DE3506311C2

DE3506311C2 - Entwicklungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3506311C2
Application number: DE3506311A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Haneda; Hisashi Shoji; Seiichiro Hiratsuka
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1984-02-23
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1999-07-29
Anticipated expiration: 2005-02-23
Also published as: JPH0436383B2; US4841332A; JPS60176069A; DE3506311A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entwicklungsvor richtung zur Verwendung in einem elektrophotographischen Kopiergerät, einem Faksimilegerät o. dgl.. Im einzel nen bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Entwicklungsvorrichtung, mit welcher ein auf einem Bilderzeugungsorgan aufgezeichnetes Latentbild in der Weise entwickelt wird, daß ein Zwei-Komponenten- Entwickler, der miteinander vermischte Tonerpartikel und magnetische Trägerpartikel enthält, verwendet wird, daß eine der Oberfläche des Bilderzeugungs organs gegenüberstehende Entwicklungstrommel gedreht wird, daß magnetische Pole innerhalb der Entwicklungs trommel fest angeordnet werden, daß eine Entwickler schicht so auf der Entwicklungstrommel gebildet wird, daß sie bei Drehung der Trommel bewegt wird, und daß ein latentes Bild auf dem Bilderzeugungsorgan durch die Entwicklerschicht im Beisein eines oszillieren den elektrischen Feldes entwickelt werden kann.

Die Zwei-Komponenten-Entwickler, welche miteinander gemischte Tonerpartikel und magnetische Trägerpartikel enthalten, werden allgemein gern verwendet, obwohl das Mengenverhältnis von Tonerpartikeln zu Träger partikeln gesteuert werden muß, weil sie die folgen den Vorteile im Vergleich mit EIN-Komponenten-Ent wicklern, welche lediglich magnetische Tonerpartikel ohne Verwendung von magnetischen Trägerpartikeln ent halten, aufweisen:

1. Die elektrische Reibungsaufladung von Tonerpar tikeln ist leicht steuerbar; 2) ein Zusammenkleben des Toners tritt kaum auf; 3) eine Tonerverschiebung, die durch ein Vorspannfeld o. dgl. verursacht wird, kann wirkungsvoll gesteuert werden; 4) die Toner partikel müssen nicht notwendigerweise magnetische Substanz enthalten; 5) selbst wenn die Tonerpartikel eine derartige magnetische Substanz zur Verhinderung eines Grauschleiers enthalten müssen, braucht nur wenig davon enthalten zu sein; deshalb kann bei Verwendung von Farbtonern Farbschärfe erreicht werden; 6) wenn die Oberfläche eines Bilderzeugungsorgans mit einer Ent wicklerschicht gerieben wird (d. h., wenn die sogenannte Magnetbürstenmethode angewendet wird), werden Tonermu scheln (toner ears) mit einer Magnetbürste in hervor ragender Weise erzeugt, und sie sind hervorragend in ihren Reibeigenschaften; 7) wenn die Oberfläche eines Bilderzeugungsorgans mit einer Magnetbürste gereinigt wird, kann man sich eines zufriedenstellenden Reini gungseffekts erfreuen, und dgl.

Zweikomponenten(entwickler)-Entwicklungsverfahren sind bereits zum Zwecke der Verbesserung der Entwickelbar keit oder Entwicklungsfähigkeit fortlaufend verbessert worden. Als Beispiel hierfür sei ein z. B. in US-PS 3 890 929 oder JP-PS (O.P.I. Publication) 18656/1980 beschriebenes Verfahren genannt, bei dem eine Entwicklung mit einem Einkomponentenentwickler in einem schwingenden oder oszillierenden elektrischen Feld durch eine Entwicklung mit einem Zweikomponenten entwickler ersetzt ist. Insbesondere ist bereits ein Entwicklungsverfahren beschrieben worden, bei dem ein Zweikomponentenentwickler aus Toner- und Trägerparti keln zwischen ein Bilderzeugungsorgan (d. h. ein Element zum Aufnehmen eines elektrostatischen Ladungsbilds) und eine Entwicklungstrommel zum (mit oder ohne Berührung erfolgenden) Entwickeln des (Ladungs-)Bilds in einem oszillierenden elektrischen Feld eingeführt wird. Die ses Verfahren ist z. B. in JP-PSen 139761/1982, 147652/1982 und 147653/1982 beschrieben.

Im Vergleich zu den einen Einkomponentenentwickler in einem oszillierenden elektrischen Feld verwendenden Ent wicklungsverfahren unterscheiden sich die obengenannten Verfahren dadurch, daß dem Entwickler keine magnetische Substanz zugemischt ist, um durch die magnetische Sub stanz eine Transportkraft für den eigentlichen Toner zu gewährleisten. Zudem eignen sich diese Verfahren für Farbentwicklung; ihre Entwicklungscharakteristika sind entsprechend den Änderungen eines oszillierenden elek trischen Felds verbesserbar. Weiterhin beschreibt die nicht vorveröffentlichte JP-PS 67565/1984 die bei Ver wendung eines Zweikomponentenentwicklers aus hochohmi gen Toner- und Trägerpartikeln erzielbaren Entwicklungs charakteristika.

Unter den Entwicklungsvorrichtungen, die einen oben be schriebenen Entwickler verwenden, gibt es beispielswei se solche, bei denen eine Entwicklungstrommel festste hend angeordnet ist, während ein Magnet, welcher inner halb der Trommel mit einer Mehrzahl von magnetischen Nord- und Südpolen in Richtung des Trommelumfangs ange ordnet ist, sich dreht; außerdem gibt es solche, bei denen die Entwicklungstrommel und der Magnet zusammen gedreht werden; und schließlich gibt es noch solche, bei denen eine Entwicklungstrommel der oben erwähnten Art gedreht wird, während die Magnetpole innerhalb der Trommel fest angeordnet sind. Darunter haben diejeni gen, bei denen sich der Magnet innerhalb der Trommel dreht, entsprechend den ersten beiden Beispielen, den Vorteil, daß eine Entwicklerschicht, die auf der Ober fläche der Entwicklungstrommel gebildet wird, wellen weise bewegt wird und daß deshalb selbst dann, wenn die Dicke der Entwicklerschicht etwas ungleichmäßig ist, alle dadurch verursachten Probleme durch die wellen weise Bewegung der Schicht beseitigt werden, während diese Vorrichtungen aber auch den Nachteil haben, daß der Magnet mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird, daß deshalb eine große Drehkraft erforderlich ist, daß leicht eine Vibration auftritt und daß schließlich der Drehmechanismus kompliziert, robust und großvolumig ausgeführt sein muß. Andererseits tritt bei den Vorrich tungen, welche die Magnetpole im Inneren feststehend haben, wie beim letztgenannten Beispiel, ein derartiges Problem nicht auf, wie es bei denen mit einem drehenden Magneten beschrieben wurde, doch tritt dort das Problem auf, daß dann, wenn die Dicke einer Entwicklerschicht ungleichmäßig ist, dies sich leicht in einer Qualitäts verschlechterung auswirkt, weil, wenn die Entwickler schicht bewegt wird, durch die innerhalb der Trommel angeordneten Magnetpole eine wellenförmige Riffelung verursacht wird und weil weiterhin dann, wenn die Magnetpole in der dem Bilderzeugungsorgan nächststehen den Stellung der Entwicklungstrommel angeordnet sind, die gleiche Wirkung leicht noch verstärkt auftritt, und zwar entsprechend den Änderungen des Verdichtungs- oder Packungsgrads des Entwicklers. Es gibt jedoch nahezu keine Untersuchungs- oder Forschungsergebnisse bezüg lich einer Vergleichmäßigung oder Verdünnung einer Ent wicklerschicht in einem Entwicklungsbereich, so daß Bildentwicklungscharakteristika wesentlich höherer Güte nicht zufriedenstellend erreicht wurden.

Die JP-PS (O.P.I. Publication) 91453/1984 beschreibt zwar ein Entwicklungsverfahren, bei dem die Entwicklung mittels eines Zweikomponentenentwicklers aus Ferritträ gerpartikeln und Tonerpartikeln in einem oszillierenden elektrischen Feld erfolgt. Dieses Verfahren erfordert jedoch für die erzielbare Bildgüte eine gewisse End- oder Oberflächenbehandlung, um es für die Praxis brauch bar zu machen.

Weiterhin beschreibt die JP-PS 121077/1984 ein System, bei dem eine Entwicklung mittels isolierender Trägerpar tikel und Tonerpartikel in einem oszillierenden elektri schen Feld erfolgt. Diese Veröffentlichung beschreibt aber lediglich ein System, bei dem eine Magnetwalze innerhalb einer Entwicklungstrommel rotiert. Diese Technik ist daher vom Gesichtspunkt der Stabilisierung einer Entwicklerschicht nicht voll zufriedenstellend.

Dieser Umstand stellt kein ernsthaftes Problem dar, so weit es eine Magnetbürsten-Kontakt(typ)entwicklung be trifft. Andererseits wird dadurch die mit einer kon takt- oder berührungsfreien Entwicklung erzielbare Bildgüte, wie Bilddichte und dgl., erheblich beein trächtigt.

Im Hinblick auf die oben geschilderten Gegebenheiten zielt die nicht vorveröffentlichte JP-PS 14263/1985 auf die Erzielung einer Vergleichmäßigung einer Entwickler schicht in der Weise ab, daß feststehende Magnetpole im Inneren einer Entwicklungstrommel angeordnet werden, so daß in einem Entwicklungsbereich keine (Entwickler-)"Oh ren" oder "Muschelformen" entstehen. Dabei begrenzt die schwache Magnetkraft die Trägerpartikel sowie die als Entwickler benutzten leitfähigen Trägerpartikel und die darin enthaltenen Tonerpartikel. Dabei reißt die Ent wicklerschicht ab oder sie bricht zusammen, wobei die Trägerpartikel des Entwicklers unter Bildverschleierung an einem Bilderzeugungselement anhaften.

Vor der Erfindung war üblicherweise eine End- oder Ober flächenbehandlung erforderlich, damit die bisherigen Verfahren in der Praxis eingesetzt werden konnten und eine hohe Bildgüte erzielbar war. Seit der Anmeldung der vorliegenden Erfindung sind Techniken oder Verfah ren veröffentlicht worden, bei denen zwar im Laufe des Entwicklungsprozesses Bildverschleierung o. dgl. auf tritt, die jedoch eine höhere praktische Brauchbarkeit zeigen. Daneben beschreiben die JP-PSen 43027/1979 und 43028/1979 sowie andere Schutzrechte Druckorgane. Darü ber hinaus ist es besonders wünschenswert, den Abstand oder Spalt zwischen einem Bilderzeugungsorgan und einer Entwicklungstrommel oder die Dicke einer Entwickler schicht auf der Entwicklungstrommel zu minimieren. Für eine Verringerung der Dicke von Entwicklerschichten wird eine erheblich höhere (Fertigungs-)Genauigkeit gefordert.

Wenn ein solches Druckorgan vorgesehen wird, muß dieses folglich in einer zweckmäßigen Stellung entsprechend der Anordnung der Magnetpole im Inneren der Entwick lungstrommel angeordnet werden.

Die Entwicklung mittels eines Zweikomponentenentwick lers in einem oszillierenden elektrischen Feld geht somit aus den obengenannten Veröffentlichungen hervor. Für die praktische Verwendung der Entwicklungsvorrich tung in Fertigungserzeugnissen erwies sich die Durch führung sorgfältiger Untersuchungen und Forschung als nötig, um die Vorrichtung haltbar und betriebszuver lässig zumachen.

Eine Entwicklungsvorrichtung zur Verwendung in einem Kopierer oder dergleichen ist aus der US-PS-4 350 440 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung umfaßt einen Latentbildträger sowie eine drehbare Entwicklungstrommel mit darin angeordneten feststehenden Magnetpolen. Im Entwicklungsbereich sind Magnetpole unterschiedlicher Polarität nebeneinander angeordnet, um am Nicht-Bildbereich des Bildträgers anhaftende magnetische Tonerteilchen durch den Magnetpol entgegengesetzter Polarität zum Entwicklungsträger anzuziehen und dadurch vernebelte Bildbereiche zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird in der Entwicklungsvorrichtung ein Einkomponentenentwickler bestehend aus magnetischen Tonerteilchen verwendet, wobei auch die Verwendung eines anderen Entwicklers möglich sein soll, solange dieser magnetische Tonerteilchen enthält.

Schließlich offenbart die nicht vorveröffentlichte DE-34 25 933 A1 eine elektrophotographische Entwicklungsvorrichtung, bei der ein Paar nebeneinander liegender, innerhalb einer drehbaren Entwicklertrommel feststehender Magnetpole einem Latentbildträger im Bereich der Entwicklungszone gegenüber angeordnet sind, wobei die genaue Position der Pole in Relation zum Latentbildträger und eine Bedeutung dieser Anordnung in Bezug auf die Entwicklungsbedingungen nicht beschrieben wird. Außerdem beschreibt dieses Dokument auch das im Rahmen der vorliegenden Erfindung angewandte Verfahren zur Messung des spezifischen Widerstands der Trägerpartikel.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Entwicklungsvorrichtung zum in einem oszillierenden elektrischen Feld erfolgenden Entwickeln eines auf einem Bilderzeugungsorgan erzeugten Latentbilds zu schaffen, bei dem die Verwendung einer feststehende Magnetpole aufweisenden Entwicklungstrommel möglich ist und gleichzeitig die Dicke einer Entwicklungsschicht in einem Entwicklungsbereich gleichmäßig ist und daher eine stabile und einheitliche Entwicklung möglich ist. Außerdem soll die Entwicklungsvorrichtung einen kompakten Aufbau aufweisen und geringe Drehkräfte benötigen sowie Vibrationen vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Entwicklungsvorrichtung zum in einem oszillierenden elektrischen Feld erfolgenden Entwickeln eines auf einem Bilderzeugungsorgan erzeugten Latentbilds, umfassend einen Zweikomponenten-Entwickler mit einem Gemisch aus Tonerpartikeln und magnetischen Trägerpartikeln, und eine in ihrem Inneren mindestens zwei feststehende Magnetpole aufweisende Entwicklungstrommel, die dem Bilderzeugungsorgan gegenüberstehend oder zugewandt angeordnet ist, wobei die Entwicklungstrommel drehbar angeordnet ist, um den Entwickler auf der Entwicklungstrommel zu transportieren, wobei eine Schicht des Entwicklers auf der Entwicklungstrommel dünner eingestellt ist als der Spalt zwischen Bilderzeugungsorgan und Entwicklungstrommel an einer nächsten Stelle zwischen dem Bilderzeugungsorgan und der Entwicklungstrommel, wobei die zwei der Magnetpole, die zueinander verschiedene Polarität besitzen, so angeordnet sind, daß einer der Magnetpole sich auf der Stromaufseite der nächsten Stelle befindet und der andere der Magnetpole sich auf der Stromabseite der nächsten Stelle befindet, so daß sie sich nicht an der nächsten Stelle befinden, wobei die Magnetpole innerhalb eines Winkels von 5-45° zu einer die Mitte des Bilderzeugungsorgans mit der Mitte der Entwicklungstrommel verbindenden Linie ausgehend von der Mitte der Entwicklungstrommel angeordnet sind und wobei der Winkel Θ₁ auf der Stromabseite der Verbindungslinie und der Winkel Θ₂ auf der Stromaufseite der Verbindungslinie so gewählt wird, daß Θ₁ ≦ Θ₂, und wobei die magnetischen Trägerpartikel einen spezifischen Widerstand von nicht unter 10¹³ Ωcm aufweisen, gemessen durch Ablesen eines elektrischen Stromwerts, der dann erhalten wird, wenn die Trägerpartikel in ein Gefäß einer Querschnittsfläche von 0,5 cm² eingefüllt mit einer Last von 1 kg/cm² beaufschlagt werden und zwischen die Last und eine unterseitige oder Bodenelektrode eine Spannung zur Erzeugung eines elektrischen Felds von 1000 V/cm angelegt wird.

Mit der Erfindung werden die obigen Forderungen er füllt.

Erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtungen können her vorragende Wirkungen aufweisen, so, daß der Drehmecha nismus derart einfach ist, daß keine Möglichkeit zur Verursachung irgendwelcher Vibration besteht und daß jegliches dauerhafte und scharfe Bild ohne jeglichen Grauschleier wiedergegeben werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 jeweils Teildarstellungen von Auf zeichnungsgeräten, wobei jeweils ein Bei spiel einer erfindungsgemäßen Entwicklungs vorrichtung gezeigt ist;

Fig. 3 bis 6 jeweils vergrößerte Ausschnittbilder zur Darstellung einer bei einer erfindungs gemäßen Entwicklungsvorrichtung angebrach ten Einrichtung zur Vereinheitlichung der Dicke einer Entwicklungsschicht im Ent wicklungsbereich einer jeden Vorrichtung.

In den Figuren bedeutet 1 ein trommelförmiges Bild erzeugungsorgan, welches eine Bilderzeugungsschicht, wie einen elektrophotosensitiven Empfänger, auf seiner Oberfläche aufweist und in der Pfeilrichtung drehbar ist, um ein elektrostatisches latentes Bild o. dgl. auszubilden. Mit 2 ist eine in der ange gebenen Pfeilrichtung drehbare Entwicklungstrommel bezeichnet, welche nicht-magnetisches leitendes Material enthält, wie Aluminium oder Edelstahl. Ein Magnet 3 ist innerhalb der Entwicklungstrommel 2 feststehend angeordnet und mit einer Mehrzahl ihm gehöriger magnetischer N- und S-Pole in der Umfangs richtung der Trommel angeordnet, wobei die magne tischen N- und S-Pole normalerweise auf eine Fluß dichte von 500-1500 Gauß magnetisiert sind. Mit 4 ist ein Entwickler-Vorratsbehälter und mit 5 ein Flügelrad bezeichnet, wobei das letztere zum Ver wirbeln eines eine Mischung aus Tonerpartikeln und magnetischen Trägerpartikeln enthaltenden Entwicklers im Entwickler-Vorratsbehälter 4 dient, um seine Mischung zu vergleichmäßigen und die Tonerpartikel durch Reibung aufzuladen. 6 bedeutet eine Regulie rungsklinge für die Schichtdicke, welche ein magne tisches oder nicht-magnetisches Glied zur Regulierung einer Entwicklerschicht umfaßt, welche gebildet wird, wenn Entwickler innerhalb des Vorratsbehälters 4 auf die Oberfläche der Entwicklungstrommel 2 durch die Magnetkraft der magnetischen N- und S-Pole des Magneten 3 absorbiert und dann zur Bildung der Ent wicklerschicht bewegt wird, wenn die Entwicklungs trommel 2 rotiert. Mit 7 ist eine Reinigungsklinge bezeichnet, mit der dann, wenn sich die Entwicklungs trommel 2 über einen Entwicklungsbereich nahe an dem Bilderzeugungsorgan 1 vorbeibewegt hat, die Ent wicklerschicht von der Oberfläche der Trommel ent fernt wird, um zurück in den Entwickler-Vorratsbe hälter 4 gebracht zu werden. 8 bedeutet eine Vor spannungsquelle zum Anlegen einer Vorspannung an die Entwicklungstrommel 2 über einen Sicherheitswider stand 9, um ein oszillierendes elektrisches Feld zwi schen der Trommel 2 und dem Bilderzeugungsorgan 1, dessen Basis geerdet ist, zu erzeugen, wobei die Tonerpartikel dabei so gesteuert werden, daß sie sich in dem Entwicklungsbereich von der Entwicklerschicht auf das Bilderzeugungsorgan 1 zu bewegen. Mit 10 ist eine Toner-Nachfüllwalze zum Nachfüllen von Toner partikeln von einem Toner-Einfülltrichter 11 zum Ent wickler-Vorratsbehälter 4 bezeichnet.

Die oben erwähnte Entwicklungsvorrichtung ist fast die gleiche wie die bekannten Vorrichtungen mit einem feststehenden Magneten 3, mit der Ausnahme, daß die Anordnungen der magnetischen N- und S-Pole des Magne ten 3 nicht dieselben sind. Selbst wenn die Ent wicklerschicht lediglich durch die Schichtdicken- Regulierungsklinge 6 zur Vereinheitlichung von deren Dicke reguliert wird, neigt deren Dicke dazu, wellig zu werden. Wenn bei den herkömmlichen Arten von Ent wicklungsvorrichtungen die Magnetpole an den Stellen mit dem engsten Abstand der Entwicklungstrommel 2 zum Bilderzeugungsorgan 1 angeordnet werden, wird es schwierig, sicher eine Entwicklung durchzuführen, mit der eine zufriedenstellende Bilddichte ohne Grau schleier erhalten wird, weil die Entwicklerschicht sich ohrförmig bzw. muschelförmig anlagert und dabei die Wellenform der Schichtdicke noch verstärkt. Wenn die Dicke der Entwicklerschicht dünner gemacht wird, um die Entwicklerschicht nicht in Kontakt mit dem Bilderzeugungsorgan 1 zu bringen, muß der Spalt zwi schen der Schichtdicken-Regulierungsklinge 6 und der Entwicklungstrommel 2 enger gemacht werden. Deshalb bilden sich leicht Verstopfungen im Regulierungsbe reich aufgrund des Verklebens von Staubteilchen, Tonerpartikeln und dgl.

Folglich wird bei den Entwicklungsvorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung im Entwicklungsbereich ein horizontales Magnetfeld ausgebildet, in dem die magnetischen N- und S-Pole in Stellungen angeordnet werden, wo sie von der Stellung ferngehalten werden, an der die Entwicklungstrommel 2 dem Bilderzeugungs- organ 1 am nächsten kommt, so daß die Entwickler schicht nicht in die Ohren- bzw. Muschelform gelangt, sondern ohne derartige Ausformungen bleibt. Es ist somit möglich, eine sichere Entwicklung ohne jeg lichen Einfluß der Wellenform der Schichtdicke durch zuführen, weil 1) die Entwicklerschicht im Entwick lungsbereich in ihrer Dicke vereinheitlicht werden kann und 2) eine im wesentlichen dünne Entwickler schicht im Entwicklungsbereich erzeugt werden kann, selbst wenn der Spalt zwischen der Schichtdicken- Regulierungsklinge 6 und der Entwicklungstrommel 2 verbreitert wird.

Entsprechend Fig. 1 werden die magnetischen N- und S-Pole in Stellungen angeordnet, wo sie um einen Öffnungsbereich von 5-45° von der Mittellinie zwi schen dem Bilderzeugungsorgan 1 und der Entwicklungs trommel 2 entfernt sind, wobei außerdem ein Öffnungswinkel θ₁ stromabseitig von der Mittellinie und ein Öffnungswinkel θ₂ stromaufseitig so gewählt wird, daß θ₁ ≦ θ₂. Vorzugsweise wird auch die magnetische Flußdichte des magnetischen N- (oder des S-)Pols, der an der Stellung des Öffnungswinkels θ₁ stromabseitig liegt, größer gemacht, so daß ein ferromagnetisches Feld stromabseitig von dem Entwicklungsbereich erzeugt werden kann. Bei Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers kann die Gefahr bestehen, daß sich seine Trägerpartikel an das, Bilderzeugungselement anlagern. Wie oben erwähnt, kann jedoch durch Verstärkung der im Inneren der Entwicklungstrommel an der Stromabseite eines Entwicklungsbereiches angeordneten Magnetpols in vorteilhafter Weise erreicht werden, daß die an einem Photorezeptor (Bilderzeugungsorgan) haftenden Träger partikel ab- oder eingefangen werden können. Außerdem wird vorzugsweise der Durchmesser der Entwicklungstrom mel 2 kleiner gemacht, um die "Ohren" bzw. "Muscheln" der Entwicklerschicht nicht im Kontakt mit der Ober fläche des Bilderzeugungsorgans 1 in der Stellung der magnetischen N- und S-Pole zu bringen, welche von der Position der Mittellinie entfernt gehalten werden, wobei der Durchmesser bevorzugt in einem Bereich zwi schen 40 und 10 mm liegt. In ähnlicher Weise wird vor zugsweise der Durchmesser eines trommelförmigen Bilder zeugungsorgans 1 kleiner gemacht, wobei der Durchmesser vorzugsweise im Bereich zwischen 300 und 10 mm liegt. Wenn ein bandförmiges Bilderzeugungsorgan 1 verwendet wird, reicht es aus, eine Bandantriebswalze in dem Ent wicklungsbereich vorzusehen, um die oben genannten Bedingungen zu erfüllen.

Bei den Entwicklungsvorrichtungen gemäß den Fig. 1 und 2 ist weiterhin ein Druckorgan 12 an der Seite vorge sehen, bevor die Entwicklerschicht die den Bilderzeu gungsorgan 1 am nächsten kommende Position der Entwick lungstrommel 2 erreicht, so daß ein Druck auf die Ober fläche der Entwicklerschicht ausgeübt wird. An der derart mit Druck beaufschlagten Stelle ist ein magneti scher S- (oder N-)Pol so angeordnet, daß er unter einem Öffnungswinkel von θ₂ stromauf von der Mittellinie liegt. Deshalb kann die Dicke der Entwicklerschicht im Entwicklungsbereich einheitlicher verdünnt werden, und es ist folglich möglich, sicherer Entwicklungen ohne Grauschleier und mit einer zu friedenstellenderen Bilddichte unter der Steuerung eines oszillierenden elektrischen Feldes durchzu führen. Wenn ein magnetischer S- (oder N-)Pol unter einem Öffnungswinkel von θ₂ an der Stromaufseite der Mittellinie zwischen der Mittellinie der Andruck position des Druckorgans 12 angeordnet wird, dann wird außerdem die Entwicklerschicht durch das Magnet feld an der Stelle des Magnetpols sich grob in Ohr form bzw. Muschelform bilden, selbst wenn die Dicke der Entwicklerschicht durch das Druckorgan 12 mehr vereinheitlicht werden konnte. Vorzugsweise wird des halb die magnetische Flußdichte des Magnetpols auf einen solchen Grad verringert, daß es nicht zu der Ohrform kommt. Dies wird später noch anhand der Fig. 3 bis 6 weiter beschrieben.

Das in Fig. 1 gezeigte Druckorgan 12 ist mit seinem Basisende drehbar auf der Welle 13 gelagert, und es ist in seinem Mittelbereich mit einem Stützbalken 15 abgestützt, welcher seinerseits durch eine Feder 14 angehoben wird. Das Druckorgan 12 wird dann durch die Abstandswalze 16 angedrückt, welche so rotiert, daß sie die Rückseite von deren Vorderkante in Kon takt mit der Oberflächenkante des Bilderzeugungs organs 1 bringt, und die Oberfläche der Entwickler schicht wird durch die Oberfläche der Vorderkante (des Druckorgans 12) zusammengedrückt.

Das in Fig. 2 gezeigte Druckorgan 12 ist an ihrer Basis am Rahmen der Entwicklungsvorrichtung derart befestigt, daß die Oberfläche der Entwicklerschicht durch die Oberfläche der Vorderkante des Druckorgans 12 zusammengedrückt wird. Im Hinblick auf Fig. 2 braucht nicht weiter ausgeführt zu werden, daß der Spalt zwischen der Entwicklungstrommel 2 und dem Druckorgan 12 dadurch eingestellt werden kann, daß das Druckorgan 12 aus einem geeigneten elastischen Material hergestellt und daß seine Rückseite durch eine Justierschraube o. dgl. angedrückt wird. Genauso ist es selbstverständlich, daß auch das Druckorgan 12 von Fig. 1 durch eine Justierschraube o. dgl. an stelle der Abstandswalze 16 angedrückt werden kann.

Wie in Fig. 3 gezeigt, formiert sich die auf der Ent wicklungstrommel 2 gebildete Entwicklerschicht in Ohr-Form an der Stelle, wo die magnetischen N- und S-Pole innerhalb der Trommel 2 angeordnet sind. Wenn irgendeine Wellenform in der Dicke der durch die Schichtdicken-Regulierungsklinge 6 regulierten Ent wicklerschicht vorhanden ist, wird eine solche Wellen form leicht in denjenigen Stellungen verstärkt, wo die Entwicklerschicht sich in Ohrform formiert. Wenn deshalb die magnetischen N- und S-Pole an der Stelle der Mittellinie vorgesehen werden, wo die Entwick lungstrommel dem Bilderzeugungsorgan 1 am nächsten kommt, ändert sich der Zustand ernsthaft da, wo eine Bürste auf dem Bilderzeugungsorgan 1 reibt, so daß bei Anwendung der Magnetbürstenmethode sich leicht Grauschleier bilden oder daß ein Bild leicht die Form verliert. Bei Anwendung einer kontaktlosen Ent wicklungsmethode, wobei kein Bilderzeugungsorgan in Kontakt mit einer Entwicklerschicht gebracht wird und wobei kaum ein Grauschleier oder ein Bildausfall auftritt, kommen die Entwicklungstrommel 2 und das Bilderzeugungsorgan 1 leicht in Kontakt miteinander, wenn nicht der Spalt zwischen der Entwicklungstrommel 2 und dem Bilderzeugungsorgan breit genug gemacht wird, um eine Drehung des Magneten 3 zu ermöglichen. Andernfalls wird das Anfliegen von Toner in dem oszillierenden elektrischen Feld nicht genügend ge steuert, und es kann dabei nur schwerlich eine ein heitliche und zufriedenstellende Entwicklungsdichte erreicht werden. Bei der Erfindung werden deshalb, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, die magnetischen N- und S-Pole so angeordnet, daß sie von der Stellung an der Mittellinie, wo die Entwicklungstrommel 2 dem Bilderzeugungsorgan 1 am nächsten kommt, ferngehalten werden, was eine wesentliche Verbesserung darstellt. Dadurch weist das Magnetfeld im Entwicklungsbereich Komponenten in Horizontalrichtung, d. h. in Tangential richtung, auf, und die Entwicklerschicht wird dünn ausgebildet, ohne daß es zur Bildung von "Ohren" bzw. "Muscheln" kommt. Somit kann eine einheitliche und sichere Entwicklung durchgeführt werden, ohne daß irgendeine Wellenbildung in der Schichtdicke ver stärkt wird.

Wenn man andererseits eine Maßnahme zur Ausschaltung der Wellenbildung in der Entwicklerschichtdicke in Betracht zieht und dabei Gebrauch von einer Stau platte, einer Ausgleichsplatte o. dgl. macht, ist es wirkungsvoll, eine derartige Stauplatte oder Aus gleichsplatte an einer Stelle vorzusehen, wo sich eine Wellenbildung verstärkt, so daß die Wellenbil dung beseitigt werden kann. Eine Stauplatte hat je doch geringere Wirkung für die Beseitigung der Wel lenbildung einer Schichtdicke, welche durch eine Schichtdicken-Regulierungsklinge 6 mit ähnlichem Zweck reguliert wird, und es ist auch schwierig, sie auf der gleichen Seite in der Nähe des Entwick lungsbereiches vorzusehen. Im Gegensatz dazu hat eine Ausgleichsplatte die Wirkung, daß eine Wellenbildung in der Entwicklerschichtdicke behoben werden kann, ohne daß nicht ausgeglichener Entwickler zurück bleibt, wie dies im Fall der Verwendung einer Stau platte der Fall ist, und eine derartige Maßnahme kann auf der gleichen Seite in der Nähe des Entwicklungs bereichs vorgenommen werden. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird deshalb die Stellung eines magnetischen S- (oder N-)Pols stromaufseitig von der Mittellinie zwischen den magnetischen N- und S-Polen vorgesehen, welche jeweils so angeordnet sind, daß sie von der Stellung ferngehalten werden, in der die Entwicklungstrommel 2 dem Bilderzeugungsorgan 1 am nächsten kommt, und wenn eine Wellenbildung durch Andrücken der Ober fläche einer Entwicklerschicht mittels eines Druck organs 12 (d. h. einer Ausgleichsplatte) ausgeglichen wird, dann ist es möglich, eine Streifen- oder Fleckenbildung auszuschalten, welche durch Ent wickler- oder Staubklumpen, die um die Schichtdicken- Regulierungsklinge 6 gebildet werden, verursacht wird, und es ist auch möglich, die Dicke der Ent wicklerschicht im Entwicklungsbereich bis zu einem bemerkenswerten Grad gleichförmig zu machen. Bei den in den Fig. 1 und 2 bzw. den Fig. 4 bis 6 gezeigten Beispielen wurden Druckorgane 12 jeweils in der oben beschriebenen Position vorgesehen. In den anhand der Fig. 1 und 5 gezeigten Beispielen wurden die Druck organe 12 jeweils derart angeordnet, daß ihr Druck punkt gegenüber den Stellungen der magnetischen S- oder N-Pole, welche stromaufseitig von der Mittel linie angeordnet sind, etwas weiter stromab positio niert werden kann.

In den Beispielen, die in den Fig. 2 und 4 gezeigt sind, wurden die Druckpunkte jeweils so vorgesehen, daß sie oberhalb des magnetischen S-Pols liegen. In dem Fall, daß gemäß der Darstellung in Fig. 5 bzw. 6 eine Magnetanordnung 3 jeweils Stabmagnete ent hält, welche in Tangentialrichtung nebeneinander ge halten sind, wird die Stellung einer Entwicklerschicht, welche sich in Ohrform formiert, leicht von den Enden der Magnetpole eines Stabmagneten nach vorne ver schoben. Vorzugsweise wird deshalb der Druckpunkt eines Druckorgans 12 auf die verschobene Position eingerichtet. Das ist der Grund dafür, daß der Druck punkt des Druckorgans 12 gemäß Fig. 5 stromabseitig von dem magnetischen N-Pol verschoben wurde. Dies ist auch der Grund dafür, daß bei dem Beispiel nach Fig. 6, bei welchem Stabmagnete horizontal im Ent wicklungsbereich angeordnet wurden, der Druckpunkt des Druckorgans 12 stromaufseitig von dem magne tischen N-Pol verschoben wurde.

Vorzugsweise umfaßt das Druckorgan 12 isolierendes Material mit einer derartigen Elektrifizierungsreihe, daß eine durch Reibung zwischen Tonerpartikeln und Trägerpartikeln erzeugte Ladung befördert wird. Der artige Druckorgane 12 müssen jedoch nicht darauf be schränkt sein, sondern sie können auch von der Art sein, daß sie in einem Schwebezustand getragen wer den oder daß sie auf der gleichen Spannung mit der Entwicklerschicht oder mit der Entwicklungstrommel 2 gehalten werden, um eine Entladung bzw. eine Ab leitung zu vermeiden.

Bei der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ent wicklungsvorrichtung sind die innerhalb der Ent wicklungstrommel 2 fest angeordneten Magnetpole an Stellungen angeordnet, wo sie von derjenigen Stellung ferngehalten werden, in der die Entwicklungstrommel 2 dem Bilderzeugungsorgan 1 am nächsten kommt, so daß eine bei Drehung der Entwicklungstrommel sich bewegende Entwicklerschicht gehalten werden kann, nachdem sie die Einwirkung von horizontalen Magnet feldkomponenten im Entwicklungsbereich erfahren hat. Außerdem wird die Oberfläche der Entwicklerschicht durch das Druckorgan 12 zusammengedrückt, und gleich zeitig wird ihre Dicke ausgeglichen, bevor die Ent wicklerschicht die oben erwähnte nächstkommende Stellung erreicht, und deshalb kann die Entwickler schicht stabil, einheitlich und dünn ausgebildet wer den.

Bei Anwendung der Magnetbürstenmethode wird folglich eine ungleichmäßige Entwicklung ausgeschaltet, weil mit einer Magnetbürste ein einheitliches Abreiben ausgeführt werden kann. Bei Anwendung einer kontakt losen Entwicklungsmethode kann der Spalt zwischen der Entwicklungstrommel 2 und dem Bilderzeugungsorgan 1 so verengt werden, daß das Anfliegen von Toner partikeln in ausreichendem Maße durch ein oszillieren des elektrisches Feld gesteuert werden kann, und es ist deshalb leicht möglich, Bilder ohne Grauschleier und mit einer hohen Bilddichte zu entwickeln. Ent sprechend kann die erfindungsgemäße Entwicklungs vorrichtung auch zweckmäßig bei Anwendung der kontakt losen Entwicklungsmethode verwendet werden.

Im folgenden werden die bevorzugten Entwicklungsbe dingungen beschrieben, welche in der Lage sind, scharfe Bilder ohne Grauschleier im Fall der Ver wendung einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrich tung wiederzugeben.

Bei der erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung ist es natürlich möglich, einen Zwei-Komponenten-Ent wickler zu verwenden, wie er weithin gern verwendet wird und welcher nicht-magnetische Tonerpartikel mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwas über 10 µm sowie magnetische Trägerpartikel mit einer mittleren Partikelgröße zwischen einigen 10 µm bis zu einigen 100 µm umfaßt. Erfindungsgemäß kann aber, wie oben beschrieben, eine Tonerübertragung wir kungsvoll durch ein oszillierendes elektrisches Feld gesteuert werden, und vorzugsweise wird deshalb ein Zwei-Komponenten-Entwickler verwendet, welcher Toner partikel mit einer mittleren Partikelgröße von nicht größer als 10 µm und Trägerpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von nicht größer als 50 µm und vorzugsweise von nicht größer als 30 µm umfaßt. Was diesen speziellen Punkt betrifft, so ist ein Zwei-Komponenten-Entwickler gemäß obiger Beschrei bung relativ grob in seinen Tonerpartikeln und auch in seinen Trägerpartikeln, und es ist deshalb schwierig, ein Bild mit hoher Qualität zu erhalten, wobei feine und empfindliche Linien und Punkte oder eine entsprechende dichte Abstufung des Bildes wie derzugeben. Dementsprechend wird, wenn die mittlere Partikelgröße des Toners kleiner gemacht wird, die angelegte Spannung der Tonerpartikeln qualitativ proportional dem Quadrat der Partikelgröße verringert, und eine Adhäsionskraft, wie die VAN der WAAL'sche Kraft, vergrößert sich im Verhältnis, so daß die Tonerpartikel nur schwer von den Trägerpartikeln zu trennen sind. Bei Anwendung der Magnetbürstenmethode können die Tonerpartikel, wenn sie einmal auf der bildfreien Fläche des Bilderzeugungsorgans 1 an haften, nicht mehr leicht entfernt werden, selbst wenn sie mit einer Magnetbürste gerieben werden, so daß ein Grauschleier erzeugt wird. Bei der Magnet bürstenmethode wird dieses Problem bedenklich, wenn die mittlere Größe der Tonerteilchen nicht größer als 10 µm wird. Erfindungsgemäß kann jedoch das oben erwähnte Problem gelöst werden, indem die Bewegung der Tonerpartikel in einem oszillierenden elektrischen Feld auch bei der Magnetbürstenmethode wirksam ge steuert wird. Um es konkret zu sagen, an einer Ent wicklerschicht anhaftende Tonerpartikel werden durch elektrisch vorgegebene Oszillation davon getrennt, so daß die Tonerpartikel leicht auf die Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 übertragen werden können. Wenn die Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 mit einer Magnetbürste abgestreift wird, können die Tonerpartikel, welche auf den bildfreien Flächen des Bilderzeugungsorgans 1 anhaften, leicht entfernt oder auf dessen Bildflächen übertragen werden. Bei der kontaktlosen Entwicklungsmethode werden nahezu keine der weniger aufgeladenen Tonerpartikel auf eine bild freie Fläche übertragen, und es haften auch keine Tonerpartikel an dem Bilderzeugungsorgan 1, weil die Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 nicht zur Er zeugung einer Reibungsaufladung gerieben wird; des halb können Tonerpartikel bis in die Größenordnung von 1 µm verwendet werden. Bei der Magnetbürsten-Ent wicklungsmethode ist es ebenso wie bei der kontakt losen Entwicklungsmethode möglich, eine ausgezeich net reproduzierbare und scharfe Tonerbildentwicklung wiedergabegetreu von einem latenten Bild zu erhal ten. Außerdem schwächt das oszillierende elektro magnetische Feld das Verkleben von Tonerpartikeln mit Trägerpartikeln, und deshalb wird auch das An kleben von Trägerpartikeln zusammen mit Tonerpartikeln an dem Bilderzeugungsorgan 1 ebenfalls verringert. Bei der kontaktlosen Entwicklungsmethode werden spe ziell stark aufgeladene Tonerpartikel unter Ein wirkung des oszillierenden elektrischen Feldes in den Bildbereichen und in den bildfreien Bereichen in Schwingung versetzt, und entsprechend der Inten sität des elektrischen Feldes werden auch Träger partikel in Schwingung versetzt. Dabei werden die Tonerpartikel selektiv auf die Bildbereiche der Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 übertragen.

Die Haftung von Trägerpartikeln an der Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 kann deshalb scharf redu ziert werden. Bei diesem Beispiel kann jedoch das Problem auftreten, daß die Tonerpartikel, die in den bildfreien Bereichen in Schwingung versetzt werden, entsprechend der Intensität des elektrischen Feldes leicht herumfliegen. Das gleiche Problem tritt auch in dem Fall der Trägerpartikel auf. Diesem Problem kann man dadurch begegnen, daß die Umdrehung der Ent wicklungstrommel 2 verlangsamt wird, um in geeigne ter Weise die Transportgeschwindigkeit der Entwickler schicht zu verlangsamen.

Wenn die mittlere Größe der Tonerpartikel anderer seits groß wird, wird die Rauhigkeit in einem Bild auffallend, wie oben beschrieben. Bei einer Ent wicklung zur Auflösung einer Gruppe von nebenein anderliegenden feinen Linien mit einem Raster in der Größenordnung von 10 Linien pro mm ergibt sich bei Tonerpartikeln in der Größenordnung von 20 µm mittlerer Partikelgröße normalerweise kein Problem im praktischen Gebrauch. Wird jedoch ein feinkörniger Toner mit einer mittleren Partikelgröße von nicht mehr als 10 µm verwendet, wird das Auflösungsver mögen stark verbessert, so daß ein scharfes und hochwertiges Bild erzeugt wird, in welchem unter schiedliche Dichte o. dgl. mit hoher Wiedergabetreue reproduziert werden kann. Aus den oben erwähnten Gründen besteht die geeignete Anforderung an die Tonergröße darin, daß eine mittlere Teilchengröße von nicht mehr als 20 µm und vorzugsweise von nicht mehr als 10 µm verwendet wird. Da außerdem die Toner partikel einem oszillierenden elektrischen Feld fol gen sollen, ist es erwünscht, daß das mittlere La dungsvolumen der Tonerpartikel nicht weniger als 1 bis 3 µC pro Gramm beträgt. Insbesondere im Fall von kleinen Partikelgrößen ist ein relativ hohes Ladungs volumen wesentlich.

Toner der oben beschriebenen Art können in der glei chen Weise hergestellt werden wie herkömmliche Toner. Anders gesagt, es können kugelförmige oder amorphe und nicht-magnetische oder magnetische Tonerpartikel verwendet werden, wie sie aus den herkömmlichen Tonern ausgewählt werden, wenn man eine Einrichtung zur Aus sonderung einer mittleren Partikelgröße verwendet. Unter ihnen ist es jedoch zu bevorzugen, daß die Tonerpartikel Magnetpartikel sind, welche die Teil chen einer magnetischen Substanz enthalten, und daß es insbesondere solche sind, welche feine Magnet partikel in einer Menge von nicht mehr als 60 Gew.-% der Gesamtmenge an Tonerpartikeln enthalten. Wenn derartige Tonerpartikel Magnetpartikel sind, kann ihre Gleichförmigkeit noch verbessert werden, die Partikel fliegen kaum weg und es wird weiter das Auf treten von Grauschleiern verhindert, weil die Toner partikel auch durch die magnetischen N- und S-Pole des Magneten 3 beeinflußt werden.

Wenn jedoch die Menge an magnetischer Substanz zu stark im Inhalt des Toners anwächst, kann keine zu friedenstellende Entwicklungsdichte erreicht werden, weil die magnetische Anziehungskraft zwischen den Tonerpartikeln und den Trägerpartikeln ebenfalls zu stark anwächst, und eine Reibungsaufladung wird schwierig zu steuern zu sein oder die Tonerpartikel brechen leicht oder es tritt leicht ein Verkleben zwischen den Tonerpartikeln und den Trägerpartikeln auf, weil die feinen Partikeln der magnetischen Substanz auf der Oberfläche der Tonerpartikel er scheinen. Insbesondere im Fall von Tonerpartikeln mit einer anderen Farbe als schwarz oder braun kann keinerlei scharfe oder klare Farbe erreicht werden, wenn nicht die Menge der Magnetsubstanz auf unter 30 Gew.-% verringert wird.

Faßt man die obige Beschreibung zusammen, so können bevorzugte Toner in der Weise erzeugt werden, daß ein Harz, wie etwa Styrenharz, Vinylharz, Äthylharz, Harz-denaturiertes Harz, Acrylharz, Polyamidharz, Expoxydharz, Polyesterharz und dgl., und die feinen Partikel einer magnetischen Substanz verwendet wer den und daß hierzu eine Farbkomponente wie Kohlen stoff o. dgl. und ein elektrostatisch steuernder Wirk stoff, wenn erforderlich, hinzugefügt werden, wobei ein Verfahren ähnlich den bekannten Herstellungs verfahren für Tonerpartikel angewendet wird. Ein der artig bevorzugt verwendeter Toner enthält Partikel mit einer mittleren Teilchengröße von nicht mehr als 20 µm und vorzugsweise von nicht mehr als 10 µm. Wenn außerdem die Tonerpartikel entweder durch ein Sprüh- Trocknungsverfahren oder in einem Kugelformungspro zeß, der nach der Herstellung der Toner in Partikel form durchgeführt wird, in Kugelform gebracht wer den, wird der Entwickler in seinen Flußeigenschaften verbessert, so daß er nicht zusammenklebt, und es werden auch die Eigenschaften zu seiner gleichmäßigen Durchmischung mit den Trägerpartikeln, die Förder eigenschaften und die Beladungsmöglichkeit des Ent wicklers verbessert.

Was die magnetischen Trägerpartikel betrifft, so kann, wenn diese in ihrer mittleren Partikelgröße relativ groß sind, das Problem auftreten, daß ein Bild schwer mit hoher Dichte entwickelt werden kann, weil 1) eine Entwicklerschicht, die auf der Ent wicklungstrommel 2 ausgebildet wird, grobkörnig wird und weil deswegen eine Ungleichmäßigkeit im Toner bild erzeugt wird, selbst wenn ein latentes Bild ent wickelt wird, während mit einem oszillierenden elek trischen Feld eine Reihe von Schwingungen angelegt wird, und weil 2) die Tonerdichte in der Entwickler schicht herabgesetzt wird und deshalb eine Entwicklung mit hoher Dichte nur schwer durchzuführen ist. Nach den Ergebnissen unserer Versuche werden die oben er wähnten Probleme wirksam vermindert, wenn die mittlere Partikelgröße nicht größer als 50 µm ist, und die Probleme werden im wesentlichen gelöst, wenn diese mittlere Partikelgröße nicht größer als 30 µm ist. Wenn jedoch die Trägerpartikel zu fein sind, dann tendieren sie 3) dazu, mit den Tonerpartikeln zu sammen an der Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 anzukleben, und sie tendieren 4) dazu, umherzuflie gen. Bei diesen Entwicklungsvorgängen beginnen die erwähnten Tendenzen allgemein stufenweise sichtbar zu werden, wenn die Trägerpartikel in eine Größen ordnung von nicht mehr als 15 µm in der durchschnitt lichen Partikelgröße kommen, und die Tendenzen werden offenbar, wenn sie nicht größer als 5 µm werden. Die an der Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 an haftenden Trägerpartikel sollen teilweise zusammen mit den Tonerpartikeln auf ein Blatt eines Auf zeichnungspapiers übertragen werden, und ihr Rest soll zusammen mit den verbleibenden Tonerpartikeln von der Oberfläche des Bilderzeugungsorgans durch eine Reinigungseinrichtung mit einer Klinge, einer Haarbürste o. dgl. entfernt werden. Mit Trägerpartikeln die aus magnetischen Substanzen herkömmlicher Art bestehen, ergeben sich jedoch Probleme in der Weise, daß 5) die Trägerpartikel, die auf ein Aufzeichnungs papier übertragen werden, darauf nicht mit eigener Kraft fixiert werden können, so daß sie deshalb leicht von dem Aufzeichnungspapier herabfallen, und daß 6) dann, wenn die Trägerpartikel, die auf dem Bilderzeugungsorgan 1 verbleiben, mit der Reinigungs einrichtung von dort entfernt werden, die Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 mit einem Photoempfänger leicht beschädigt wird.

Diese Probleme 5) und 6) können dadurch gelöst wer den, daß mit den magnetischen Trägerpartikeln auch eine Substanz, wie Harz o. dgl., geformt wird, wel che in der Lage ist, diese beide auf einem Blatt eines Aufzeichnungspapiers zu fixieren. Mehr konkret ausgedrückt, magnetische Trägerpartikel werden von den Partikeln einer magnetischen Substanz gebildet, welche mit der Substanz, welche in der Lage ist, die magnetischen Trägerpartikel auf einem Aufzeichnungs papier zu fixieren, umhüllt werden, oder diese Träger partikel werden aus der Substanz, welche in der Lage ist, die magnetischen Trägerpartikel auf einem Auf zeichnungspapier zu fixieren, geformt, wobei sie fein verteilt in Pulverform die magnetische Substanz ent halten, und die Trägerpartikel, die an dem Aufzeich nungspapier anhaften, werden dann auch mit Hitze oder Druck fixiert. Wenn die Trägerpartikeln von dem Bilderzeugungsorgan 1 mit der Reinigungseinrichtung entfernt werden, wird die Oberfläche des Bilder zeugungsorgans 1 nicht beschädigt. Bei derartigen magnetischen Trägerpartikeln der oben erwähnten Art wird das oben beschriebene Problem 3) in der praktischen Anwendung fast keine Schwierigkeiten ver ursachen, selbst wenn die Trägerpartikel auf das Bilderzeugungsorgan 1 oder auf ein Aufzeichnungs papier übertragen werden sollten, wenn die Größe der Trägerpartikel in einer Größenordnung von nicht mehr als 5-15 µm im Durchschnitt gewählt wird. Wenn eine derartige Trägeradhäsion entsprechend dem Problem 3) verursacht wird, ist es außerdem wirksam, einen Rückführmechanismus vorzusehen.

Ausgehend von den oben erwähnten Punkten sind die geeigneten Bedingungen für einen magnetischen Träger die, daß seine mittlere Partikelgröße nicht größer als 50 µm ist und vorzugsweise bei einer Größe von nicht mehr als 30 µm und nicht weniger als 5 µm liegt. Außerdem ist es zweckmäßig, daß die magnetischen Trägerpartikel auch die Substanz enthalten, welche in der Lage ist, die magnetischen Trägerpartikel auf einem Aufzeichnungspapier zu fixieren. Eine der artige mittlere Partikelgröße ist eine mittlere Partikelgröße, welche durch das Gewicht bestimmt wird, wie es ähnlich der Fall ist bei den Tonern, und es wird bestimmt mittels eines sogenannten Coulter Counter, der hergestellt wird von der Coulter Company, oder eines Ominicon Alpha, hergestellt von Bosch & Romb Company.

Derartige magnetische Trägerpartikel können gewonnen werden, indem ihre Partikelgröße durch eine Trenn einrichtung herkömmlicher Art für eine mittlere Partikelgröße aus den folgenden Partikelmaterialien ausgewählt werden:

a) Partikeln aus einem Metall wie Eisen, Chrom, Nickel, Kobalt o. dgl., deren Bestandteile oder Legierungen, wie sie bei herkömmlichen magne tischen Trägerpartikeln verwendet werden, einschließ lich beispielsweise solchen aus ferromagnetischer Substanz oder paramagnetischer Substanz wie 3-Eisen- 4-Oxid, γ-Eisen-Oxid, Chromdioxid, Manganoxid, Ferrit und Mangan-Kupferlegierung;
b) Partikeln, welche über der Oberfläche ihrer Partikeln aus magnetischer Substanz mit einem Harz, wie es vorher im Fall der Tonerpartikeln beschrieben wurde, oder mit einem Fettsäurewachs, wie Palminsäurewachs, Stearinsäurewachs o. dgl., über zogen sind; oder
c) Partikel, welche ein Harz oder ein Fettsäurewachs mit fein verteilten Magnetpartikeln enthalten.

Neben den vorher beschriebenen Wirkungen erzielt man dadurch auch noch den Effekt, daß auf der Entwick lungstrommel 2 eine einheitliche Entwicklerschicht ausgebildet werden kann und daß auch eine Vorspannung hoher Intensität an die Entwicklungstrommel 2 ange legt werden kann, wenn die Trägerpartikel aus Harz o. dgl. und wenn sie vorzugsweise in Kugelform aus gebildet sind. Anders gesagt, mit der Aussage, daß die Trägerpartikel aus Harz o. dgl. ausgebildet sind, ist gemeint, daß es möglich ist, die folgenden Wir kungen zu zeigen:

1. Die Entwicklerschicht kann einheitlich ausgebil det werden, und es kann verhindert werden, daß sich ein Bereich mit geringem Widerstand oder mit einer ungleichmäßigen Schichtdicke örtlich ausbildet, weil diese Maßnahme allgemein eine Orientierung derart verhindert, daß leicht eine magnetische Absorption in Richtung der Hauptachse auftritt;
2. Eine Konzentration eines elektrischen Feldes auf einen Randbereich tritt nicht auf, weil ein der artiger Randbereich, wie sie bei herkömmlichen Träger partikeln festgestellt wurden, ebenso ausgeschaltet werden kann, wie die Trägerpartikel hochohmig gemacht werden können, so daß folglich ein latentes elektro statisches Bild nicht durch elektrische Entladung auf das Bilderzeugungsorgan 1 gestört werden kann und auch die Vorspannung nicht zusammenbrechen kann, selbst wenn eine Vorspannung hoher Intensität an die Entwicklungstrommel 2 angelegt wird. Damit ist ge meint, daß eine Vorspannung einer derartig hohen Intensität dort angelegt werden kann, daß bei Ausfüh rung einer Entwicklung unter einem oszillierenden elek trischen Feld entsprechend der Erfindung mit Anlegen einer oszillierenden Vorspannung diese Wirkungen in zufriedenstellender Weise erreicht werden.

Was die Trägerpartikel, die in der Lage sind, die oben erwähnten Wirkungen hervorzurufen, betrifft, so können Wachse der oben erwähnten Art verwendet werden. Vom Standpunkt der Beständigkeit und dgl. der Trägerparti kel aus werden jedoch bevorzugt Harze der oben erwähn ten Art verwendet.

Es ist auch ein Entwicklungsverfahren bekannt, bei dem z. B. die bereits erwähnten Ferritträgerpartikel verwen det werden. Im Zuge der Erfindung durchgeführte Untersu chungen haben jedoch gezeigt, daß bei Verwendung eines reinen (naked) Ferrits ein spezifischer Widerstand in der Größenordnung von (nur) 10⁸ Ω . cm erzielbar ist. Es hat sich erwiesen, daß mit dieser Größe des spezifi schen Widerstands durch Entwicklung zwar eine höhere Bildgüte als die bisherige Bildgüte erzielbar, die hohe Isoliereigenschaft gemäß der Erfindung aber kaum er reichbar ist. Bei einem spezifischen Widerstand dieser Größe kann die Gefahr für das Auftreten von Injektionen elektrischer Ladung in die Trägerteilchen bestehen; dies kann zu einem - wenn auch in geringer Menge statt findenden - Anhaften oder Anlagern der Trägerteilchen am Bilderzeugungsorgan führen.

Für die Durchführung einer Zweikomponenten(entwickler)- Entwicklung in einem oszillierenden elektrischen Feld ist es wünschenswert (zweckmäßig), ein vergleichsweise größeres oszillierendes elektrisches Feld anzulegen. In diesem Fall tritt eine Ableitung elektrischer Ladung oder ein Anhaften der genannten Trägerpartikel am Bild erzeugungsorgan auf, sofern nicht der spezifische Widerstand der Trägerpartikel in ausreichendem Maße erhöht wird.

Vorzugsweise werden außerdem solche Trägerpartikel verwendet, bei denen die gebildeten isolierenden Magnetpartikel nicht weniger als 10¹³ Ω . cm aufweisen. Dieser spezifische Widerstand ist ein Wert, der in der Weise erreicht wird, daß Partikel in ein Gefäß mit einer Querschnitts fläche von 0,50 cm² gebracht werden und daß eine Last von 1 kg/cm² auf die Partikel aufgebracht wird, welche über einem Abgriff aufgeschichtet sind, und wenn eine Spannung, die ein elektrisches Feld von 1000 V/cm erzeugen kann, zwischen der Last und einem elektrischen Pol an der Basis des Gefäßes angelegt wird, kann ein elektrischer Stromwert abgelesen werden.

Verschiedene Versuche haben gezeigt, daß dann, wenn der spezifische Widerstand niedrig ist, Trägerpartikel auf geladen werden, so daß die Trägerpartikel leicht an dem Bilderzeugungsorgan 1 anhaften oder daß eine angelegte Vorspannung leicht zusammenbricht, wenn diese Vorspan nung an die Entwicklungstrommel 2 angelegt wird.

Diesbezüglich wurde festgestellt, daß die obigen Mängel durch Verwendung von Trägerpartikeln einer (eines) Iso liereigenschaft oder -vermögens von nicht unter 10¹³ Ω . cm (im folgenden als hohe(s) Isoliereigenschaft oder -vermögen gemäß der Erfindung bezeichnet), wie erwähnt, ausgeschaltet werden können.

Diese Feststellung ist nicht aus der herkömmlichen An nahme ableitbar, daß der spezifische Widerstand ausrei chend hoch ist, wenn er nicht unter 10⁸ Ω . cm liegt. Zudem ist es kaum naheliegend, daß kein Trägerzusammen bruch auftritt, sofern die Trägerpartikel die "hohe Isoliereigenschaft" gemäß der Erfindung aufweisen.

Deshalb bestehen die geeigneten Erfordernisse für der artige magnetische Trägerpartikel darin, daß neben dem Erfordernis für ihre mittlere Partikelgröße ihre Parti kel so abgerundet sein sollen, daß das Verhältnis ihrer größeren Achse zu ihrer kleineren Achse nicht mehr als 3 ist, so daß ein Vorsprung in Nadelform oder Kanten form nicht auftritt; bessere Bilder als im herkömmli chen Fall werden erzielt, wenn der spezifische Wider stand der Trägerpartikel nicht weniger als 10⁸ Ω . cm beträgt. Dabei besteht jedoch immer noch die Gefahr für das Auftreten der oben geschilderten Probleme. Eine zweckmäßige Bedingung bei der Erfindung besteht darin, daß der spezifische Widerstand der Trägerpartikel nicht weniger als 10¹³ Ω . cm beträgt.

Bei solchen Trägerpartikeln, die aus Magnetpartikeln bestehen oder mit Harz umhüllt sind, wobei jedes mit einem hohen Widerstand und in Kugelform ausgebildet ist, sollen derartige magnetische Trägerpartikeln ausgewählt werden, welche so rund wie möglich sind, und sie sollen mit Harz überzogen sein. Bei derartigen Trägerpartikeln, bei welchen feine Teilchen einer magnetischen Substanz verteilt enthalten sind, sollen so feine Teilchen wie möglich in Partikeln mit verteiltem Harz geformt und dann in Kugelform gebracht werden, oder derartige Partikel mit verteiltem Harz sollen in einem Sprüh-Trocknungsprozeß hergestellt werden. Auf diese Weise werden also magnetische Träger partikel vorbereitet.

Bei einer erfindungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung wird vorzugsweise ein Entwickler verwendet, bei welchem Tonerpartikel und magnetische Trägerpartikel der oben beschriebenen Art im gleichen Verhältnis wie bei her kömmlichen Zwei-Komponenten-Entwicklern gemischt sind. Insbesondere in dem Fall, daß eine Entwicklung unter den Bedingungen einer kontaktlosen Entwicklung durchge führt wird, kann selbst eine extrem hohe Dichte in der Größenordnung von 10-80% angewendet werden.

Dem Entwickler kann erforderlichenfalls ein Reinigungs wirkstoff o. dgl. zugemischt werden, der zum Reinigen der Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 dienlich ist, außerdem kann ein Flußmittel zur Verbesserung des Fließens und Gleitens der Partikel beigemischt werden. Was die Flußmittel betrifft, so können colloidale Kieselerde (Silica), Flußspat imprägnierungsmasse, Metallseife, ein nicht ionischer, oberflächenaktiver Werkstoff o. dgl. verwendet wer den, und als Reinigungsmittel kann Fettsäure-Metall salz, ein in einer organischen Gruppe substituiertes Silizium, ein fluor-oberflächenaktiver Wirkstoff o. dgl. verwendet werden.

Für solche Entwickler gelten also die oben erwähnten Erfordernisse. Was nun die Erfordernisse zur Ent wicklung eines latenten elektrostatischen Bildes, welches auf einem Bilderzeugungsorgan 1 aufgezeichnet ist, durch Ausbildung einer Entwicklerschicht mit einem oben beschriebenen Entwickler betrifft, so wird vorzugsweise ein Spalt von einigen 10 µm bis zu 2000 µm zwischen der Entwicklungstrommel 2 und dem Bild erzeugungsorgan 1 vorgesehen, und wenn der Spalt enger ist als einige 10 µm, wird es schwierig, eine Entwicklerschicht auszubilden, welche in der Lage ist, eine Entwicklung gleichmäßig auszuführen und eine genügende Tonermenge zu dem Entwicklungsbereich zu bringen; deshalb kann in diesem Fall eine stabile Entwicklung nicht ausgeführt werden. Wenn anderer seits der Spalt wesentlich über 2000 µm hinausgeht, wird der Effekt der einander gegenüberstehenden elek trischen Pole vermindert, und eine zufriedenstellen de Entwicklungsdichte ist nicht erreichbar. Wenn der Spalt mit seiner Größe im Bereich von einigen 10 µm bis zu 2000 µm liegt, kann die Entwicklerschicht gleichförmig mit einer passenden Dicke geformt wer den. Entsprechend sieht man vorzugsweise solche Be dingungen vor, daß die Entwicklerschicht nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 gebracht wird, wobei der Spalt und die Dicke der Entwicklerschicht so gewählt werden, daß keinerlei oszillierendes elektrisches Feld erzeugt wird, wenn eine bildfreie Fläche erzeugt wird, man bringt jedoch die Entwicklerschicht soweit wie möglich näher an die Oberfläche des Bilderzeugungsorgans 1 heran. Da durch kann verhindert werden, daß ein durchlaufender Streifen oder ein Grauschleier in einem Tonerbild auftritt. Die Stellung der näher an das Bilderzeu gungsorgan 1 heranzubringenden Entwicklungstrommel 2 soll vorzugsweise so eingestellt werden, daß die Schwerkraft auf die Entwicklungstrommel 2 einwirkt, um die Tonerpartikel o. dgl. am Zerstreuen zu hindern. Dabei braucht nicht weiter erwähnt zu werden, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Unter dem Gesichtspunkt, daß die Tonerpartikel o. dgl. an einem Zerstreuen gehindert werden sollen, sollen die Ge schwindigkeit der Entwicklungstrommel 2 relativ lang sam und die Umdrehungsrichtung in einer zur Bewegungs richtung des Bilderzeugungsorgans 1 entgegenge setzten Richtung gewählt werden, unter dem Gesichts punkt der Bildwiedergabe in einer Entwicklerschicht soll jedoch ihre Geschwindigkeit nahezu gleich oder schneller sein als die des Bilderzeugungsorgans 1, und die Richtung soll unter diesem Gesichtspunkt in der Bewegungsrichtung des Bilderzeugungsorgans 1 verlaufen. Vorzugsweise wird deshalb die Umfangs geschwindigkeit der Entwicklungstrommel 2 in dem Be bereich von vier- bis fünfmal schneller als die des Bilderzeugungsorgans 1 gewählt, und die Bewegung kann in die gleiche Richtung gehen. Die Erfindung ist je doch selbstverständlich nicht darauf beschränkt.

Es ist wünschenswert, daß eine Entwicklung unter einem oszillierenden elektrischen Feld ausgeführt wird, indem von einer Vorspannungsquelle 8 eine Span nung an die Entwicklungstrommel 2 angelegt wird, wo bei eine Gleichspannung hinsichtlich der Verhinderung von Grauschleiern und der Erzeugung einer (aus reichenden) Entwicklungsdichte mit einer Wechselspan nung im Hinblick auf die Entwicklungsdichte und -ab stufung so überlappend angelegt werden, daß ein oszillierendes elektrisches Feld in dem Entwicklungs bereich erzeugt wird. Die dabei verwendeten Gleich stromkomponenten liegen etwa im Bereich von 50-- 600 V, was höher ist als die Spannung in dem bild freien Bereich des Bilderzeugungsorgans 1. Was die bevorzugten Wechselstromkomponenten dabei betrifft, so werden solche mit einer Frequenz von 100 Hz oder vorzugsweise zwischen 1 und 5 kHz und einer Amplitude im Bereich von 100-5000 V verwendet. Die Wechsel stromkomponenten können niedriger sein als die Span nung in dem bildfreien Bereich, wenn der Toner ein magnetischer Toner ist. Wenn die Frequenz dieser Wechselstromkomponenten zu niedrig ist, erscheint leicht ein Oszillationsraster beim Entwicklungsvor gang, und wenn sie im Gegensatz dazu zu hoch ist, besteht die Neigung, daß der Entwickler nicht in der Lage ist, der Schwingung des elektrischen Feldes zu folgen, und daß die Entwicklungsdichte verringert wird, so daß ein scharfes und hochwertiges Bild nicht mehr erhalten werden kann.

Die Amplitude dieser Wechselstromkomponenten hängt von ihrer Frequenz ab. Je größer jedoch die Amplitude ist, desto mehr Schwingung der Entwicklerschicht wird hervorgerufen, und die Wirkungen der Oszillation ver größern sich. Andererseits, je größer die Amplitude ist, umso mehr besteht die Gefahr, daß Grauschleier erzeugt werden und daß ein dielektrischer Durchbruch, wie eine Blitzerscheinung, ebenfalls leicht auftritt. Wenn die Trägerpartikel eines Entwicklers mit Harz o. dgl. isoliert sind, und wenn sie weiterhin kugel förmig gemacht sind, kann ein derartiger dielek trischer Durchschlag verhindert und kann auch jeg liches Auftreten von Grauschleiern durch derartige Wechselstromkomponenten verhindert werden. Es kann weiterhin auch zugelassen werden, daß die Oberfläche der Entwicklungstrommel 2 isoliert oder halbisoliert wird, indem sie mit einem Harz oder einer oxidieren den Beschichtung überzogen wird. Es kann weiterhin zugelassen werden, daß die Übertragbarkeit der Ent wicklerschicht durch Vorsehen einer Ungleichmäßig keit auf der Oberfläche verbessert wird.

Bei der er findungsgemäßen Entwicklungsvorrichtung kann eine hervorragende Bildauflösung, eine scharfe und stabile Entwicklung ohne jeglichen Grauschleier erzielt wer den, indem die oben erwähnten Entwickler und Ent wicklungserfordernisse angewendet werden. Diese Er findung soll jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt sein, bei welchem ein oszillierendes elek trisches Feld durch Anlegen einer oszillierenden Spannung an die Entwicklungstrommel 2 erzeugt wird, vielmehr kann es auch andere Ausführungsbeispiele geben, wie etwa das, bei dem mehrere Leitungen von Elektrodendraht um einen Entwicklungsbereich mit einem Zwischenraum von 100-200 µm zwischen Ent wicklungstrommel 2 und Bilderzeugungsorgan 1 gespannt werden oder wobei ein Elektrodennetz mit Öffnungen von 100-2000 µm dazwischengespannt wird, an welches eine Wechselspannung angelegt wird, um ein oszillie rendes elektrisches Feld in dem Entwicklungsbereich zu erzeugen, wobei das Wegfliegen von Tonerpartikeln auf diese Weise gesteuert wird. Auch in diesen Fällen kann eine Wechsel-Vorspannung an die Entwicklungs trommel 2 angelegt werden, oder es kann eine Wechsel spannung unterschiedlicher Oszillationsfrequenz an gelegt werden. Entwicklungsvorrichtungen nach der Erfindung können auch in einem Umkehr-Entwicklungs prozeß verwendet werden. In diesem Fall sollen Gleich stromkomponenten einer Vorspannung so angelegt wer den, daß sie nahezu gleich sind mit einer Spannung, welche in dem bildfreien Hintergrund des Bilderzeu gungsorgans 1 empfangen wird. Darüber hinaus können erfindungsgemäße Entwicklungsvorrichtungen als Ent wicklungsvorrichtungen nicht nur in einem elektro photographischen Aufzeichnungsgerät, sondern auch in einem elektrostatischen Aufzeichnungsgerät, wobei Elektroden mit einer Vielzahl von Nadeln eingesetzt sind, und in einem magnetischen Aufzeichnungsgerät verwendet werden. Außerdem sind sie auch geeignet für ein Farbbild-Aufzeichnungsgerät zur Erzeugung eines Farbbilds durch Überlagerung eines Tonerbildes mit einem anderen. Natürlich werden bei einem magne tischen Aufzeichnungsverfahren magnetische Toner partikel zur Entwicklung eines magnetischen latenten Bildes verwendet.

Im folgenden werden konkrete Beispiele der Erfindung beschrieben:

Beispiel 1

Es worden magnetische Partikel zur Verwendung als Trägerpartikel verwendet, welche in einem Hitze- Kugelbildungsverfahren behandelt wurden, wobei 50 Gew.-% feinkörniger Ferrite in Harz verteilt wur den, so daß die Partikel eine mittlere Partikelgröße von 20 µm, eine Magnetisierung von 30 emu/g und einen spezifischen Widerstand von 10¹⁴ Ω . cm aufwiesen. Außerdem wurden nicht-magnetische Partikel zur Ver wendung als Tonerpartikel mit einer mittleren Teil chengröße von 5 µm eingesetzt. Dann wurde eine Ent wicklung versucht, wobei eine Entwicklungsvorrich tung gemäß Fig. 1 verwendet wurde und wobei die Be dingungen so gewählt wurden, daß das Verhältnis von Tonerpartikeln zu Trägerpartikeln 15 Gew.-% bei einem Entwickler betrug, der in dem Entwicklerbehälter 4 sich befand. Die mittlere Ladungsmenge auf den Tonern betrug -15 µC/g.

Ein Bilderzeugungsorgan 1 besaß eine a-Si-Photo empfängerschicht auf seiner Oberfläche, und seine Umfangsgeschwindigkeit beträgt 180 mm/s in Pfeil richtung. Ein latentes elektrostatisches Bild von 500 V Maximialspannung und 100 V Minimalspannung war auf der Oberfläche ausgebildet.

Der Außendurchmesser der Entwicklungstrommel 2 wurde mit 30 mm gewählt, der Spalt zwischen ihrer Ober fläche und dem Bilderzeugungsorgan 1 wurde auf 0,7 mm (d. h. auf 700 µm) festgelegt, und die Um drehungszahl in Richtung des Pfeiles wurde auf 150 U/min eingestellt. In dem Magneten 3 wurde die magne tische Flußdichte auf 1200 Gauß an den Magnetpolen stromabseitig des Entwicklungsbereichs und auf 500 Gauß an den anderen Polen eingestellt.

Das Druckorgan 12 umfaßte eine Polyethylenterephthalat- Platte von 50 µm Dicke, und das Druckorgan 12 regu lierte die Entwicklerschicht so, daß sie durch das Organ 12 unmittelbar vor dem Eintritt in den Ent wicklungsbereich zusammengepreßt wurde, so daß die Dicke der Entwicklerschicht ungefähr 0,4 mm betragen konnte. Das bedeutet, daß die Entwicklung in einem kontaktfreien Entwicklungsverfahren durchgeführt wurde. Eine Gleichstromkomponente von 200 V wurde an die Entwicklungstrommel 2 angelegt, während die Entwicklungstrommel und das Bilderzeugungsorgan 1 gleichzeitig angetrieben wurden, und während des Ent wickelns wurde eine Vorspannung mit einer Gleichstrom komponente von 200 V und einer Wechselstromkomponente von 2 kHz und 1000 V von einer Vorspannungsquelle 8 an die Entwicklungstrommel 2 angelegt. Die Vor spannung wurde jedoch nur während des Entwicklungs vorgangs angelegt, und nach dem Entwickeln lag ledig lich die Gleichstromkomponente von 200 V an der Ent wicklungstrommel 2 an. Nach Beendigung all dieser Vorgänge wurden die Entwicklungstrommel und das Bild erzeugungsorgan 1 angehalten, und gleichzeitig wurde auch die Gleichstromkomponente von der Entwicklungs trommel 2 weggenommen.

Die Entwicklung wurde unter den oben erwähnten Be dingungen ausgeführt, und das entwickelte Bild wurde auf ein Blatt eines glatten Papiers durch Anwendung einer Koronaentladung übertragen, und das übertragene Bild wurde dann durch eine Fixiervorrichtung vom Wärme-Walzentyp fixiert, dessen Oberflächentemperatur 140°C betrug. Im Ergebnis war das auf dem Aufzeich nungspapier erhaltene Bild von hoher Dichte und von ausgezeichneter Schärfe ohne jeglichen Randeffekt und ohne Grauschleier. Danach wurden 50 000 Kopien gemacht, und es bestätigte sich, daß sie stabil und gleichmäßig in der Bildqualität von der ersten bis zur letzten Kopie waren.

Beispiel 2

Es wurden magnetische Partikel zur Verwendung als Trägerpartikel verwendet; sie wurden in einem Wärme- Kugelbildungsverfahren behandelt, wobei 50 Gew.-% feinkörniger Ferrite in Harz verteilt waren, wobei die erhaltenen Partikel eine mittlere Partikelgröße von 20 µm, eine Magnetisierung von 30 emu/g und einen spezifischen Widerstand von 10¹⁴ Ω . cm erreichten; außerdem wurden nicht-magnetische Partikel zum Ein satz als Tonerpartikel mit einer mittleren Partikel größe von 5 µm verwendet. Dann wurde eine Entwicklung versuchsweise durchgeführt, wobei eine Entwicklungs vorrichtung gemäß Fig. 2 verwendet wurde und wobei die Bedingungen so gewählt wurden, daß das Verhältnis der Tonerpartikeln zu den Trägerpartikeln in einer Entwicklermasse im Entwicklerbehälter 4 30 Gew.-% betrug. Die mittlere Ladungsmenge auf den Toner partikeln betrug -5 µC/g.

Die Voraussetzungen für das Bilderzeugungsorgan 1 und den Außendurchmesser der Entwicklungstrommel 2 waren die gleichen wie beim Beispiel 1, der Spalt zwischen der Oberfläche der Trommel und dem Bilder zeugungsorgan 1 betrug 1,2 mm (d. h. 1200 µm), und die Umdrehungszahl in Richtung des Pfeils betrug 100 U/min. In dem Magneten 3 war die magnetische Flußdichte auf 1000 Gauß an den Magnetpolen strom abseitig des Entwicklungsbereichs ebenso wie an den anderen Magnetpolen eingestellt.

Das Druckorgan 12 enthielt eine harzbeschichtete Phosphor-Bronzeplatte von 200 µm Dicke, und das Druckorgan 12 regulierte die Entwicklerschicht so, daß sie unmittelbar vor dem Eintritt in den Ent wicklungsbereich angedrückt wurde, so daß die Dicke der Entwicklerschicht 0,6 mm betragen konnte. Das heißt, die Entwicklung wurde auch hier in einem kontaktlosen Entwicklungsverfahren durchgeführt. Bei der Entwicklung wurde eine Vorspannung mit einer Gleichstromkomponente von 200 V und einer Wechsel stromkomponente von 4 kHz und 2000 V von der Vorspan nungsquelle 8 an die Entwicklungstrommel 2 angelegt.

Die Entwicklung wurde unter den oben erwähnten Be dingungen durchgeführt, und das entwickelte Bild wurde auf ein Blatt eines glatten Papiers durch An wendung einer Koronaentladung übertragen, das über tragene Bild wurde dann durch eine Fixiervorrichtung vom Wärmewalzentyp mit einer Oberflächentemperatur von 140°C fixiert. Im Ergebnis war das auf dem Auf zeichnungspapier erhaltene Bild hoch in der Dichte und ausgezeichnet in der Schärfe ohne jeglichen Rand effekt oder Grauschleier, und es war im Auflösungs vermögen noch hervorragender und in der Dichte noch höher als das im Beispiel 1 erhaltene Bild.

Danach wurden 50 000 Kopien hergestellt, und es be stätigte sich, daß sie von der ersten bis zur letzten Kopie stabil und gleichmäßig in der Bildqualität waren.

Claims

1. Entwicklungsvorrichtung zum in einem oszillierenden elektrischen Feld erfolgenden Entwickeln eines auf einem Bilderzeugungsorgan (1) erzeugten Latentbilds, umfassend:
einen Zweikomponenten-Entwickler mit einem Gemisch aus Tonerpartikeln und magnetischen Trägerpartikeln, und
eine in ihrem Inneren mindestens zwei feststehende Magnetpole aufweisende Entwicklungstrommel (2), die dem Bilderzeugungsorgan (1) gegenüberstehend oder zugewandt angeordnet ist,
wobei die Entwicklungstrommel drehbar angeordnet ist, um den Entwickler auf der Entwicklungstrommel zu transportieren,
wobei eine Schicht des Entwicklers auf der Entwicklungstrommel (2) dünner eingestellt ist als der Spalt zwischen Bilderzeugungsorgan (1) und Entwicklungstrommel (2) an einer nächsten Stelle zwischen dem Bilderzeugungsorgan (1) und der Entwicklungstrommel (2),
wobei die zwei der Magnetpole, die zueinander verschiedene Polarität besitzen, so angeordnet sind, daß einer der Magnetpole sich auf der Stromaufseite der nächsten Stelle befindet und der andere der Magnetpole sich auf der Stromabseite der nächsten Stelle befindet, so daß sie sich nicht an der nächsten Stelle befinden,
wobei die Magnetpole innerhalb eines Winkels von 5-45° zu einer die Mitte des Bilderzeugungsorgans (1) mit der Mitte der Entwicklungstrommel (2) verbindenden Linie ausgehend von der Mitte der Entwicklungstrommel (2) angeordnet sind und wobei der Winkel Θ₁ auf der Stromabseite der Verbindungslinie und der Winkel Θ₂ auf der Stromaufseite der Verbindungslinie so gewählt wird, daß Θ₁ ≦ Θ₂, und
wobei die magnetischen Trägerpartikel einen spezifischen Widerstand von nicht unter 10¹³ Ω . cm aufweisen, gemessen durch Ablesen eines elektrischen Stromwerts, der dann erhalten wird, wenn die Trägerpartikel in ein Gefäß einer Querschnittsfläche von 0,5 cm² eingefüllt und mit einer Last von 1 kg/cm² beaufschlagt werden und zwischen die Last und eine unterseitige oder Bodenelektrode eine Spannung zur Erzeugung eines elektrischen Felds von 1000 V/cm angelegt wird.

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die magnetischen Trägerpartikel eine sphärische Form aufweisen.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die magnetischen Trägerpartikel durch Anwendung einer Beschichtungsbehandlung auf sphärische Partikel hergestellt sind.

4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die magnetischen Trägerpartikel durch Anwendung einer Sphärisierbehandlung auf in einem Harz dispergierte magnetische Partikel hergestellt sind.

5. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Druckorgan (12) zum Niederdrücken der Oberseite des auf der Entwicklungstrommel (2) befindlichen Entwicklers vorgesehen ist, um den Entwickler in einer Stellung mindestens eines der an der Innenseite der Entwicklungstrommel (2) angeordneten Magnetpole niederzudrücken.

6. Entwicklungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Magnetflußdichte der stromabseitigen Magnetpole größer eingestellt ist als eine Magnetflußdichte der stromaufseitigen Magnetpole.