mit einer verbesserten Reproduzierbarkeit von Halbtönen erzielt werden.

Wenn der isolierende Entwickler über eine lange Zeit kontinuierlich verwendet wird, können ferner die Eigenschaften, die der Entwickler in der Anfangsstufe zeigt, beibehalten werden, und Bilder mit hoher Qualität können für eine lange Zeit erzeugt werden.

Ferner hat der erfindungsgemäße isolierende Entwickler einige Eigenschaften, die für die praktische Anwendung wichtig sind. Eine dieser Eigenschaften besteht darin, daß die Menge der triboelektrischen Ladung auf dem Entwickler während der Anwendung unter den Umgebungsbedingungen einer höheren Temperatur und Feuchtigkeit stabil ist und sich von der Menge der triboelektrischen Ladung unter normalen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen nicht wesentlich unterscheidet, was dazu führt, daß eine dem Ladungsbild getreue Entwicklung ohne Schleierbildung oder ohne Verminderung der Bilddichte und außerdem mit einem ausgezeichneten Wirkungsgrad der Übertragung durchgeführt werden.

Auch bei der Anwendung des erfindungsgemäßen isolierenden Entwicklers unter den Bedingungen einer niedrigeren Temperatur und Feuchtigkeit wird die Verteilung der triboelektrischen Ladungen nicht wesentlich verändert, wobei kein Entwicklerbestandteil mit einer außerordentlich großen Ladungsmenge gebildet wird, und infolgedessen tritt überraschenderweise weder eine Verminderung der Bilddichte noch eine Schleierbildung auf, und während der Übertragung kommt es im wesentlichen zu keiner Vergröberung oder Zerstreuung des Entwicklers bzw. der Tonerteilchen.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert. In den Beispielen sind alle Angaben von Teilen auf die Masse bezogen.

Beispiel 1A

Styrol-n-Butylmethacrylat-Copolymer
100 Teile
Kupferphthalocyanin	10 Teile
Nigrosin	2 Teil

Die vorstehenden Materialien wurden in einem Mischer vermischt und dann mit auf 150°C erhitzten Zwillingswalzen geknetet. Das geknetete Produkt wurde abkühlen gelassen, mittels einer Schneidemühle grob zerkleinert, mit einer Feinstpulverisiervorrichtung mit einem Luftstrahl pulverisiert und anschließend unter Verwendung eines Windsichters klassiert, wobei feine Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 bis 20 µm erhalten wurden.

In der nächsten Stufe wurden Siliciumdioxid-Feinteilchen (Aerosil 200, hergestellt von Nippon Aerosil K.K.) in einen abgeschlossenen, auf 70°C erhitzten Henschel-Mischer eingebracht und bei einer hohen Geschwindigkeit gerührt, während mit Alkohol verdünntes N-(Trimethoxysilylpropyl)-imidazol der nachstehend angegebenen Formel in einer Menge von 3% dieses als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silans (nachstehend als Silanhaftmittel bezeichnet), bezogen auf Siliciumdioxid, zu dem Siliciumdioxid zugetropft wurde.

Die erhaltenen Feinteilchen wurden bei 120°C getrocknet.

Zu 5 Teilen einer Mischung der feinen Tonerteilchen und 0,8% der behandelten Siliciumdioxid-Feinteilchen wurden 100 Teile Eisenpulver als Trägerteilchen mit einer Teilchengröße von 50 bis 80 µm hinzugesetzt und mit Hilfe eines Henschel-Mischers vermischt, wodurch ein Entwickler hergestellt wurde.

Anschließend wurden gemäß einem bekannten elektrofotografischen Verfahren negative elektrostatische Ladungsbilder auf einem lichtempfindlichen OPC-Aufzeichnungsmaterial, wie es im Beispiel 1B erläutert ist, erzeugt und einer Pulverentwicklung gemäß dem Magnetbürstenverfahren unter Verwendung des Entwicklers unterzogen, wobei Tonerbilder erzeugt wurden, die wiederum auf Normalpapier übertragen und durch Hitze fixiert wurden. Die erhaltenen, übertragenen Bilder waren gut, hatten eine hohe Auflösung und aureichend hohe Dichten bis zu 1,30 ohne Schleierbildung, und ohne daß Tonerteilchen um die Bilder herum zerstreut wurden. Die übertragenen Bilder wurden unter Verwendung des Entwicklers kontinuierlich erzeugt und hinsichtlich ihrer Qualität unter fortlaufenden Kopierbedingungen getestet, wobei sich zeigte, daß das übertragene Bild nach Kopieren von 20 000 Blättern vollkommen vergleichbar war mit den Bildern aus der Anfangsstufe.

Wenn die Umgebungsbedingungen auf 35°C und 85% relative Feuchtigkeit verändert wurden, betrug die Bilddichte 1.26; dieser Wert war gegenüber dem unter normaler Temperatur und normalen Feuchtigkeitsbedingungen erhaltenen Wert praktisch unverändert und klare Bilder konnten ohne Schleierbildung und Zerstreuen von Tonerteilchen erhalten werden, was im wesentlichen die gleiche Leistungsfähigkeit bis zu 30 000 Kopierblättern anzeigt. Wenn danach die übertragenen Bilder bei einer niedrigen Temperatur von 10°C und einer niedrigen Feuchtigkeit von 10% erzeugt wurden, betrugen die Bilddichten bis zu 1.48, und die durchgehend schwarzen Bereiche konnten sehr glatt entwickelt und übertragen werden, wobei ausgezeichnete Bilder ohne Zerstreuen oder Abfallen von Tonerteilchen erhalten wurden. Wenn der fortlaufende Kopiervorgang unter diesen Umgebungsbedingungen sowohl kontinuierlich als auch intermittierend durchgeführt wurde, lag die Dichteschwankung bei bis zu 30 000 Kopierblättern innerhalb eines Bereiches von ±0.2, was anzeigt, daß der Entwickler bei der praktischen Anwendung befriedigend war.

Vergleichsbeispiel 1A

Ein Entwickler wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1A hergestellt, außer daß das Aerosil 200 nicht mit dem Silanhaftmittel behandelt worden war; die Entwicklung und die Übertragung wurden in ähnlicher Weise durchgeführt. Als Ergebnis konnten nur umgekehrte Bilder erhalten werden, woraus hervorgeht, daß der Entwickler negative Aufladungseigenschaften zeigt.

Beispiel 2A

Das Beispiel 1A wurde wiederholt, außer daß (Trimethoxysilyl)-guanamin:

als Silanhaftmittel angewandt wurde. Die erhaltenen Ergebnisse waren genauso gut wie in Beispiel 1A.

Beispiel 3A

Beispiel 1A wurde wiederholt, außer daß Phthalocyanatodichlorsilan:

als Silanhaftmittel angewandt wurde. Die erhaltenen Ergebnisse waren gleichermaßen gut wie in Beispiel 1A.

Beispiel 4A

Die in Beispiel 1A erzeugten, behandelten Siliciumdioxid-Feinteilchen wurden wiederum in einem Henschel-Mischer angeordnet, und Dimethyldichlorsilan wurde auf das Siliciumdioxid unter Rühren in einer Menge von 2 Masse% aufgesprüht. Die Mischung wurde einem Hochgeschwindigkeitsrührvorgang bei Raumtemperatur 2 h lang unterzogen, bei 80°C weitere 24 h lang gerührt und danach wurde der Mischer unter Öffnen Atmosphärendruck ausgesetzt. Die Mischung wurde weiterhin unter Rühren bei niedriger Geschwindigkeit 5 h lang bei 60°C getrocknet.

Die erzeugten, behandelten Siliciumdioxid-Feinteilchen wurden mit den feinen Tonerteilchen in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 vermischt. Die erhaltenen Ergebnisse waren gut. Selbst unter Umgebungsbedingungen von 35°C und 85% relativer Feuchte wurde die Reflexionsbilddichte überhaupt nicht herabgesetzt.

Beispiel 1B

Styrol-2-Ethylhexylacrylat-Copolymer
100 Teile
Phthalocyanin-Blau	5 Teile
Nigrosin	2 Teile

Unter Verwendung der vorstehenden Materialien wurden feine Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 bis 20 µm in der gleichen Weise wie in Beispiel 1A erzeugt und weiter mit dem gleichen behandelten Siliciumdioxidteilchen in einem Henschel-Mischer vermischt, wobei ein Entwickler erhalten wurde.

Andererseits wurde eine Mischung aus 100 Masseteilen Zinkoxid, 20 Masseteilen eines Styrol-Butadien-Copolymeren, 40 Masseteilen n-Butylmethacrylat, 120 Masseteilen Toluol und 4 Masseteilen einer 1%igen methanolischen Lösung von Bengalrosa dispergiert und in einer Kugelmühle 6 h lang vermischt. Die resultierende Mischung wurde mit einem Drahtstab auf eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,05 mm bis zu einer Schichtdicke von 40 µm nach dem Trocknen aufgebracht, und unter anschließender Verdampfung des Lösungsmittels wurde ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial vom Zinkoxid-Bindemittel-Typ hergestellt, das dann zu einer Trommel gestaltet wurde. Nachdem das Aufzeichnungsmaterial einer Koronaentladung bei -6 kV unter gleichförmiger Aufladung der gesamten Oberfläche unterzogen worden war, wurde anschließend bildmäßig belichtet, um ein elektrostatisches Ladungsbild zu erzeugen. Der Entwickler wurde in einer Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, angeordnet, und das elektrostatische Ladungsbild auf dem vorstehend beschriebenen, als Ladungsbild-Träger dienenden, lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterial wurde entwickelt.

Der hier verwendete Entwickler-Träger wurde auch einem rostfreien Stahlzylinder mit einem Außendurchmesser von 50 mm hergestellt, wobei der Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Ladungsbild-Trägers und der Zylinderoberfläche 0,25 mm betrug, und eine Wechselspannung von 50 Hz bei 1000 V und eine Gleichstrom-Vorspannung von -150 V wurden an den Zylinder angelegt.

Anschließend wurde das Tonerbild übertragen, während die Rückseite von als Bildempfangsmaterial dienenden Papier mit einem Koronagleichstrom von -7 kV bestrahlt wurde, um ein kopiertes Bild zu erzielen. Die Fixierung erfolgte mit Hilfe einer handelsüblichen Kopiervorrichtung für Normalpapier (Warenbezeichnung: NP-5000, hergestellt von Canon K.K.).

Das erzeugte, übertragene Bild hatte eine ausreichend hohe Dichte ohne irgendwelche Schleierbildung und ohne daß Tonerteilchen um die Bilder herum zerstreut wurde; es wurde ein gutes Bild mit hoher Auflösung erhalten. Die übertragenen Bilder wurden kontinuierlich unter Verwendung des obigen Entwicklers hergestellt und dann hinsichtlich ihrer Qualität unter fortlaufenden Kopierbedingungen getestet, mit dem Ergebnis, daß nach dem Kopieren von 10 000 Blättern das übertragene Bild vollständig vergleichbar mit den Bildern der Anfangsstufe war.

Wenn die Umgebungsbedingungen auf 35°C und 85% relative Feuchtigkeit geändert wurden, blieb die Bilddichte im wesentlichen unverändert gegenüber derjenigen bei Normaltemperatur und normaler Feuchtigkeit, und es konnten klare blaue Bilder ohne wesentliche Änderung bis zu 10 000 Kopierblättern erhalten werden. Wenn danach die übertragenen Bilder bei einer niedrigen Temperatur von 10°C und einer niedrigen Feuchtigkeit von 10% erzeugt wurden, waren die Bilddichten hoch, und die durchgehend schwarzen Bereiche konnten sehr glatt entwickelt und übertragen werden, wobei ausgezeichnete Bilder ohne Zerstreuen oder Abfallen von Tonerteilchen erhalten wurden. Wenn der fortlaufende Kopiervorgang unter diesen Umgebungsbedingungen sowohl kontinuierlich als auch intermittierend durchgeführt wurde, lag die Dichteschwankung is zu 10 000 Kopierblättern innerhalb eines Bereiches von ±0,2, was anzeigt, daß der Entwickler bei der praktischen Anwendung befriedigend war.

Vergleichsbeispiel 1B

Unter Verwendung der gleichen Materialien und der gleichen Behandlung wie in Beispiel 1B wurden feine Tonerteilchen hergestellt.

Die Siliciumdioxid-Feinteilchen, die in der gleichen Weise wie in Beispiel 1B hergestellt wurden, außer daß die Siliciumdioxid-Feinteilchen (Aerosil 200) nicht mit dem Silanhaftmittel behandelt worden waren, wurden mit den feinen Tonerteilchen vermischt, wobei ein Entwickler erhalten wurde.

Dieser Entwickler wurde in einer Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, angeordnet, und die Entwicklung und Übertragung wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1B durchgeführt. Als Ergebnis konnten nur umgekehrte Bilder erhalten werden, was anzeigt, daß der Entwickler nur negative Ladungseigenschaften aufweist.

Beispiel 2B

Unter Verwendung eines Entwicklers, der in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, außer daß als Silanhaftmittel N-(Trimethoxysilylethyl)carbazol der nachstehenden Formel verwendet wurde:

wurden die Entwicklung und die Übertragung in einer Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1B durchgeführt.

Es wurden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1B erhalten.

Beispiel 3B

Unter Verwendung eines Entwicklers, der in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, außer daß als Silanhaftmittel (Trimethoxysilyl)guanamin mit folgender Formel verwendet wurde:

wurden Entwicklung und Übertragung gemäß der gleichen Verfahrensweise wie in Beispiel 1B durchgeführt.

Es wurde im wesentlichen die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1B erhalten.

Beispiel 4B

Unter Verwendung des gleichen Entwickler wie in Beispiel 1B wurde ein elektrostatisches Ladungsbild auf einem Ladungsbild-Träger 11 mit Hilfe der in Fig. 2 gezeigten Entwicklungsvorrichtung entwickelt. Während des Vorgangs wurde der Vibrator 17 bei einer Frequenz von etwa 50 Hz mit einer Amplitude von 0,2 mm vibrieren gelassen, und der Entwickler-Träger 12 wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 120 mm/s rotieren gelassen. Als Ergebnis wurde eine gleichförmig beschichtete Entwicklerschicht mit einer Dicke von etwa 50 µm auf dem Entwickler-Träger gebildet. Die Entwicklung wurde durchgeführt, indem der Entwickler-Träger 12 gegenüber dem Ladungsbild-Träger mit einem Zwischenraum von etwa 300 µm angeordnet wurde, und indem eine Wechselstrom-Vorspannung von 100 bis einigen kHz mit einem negativen Spitzenwert von -660 bis -1200 V und einem positiven Spitzenwert von +400 bis +800 V an den Entwickler-Träger angelegt wurde.

Es wurden im wesentlichen die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1B erhalten.

Vergleichsbeispiel 2B

Unter Verwendung des gleichen Entwicklers wie im Vergleichsbeispiel 1 wurden die Entwicklung und die Übertragung mit Hilfe einer Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, in ähnlicher Weise wie in Beispiel 4B durchgeführt.

In diesem Falle wurden die gleichen Nachteile, wie sie im Vergleichsbeispiel 1B erläutert sind, deutlich beobachtet.

Beispiel 5B

Unter Verwendung des gleichen Entwicklers wie in Beispiel 2B wurde ein elektrostatisches Ladungsbild auf dem Ladungsbild-Träger 21 mit Hilfe einer Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, entwickelt. Während der Durchführung wurde der Zwischenraum zwischen dem Entwickler-Träger 22 und der Beschichtungswalze 25 bei etwa 2 mm gehalten, und die Länge der Faserbürste 26 betrug etwa 3 mm. Wird der Zwischenraum zwischen dem Entwickler-Träger, nämlich dem Entwicklungszylinder 22, und dem Ladungsbild-Träger 21 bei 300 µm gehalten, wurde eine Entwicklerschicht von etwa 80 µm auf dem Entwicklungszylinder 22 gebildet. Die Entwicklung wurde unter Anwendung eines Wechselstroms mit einer Wellenfrequenz von 200 Hz und Spannungsspitzenwerten von ±450 V mit einer zusätzlichen Gleichstromkomponenten von 250 V durchgeführt, so daß Spitzenspannungswerte von +700 V und -200 V erhalten wurden. Es wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1B gute Ergebnisse erhalten.

Beispiel 6B

Unter Verwendung des gleichen Entwicklers wie in Beispiel 3B wurde ein elektrostatisches Ladungsbild auf dem Ladungsbild-Träger 31 mit Hilfe der in Fig. 4 gezeigten Entwicklungsvorrichtung entwickelt. Während der Durchführung wurde der Zwischenraum zwischen dem Entwickler-Träger 32 und der Magnetwalze 35 bei etwa 2 mm gehalten, und die maximale Stärke der Magnetbürste 38 betrug etwa 3 mm. Wird der Zwischenraum zwischen dem Entwickler-Träger, nämlich dem Entwicklungszylinder 32 und dem Ladungsbild-Träger 31, bei 300 µm gehalten, wurde eine Entwicklerschicht von etwa 80 µm auf dem Entwicklungszylinder 32 gebildet. Die Entwicklung wurde unter Anlegen einer Wechselspannung mit einer Wellenfrequenz von 200 Hz und Spannungsspitzenwerten von ±450 V mit einer zusätzlichen Gleichstromkomponenten von 250 V durchgeführt, so daß Spannungsspitzenwerte von +700 V und -200 V erhalten wurden. Es wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1B gute Ergebnisse erhalten.

Beispiel 7B

20 Gramm des Entwicklers von Beispiel 1B wurden gründlich mit 20 Gramm Eisenpulver aus Trägerteilchen vermischt, und die resultierende Mischung wurde in einer Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, aufgeladen. Der Abstand zwischen der Klinge 46 für die Steuerung der Dicke der Entwicklerschicht und dem Entwickler-Träger 42 wurde auf etwa 250 µm eingestellt. Wird der Zwischenraum zwischen dem Entwickler-Träger, nämlich dem Entwicklungszylinder 42, und dem Ladungsbild-Träger 41 bei 300 µm gehalten, wurde eine Entwicklerschicht mit einer Dicke von etwa 80 µm auf dem Entwicklungszylinder 42 gebildet. Die Entwicklung wurde unter Anwendung eines Wechselstroms mit einer Wellenfrequenz von 200 Hz und Spannungsspitzenwerten von ±450 V mit einer zusätzlichen Gleichstromkomponenten von 250 V durchgeführt, so daß Spannungsspitzenwerte von +700 V und -200 V erhalten wurden. Es wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1B gute Ergebnisse erhalten.

Beispiel 1C

Sulfonylchloridgruppen wurden in Kupferphthalocyanin mit Chlorsulfonsäure eingeführt, und danach wurde die erhaltene Verbindung mit Aminophenylguanamin reagieren gelassen, um eine Verbindung (1), wie nachstehend gezeigt ist, herzustellen.

Unter Verwendung der vorstehenden Verbindung (1) wurde ein Entwickler mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10 µm hergestellt, indem der folgende Ansatz mit Heißwalzen vermischt und geknetet und anschließend einer Strahlpulverisierung und Klassierung unterzogen wurde.

Styrol-2-Ethylhexylacrylat-Copolymer
100 Teile
Verbindung (1)	5 Teile

Der Entwickler wurde in einer Entwicklungsvorrichtung wie in Fig. 1 gezeigt ist, angeordnet, und ein negatives, elektrostatisches Ladungsbild das in gleicher Weise wie in Beispiel 1B auf einem Ladungsbild-Träger erhalten wurde, wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1B entwickelt.

Das erhaltene übertragene Bild hatte eine ausreichend hohe Dichte ohne irgendwelche Schleierbildung und ohne daß der Entwickler um die Bilder herum zerstreut wurde; es war ein Bild mit hoher Auflösung. Die übertragenen Bilder wurden kontinuierlich unter Verwendung des Entwicklers erzeugt und hinsichtlich ihrer Qualität unter fortlaufenden Kopierbedingungen getestet, mit dem Ergebnis, daß das übertragene Bild nach einem Kopiervorgang mit 10 000 Blättern vollständig vergleichbar mit den Bildern der Anfangsstufe war.

Wenn die Umgebungsbedingungen auf 35°C und 85% relativer Feuchtigkeit geändert wurden, blieb die Bilddichte im wesentlichen gegenüber derjenigen unter Normaltemperatur und normalen Feuchtigkeitsbedingungen unverändert, und es konnten klare Bilder ohne Schleierbildung und Zerstreuung erhalten werden. Die Qualität unter fortlaufenden Kopierbedingungen war bis zu 10 000 Kopierblättern im wesentlichen unverändert. Wenn die übertragenen Bilder danach bei einer niedrigen Temperatur von 10°C und einer niedrigen Feuchtigkeit von 10% erzeugt wurden, waren die Bilddichten hoch, und die durchgehend schwarzen Bereiche konnten sehr glatt entwickelt und übertragen werden, wobei ausgezeichnete Bilder ohne Zerstreuen oder Abfallen des Entwicklers erhalten wurden. Wenn der fortlaufende Kopiervorgang unter diesen Umgebungsbedingungen sowohl kontinuierlich als auch intermittierend durchgeführt wurde, lag die Dichteabweichung bis zu 10 000 Kopierblättern innerhalb eines Bereiches von ±0.2, was anzeigt, daß der Entwickler bei der praktischen Anwendung befriedigend ist.

Beispiel 2C

Anstelle der Verbindung (1) in Beispiel 1C wurde die nachstehend gezeigte Verbindung (2) hergestellt, und ein Entwickler wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1C unter Verwendung dieser Verbindung (2) erzeugt.

Der Entwickler wurde in eine Entwicklungsvorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, angeordnet, und die Entwicklung und die Übertragung wurden wie in Beispiel 1C beschrieben durchgeführt.

Es konnten im wesentlichen die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1 erzielt werden.

Beispiel 3C

Unter Verwendung des Entwicklers von Beispiel 1C wurde ein elektrostatisches Ladungsbild auf dem Ladungsbild-Träger mit Hilfe der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 4B entwickelt.

Es konnten im wesentlichen die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1C erhalten werde.

Beispiel 4C

Unter Verwendung des Entwicklers von Beispiel 1C wurde ein elektrostatisches, Ladungsbild auf dem Ladungsbild-Träger mit Hilfe der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 5B entwickelt.

Es konnten im wesentlichen die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1C erzielt werden.

Beispiel 5C

Unter Verwendung des Entwicklers von Beispiel 1C wurde ein elektrostatisches, Ladungsbild auf dem Ladungsbild-Träger mit Hilfe der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 6B entwickelt.

Es konnten im wesentlichen die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1C erhalten werden.

Beispiel 6C

Unter Verbindung des Entwicklers von Beispiel 1C wurde ein elektrostatisches, Ladungsbild auf dem Ladungsbild-Träger mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung in ähnlicher Weise wie in Beispiel 7B entwickelt.

Beispiel 1D

Ein zylindrisches lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial vom Zinkoxid-Bindemittel-Typ, das in gleicher Weise wie in Beispiel 1B hergestellt wurde, wurde einer Koronaladung bei -6 kV zur gleichförmigen Aufladung der gesamten Oberfläche unterzogen, worauf zur Bildung eines elektrostatischen Ladungsbildes bildmäßig belichtet wurde.

Der Entwickler-Träger wurde aus einem rostfreien Stahlzylinder mit einem Außendurchmesser von 50 mm mit dem in Fig. 6 gezeigten Aufbau hergestellt. Die magnetische Dichte der Zylinderoberfläche betrug 7 mT und der Abstand zwischen der Rakel und dem Zylinder betrug 0,2 mm. Diese Entwicklungsvorrichtung mit einem umlaufenden Zylinder und feststehenden Magneten (Umfangsgeschwindigkeit des Zylinders ist die gleiche wie die des Aufzeichnungsmaterials, mit entgegengesetztem Drehsinn) wurde bei einem Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials und der Zylinderoberfläche von 0,25 mm und unter Anwendung einer Wechselstromspannung von 400 Hz, 1000 V und einer Gleichstromvorspannung von -150 V betrieben.

Als nächstes wurden folgende Materialien

Styrol-n-Butylmethacrylat
100 Teile
Magnetit	60 Teile
Nigrosin	2 Teile

gründlich in einem Mischer vermischt und anschließend auf Zwillingswalzen, die auf 150°C erhitzt waren, geknetet. Das geknetete Produkt wurde abkühlen gelassen, mit Hilfe einer Schneidemühle grob zerkleinert und mit Hilfe einer Feinstpulverisiervorrichtung mit einem Luftstrahl pulverisiert und unter Verwendung eines Windsichters klassiert, wobei feine Tonerteilchen mit einer Teilchengröße von 5 bis 20 µm erhalten wurde.

Die behandelten Siliciumdioxid-Feinteilchen, die in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurden, wurden in einer Menge von 0,8 Masse% zu den feinen Tonerteilchen hinzugesetzt und in einem Henschel-Mischer vermischt, wobei ein Entwickler erhalten wurde.

Die Entwicklung wurde mit diesem Entwickler unter Verwendung der Entwicklungsvorrichtung, wie vorstehend beschrieben, durchgeführt.

Anschließend wurde das Tonerbild übertragen, während die Rückseite von als Bildempfangsmaterial dienenden Papier einer Koronagleichspannung von -7 kV ausgesetzt wurde, um ein kopiertes Bild zu erhalten. Das Fixieren erfolgte mit Hilfe einer handelsüblichen Kopiervorrichtung für Normalpapier (Warenbezeichnung: NP-5000, hergestellt von Canon K.K.).

Das erhaltene, übertragene Bild hatte eine ausreichend hohe Dichte von 1.38 ohne irgendwelche Schleierbildung, und ohne daß auch Tonerteilchen um die Bilder frei zerstreut wurde; es gab ein gutes Bild mit hoher Auflösung.

Die übertragenen Bilder wurden kontinuierlich unter Verwendung des Entwicklers erzeugt und hinsichtlich ihrer Qualität unter fortlaufenden Kopierbedingungen getestet, mit dem Ergebnis, daß das übertragene Bild nach einem Kopiervorgang von 20 000 Blättern vollständig vergleichbar mit den Bildern der Anfangsstufe war.

Wenn die Umgebungsbedingungen auf 35°C und 85% relative Feuchtigkeit verändert wurden, blieb die Bilddichte im Vergleich zu derjenigen bei Normaltemperatur und normaler Feuchtigkeit im wesentlichen unverändert bei 1,30, und es konnten klare Bilder ohne wesentliche Änderung in der Leistungsfähigkeit bei fortlaufendem Kopieren bis zu 30 000 Kopierblättern erhalten werden. Wenn danach die übertragenen Bilder bei einer niedrigen Temperatur von 10°C und einer niedrigen Feuchtigkeit von 10% erzeugt wurden, lagen die Bilddichten bei bis zu 1,50, und die durchgehend schwarzen Bereiche konnten sehr glatt entwickelt und übertragen werden, wobei ausgezeichnete Bilder ohne Zerstreuen oder Abfallen von Tonerteilchen erhalten wurden. Wenn der fortlaufende Kopiervorgang unter diesen Umgebungsbedingungen sowohl kontinuierlich als auch intermittierend durchgeführt wurde, lag die Dichteschwankung bis zu 10 000 Kopierblättern innerhalb eines Bereichen von ±0.2, was anzeigt, daß der Entwickler bei der praktischen Anwendung befriedigend war.

Vergleichsbeispiel 1D

Ein Entwickler wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1D hergestellt, außer daß die Siliciumdioxid-Feinteilchen (Aerosil 200) nicht mit dem Silanhaftmittel behandelt worden waren, wobei die Entwicklung und Übertragung in gleicher Weise durchgeführt wurden.

Als Ergebnis konnten nur umgekehrte Bilder erhalten werden, woraus hervorgeht, daß der Entwickler nur negative Aufladungseigenschaft zeigt.

Beispiel 2D

Das Beispiel 1D wurde wiederholt, außer daß als Silanhaftmittel N-(Trimethoxysilylethyl)-carbazol der folgenden Formel:

verwendet wurde. Es wurden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1D erhalten.

Beispiel 3D

Das Beispiel 1D wurde wiederholt, außer daß als Silanhaftmittel (Trimethoxysilyl)guanamin mit folgender Formel:

verwendet wurde. Es wurden im wesentlichen die gleichen guten Ergebnisse wie in Beispiel 1D erhalten.

Beispiel 1E

Unter Verwendung der in Beispiel 1C erhaltenen Verbindung (1) wurde ein Entwickler mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10 µm gemäß dem folgenden Ansatz hergestellt:

Styrol-n-Butylmethacrylat
100 Teile
Magnetit	60 Teile
Verbindung (1)	5 Teile

Die Entwicklung wurde mit diesem Entwickler unter Anwendung der gleichen Entwicklungsvorrichtung wie in Beispiel 1D durchgeführt. Anschließend wurde das Tonerbild übertragen, während die Rückseite von als Bildempfangsmaterial dienenden Papier einem Koronagleichstrom von -7 kV ausgesetzt wurde, um ein kopiertes Bild zu erhalten. Das Fixieren wurde mit Hilfe einer handelsüblichen Kopiervorrichtung für Normalpapier (Warenbezeichnung: NP-5000, hergestellt von Canon K.K.) durchgeführt.

Das erhaltene, übertragene Bild hatte eine ausreichend hohe Dichte von 1.45 ohne irgendwelche Schleierbildung, wobei um die Bilder auch keine Tonerteilchen zerstreut wurde; es wurde ein gutes Bild mit hoher Auflösung erhalten.

Die übertragenen Bilder wurden kontinuierlich unter Verwendung des obigen Entwicklers erzeugt und hinsichtlich ihrer Qualität unter fortlaufenden Kopierbedingungen getestet, mit dem Ergebnis, daß das übertragene Bild nach einem Kopiervorgang von 20 000 Blättern vollständig vergleichbar mit den Bildern der Anfangsstufe war.

Wenn die Umgebungsbedingungen auf 35°C und 85% relative Feuchtigkeit verändert wurden, blieb die Bilddichte im wesentlichen unverändert gegenüber derjenigen bei Normaltemperatur und normaler Feuchtigkeit, nämlich bei 1.38, und es konnten klare Bilder ohne wesentliche Änderung in der Qualität bei fortlaufendem Kopieren bis zu 30 000 Kopierblättern erzeugt werden. Wenn danach die übertragenen Bilder bei einer niedrigen Temperatur von 10°C und bei einer niedrigen Feuchtigkeit von 10% erzeugt wurden, betrugen die Bilddichten bis zu 1.62, und die durchgehend schwarzen Bereiche konnten sehr glatt entwickelt und übertragen werden, wobei ausgezeichnete Bilder ohne Zerstreuen oder Abfallen von Tonerteilchen erhalten wurden. Wenn das fortlaufende Kopieren unter diesen Umgebungsbedingungen sowohl kontinuierlich als auch intermittierend durchgeführt wurde, lag die Dichteschwankung bis zu 10 000 Kopierblättern innerhalb eines Bereiches von +0.2, was anzeigt, daß der Entwickler für die praktische Anwendung befriedigend war.

Beispiel 2E

Wenn das Beispiel 1E wiederholt wurde, außer daß die nachstehend gezeigte Verbindung (2) anstelle der Verbindung (1) verwendet wurde, wurden gute Ergebnisse erhalten.

Claims

1. Isolierender Entwickler, der Tonerteilchen und Siliciumdioxid-Feinteilchen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumdioxid-Feinteilchen mit einem als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silan der nachstehenden Formel behandelt sind: R_mSiY_nworin R eine Alkoxygruppe oder ein Chloratom ist, m eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, Y eine ungesättigte, stickstoffhaltige heterocyclische Gruppe oder ein Derivat davon und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.

2. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ungesättigte, stickstoffhaltige heterocyclische Gruppe aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:

3. Entwickler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumdioxid-Feinteilchen durch Dampfphasenoxidation eines Siliciumhalogenids erhalten worden sind.

4. Entwickler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen 0,01 bis 3 Masse% Siliciumdioxid-Feinteilchen aufweisen, die mit dem als Haftvermittler wirkenden stickstoffhaltigen Silan behandelt sind.

5. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler Trägerteilchen enthält.

6. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen Magnetpulver enthalten.

7. Isolierender Entwickler, der Tonerteilchen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen eine A-B-Kupplungsverbindung enthalten, worin A Phthalocyanin oder ein Derivat davon und B ein stickstoffhaltiger heterocyclischer Ring oder ein Derivat davon ist.

8. Entwickler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der stickstoffhaltige heterocyclische Ring aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:

9. Entwickler nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen 0,5 bis 50 Masseteile der A-B-Kupplungsverbindung pro 100 Masseteile eines Bindemittelharzes enthalten.

10. Entwickler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler Trägerteilchen enthält.

11. Entwickler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerteilchen Magnetpulver enthalten.

12. Entwicklungsverfahren, bei dem ein Ladungsbild-Träger, der auf seiner Oberfläche ein elektrostatisches Ladungsbild trägt, und ein Entwickler-Träger, der auf seiner Oberfläche einen isolierenden, Tonerteilchen enthaltenden Entwickler trägt, so angeordnet werden, daß sich zwischen dem Ladungsbild-Träger und dem Entwickler-Träger ein Zwischenraum befindet, bei dem ein isolierender Entwickler in einer Dicke, die geringer als der Zwischenraum ist, auf den Entwickler-Träger als Schicht aufgebracht wird und bei dem der aufgebrachte Entwickler in den Zwischenraum gebracht und auf den Ladungsbild-Träger übertragen wird, um das elektrostatische Ladungsbild zu entwickeln, dadurch gekennzeichnet, daß ein isolierender Entwickler nach einem der Ansprüche 1 bis 11 verwendet wird.

13. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler bei einem äußeren Magnetfeld von 3980 A/cm eine Sättigungsmagnetisierung von 10 elektromagnetischen Einheiten/g oder darunter hat und im wesentlichen nichtmagnetisch ist.

14. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselstrom-Vorspannung zwischen dem Entwickler-Träger und dem Ladungsbild-Träger angelegt wird.

15. Entwicklungsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstrom-Vorspannung eine Frequenz von 200 bis 4000 Hz und einen Spitze-zu-Spitze-Wert von 500 bis 3000 V hat.