DE3640642A1

DE3640642A1 - Umkehrentwicklungsverfahren

Info

Publication number: DE3640642A1
Application number: DE19863640642
Authority: DE
Inventors: Masumi Asanae; Toshio Kumakura
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1985-11-29
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1987-06-11
Also published as: DE3640642C2; US4865936A

Description

Die Erfindung betrifft ein Umkehrentwicklungsverfahren zum Liefern von Umkehrtonerbildern, indem magnetische Toner dazu gebracht werden, an den nicht aufgeladenen Bereichen eines latenten elektrostatischen Bildes zu haften, das auf der Oberfläche eines das Bild tragenden Elementes ausgebildet ist.

Durch die breite Verwendung von Computern in den letzten Jahren ermutigt sind aktiv Weiterentwicklungen an den Druckern als peripheren Einrichtungen zum Erzeugen von Hartkopien als Informationsausgabe in Form von Buchsta ben und Zeichnungen vorgenommen worden. Die Drucker, die in üblicher Weise die breiteste Verwendung gefunden haben, sind sogenannte Anschlagdrucker, die dadurch Aufdrucke erzeugen, daß sie mit gewählten Drucktypen über Farbbänder an Papier anschlagen. Das Auftreten von Computern mit hö herer Leistung und die Mannigfaltigkeit der zu verarbei tenden Information haben es jedoch notwendig gemacht, gros se Informationsmengen und verschiedene Arten von Ausgabe formen wie beispielsweise verschiedene Größen von Buchsta ben sowie chinesische Schriftzeichen und Sonderzeichen, schnell zu verarbeiten. Diesen Erfordernissen kann durch die herkömmlichen Anschlagdrucker nicht genügt werden, so daß Anstrengungen unternommen wurden, neue anschlagfreie Drucker, sogenannte elektronische Drucker, zu entwickeln.

Die anschlagfreien Drucker können vom Standpunkt der Auf zeichnungsverfahren in drei Gruppen, nämlich die elektro photografischen Drucker, die elektrostatischen Drucker und die Tintenstrahldrucker unterteilt werden. Um mit der jüngsten Entwicklung der Zunahme der Aufzeichnungsgeschwindigkeiten und -dichten fertig zu werden, erscheinen die elektrophoto grafischen Drucker am vielversprechendsten.

Das Grundprinzip der Aufzeichnung durch elektrophotografi sche Drucker ist im wesentlichen das gleiche wie das von üblichen Kopiergeräten. Das Aufzeichnungsverfahren umfaßt die Schritte der gleichmäßigen Aufladung der Oberfläche eines lichtempfindlichen Elementes, der Ausbildung eines la tenten elektrostatischen Bildes durch eine Belichtung, der Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes mit einem Toner, der Übertragung des Tonerbildes auf ein ebenes Stück Papier und der Fixierung. Da in einem elektrophotografischen Drucker die von einem Computer gelieferte Information mit einem Laserstrahl usw. auf eine gleichmäßig aufgeladene licht empfindliche Fläche geschrieben wird und der Toner dazu ge bracht wird, an den beschrifteten Bereichen, nämlich den belichteten Bereichen der Oberfläche zu haften, sollte die Entwicklung umgekehrt erfolgen.

Trockene Entwickler für die Umkehrentwicklung sind in übli cher Weise Zweikomponentenentwickler, die aus magnetischen Trägern und nichtmagnetischen Tonern bestehen, wie sie ähn lich den Entwicklern für Kopiergeräte sind. Die meisten Drucker, die gegenwärtig benutzt werden, verwenden derartige Entwickler.

Wenn Zweikomponentenentwickler verwandt werden, haben die Toner genügend elektrostatische Ladungen infolge der Reibungs elektrizität mit den Trägern, so daß sie eine exakte Entwick lung der bildelementfreien Bereiche des latenten elektrostatischen Bildes liefern können. Da weiterhin die Toner die elektrosta tischen Ladungen nach der Entwicklung halten, kann das Toner bild elektrostatisch auf ein normal verfügbares ebenes Papier blatt übertragen werden, was zu einem gedruckten Bild mit ho her Qualität führt. Die Verwendung von Zweikomponentenentwick lern macht jedoch Einrichtungen erforderlich, die die Trä gertonergemische auf konstanten Mischverhältnissen halten, um konstante optische Dichten der sich ergebenden Bilder beizubehalten, was zu größeren und komplizierteren Entwick lungsvorrichtungen führt. Darüberhinaus führt das Mischen und Rühren der Träger mit den Tonern über längere Zeitinter valle zur Ausbildung von Tonerschichten auf den Trägerober flächen, was die reibungselektrischen Eigenschaften der Trä ger beeinträchtigt und einen periodischen Austausch der Trä ger erforderlich macht.

Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, sind Einkomponenten entwickler, die nur aus magnetischen Tonerteilchen bestehen, als Trockenentwickler zum Entwickeln von latenten elektro statischen Bildern entwickelt und in der Praxis verwandt wor den.

Bei einem Umkehrentwicklungsverfahren, das sogenannte magne tische Toner verwendet, werden die Toner im allgemeinen an die bildelementfreien Bereiche dadurch angezogen, daß eine Gleich vorspannung mit der gleichen Polarität wie der des latenten elektrostatischen Bildes an eine leitende Hülse gelegt wird, die die magnetischen Toner hält, die in der gleichen Polari tät wie das elektrostatische Bild aufgeladen sind. Damit die magnetischen Toner in einer vorbestimmten Polarität aufgela den werden können, sollten sie von einem aufladbaren Typ sein, der ladungssteuernde Mittel im Inneren und/oder der Oberflä che enthält, wie es in der JP OS 55-48 754 dargestellt ist. Derartige aufladbare magnetische Toner werden über einen Kontakt mit einer Hülse oder einem Abstreifmesser oder mitein ander mit Ladungen versehen.

Bei der elektrostatischen Übertragung des durch die Entwick lung erzeugten Tonerbildes auf ein Übertragungsblatt ist es üblich, isolierende magnetische Toner mit einem hohen elek trischen Widerstand zu verwenden, um eine Beeinträchtigung des übertragenen Bildes zu verhindern, wie es beispielswei se in der US PS 41 21 931 dargestellt ist.

Wenn jedoch die isolierenden magnetischen Toner des oben beschriebenen aufladbaren Typs in der gleichen Polarität wie das latente elektrostatische Bild aufgeladen werden, um eine Umkehrentwicklung durchzuführen, ist es gewöhnlich unver meidbar, daß sie schlechtere Bildqualitäten als Zweikompo nentenentwickler liefern. Wenn insbesondere magnetische Toner verwandt werden, die in derselben Polarität wie das latente elektrostatische Bild aufgeladen werden können, ergeben sich zwar Bilddichten in der gleichen Höhe wie bei Zweikomponenten entwicklern, es mangelt jedoch an einer ausreichenden Auflö sung und die dabei entwickelten Bilder neigen dazu, Staub anzusetzen, der aus verteilten Tonerteilchen besteht, die um ihren Außenumfang herum haften.

Durch die Erfindung soll daher ein Umkehrentwicklungsverfah ren geschaffen werden, das wesentlich höhere Bildqualitäten als die herkömmlichen Verfahren unter Verwendung magneti scher Toner liefert.

Intensive in Hinblick darauf durchgeführte Forschungen haben ergeben, daß die Verwendung von magnetischen Tonern, die mit einer Polarität aufgeladen werden können, die der des laten ten elektrostatischen Bildes entgegengesetzt ist, einen schar fen Bildkontrast mit einer höheren Auflösung als herkömmliche Toner und mit einem extrem geringen verteilten Tonerstaub liefern können. Dieses Ergebnis läuft der bisherigen Überzeu gung entgegen, daß bei der Umkehrentwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes mit magnetischen Tonern magnetische Toner verwandt werden sollten, die in der gleichen Polarität wie das latente elektrostatische Bild aufgeladen werden kön nen.

Das erfindungsgemäße Umkehrentwicklungsverfahren umfaßt somit die Schritte der Ausbildung eines latenten elektro statischen Bildes auf der Oberfläche eines lichtempfind lichen Elementes mit einer vorbestimmten Aufladungscharak teristik, der Zuführung eines Entwicklers zu einer nicht magnetischen leitenden Hülse, die eine ein magnetisches Feld erzeugende Einrichtung enthält und dem lichtempfind lichen Element gegenüber angeordnet ist, wobei der Entwick ler einen magnetischen Toner umfaßt, der im wesentlichen aus einem Harz und magnetischem Pulver besteht und in einer Polarität aufgeladen werden kann, die der des latenten elek trostatischen Bildes entgegengesetzt ist, der Beförderung des Entwicklers auf die Oberfläche des das Bild tragenden lichtempfindlichen Elementes durch eine relative Drehung der Hülse gegenüber der das magnetische Feld erzeugenden Ein richtung und des Anlegens einer Gleichspannung mit der glei chen Polarität wie der des latenten elektrostatischen Bildes an die Hülse, so daß der magnetische Toner an die bildelementfreien Bereiche des latenten elektrostatischen Bildes angezogen wird.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein be sonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Entwicklungsvor richtung zur Durchführung eines Ausführungsbei spiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Messen eines Toneroberflächenpotentials.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Entwicklungsvor richtung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des er findungsgemäßen Verfahrens.

Eine lichtempfindliche Trommel 1 weist eine photoleitende Schicht 1 a, die ein latentes elektrostatisches Bild trägt, wie es durch das Zeichen "+" in Fig. 1 dargestellt ist, und ein leitendes Substrat 1 b auf, das elektrisch an Masse liegt. Die Trommel 1 wird in der durch den Pfeil W darge stellten Richtung gedreht. Eine Entwicklungsvorrichtung 2 besteht aus einer Hülse 3, die der lichtempfindlichen Trom mel 1 gegenüber angeordnet ist, einer Permanentmagnetein richtung 4 mit einer Vielzahl von Magnetpolen an ihrer Ober fläche, die in der Hülse 3 aufgenommen ist, einem Behälter 5, der einen magnetischen Toner 6 enthält, und einem Abstreif messer 7, das am Behälter 5 an dessen Öffnung angebracht ist, um einen Abstreifspalt d zum Regulieren der Stärke des mag netischen Toners 6 zu bilden, der auf der Hülse 3 befördert wird. Die Hülse 3 besteht aus nicht magnetischen leitenden Materialien wie beispielsweise Austenit-Edelstahl und Alumi niumlegierungen und ist elektrisch mit einer Gleichspannungs quelle 8 verbunden.

Diese Entwicklungsvorrichtung wird in der folgenden Weise zur Durchführung der Umkehrentwicklung betrieben. Durch eine relative Drehung der Hülse 3 gegenüber der Permanentmagnet einrichtung 4 wird der magnetische Toner 6, der im Tonerbe hälter 5 aufgenommen ist, auf die Hülse 3 mitgezogen und vom Spalt d zu einem Entwicklungsspalt D befördert, wie es durch den Pfeil Y dargestellt ist. Da der magnetische Toner reibungselektrische Aufladeeigenschaften hat, die Ladungen mit einer Polarität liefern, die der des latenten elektro statischen Bildes entgegengesetzt ist, werden die magneti schen Tonerteilchen in der zum latenten elektrostatischen Bild entgegengesetzten Polarität über den Kontakt mit der Hülse 3 und dem Abstreifmesser 7 und über einen Kontakt mit einander im Laufe ihrer Beförderung aufgeladen. Wenn die auf geladenen magnetischen Tonerteilchen 6 in einen Entwicklungs bereich eingetreten sind, der von der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Hülse 3 begrenzt wird, werden sie an die bildelementfreien Bereiche des latenten Bildes auf der Trommel oberfläche angezogen, so daß sie ein Tonerbild erzeugen. Dieses Tonerbild wird zu einer Übertragungsposition über die Drehung der lichtempfindlichen Trommel 1 befördert und auf ein nicht dargestelltes Übertragungsblatt dadurch über tragen, daß ein elektrisches Feld mit einer Polarität, die der des latenten elektrostatischen Bildes entgegengesetzt ist, an die Rückseite des Übertragungsblattes gelegt wird. Das übertragene Tonerbild wird anschließend fixiert.

Obwohl aus der bisher in weitem Umfang vertretenen Auffas sung angenommen werden könnte, daß die Verwendung des mag netischen Toners, der in einer Polarität aufgeladen werden kann, die der des latenten elektrostatischen Bildes entge gengesetzt ist, dazu führen wird, daß ein derartiger magne tischer Toner an die Bildelementbereiche des latenten elektrostati schen Bildes angezogen wird, haben Versuche bestätigt, daß der Toner tatsächlich an den bildelementfreien Bereichen des laten ten elektrostatischen Bildes angezogen wird.

Versuche haben weiterhin ergeben, daß der magnetische Toner vorzugsweise reibungselektrische Eigenschaften hat, die ge messen nach dem Ausblasverfahren eine reibungselektrische Ladung von 1 bis 20 µc/g als Absolutwert liefern, und daß sein Oberflächenpotential, das an den Oberflächen durch die Drehung der Tonerteilchen erzeugt wird, vorzugsweise 10 bis 90 V als Absolutwert beträgt. Der Grund dafür besteht darin, daß eine zu hohe reibungselektrische Ladung und ein zu hohes Oberflächenpotential zu einer Abnahme der optischen Dichte führen, während eine unzureichende reibungselektrische La dung und ein unzureichendes Oberflächenpotential zu einer stärkeren Schleierbildung führen. Der bevorzugte Bereich der reibungselektrischen Ladung und des Oberflächenpotentials liegt bei 3 bis 10 µc/g und 30 bis 60 V jeweils in absoluten Werten.

Die oben erwähnten Bereiche der reibungselektrischen Ladung und des Oberflächenpotentials können etwas in Abhängigkeit von den Polaritäten des latenten elektrostatischen Bildes und den Arten der verwandten Toner variieren. Wenn beispiels weise ein magnetischer Druckfixierungstoner zum Entwickeln eines negativen latenten elektrostatischen Bildes verwandt wird, sollte der Toner vorzugsweise eine reibungselektri sche Ladung von 2 bis 20 µc/g und ein Oberflächenpotential von 5 bis 60 V haben. Wenn ein magnetischer Druckfixierungs toner zum Entwickeln eines positiven latenten elektrostati schen Bildes verwandt wird, sollten die reibungselektrische Ladung und das Oberflächenpotential des Toners vorzugsweise bei -2 bis -20 µc/g und -5 bis -80 V jeweils liegen.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwandten magneti schen Toner werden aus verschiedenen Materialien gebildet.

Die magnetischen Pulver können aus Legierungen und Verbin dungen wie beispielsweise Ferrit und Magnetit, die aus ferro magnetischen Elementen wie Eisen, Kobald und Nickel zusammen gesetzt sind, und verschiedenen anderen Legierungen und Verbin dungen bestehen, die durch Wärmebehandlungen oder andere Be handlungen einen Ferromagnetismus zeigen. Diese ferromagneti schen Materialien sind in Tonerteilchen mit einer Teil chengröße von einigen µm bis einigen 10 µm enthalten, so daß sie vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße von 0,1 bis 3 µm etwa haben. Die Menge an magnetischem Pulver, die im Toner enthalten ist, liegt vorzugsweise bei 30 bis 70 Gew.% auf der Grundlage des Gesamtgewichtes des Toners. Wenn dieser Wert unter 30 Gew.% liegt, weist der Toner keinen ausreichen den Magnetismus auf, was dazu führt, daß die Tonerteilchen von der Hülse streuen. Wenn andererseits dieser Wert 70 Gew.% überschreitet, zeigt der Toner eine verringerte Fixierbar keit aufgrund der unzureichenden geringen Menge an Harzbin demittel.

Harzbindemittel, die den Toner fixierbar machen, können in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den benutzten Fixier verfahren gewählt werden. Wenn beispielsweise zum Fixieren ein Ofenheizverfahren oder ein Heizwalzenverfahren verwandt wird, können die folgenden thermoplastischen Harze benutzt werden. Das heißt, daß Homopolymerisate oder Copolymerisate von Monomeren wie beispielsweise Styrolen, Vinylestern, Estern von aliphatischen a-Methylen-Monocarbonsäuren, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid, Vinylestern, Vinyl ketonen, N-Vinyl-Verbindungen usw. sowie ihre Gemische ver wandt werden können. Darüberhinaus können auch thermoplasti sche nicht-Vinylharze wie beispielsweise harzmodifizierte Phenolformaldehydharze, Bisphenolepoxyharze, ölmodifizierte Epoxyharze, Polyurethanharze, Celluloseharze, Polyätherharze, Polyesterharze usw. sowie ihre Gemische mit den oben angege benen Vinylharzen verwandt werden.

Insbesondere zum Fixieren über eine Ofenheizung sind Bis phenolepoxyharze und Bisphenolpolyesterharze erwünscht, wäh rend zum Fixieren über eine Heizwalze Styrolharze und Poly esterharze wünschenswert sind. Was die Styrolharze anbetrifft, so haben diese eine umso höhere Ablösbarkeit gegenüber den Heizwalzen je höher die Styrolanteile sind. Eine weitere höhere Ablösbarkeit gegenüber den Heizwalzen kann dadurch erzielt werden, daß aliphatische Metallsalze, Polyolefine mit niedrigem Molekulargewicht, höheraliphatische Säuren mit 28 oder mehr Kohlenstoffatomen, natürliche oder künstli che Paraffine, thermoplastische Gummi usw. zugegeben werden.

Wenn andererseits die Fixierung nach einem Druckfixierungs verfahren durchgeführt wird, bei dem nur ein Druck bei Raum temperatur angelegt wird, können druckempfindliche Harze wie beispielsweise höheraliphatische Säuren, höheraliphati sche Metallsalze, höheraliphatische Säurederivate, höherali phatische Amide, Wachse, Kiefernharzderivate, Alkydharze, epoxymodifizierte Phenolharze, natürliche harzmodifizierte Phenolharze, Aminoharze, Silikonharze, Polyurethane, Harn stoffharze, Polyesterharze, oligomere Kopolymerisate aus Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Langkettenalkylacrylat oder Langkettenalkylmethacrylat, oligomere Kopolymerisate aus Styrol mit Langkettenalkylacrylat oder Langkettenalkyl methacrylat, Polyolefine, Äthylen-Vinyl-Acetat-Kopolymeri sate, Äthylen-Vinyl-Alkyl-Äther-Kopolymerisate, Maleinan hydrid-Kopolymerisate, Petroleumharze und Gummi verwandt werden.

Diese Harze können alleine oder in irgendeiner Kombination verwandt werden, um jedoch eine hohe Fließfähigkeit sicher zustellen, wenn sie für Toner verwandt werden, können die jenigen mit einer Einfriertemperatur von mehr als 40°C oder ihre Gemische besonders wirkungsvoll eingesetzt werden.

Abgesehen von den obigen Bestandteilen können verschiedene Pigmente und/oder Farbstoffe zugegeben werden, die für üb liche Trockenentwickler benutzt werden. Vom Standpunkt der elektrischen Eigenschaften des Toners liegt die gesamte Men ge derartiger Zusätze vorzugsweise unter 10 Gew.% auf der Grundlage des Gesamtgewichtes des Toners. Die Pigmente, die verwandt werden können, schließen Ruß, Anilinblau, Calco ölblau, Chrom-gelb, Ultramarin-blau, DuPont-Öl-rot, Chinolin- gelb, Methylen-blau-Chlorid, Phthalocyanid-blau, Malachit- grün-Oxalat, Lampenruß, Bengal-rot und ihre Gemische ein. Wenn magnetische Pulver gefärbt sind, wie es beispielsweise bei Magnetit der Fall ist, müssen die Pigmente und Farbstoffe nicht notwendigerweise zugegeben werden. Wenn Kohlenstoff ruß benutzt wird, sollte der Anteil im Bereich von 0,01 bis 1 Gewichtsanteil pro 100 Gewichtsanteile des Harzbestand teiles des Toners liegen, um eine Abnahme der isolierenden Eigenschaften des Toners zu vermeiden.

Was die Ladungssteuermittel anbetrifft, so können Nigrosin farbstoffe mit positiven reibungselektrischen Eigenschaften, Nigrosin-Farbstoffe, die mit höheraliphatischen Säuren mo difiziert sind, Metall(Cr)-enthaltende Azofarbstoffe mit negativen reibungselektrischen Eigenschaften usw. verwandt werden. Es können auch gewisse hochmolekulare Farbstoffe mit stabilen Ladungen benutzt werden, wie sie in der JP PS 51-28 232 und 53-13 284 beschrieben sind. Als Ladungssteuer mittel können auch oxydierter Kohlenstoffruß und Harze mit Gruppen in Betracht gezogen werden, die positive oder nega tive Ladungssteuereigenschaften haben. Die Menge an Ladungs steuermitteln, die zugegeben wird, liegt vorzugsweise im Be reich von 0,1 bis 5 Gew.%.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren benutzten magnetischen Toner können nach bekannten Verfahren beispielsweise nach einem Pulverisierungsverfahren oder einem Sprühtrocknungs verfahren unter Verwendung der obigen Materialien herge stellt werden. Bei dem Pulverisierungsverfahren werden bei spielsweise die Tonermaterialien einer trockenen Vormischung unterworfen, während einer Erwärmung gemischt oder vermengt, gekühlt und verfestigt und werden die verfestigten Pro dukte pulverisiert und klassifiziert. Die sich ergebenden Tonerteilchen haben eine mittlere Teilchengröße von 5 bis 30 µm vorzugsweise 10 bis 20 µm. Nach der Klassifizierung können die Tonerteilchen mit verschiedenen Zusätzen wie beispielsweise leitenden Teilchen (beispielsweise Ruß und Zinnoxid) und fei nen Tonerdeteilchen überzogen werden um ihren elektrischen Widerstand und ihr Fließvermögen einzustellen.

Die Verfahren zum Überführen der magnetischen Toner zum Ent wicklungsbereich sind gemäß der Erfindung nicht beschränkt. Das einzige was notwendig ist, ist eine Drehung wenigstens der Hülse 3 oder der Permanentmagneteinrichtung 4. Vom Stand punkt der Bildqualität aus ist unter den verschiedenen Toner beförderungsverfahren ein Verfahren der Drehung der Hülse und der Permanentmagneteinrichtung in derselben Richtung in einer derartigen Drehbeziehung zueinander wünschenswert, daß die magnetischen Tonerteilchen insgesamt in die ent gegengesetzte Richtung befördert werden können (siehe bei spielsweise US PS 42 67 248). Bei diesem Tonerbeförderungs verfahren haben der Abstreifspalt und der Entwicklungsspalt vorzugsweise eine Größe von 0,1 bis 0,8 mm und 0,15 bis 0,7 mm jeweils.

Gemäß der Erfindung werden die reibungselektrischen Ladungen der Toner über einen auf dem Markt befindlichen Ausblaspul verladungsdetektor (TB-200 von Toshiba Chemical K.K.) unter den folgenden Bedingungen gemessen. Das heißt, daß 10 g eines Trägers (Z-200, hergestellt von Nippon Iron Powder Comp. Ltd.) und 0,5 g eines zu messenden Toners in einem Kunststoffbe hälter mit einem Außendurchmesser von 40 mm eingeführt wer den, der Kunststoffbehälter 10 Minuten lang gedreht wird, 200 mg einer Probe aus dem sich ergebenden Gemisch gesammelt und in einen Behälter mit einem 325 Mesh Sieb gegossen wird und anschließend die reibungselektrische Ladung des Toners über eine Strömungsoberflächenwinkelmeßeinrichtung bei einem Blasdruck von 1,0 kg/cm² und einer Blaszeit von 40 s gemessen wird.

Das Oberflächenpotential des Toners wird durch die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung gemessen. In Fig. 2 sind eine nicht magnetische Hülse 9 mit einem Außendurchmesser von 50 mm, eine Permanentmagneteinrichtung 10 mit einem Außen durchmesser von 46 mm und einer Länge von 150 mm sowie zwölf symmetrischen Magnetpolen 12, die magnetische Flußdichten von 1000 G auf der Oberfläche der Hülse liefern, eine Son de 11 und ein Oberflächenpotentialdetektor 13 (Treck 344) dargestellt. Die Messung erfolgt dadurch, daß der Spalt zwischen der Hülsenoberfläche und der Sonde 11 auf 5 mm ein gestellt wird, 3 g eines Toners auf die Hülse 9 geliefert wird und das Oberflächenpotential des Toners ermittelt wird, nachdem die Permanentmagneteinrichtung 10 bei 1000 Umdrehungen/min eine Minute lang gedreht wurde.

Der elektrische Widerstand des Toners wird dadurch ge messen, daß eine geeignete Menge (10 bis einige mg) einer Tonerprobe in einen hohlen Tetrafluoräthylenzylinder ein gegeben wird, der mit einem Feinanzeiger mit einem Innen durchmesser von 3,05 mm versehen ist, und der Widerstand der Probe unter einer Belastung von 0,1 kg in einem elektri schen Gleichfeld von 4 kV/cm gemessen wird. Aus dem gemesse nen elektrischen Widerstand wird der spezifische Widerstand berechnet. Dabei erfolgt die Messung des Widerstandes mit einem Isolationswiderstandsprüfer vom Typ 4329 A, hergestellt von Yokokawa Hewlett Packard Ltd.

Gemäß der Erfindung kann der magnetische Toner weiterhin in Kombination mit einem magnetischen Träger benutzt wer den. Das liefert die folgenden Vorteile.

Wenn aufladbare magnetische Toner allein benutzt werden, neigen sie zunächst zu einer Klumpenbildung durch die La dungen auf der Hülse, wenn ihre Ladungen zunehmen. Die To nerklumpen sammeln sich leicht in der Nähe des Abstreifmessers an, was verhindert, daß ausreichender Toner in den Entwicklungsbereich auf der Hülse befördert wird, was wie derum eine nicht ausreichende Entwicklung zur Folge hat. Wenn im Gegensatz dazu aufladbare magnetische Toner zusam men mit magnetischen Trägern verwandt werden, kann eine Klumpenbildung des Toners aufgrund seiner Ladungen sicher vermieden werden, da die Toner befördert werden, während sie durch die magnetischen Träger getragen werden.

Zum zweiten hat ein Entwickler aus magnetischem Toner und magnetischen Trägern den Vorteil, daß erhebliche Änderungen im Mischverhältnis des Toners zu dem Träger die Bildqualität kaum beeinflussen. Daher muß der Entwickler nicht streng bezüglich der Tonerkonzentration (innerhalb etwa +/-0,5% gegenüber einem Bezugswert) geregelt werden, wie es sonst bei Zweikomponentenentwicklern üblich ist. Es ist gewöhn lich nur erforderlich, den magnetischen Toner auf einer periodischen Basis nachzufüllen. Bei einem derartigen Ent wickler wird weiterhin die maximale Menge an magnetischem Toner, die mit dem magnetischen Träger beförderbar ist, der auf einer Hülse gehalten ist, immer nahezu konstant ge halten, da die Menge des magnetischen Trägers und somit die Tonerkonzentration automatisch gesteuert werden. Dadurch ist es nicht notwendig, eine Tonerkonzentrationssteuerein richtung zu verwenden, wie es bei Zweikomponentenentwicklern sonst üblich ist.

Wenn die Tonerkonzentration in einem Gemisch aus magneti schem Toner und dem magnetischen Träger zu niedrig ist, ist die Gefahr größer, daß Staub aus verteilten Tonerteil chen an den Bildbereichen haftet und das sich ergebende Bild zur Unschärfe neigt. Wenn andererseits die Tonerkonzen tration zu hoch ist (wenn keine ausreichende Menge an Trä gern vorhanden ist) besteht die Gefahr, daß der Toner auf grund der Zunahme der Tonermenge, die durch die Träger nicht befördert wird, streut. Die Tonerkonzentration liegt somit vorzugsweise zwischen 30 und 90 Gew.%.

Die magnetischen Träger, die mit den magnetischen Tonern kombiniert werden können, können im übrigen bekannte Träger wie beispielsweise Eisenteilchen, Magnetitteilchen und Fer ritteilchen sein. Es sind Träger bevorzugt, die Eisenoxide umfassen wie beispielsweise Magnetit und Ferrit. Am meisten bevorzugt sind Ferritträger, wie es in der JP OS 59-1 82 464 (US Serial No. 6 68 877) beschrieben ist.

Die magnetischen Toner, die mit derartigen magnetischen Trä gern kombiniert werden, haben vorzugsweise die folgenden La deeigenschaften. Wenn das latente elektrostatische Bild po sitiv ist, haben sie vorzugsweise eine reibungselektrische Ladung von -5 bis -25 µc/g und ein Oberflächenpotential von -6 bis -80 V, während sie dann, wenn das latente elektro statische Bild negativ ist, vorzugsweise eine reibungselek trische Ladung von 1-20 µc/g und ein Oberflächenpotential von 5-80 V haben.

Mittels eines derartigen Entwicklers wird die Entwicklung vorzugsweise unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.

Die Beförderung des Entwicklers erfolgt vorzugsweise dadurch, daß wenigstens eine Hülse gedreht wird, um eine magnetische Zusammenballung oder eine magnetische Klumpenbildung der Trägerteilchen zu verhindern. Es ist insbesondere bevorzugt, eine magnetische Rolle in einer Richtung entgegengesetzt zu der der Hülse zwei- bis zehnmal so schnell wie die Hülse zu drehen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Hülse liegt vorzugs weise bei 150 bis 500 mm/s.

Der Entwicklungsspalt hat vorzugsweise eine Größe von 1,0 mm oder weniger, um einen ausreichenden Kontakt der magneti schen Bürste mit der Oberfläche der das Bild tragenden Trommel sicherzustellen, und von 0,3 mm oder mehr, damit die magnetische Bürste in einem weichen Kontakt mit der Oberflä che der das Bild tragenden Trommel gehalten werden kann. Der Abstreifspalt kann im wesentlichen die gleiche Größe wie der Entwicklungsspalt haben.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden weiter im einzelnen anhand weiterer Durchführungsbeispiele beschrie ben.

Beispiel 1

37 Gewichtsteile eines Styrolacrylkopolymerisats (P 520 hergestellt von Sekisui Chemical Comp. Ltd.), 62 Gewichts teile Magnetit (EPT 500, hergestellt von Toda Kogyo Corp.) und 1 Gewichtsanteil eines negativen Ladungssteuermittels (BONTRON E 81, hergestellt von Orient Chemical Industries Ltd.) wer den trocken gemischt und über einen Kneter bei 200°C ver mengt. Das sich ergebende Gemisch wird abgekühlt und ver festigt und anschließend mit einer Strahlmühle in Teilchen mit einer Größe von 20 µm oder weniger pulverisiert. Die Teilchen werden in einen Supermixer eingegeben und mit 0,5 Gewichtsanteilen feinem Tonerdepulver (R 972 von Nippon Aerosil K.K.) vermischt. Das gemischte Pulver wird in einem heißen Luftstrom auf einer Temperatur von 120°C wärmebehan delt und dann mit Hilfe eines Luftstromes über einen Zick- Zack-Klassifizierer klassifiziert, um einen magnetischen Toner (Nr. A-1) mit einer Teilchengrößenverteilung von 5 bis 20 µm zu liefern. Dieser magnetische Toner hat eine reibungs elektrische Ladung von -5 µc/g und ein Oberflächenpotential von -31 V.

Mit diesem magnetischen Toner werden unter den folgenden Bedingungen Bilder erzeugt und bewertet.

Eine Selentrommel, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 150 mm/s dreht, wird gleichmäßig auf +800 V über eine Coronaaufladung aufgeladen und mit einem auf dem Markt be findlichen Halbleiterlaser belichtet, um ein latentes elek trostatisches Bild zu erzeugen. Das latente Bild wird mit der in Fig. 1 dargestellten Entwicklungsvorrichtung ent wickelt, wobei die Hülse 3 ein SUS 304-Zylinder mit einem Außendurchmesser von 32 mm ist und die Permanentmagnetein richtung 4 eine Ferritmagnetrolle mit einem Außendurchmes ser von 29,3 mm und 10 symmetrischen Magnetpolen ist, die eine magnetische Flußdichte von 800 G auf der Hülsenober fläche liefert. Der Abstreifspalt d und der Entwicklungs spalt D haben eine Größe von 0,6 mm und 0,2 mm jeweils. Die Hülse 3 und die Permanentmagneteinrichtung 4 werden in dieselbe Richtung, die durch den Pfeil X dargestellt ist, mit 50 Umdrehungen/Minute und 1200 Umdrehungen/Minute jeweils gedreht und die Vorspannung beträgt +700 V.

Das sich ergebende Tonerbild wird auf ein ebenes Stück Papier mit einer Übertragungsspannung von -4,5 kV übertra gen und dann nach dem Heizwalzverfahren mit einer Heiz walze mit einer PFA-Harzoberflächenbeschichtung und einer RTV-Silikongummiwalze fixiert. Die Fixierungsbedingungen sind eine Heizwalzenoberflächentemperatur von 180°C, ein Walzendruck von 1,0 kg/cm und eine Walzenspaltbreite von 4,0 mm.

Als Folge wird ein gutes gedrucktes Bild mit einer opti schen Dichte von 1,4 und einer Auflösung von 10 Zeilen/mm erhalten, das frei von jeder Bildstreuung ist.

Beispiel 2

Drei magnetische Toner (Nr. A-2 bis A-4) mit verschiedenen Ladecharakteristiken wurden unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Ma terialverhältnisse geändert wurden. Der Toner Nr. A-2 hatte eine reibungselektrische Ladung von -10 µc/g und ein Ober flächenpotential von -50 V, der Toner Nr. A-3 hatte eine rei bungselektrische Ladung von -15 µc/g und ein Oberflächen potential von -60 V und der Toner Nr. A-4 hatte eine reibungs elektrische Ladung von -20 µc/g und ein Oberflächenpotential von -90 V.

Diese magnetischen Toner wurden dazu benutzt, Bilder in der selben Weise wie beim Beispiel 1 zu erzeugen.

Vergleichsbeispiel 1

Ein magnetischer Toner (Nr. A-5) wurde unter denselben Be dingungen wie beim Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß ein positives Ladungssteuermittel (BONTRON N 03, herge stellt von Orient Chemical Industries Ltd.) benutzt wurde. Dieser magnetische Toner hatte eine reibungselektrische Ladung von +5 µc/g und ein Oberflächenpotential von +30 V. Dieser magnetische Toner wurde dazu benutzt, Bilder in derselben Weise wie beim Beispiel 1 zu erzeugen.

Beispiel 3

Zwei magnetische Toner (Nr. A-6 und A-7) mit verschiedenen Ladecharakteristiken wurden unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Ma terialverhältnisse geändert wurden. Der Toner Nr. A-6 hatte eine reibungselektrische Ladung von -1 µc/g und ein Oberflä chenpotential von -5 V, während der Toner Nr. A-7 eine rei bungselektrische Ladung von -25 µc/g und ein Oberflächenpo tential von -100 V hatte.

Diese magnetischen Toner wurden dazu benutzt, Bilder unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1 zu erzeugen.

Die Zusammensetzungen der Toner bei den obigen Beispielen und beim Vergleichsbeispiel sind in der folgenden Tabelle 1 zusammen mit ihren Ladecharakteristiken und mit den Ergeb nissen der Bildbewertung aufgeführt.

Tabelle 1

Tabelle 1 zeigt, daß bessere Bildqualitäten dann erhalten werden können, wenn negativ aufladbare magnetische Toner (Nr. A-1 bis A-4, A-6 und A-7) anstelle von positiv auflad baren magnetischen Tonern (Nr. A-5) verwandt werden. Dabei hat der Toner Nr. A-6 etwas geringere Ladungen, so daß er eine etwas geringere optische Dichte liefert, und hat der Toner Nr. A-7 etwas größere Ladungen, so daß er etwas mehr verteilten Tonerstaub anzieht. Beide bereiten jedoch keine praktischen Probleme.

Beispiel 4

Ein magnetischer Toner (Nr. A-8) wurde unter denselben Be dingungen wie beim Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß ein Styrol-Acrylkopolymerisat (SBM-600 hergestellt von Sanyo Chemical Industries Ltd.), Magnetit (EPT 500, herge stellt von Toda Kogyo Corp.) und ein positives Ladungs steuermittel (BONTRON N 01, hergestellt von Orient Chemical Industries Ltd.) verwandt wurden. Dieser magnetische Toner hatte eine reibungselektrische Ladung von +5 µc/g und ein Oberflächenpotential von +20 V.

Dieser magnetische Toner wurde dazu benutzt, Bilder in der selben Weise wie beim Beispiel 1 jedoch mit der Ausnahme herzustellen, daß eine OPC-Trommel statt einer SE-Trommel benutzt wurde, die negativ aufgeladen werden kann, die OPC- Trommeloberfläche auf +800 V aufgeladen wurde und eine Vor spannung von -600 V und eine Übertragungsspannung von +5 kV angelegt wurden.

Das hatte zur Folge, daß ein gutes Bild mit einer optischen Dichte von 1,3 und einer Auflösung von 10 Zeilen/mm ohne anhaftenden verteilten Tonerstaub erhalten wurde.

Beispiel 5

Drei magnetische Toner (Nr. A-9 bis A-11 mit verschiedenen Ladecharakteristiken) wurden unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 4 jedoch mit der Ausnahme hergestellt, daß die Materialverhältnisse geändert wurden. Der Toner Nr. A-9 hatte eine reibungselektrische Ladung von +8 µc/g und ein Oberflächenpotential von +40 V, der Toner Nr. A-10 hatte eine reibungselektrische Ladung von +16 µc/g und ein Ober flächenpotential von +65 V und der Toner Nr. A-11 hatte eine reibungselektrische Ladung von +19 µc/g und ein Oberflächen potential von +80 V.

Diese magnetischen Toner wurden zum Erzeugen von Bildern in derselben Weise wie beim Beispiel 4 benutzt.

Vergleichsbeispiel 2

Ein magnetischer Toner (Nr. A-12) wurde unter denselben Be dingungen wie beim Beispiel 4 jedoch mit der Ausnahme her gestellt, daß ein negatives Ladungssteuermittel benutzt wur de (BONTRON E 84, hergestellt von Orient Chemical Industries Ltd.). Dieser magnetische Toner hatte eine reibungselektri sche Ladung von -3 µc/g und ein Oberflächenpotential von -30 V. Dieser magnetische Toner wurde zum Erzeugen von Bildern in derselben Weise wie beim Beispiel 4 benutzt.

Beispiel 6

Zwei magnetische Toner (Nr. A-13 und A-14) mit verschiedenen Ladecharakteristiken wurden unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 4 jedoch mit der Ausnahme hergestellt, daß die Materialverhältnisse geändert wurden. Der Toner A-13 hatte eine reibungselektrische Ladung von +2 µc/g und ein Oberflä chenpotential von +6 V und der Toner Nr. A-14 hatte eine rei bungselektrische Ladung von +27 µc/g und ein Oberflächenpo tential von +97 V.

Diese magnetischen Toner wurden zum Herstellen von Bildern unter den gleichen Bedingungen wie beim Beispiel 4 verwandt.

Die Zusammensetzungen der Toner der obigen Beispiele 4 bis 6 und des Vergleichsbeispiels 2 sind zusammen mit ihrer Lade charakteristik und den Ergebnissen der Bildbewertung in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

Tabelle 2 zeigt, daß bessere Bildqualitäten dann erhalten werden können, wenn statt der negativ aufladbaren magneti schen Toner (Nr. A-12) positiv aufladbare magnetische Toner (Nr. A-8-11, A-13, A-14) verwandt werden. Dabei hat der To ner Nr. A-13 etwas geringere Ladungen, so daß er eine etwas geringere optische Dichte liefert, während der Toner A-14 etwas größere Ladungen hat, so daß er etwas mehr verteilten Toner-Staub anzieht. Beide führen jedoch zu keinen prakti schen Problemen.

Beispiel 7

Ein Harzgemisch aus Polyäthylenwachs (HIWAX200P, hergestellt von Mitsui Petrochemical Industries Ltd.) und ein Äthylen- Vinylacetat-Kopolymerisat (ACP400, hergestellt von Allied Corp.) in einem Gewichtsverhältnis von 7 : 3, Magnetit (EPT500, hergestellt von Toda Kogyo Corp.) und ein positives Ladungs steuermittel (BONTRON N01, hergestellt von Orient Chemical Industries Ltd.) wurden trocken in den Verhältnissen gemischt, die in Tabelle 3 angegeben sind, und mit einem Kneter bei 200°C vermengt. Jede der sich daraus ergebenden Mischungen wurde abgekühlt und verfestigt und anschließend mit einer Strahlmühle auf Teilchen mit einer Größe von 20 µm oder weniger pulverisiert. Die Teilchen wurden in einen Supermixer einge geben und mit 0,1 bis 0,5 Gewichtsteilen feinem Tonerdepulver (R 972 von Nippon Aerosil K.K.) gemischt. Die vermischten Pulver wurden in einem heißen Luftstrom bei 120°C wärmebe handelt und anschließend mit Hilfe eines Luftstromes durch einen Zick-Zack-Klassifizierer klassifiziert, um magnetische Toner (Nr. B-1 bis B-4) zu liefern, von denen jeder eine Teilchengrößenverteilung von 5 bis 20 µm hatte. Diese magne tischen Toner hatten reibungselektrische Ladungen und Ober flächenpotentiale, die in Tabelle 3 angegeben sind.

Es wurden in derselben Weise ähnliche magnetische Toner (Nr. B-5 bis B-7) mit anderen reibungselektrischen Ladungen und Oberflächenpotentialen hergestellt. Dabei sei darauf hin gewiesen, daß der magnetische Toner mit der Nr. B-5 sich von den anderen Tonern dadurch unterscheidet, daß er ein negatives Ladungssteuermittel enthält (BONTRON E 81 von Orient Chemical Industries Ltd.).

Mit diesen magnetischen Tonern wurden unter den folgenden Bedingungen Bilder erzeugt und bewertet.

Eine OPC-Trommel mit negativer Ladungscharakteristik, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 150 mm/s dreht, wurde gleichmäßig auf -800 V über eine Coronaladeeinrichtung aufgeladen und mit einem auf dem Markt erhältlichen Halblei terlaser belichtet, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Das latente Bild wurde mit der in Fig. 1 darge stellten Entwicklungsvorrichtung unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 1, jedoch mit der Ausnahme entwickelt, daß eine Gleichvorspannung von -700 V an die Hülse gelegt wurde. Das sich ergebende Tonerbild wurde auf ein ebenes Stück Papier übertragen und dann nach dem Kaltpreßfixierungsverfahren bei einem linearen Druck von 19 kg/cm fixiert. Die Bildqualitäten wurden in derselben Weise wie beim Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3

Wie es sich aus Tabelle 3 ergibt, haben die Toner Nr. B-1 bis B-4 positive Ladungscharakteristik und geeignete Werte der reibungselektrischen Ladungen und Oberflächenpotentiale, so daß sie Bilder mit hoher Qualität und hoher optischer Dichte und Auflösung liefern können, bei denen im wesentlichen kein Anhaften von verteiltem Tonerstaub auftritt. Im Gegensatz dazu hat der Toner B-5 eine negative Ladecharakteristik, so daß er nur Bilder mit niedriger optischer Dichte und Auflösung bei erheblichem Anhaften von Staub liefert. Obwohl darüber hinaus die Toner B-6 und B-7 eine positive Ladecharakteristik haben, liefert der Toner B-6 Bilder mit geringer Qualität aufgrund seiner geringen Ladungen und liefert der Toner B-7 Bilder mit hoher optischer Dichte jedoch geringer Auflösung und erheblichem Anhaften von Staub aufgrund seiner übermäßi gen Ladungen.

Beispiel 8

Ein Harzgemisch aus Polyäthylenwachs (HIWAX200P hergestellt von Mitsui Petrolchemical Industries Ltd.) und einem Äthylen- Vinylacetat-Kopolymerisat (HCP400 von Allied Corp.) in einem Gewichtsverhältnis von 7 : 3, Magnetit (EPT 500 hergestellt von Toda Kogyo Corp.) und ein negatives Ladungssteuermittel (BONTRON E 81 hergestellt von Orient Chemical Industries Ltd.) wurden in Verhältnissen trocken gemischt, die in der folgen den Tabelle 4 dargestellt sind. Magnetische Toner (Nr. C-1 bis C-4), die jeweils eine Teilchengrößenverteilung von 5 bis 20 µm hatten, wurden in derselben Weise wie beim Bei spiel 7, jedoch mit der Ausnahme erhalten, daß 0,5 Gewichts anteile von feinem Tonerdepulver in jedem Fall verwandt wur den. Diese magnetischen Toner hatten die in Fig. 4 dargestell ten reibungselektrischen Ladungen und Oberflächenpotentiale.

Ähnliche magnetische Toner (Nr. C-5 bis C-7) mit anderen reibungselektrischen Ladungen und Oberflächenpotentialen wurden in der gleichen Weise hergestellt. Dabei sei darauf hingewiesen, daß der magnetische Toner C-5 sich von den ande ren Tonern dadurch unterscheidet, daß er ein positives Ladungs steuermittel (BONTRON N 01 von Orient Chemical Industries Ltd.) enthält.

Eine OPC-Trommel mit positiver Ladecharakteristik, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 150 mm/s dreht, wurde gleichmäßig mit einer Coronaladeeinrichtung auf +800 V auf geladen und mit einem auf dem Markt erhältlichen Halbleiter laser belichtet, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Das latente Bild wurde mit der in Fig. 1 dargestell ten Entwicklungsvorrichtung unter denselben Bedingungen wie beim Beispiel 7, jedoch mit der Ausnahme entwickelt, daß eine Gleichvorspannung von +700 V an die Hülse gelegt wurde. Das sich ergebende Tonerbild wurde auf ein ebenes Stück Papier übertragen und dann in derselben Weise wie beim Beispiel 7 fixiert. Die Bildqualitäten wurden bewertet, die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 aufgeführt.

Tabelle 4

Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß die Toner Nr. C-1 bis C-4 eine negative Ladecharakteristik und geeignete Werte der reibungselektrischen Ladungen und Oberflächenpotentiale haben, so daß sie Bilder mit hoher Qualität und hoher Auf lösung und Dichte ohne wesentlichen Staub erzeugen können. Im Gegensatz dazu hat der Toner Nr. C-5 eine positive Lade charakteristik, so daß er nur Bilder mit niedriger optischer Dichte und Auflösung bei erheblichem Anhaften von Staub lie fern kann. Obwohl darüberhinaus die Toner Nr. C-6 und C-7 eine negative Ladecharakteristik haben, liefert der Toner Nr. C-6 nur schlechte Bildqualitäten aufgrund seiner gerin gen Ladungen und ergibt der Toner Nr. C-7 zwar eine hohe optische Dichte jedoch nur eine schlechte Auflösung bei er heblicher Menge an Staub aufgrund seiner übermäßigen Ladun gen.

Beispiel 9

Es wurden Kombinationen der folgenden magnetischen Träger und verschiedenen magnetischen Toner verwandt.

Ferritträger (KBM-100, hergestellt von Hitachi Metals Ltd.) mit einer Teilchengröße von 70 bis 140 µm: 60 Gew.% Verschiedene magnetische Toner jeweils mit einer Teilchen größenverteilung von 5 bis 20 µm: 40 Gew.% Die oben beschriebenen magnetischen Toner wurden in derselben Weise wie beim Beispiel 1 jedoch mit der Ausnahme erhalten, daß ein Styrolacrylharz (P 520 von Sekisui Chemical Co., Ltd.) Magnetit (EPT500 von Toda Kogyo Corp.) und ein negatives Ladungssteuermittel (BONTRON E 81 von Orient Chemical Ind.Ltd.) in verschiedenen Verhältnissen trocken gemischt wurden, die in der folgenden Tabelle 5 aufgeführt sind. Die sich er gebenden magnetischen Toner Nr. D-1 bis D-4 hatten reibungs elektrische Ladungen und Oberflächenpotentiale, die gleich falls in Tabelle 5 aufgeführt sind.

Es wurden ähnliche magnetische Toner Nr. D-5 bis D-7 mit anderen reibungselektrischen Ladungen und Oberflächenpo tentialen in gleicher Weise hergestellt. Dabei sei darauf hingewiesen, daß der magnetische Toner D-5 ein positives Ladungssteuermittel enthielt (BONTRON N 03, hergestellt von Orient Chemical Industries Ltd.).

Eine OPC-Trommel mit positiver Ladecharakteristik, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 150 mm/s drehte, wurde gleichmäßig mit einer Coronaladeeinrichtung auf +800 V aufgeladen und mit einem auf dem Markt erhältlichen Halblei terlaser belichtet, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Das latente Bild wurde mit der in Fig. 1 dar gestellten Entwicklungsvorrichtung entwickelt, wobei die Hül se 3 ein SUS 304-Zylinder mit einem Außendurchmesser von 32 mm war, während die Permanentmagneteinrichtung 4 eine Ferrit magnetrolle mit einem Außendurchmesser von 29,3 mm und 10 sym metrischen Magnetpolen war, die eine Magnetflußdichte von 800 G auf der Hülsenoberfläche liefert. Der Abstreifspalt d und der Entwicklungsspalt D hatten eine Größe von jeweils 0,2 mm und 0,3 mm. Die Hülse 3 wurde in Richtung des Pfeiles Y mit 200 Umdrehungen/min gedreht, während die Permanentmagnet einrichtung 4 in die Richtung des Pfeiles X mit 1000 Umdrehun gen/min gedreht wurde. Die an der Hülse 3 liegende Gleichvor spannung betrug +700 V. Das sich ergebende Tonerbild wurde auf ein ebenes Stück Papier übertragen und dann nach dem Heiz walzenverfahren mit einer Heizwalze auf einer Temperatur von 180°C bei einem linearen Druck von 1 kg/cm fixiert.

Die Bewertung der Bildqualitäten erfolgte in der gleichen Weise wie beim Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in der folgen den Tabelle 5 dargestellt.

Tabelle 5

Aus Tabelle 5 ergibt sich, daß die Toner Nr. D-1 bis D-4 Bilder mit hoher Qualität und hoher optischer Dichte und Auflösung ohne wesentliches Anhaften von Staub liefern. Im Gegensatz dazu leiden die Toner D-5 bis D-7 an dem An haften einer erheblichen Menge an verteiltem Tonerstaub um den Außenumfang der Bilder herum. Insbesondere liefern die Toner D-5 und D-7 eine niedrige optische Dichte und Auflösung.

Beispiel 10

Es wurden Kombinationen der folgenden magnetischen Träger und verschiedener magnetischen Toner verwandt. Ferritträger (KBN-100 von Hitachi Metals Ltd.) mit einer Teilchengröße von 70 bis 140 µm: 60 Gew.% Verschiedene magnetische Toner jeweils mit einer Teilchen größenverteilung von 5 bis 20 µm: 40 Gew.% Die obigen magnetischen Toner wurden in derselben Weise wie beim Beispiel 1 jedoch mit der Ausnahme erhalten, daß ein Styrolacrylharz (P 520 von Sekisui Chemical Comp.,Ltd.), Magnetit (EPT500 von Toda Kogyo Corp.) und ein positives Ladungssteuermittel (BONTRON N 03 von Orient Chemical Industries Ltd.) in verschiedenen Verhältnissen trocken gemischt wurden, die in Fig. 6 dargestellt sind. Die sich ergebenden magneti schen Toner Nr. E-1 bis E-3 hatten die reibungselektrischen Ladungen und Oberflächenpotentiale, die in Tabelle 6 darge stellt sind.

Es wurden ähnliche magnetische Toner Nr. E-4 und E-5 mit anderen reibungselektrischen Ladungen und Oberflächenpoten tialen in gleicher Weise hergestellt. Dabei sei darauf hin gewiesen, daß der magnetische Toner E-5 ein negatives Ladungs steuermittel (BONTRON E 81, hergestellt von Orient Chemical Industries Ltd.) enthielt.

Eine OPC-Trommel mit negativer Ladecharakteristik, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 150 mm/s drehte, wurde mit einer Coronaladeeinrichtung gleichmäßig auf -800 V auf geladen und mit einem auf dem Markt erhältlichen Halbleiter laser belichtet, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Das latente Bild wurde mit der in Fig. 1 dargestell ten Entwicklungsvorrichtung entwickelt, wobei die Hülse 3 ein SUS 304-Zylinder mit einem Außendurchmesser von 32 mm war, während die Permanentmagneteinrichtung 4 eine Ferritmagnet rolle mit einem Außendurchmesser von 29,3 mm und 10 symmetri schen Magnetpolen war, die eine Magnetflußdichte von 800 G auf der Oberfläche der Hülse liefert. Der Abstreifspalt d und der Entwicklungsspalt D hatten eine Größe von jeweils 0,3 mm und 0,4 mm. Die Hülse 3 wurde in Richtung des Pfeiles Y mit 200 Umdrehungen/min gedreht, während die Permanent magneteinrichtung 4 in Richtung des Pfeiles X mit 1000 Umdre hungen/min gedreht wurde. Die an der Hülse 3 liegende Gleichvorspannung betrug -700 V. Das sich ergebende Tonerbild wurde auf ein ebenes Stück Papier übertragen und dann nach dem Heizwalzverfahren mit einer Heizwalze auf 180°C unter einem linearen Druck von 1 kg/cm fixiert.

Die Bewertung der Bildqualitäten erfolgte in derselben Weise wie beim Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufge führt.

Tabelle 6

Aus Tabelle 6 ist ersichtlich, daß die Toner Nr. E-1 bis E-3 Bilder mit hoher Qualität und hoher optischer Dichte und Auflösung ohne wesentliches Anhaften von Staub liefern. Im Gegensatz dazu liefert der Toner E-4 nur Bilder mit nied riger optischer Dichte, obwohl er nicht unter dem Anhaften von Staub leidet. Der Toner E-5 liefert eine niedrige opti sche Dichte und Auflösung mit erheblichem Anhaften von Staub um den Außenrand des Bildes herum.

Wie es oben im einzelnen beschrieben wurde, liefert die Ver wendung von aufladbaren magnetischen Tonern, die gemäß der Erfindung mit einer Polarität aufgeladen werden können, die der des latenten elektrostatischen Bildes entgegengesetzt ist, Umkehrentwicklungsbilder mit hoher Bildqualität insbe sondere hinsichtlich der Auflösung, ohne daß verteilter Toner staub am Umfangsrand des Bildes anhaftet.

Claims

1. Umkehrentwicklungsverfahren dadurch gekenn zeichnet, daß
ein latentes elektrostatisches Bild auf der Oberfläche eines das Bild tragenden Elementes mit bestimmter Ladecharakteristik ausgebildet wird,
ein Entwickler einer nicht magnetischen leitenden Hülse zuge führt wird, die eine ein Magnetfeld erzeugende Einrichtung enthält und dem das Bild tragenden Element gegenüber ange ordnet ist, wobei der Entwickler einen magnetischen Toner umfaßt, der im wesentlichen aus einem Harz und einem magneti schen Pulver besteht und in einer Polarität aufgeladen werden kann, die der des latenten elektrostatischen Bildes entgegen gesetzt ist,
der Entwickler auf die Oberfläche des das Bild tragenden Elemen tes über eine relative Drehung der Hülse und der das Magnetfeld erzeugenden Einrichtung befördert wird und
eine Gleichspannung mit der gleichen Polarität wie der des latenten elektrostatischen Bildes an die Hülse gelegt wird, so daß der magnetische Toner an den bildelementfreien Bereichen des laten ten elektrostatischen Bildes angezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Entwickler aus einem magnetischen Toner besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der magnetische Toner eine reibungs elektrische Ladung von 1 bis 20 µc/g und ein Oberflächen potential von 10 bis 90 V als Absolutwert hat.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der magnetische Toner ein magnetischer Druckfixierungstoner mit einer reibungselektrischen Ladung von 2 bis 20 µc/g und einem Oberflächenpotential von 5 bis 60 V ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der magnetische Toner ein magnetischer Druckfixierungstoner mit einer reibungselektrischen Ladung von -2 bis -20 µc/g und einem Oberflächenpotential von -5 bis -80 V ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Entwickler im wesentlichen aus einem magnetischen Toner und einem magnetischen Träger be steht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der magnetische Toner eine reibungs elektrische Ladung von -5 bis -25 µc/g und ein Oberflächen potential von -6 bis -80 V hat.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der magnetische Toner eine reibungs elektrische Ladung von 1 bis 20 µc/g und ein Oberflächen potential von 5 bis 80 V hat.