DE3438271C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft magnetische, beschichtete Teilchen zum Auftragen eines Toners auf ein Toner-Trägerelement und deren Verwendung. Als Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung mit einem trockenen Einkomponentenentwickler sind verschiedene Vor­ richtungstypen bekannt und in die Praxis umgesetzt worden. Bei diesen Vorrichtungstypen ist es jedoch sehr schwie­ rig gewesen, eine dünne Schicht aus einem trockenen Einkom­ ponentenentwickler zu bilden, so daß eine relativ dicke Schicht aus dem Entwickler verwendet wird. Andererseits hat das in neuerer Zeit aufgekommene Bedürfnis nach Ver­ besserung der Schärfe, der Auflösung oder anderer Eigen­ schaften von entwickelten Bildern die Bereitstellung eines Systems für die Bildung einer dünnen Schicht aus einem trockenen Einkomponentenentwickler notwendig gemacht.

Ein Verfahren zur Bildung einer dünnen Schicht aus einem trockenen Einkomponentenentwickler ist aus der japanischen Offenlegungsschrift 43 037/1979 bekannt. Dieses Verfahren betrifft jedoch die Bildung einer dünnen Schicht aus einem magnetischen und nicht aus einem nichtmagnetischen Entwickler.

Die Teilchen eines magnetischen Entwicklers müssen alle ein magnetisches Material in einem großen Anteil enthalten, damit magnetische Eigenschaften erzielt werden. Dies ist nachteilig, da es zu schlechten Bildfixiereigenschaften führt, wenn das entwickelte Bild, das auf ein als Bildempfangsmaterial dienendes Papier übertragen worden ist, hitzefixiert wird.

Ferner ist es schwierig, unter Verwendung eines magnetischen Toners ein klares Farbbild zu erhalten, weil das magnetische Material im allgemeinen eine schwarze oder dunkelbraune Farbe hat.

Aus der DE-OS 30 34 093 ist ein Verfahren zum Auftragen eines Toners auf ein Toner-Trägerelement bekannt, bei dem in einem Behälter der Toner zusammen mit magnetischen Teilchen angeordnet und eine Magnetbürste aus den magnetischen Teilchen gebildet wird. Als magnetische Teilchen, die als Träger bezeichnet werden, wird Eisenpulver eingesetzt.

Die DE-OS 20 07 004 beschreibt magnetisch ansprechbare Trägerteilchen mit hohem elektrischen Widerstand zum Aufbringen elektroskopischer Tonerteilchen auf elektrostatische Ladungsbilder. Die Trägerteilchen liegen als ferromagnetischer Kern einer geeigneten Größe und Form mit darüber aufgebrachten mehreren dünnen, einzelnen Schichten oder Hüllen aus einem harzartigen Material vor. Es werden dabei entweder zwei gleiche Kunstharze oder zwei beliebige Kunstharze aufgetragen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, magnetische, beschichtete Teilchen zum Auftragen eines Toners auf ein Tonerelement bereitzustellen, die verbesserte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Aufladbarkeit aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die magnetischen, beschichteten Teilchen zum Auftragen eines Toners auf ein Toner-Trägerelement gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Die Erfindung betrifft magnetische, beschichtete Teilchen zum Auftragen eines Toners auf ein Toner-Trägerelement, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie mit einer Substanz A, die eine zum Toner entgegengesetzte Ladung aufweist, und mit einer Substanz B, die in der triboelektrischen Spannungsreihe eine Lage zwischen der Substanz A und dem Toner hat, beschichtet sind, mit der Maßgabe, daß die Substanz A die Funktion hat, dem Toner eine ausreichende Ladung zu verleihen und die Substanz B die Funktion der Substanz A steuert.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der magnetischen, beschichteten Teilchen.

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

Fig. 1 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung, die eine Entwicklungsvorrichtung für die Anwendung der erfindungsgemäßen magnetischen beschichteten Teilchen erläutert.

Fig. 2 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung, die eine in den Ausführungsbeispielen gezeigte Anwendung der erfindungsgemäßen magnetischen beschichteten Teilchen erläutert.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen magnetischen beschichteten Teilchen wird ein Bild-Trägerelement verwendet, das ein Bauteil in Form eines Zylinders oder eines Bandes mit einer Schicht aus einem lichtempfindlichen Material und einer Schicht aus einem isolierenden Material sein kann. Ferner wird ein rotierendes oder umlaufendes Toner-Trägerelement verwendet. Das Toner-Trägerelement kann die Form eines Zylinders oder eines endlosen Bandes, der oder das aus einem nicht­ magnetischen Metall wie z. B. Aluminium, Kupfer, nicht­ rostendem Stahl oder Messing oder einem Kunstharz herge­ stellt ist, haben. Die Oberfläche des Toner-Trägerelements kann aufgerauht oder mit einem Unebenheitsmuster versehen sein, um die Tonerbeförderungsleistung oder die triboelek­ trischen Aufladungseigenschaften zu verbessern. Innerhalb des Toner-Trägerelements oder an der dem Bild- Trägerelement entgegengesetzten Seite des Toner-Träger­ elements kann ein Magnet für die Bildung einer Magnetbürste angeordnet sein. Der Magnet kann die Form einer Walze oder eines Zylinders haben, wobei entlang der Ausdehnungsrich­ tung der Walze oder des Zylinders eine Vielzahl von Magnet­ polen mit derselben Polarität oder entgegengesetzten Polaritäten ausgebildet sind, oder der Magnet kann die Form einer Anordnung aus mehreren stabförmigen Magneten, die an einem feststehenden Trägerelement befestigt sind, haben. Am Auslaß eines Entwicklerbehälters kann ein Einstellelement für die Einstellung der Tonerdicke vorgesehen sein, falls dies erwünscht ist. Das Einstellelement kann eine Rakel oder eine Platte oder eine Wand sein, die aus einem magne­ tischen Material wie z. B. Eisen oder einem nichtmagneti­ schen Material wie z. B. Aluminium, Kupfer oder einem Harz hergestellt ist.

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

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

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

Der Toner wird durch die Reibung mit den magnetischen Teilchen triboelektrisch geladen. Der geladene Toner wird mittels der Bildkraft als dünne Schicht eines nichtmagneti­ schen Entwicklers gleichmäßig auf den Zylinder 2 aufgetra­ gen und befördert und nähert sich dem zylindrischen licht­ empfindlichen Aufzeichnungsmaterial 1.

Die magnetischen Teilchen, die die Magnetbürste B bilden, werden daran gehindert, durch den Zwischenraum zwischen der magnetischen Rakel 6 und dem Zylinder 2 hinauszugehen, indem die Bindekraft des durch den Magneten 7 erzeugten Magnetfeldes so eingestellt wird, daß sie größer ist als die Beförderungskraft, die durch die Reibung zwischen dem Zylinder 2 und den magnetischen Teilchen verursacht wird. Wenn der Magnetbürsten-Bildungsbereich Toner enthält, wird der Gehalt des Toners in diesem Bereich durch die Drehung des Zylinders 2 konstant gehalten. Die Bedingungen werden vorzugsweise so eingestellt, daß der Toner in einem auf 100 Gew.-Teile der Magnetbürste in dem Magnetbürsten-Bildungs­ bereich bezogenen Anteil von 5 bis 100 Gew.-Teilen und insbesondere von 10 bis 50 Gew.-Teilen vorhanden ist. Der Magnetbürsten-Bildungsbereich ist hierin als ein Bereich definiert, der die magnetischen Teilchen, die unter der durch das Magnetfeld auferlegten Beschränkung in dem Behäl­ ter zirkulieren, enthält und umgibt. Selbst wenn der Toner durch die Entwicklung verbraucht wird, wird er durch den Toner, der dem Bereich der Magnetbürste 8 infolge der Zirkulation der Magnetbürste zugeführt wird, automatisch ausgeglichen. Auf diese Weise wird auf den Zylinder 2 immer eine konstante Menge des Toners aufgetragen.

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

Es ist erfindungswesentlich, daß eine Behandlung der Oberfläche der magnetischen Teilchen für das Auftragen eines Toners zusätzlich zu der Korngröße und der Korngrößenverteilung der magnetischen Teilchen durchgeführt worden ist.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, ist es wesentlich, daß die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen mit einer Substanz A, die eine zum Toner entgegengesetzte Ladung aufweist, und mit einer Substanz B, die in der triboelektrischen Spannungsreihe eine Lage zwischen der Substanz A und dem Toner hat, beschichtet sind, mit der Maßgabe, daß die Substanz A die Funktion hat, den Toner eine ausreichende Ladung zu verleihen und die Substanz B die Funktion der Substanz A steuert.

Die erfindungsgemäßen magnetischen Teil­ chen müssen im Unterschied zu den Trägerteilchen in bekannten Zweikomponentenentwicklern, bei denen nur die Funktion der Steuerung der triboelektrischen Ladung des Toners unerläßlich notwendig ist, als wesentliche Funktio­ nen die Bildung einer Magnetbürste in einem System oder einem Behälter, wo der Toner im allgemeinen in einem größe­ ren Anteil als die magnetischen Teilchen vorhanden ist, und der Auftragung des Toners auf das Toner-Trägerelement oder das Bild-Trägerelement bewirken. Um diesen Anforderungen zu entsprechen, müssen die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen mit den vorstehend erwähnten Substanzen A und B behandelt werden.

Die magnetischen Teilchen sollten vorzugsweise mit einer auf die erfindungsgemäßen beschichteten magnetischen Teilchen bezogenen Gesamtmenge von 0,1 bis 30 Gew.-% und insbesondere 0,5 bis 20 Gew.-% der Substanzen A und B behandelt werden. Dabei sollte das Gewichtsverhältnis der Substanz A zu der Substanz B geeigneterweise 10 : 90 bis 99 : 1, vorzugsweise 20 : 80 bis 90 : 10 und insbesondere 30 : 70 bis 80 : 20 betragen. Es wird bevorzugt, daß die Substanzen A und B jeweils gleichmäßig über die magnetischen Teilchen verteilt sind.

Unbehandelte magnetische Teilchen können durch verschiedene Verfahren mit den Substanzen A und B behandelt oder beschichtet werden, beispielsweise durch ein Verfah­ ren, bei dem die Substanzen A und B in Pulverform ver­ mischt, durch Erwärmen geschmolzen oder weich gemacht und mit den magnetischen Teilchen verbunden werden, ein Verfah­ ren, bei dem die Substanzen A und B in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert und auf die magnetischen Teilchen aufgetragen werden, um mit diesen verbunden zu werden, und andere bekannte Verfahren für die Behandlung von Träger­ teilchen. Im einzelnen kann als ein bevorzugtes Verfahren ein Verfahren erwähnt werden, bei dem die Substanzen A und B in einem organischen Lösungsmittel wie z. B. Methylethyl­ keton oder Toluol gelöst oder dispergiert werden und die erhaltene Lösung oder Dispersion durch Eintauchen oder Aufsprühen auf die magnetischen Teilchen aufgebracht wird, die dann getrocknet werden, um die erfindungsgemäßen behan­ delten magnetischen Teilchen zu bilden. Anstelle einer organischen Lösung oder Dispersion kann in ähnlicher Weise eine Emulsion der Substanzen A und B verwendet werden. Die magnetischen Teilchen müssen nicht gleichzeitig mit den Substanzen A und B behandelt werden. Wenn den magnetischen Teilchen geeignete triboelektrische Ladungseigenschaften verliehen werden, kann die Behandlung aufeinanderfolgend durchgeführt werden.

Die Substanzen A und B können in Abhängigkeit von den Materialien, die das Toner-Trägerelement und den Toner bilden, gewählt werden. Wenn beispielsweise das Toner- Trägerelement aus einem Metall wie z. B. Aluminium oder nichtrostendem Stahl hergestellt ist und ein positiv auf­ ladbarer Toner verwendet wird, kann die Substanz A z. B. ein fluorhaltiges Harz wie z. B. Polytetrafluorethylen, Polymonochlortrifluorethylen, Polyvinylidenfluorid, Tetra­ fluorethylen/Ethylen-Copolymer oder Tetrafluorethylen/Hexa­ fluorpropylen-Copolymer, ein Siliconharz, ein Polyester­ harz, ein Metallkomplex eines Monoazofarbstoffs oder ein Metallkomplex von Di-t-butylsalicylsäure sein, während die Substanz B beispielsweise ein Styrolharz, ein Acrylharz, ein Polyamid, ein Siliconharz oder Polyvinylbutyral sein kann. Wenn ein negativ aufladbarer Toner verwendet wird, kann die Substanz A beispielsweise Nigrosin, Aminoacrylat­ harz, ein Acrylharz, ein basischer Farbstoff oder ein Farb­ lack eines basischen Farbstoffs sein, während die Substanz B beispielsweise ein Styrolharz wie z. B. Styrol/Butylacry­ lat-Copolymer, ein Siliconharz oder ein Polyesterharz sein kann. Es sollte jedoch beachtet werden, daß die Substanzen A und B nicht auf die besonderen Beispiele, die vorstehend erwähnt wurden, eingeschränkt sind. Im Rahmen der Erfindung wird nun angenommen, daß die Substanz A, die die Funktionen hat, dem Toner eine ausreichende Ladung zu verleihen, bewir­ ken soll, daß die magnetischen Teilchen den Toner um sich herum stark aufnehmen, und die Zirkulation der Magnetbürste zu verzögern, während die Substanz B die Funktion der Steue­ rung bzw. Regulierung der Funktionen der Substanz A hat. Wenn die magnetischen Teilchen mit der Substanz A oder der Substanz B allein behandelt werden, ist es schwierig, die triboelektrischen Eigenschaften der magnetischen Teilchen zu steuern, und es ist in diesem Fall ferner schwierig, die Funktionen der magnetischen Teilchen für eine lange Zeit aufrechtzuerhalten.

Die unbehandelten magnetischen Teilchen, die behandelt werden, um die erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen für das Auftragen eines Toners zu erhalten, können beispielsweise an der Oberfläche oxidierte oder nichtoxidierte Teilchen eines Metalls wie z. B. Eisen, Nickel, Kobalt, Mangan oder Chrom oder eines Seltenerd­ metalls oder einer Legierung dieser Metalle oder Teilchen eines Oxids dieser Metalle sein. Die unbehan­ delten magnetischen Teilchen können vorzugsweise eine Korn­ größe von 50 bis 200 µm haben, und die Verfahren zur Her­ stellung dieser magnetischen Teilchen können beliebig gewählt werden.

Andererseits kann der im Rahmen der Erfindung zu verwenden­ de Toner als Bindemittel ein Harz wie z. B. Homopolymere von Styrol und dessen Derivaten wie z. B. Polystyrol, Poly­ p-chlorstyrol oder Polyvinyltoluol, Styrol-Copolymere wie z. B. Styrol/Propylen-Copolymer, Styrol/Vinyltoluol-Copoly­ mer, Styrol/Vinylnaphthalin-Copolymer, Styrol/Methylacry­ lat-Copolymer, Styrol/Ethylacrylat-Copolymer, Styrol/Butyl­ acrylat-Copolymer, Styrol/Octylacrylat-Copolymer, Styrol/- Methylmethacrylat-Copolymer, Styrol/Ethylmethacrylat-Co­ polymer, Styrol/Butylmethacrylat-Copolymer, Styrol/α-Chlor­ methylmethacrylat-Copolymer, Styrol/Acrylnitril-Copolymer, Styrol/Vinylmethylether-Copolymer, Styrol/Vinylethylether- Copolymer, Styrol/Vinylethylketon-Copolymer, Styrol/Buta­ dien-Copolymer, Styrol/lsopren-Copolymer, Styrol/Acryl­ nitril/Inden-Copolymer, Styrol/Maleinsäure-Copolymer oder Styrol/Maleinsäureester-Copolymer; Polymethylmethacrylat, Polybutylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyurethane, Poly­ amide, Epoxyharze, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäureharz, Terpentinharz, modifizierte Terpentinharze, Terpenharz, Phenolharze, aliphatische oder alicyclische Kohlenwasser­ stoffharze, aromatisches Petrolharz, chloriertes Paraffin oder Paraffinwachs enthalten. Diese als Bindemittel dienen­ den Harze können entweder einzeln oder in Form einer Mischung verwendet werden.

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

Es ist auch möglich, als Ladungssteuerungsmittel z. B. eine Aminoverbindung, eine quaternäre Ammoniumverbindung oder einen organischen Farbstoff, insbesondere einen basischen Farbstoff oder dessen Salz wie z. B. Benzyldimethylhexa­ decylammoniumchlorid, Decyltrimethylammoniumchlorid, Nigro­ sinbase, Nigrosinhydrochlorid, Safranin γ oder Kristall­ violett, einen metallhaltigen Farbstoff oder eine metall­ haltige Salicylsäureverbindung hinzuzugeben. Ferner ist es möglich magnetisches Pulver in einer Menge hinzuzugeben, daß die Wirkung der erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen nicht beeinträchtigt wird.

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

Der Toner wird vorzugsweise in einem Entwicklungsverfahren angewandt, bei dem die auf diese Weise gebildete Tonerschicht auf ein Bild-Trägerelement überspringen gelassen wird, um das auf dem Bild-Trägerelement befindliche Bild bzw. Ladungsbild zu entwickeln. In diesem Fall ist das Bild-Trägerelement so angeordnet, daß es dem Toner-Trägerelement gegenüberliegt, wobei der Abstand oder Zwischenraum zwischen dem Bild- Trägerelement und dem Toner-Trägerelement größer ist als die Dicke der aufgetragenen, auf dem Toner-Trägerelement gebildeten Tonerschicht.

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

Beispiel 1

Die erfindungsgemäßen magnetischen, beschichteten Teilchen wurden in einer Entwicklungsvorrichtung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, verwendet. In Fig. 2 werden mit denselben Bezugsziffern im wesentlichen dieselben Bauteile bzw. Bauelemente be­ zeichnet, die in Fig. 1 dargestellt sind.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung drehte sich ein zylindrisches lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial 1 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 mm/s in der Rich­ tung des Pfeils a. Ein aus nichtrostendem Stahl (SUS 304) hergestellter Zylinder 2 mit einem Außendurchmesser von 32 mm und einer Dicke von 0,8 mm drehte sich mit einer Um­ fangsgeschwindigkeit von 66 mm/s in der Richtung des Pfeils b. Die Oberfläche des Zylinders 2 war durch Sandstrahlen in unbestimmter Form mit Schleifmittelteilchen aus Alundum (Korngröße: ≦ 600 mesh) behandelt worden, um zu bewirken, daß die Oberfläche in der Umfangsrichtung eine Rauheit (Rz) von 0,8 µm hat. Innerhalb des Zylinders 2 war ein Magnet 7c des Sinterferrittyps angeordnet, dessen erster N-Pol in Richtung auf die Innenseite des Behälters 3 um einen Winkel (R in der Fig. ) von 30° bezüglich der Linie, die das Ende der magnetischen Rakel 6 und die Mitte des Zylinders 2 verbindet, abgelenkt war.

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

Als magnetische Teilchen 5 wurden Eisenteilchen (Korngröße: etwa 75 bis 100 µm) mit unregelmäßiger Gestalt verwendet, die jeweils mit 5 Gew.-% eines Aminoacrylatharzes (Moleku­ largewicht: etwa 20 000; Substanz A) und eines Butylacry­ lat/Styrol-Copolymers (Copolymerisationsverhältnis: 10 : 90; Molekulargewicht: etwa 100 000; Substanz B) behandelt wor­ den waren.

Als Toner 4 wurde ein cyanblaues, negativ aufladbares Pulver mit einer mittleren Korngröße von 12 µm verwendet, das durch Vermischen von 100 Teilen eines Polyesterharzes (Molekulargewicht: etwa 40 000; Erweichungstemperatur: 150°C), 10 Teilen eines Kupferphthalocyaninpigments (C.I. Pigment Blue 15) und 5 Teilen eines Ladungssteuerungs­ mittels für negative Ladung (Alkylsalicylsäure-Metall­ komplex) erhalten worden war und zu dem von außen 0,5% Siliciumdioxid hinzugegeben und damit vermischt worden waren. Der Toner wurde in einer Menge von 7 Teilen gut mit 50 Teilen der magnetischen Teilchen vermischt, und die Mischung wurde in den Behälter 3 gefüllt. Oberhalb der Mischung wurden ferner 200 Teile des Toners hinzugegeben. Die Zirkulation der Mischung aus dem Toner und den magneti­ schen Teilchen in dem Behälter 3 wurde insbesondere dann beobachtet, wenn die Menge des Toners abnahm.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung der Entwick­ lungsvorrichtung wurde zusammen mit der Drehung des Zylin­ ders eine nur aus dem Toner bestehende Schicht mit einer Dicke von etwa 80 µm gebildet. Die Tonerschicht wurde einer Messung des Ladungsniveaus durch das Abblasverfahren unter­ zogen, wobei festgestellt wurde, daß sie gleichmäßig mit einem Niveau von -7,9 µC/g geladen war.

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

Was die in dem Behälter 3 enthaltene Mischung betrifft, wurden die magnetischen Teilchen im wesentlichen nicht verbraucht, jedoch wurde der Toner selektiv verbraucht. Die Entwicklungsfunktion war stabil und zeigte keine Verände­ rung, bis der größte Teil des Toners verbraucht war. Nach­ dem der Toner verbraucht war wurde die Entwicklungsvor­ richtung aus dem Gesamtsystem herausgenommen, und der untere Teil des Zylinders 2 wurde genau untersucht, wobei kein Austreten der magnetischen Teilchen und auch kein Austreten des Toners beobachtet wurden.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit einigen Abänderungen wiederholt.

Der Zwischenraum zwischen der Rakel 6 und dem Zylinder 2 wurde auf 100 µm eingestellt. Die magnetischen Teilchen bestanden aus Eisenpulver von unregelmäßiger Gestalt (etwa 75 bis 100 µm), dessen Oberfläche mit Polytetrafluorethylen (Substanz A; Korngröße: etwa 0,2 µm) und mit Butylacry­ lat/Styrol-Copolymer (Copolymerisationsverhältnis: 10 : 90; Molekulargewicht: etwa 100 000; Substanz B) in einer Menge von jeweils 6,4 Gew.-% behandelt worden war. Der Toner enthielt ein Pulver aus einer Mischung von 100 Teilen eines Styrol/Acrylharzes (Copolymerisationsverhältnis: 70 : 30; Molekulargewicht: etwa 50 000), 10 Teilen eines Azopigments (C.I. Pigment Red 57) und 5 Teilen eines Aminoacrylharzes (Molekulargewicht: etwa 20 000; Erweichungstemperatur: 100°C) und 0,5 Teile kolloidales Siliciumdioxid, das von außen zu dem Pulver hinzugegeben und damit vermischt worden war. 5 Teile des Toners und 50 Teile der magnetischen Teilchen wurden nach ausreichendem Vermischen in den Behäl­ ter 3 gefüllt, in den ferner 200 Teile des Toners gefüllt wurden. Zur Bildung des zylindrischen lichtempfindlichen Aufzeichnungsmaterials 1 wurde ein organischer Fotoleiter verwendet.

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

Vergleichsbeispiel 1

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurde das Butylacrylat/Styrol-Copolymer (Substanz B) nicht ver­ wendet.

Die entwickelten Bilder waren in der Anfangsstufe gut, jedoch wurde die Zirkulation der Magnetbürste nach Wieder­ holung der Kopiervorgänge verzögert, was zu einer Verminde­ rung der Bilddichte führte. Das Ausmaß, in dem Toner aus­ trat, war jedoch gering.

Vergleichsbeispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurde das Polytetrafluorethylen (Substanz A) nicht verwendet.

Die entwickelten Bilder waren in der Anfangsstufe gut. Nach Wiederholung der Kopiervorgänge nahm jedoch die triboelek­ trische Ladung zwischen den magnetischen Teilchen und dem Toner ab, in den entwickelten Bildern traten Schleier auf, und ferner wurde auch ein Austreten des Toners beobachtet.

Vergleichsbeispiel 3

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch wurden die magnetischen Teilchen ohne irgendeine Behandlung für den Entwicklungs­ vorgang verwendet.

Die entwickelten Bilder waren in der Anfangsstufe gut. Nach Wiederholung der Kopiervorgänge wurde jedoch die Zirkula­ tion der Magnetbürste verzögert, und in den erhaltenen Bildern wurden Schleier und eine Abnahme der Dichte be­ obachtet.

Beispiel 3

Beispiel 2 wurde in ähnlicher Weise wiederholt, jedoch wurde Eisenpulver von unregelmäßiger Gestalt (etwa 75 bis 100 µm) an der Oberfläche mit 3 Gew.-% eines Polyvinyliden­ fluorids (Molekulargewicht: etwa 300 000; Substanz A) und Gew.-% eines Methylmethacrylat/Styrol-Copolymers (Copoly­ merisationsverhältnis: 70 : 30; Molekulargewicht: etwa 140 000; Substanz B) behandelt, um magnetische Teilchen 5 zu bilden, wobei gute Ergebnisse erhalten wurden, ohne daß ein Austreten von Toner und eine Verminderung der Bilddich­ te beobachtet wurden.

Beispiel 4

Auf einem organischen Fotoleiter mit einer bildtragenden Oberflächenschicht aus einem Methylmethacrylat/Styrol-Co­ polymer (Oopolymerisationsverhältnis: 80 : 20; Molekularge­ wicht: etwa 200 000) wurde ein negatives elektrisches Ladungsbild erzeugt. Das Ladungsbild wurde durch Bürsten mittels einer üblichen Entwicklungsvorrichtung für die Entwicklung mit einem Zweikomponentenentwickler entwickelt.

Der Entwickler war ein Zweikomponentenentwickler, der aus 4 Teilen des in Beispiel 2 verwendeten Toners und 100 Teilen behandelter magnetischer Teilchen bestand, die durch Be­ handlung von Eisenpulver mit unregelmäßiger Gestalt (Korn­ größe: 75 bis 100 µm) mit 4 Gew.-% Polyvinylidenfluorid (Substanz A) und 3 Gew.-% Polymethylmethacrylat (Substanz B) behandelt worden waren.

Das Ladungsbild-Trägerelement mit dem negativen Ladungsbild wurde zur Erzeugung eines Tonerbildes mit dem Entwickler gebürstet, und das Tonerbild wurde dann elektrostatisch auf ein Blatt übertragen und auf diesem fixiert, wobei ein klares rotes Bild erhalten wurde.

Beispiel 5

In 80 Teilen Methylethylketon wurden 5 Teile eines Amino­ acrylatharzes und 5 Teile eines Butylacrylat/Styrol-Copoly­ mers gelöst. Die erhaltene Lösung wurde auf Eisenpulver von unregelmäßiger Gestalt (Korngröße: etwa 75 bis 100 µm) aufgesprüht und getrocknet, wobei behandelte magnetische Teilchen erhalten wurden, die 5 Gew.-% des Aminoacrylat­ harzes und 5 Gew.-% des Butylacrylat/Styrol-Copolymers enthielten.

Claims (8)

1. Magnetische, beschichtete Teilchen zum Auftragen eines Toners auf ein Toner-Trägerelement, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Substanz A, die eine zum Toner entgegenge­ setzte Ladung aufweist, und mit einer Substanz B, die in der triboelektrischen Spannungsreihe eine Lage zwischen der Sub­ stanz A und dem Toner hat, beschichtet sind, mit der Maßgabe, daß die Substanz A die Funktion hat, dem Toner eine ausrei­ chende Ladung zu verleihen und die Substanz B die Funktion der Substanz A steuert.

2. Magnetische, beschichtete Teilchen nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Auftragen eines positiv auflad­ baren Toners die Subptanz A aus einem fluorhaltigen Harz, einem Siliconharz, einem Polyesterharz, einem Metallkomplex eines Monoazofarbstoffs oder einem Metallkomplex von Di-t-bu­ tylsalicylsäure und die Substanz B aus Styrolharz, einem Acrylharz, einem Polyamid, einem Siliconharz oder Polyvinylbu­ tyral besteht.

3. Magnetische, beschichtete Teilchen nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Auftragen eines negativ auflad­ baren Toners die Substanz A aus Nigrosin, einem Aminoacrylat­ harz, einem Acrylharz, einem basischen Farbstoff oder einem Farblack eines basischen Farbstoffes und die Substanz B aus einem Styrolharz, einem Siliconharz oder einem Polyesterharz besteht.

4. Magnetische, beschichtete Teilchen nach den Anprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanzen A und B auf deren Oberflächen gleichmäßig vorhanden sind.

5. Magnetische, beschichtete Teilchen nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, daß sie eine Korngröße von 50 bis 200 µm haben.

6. Magnetische, beschichtete Teilchen nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß sie insgesamt 0,1-30 Gew.-% der Substanzen A und B enthalten.

7. Magnetische, beschichtete Teilchen nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Substanz A zu der Substanz B 10 : 90 bis 99 : 1 beträgt.

8. Verwendung der magnetischen, beschichteten Teilchen nach den Ansprüchen 1 bis 7 zum Auftragen eines Toners auf ein To­ ner-Trägerelement, einer Entwicklungsvorrichtung für die Ent­ wicklung elektrostatischer Ladungsbilder, bei dem in einem Be­ hälter, der den Toner und magnetische Teilchen enthält, eine Magnetbürste aus den magnetischen Teilchen gebildet wird, die magnetischen Teilchen in dem Behälter zirkulieren gelassen werden und auf dem Toner-Trägerelement eine dünne Schicht aus dem elektrisch geladenen Toner gebildet wird.