DE3427813A1 - Development process - Google Patents
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- DE3427813A1 DE3427813A1 DE19843427813 DE3427813A DE3427813A1 DE 3427813 A1 DE3427813 A1 DE 3427813A1 DE 19843427813 DE19843427813 DE 19843427813 DE 3427813 A DE3427813 A DE 3427813A DE 3427813 A1 DE3427813 A1 DE 3427813A1
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Ent\s'ickeln eines Latentbilds wie eines elektrostatischen Latentbilds bzw. Ladungsbilds.The invention relates to methods of developing a latent image such as an electrostatic latent image.
In den US-PS 4 292 387 und 4 395 476 wird ein neues Entwicklungsverfahren vorgeschlagen, bei dem eine gleichförmige Beschichtung aus isolierenden magnetischen Einkomponenten-Tonerteilchen auf einem zylindrischen Entwicklerträger gebildet wird, in welchem ein Magnet enthalten ist, und dieser einem Latentbildträger ohne gegenseitige Berührung gegenübergesetzt wird, um ein Latentbild an dem Latentbildträger zu entwickeln. Zwischen den Entwicklerträger und eine leitende Unterlage des Latentbildträgers wird eine Wechselspannung angelegt, so daß zwischen diesen die Tonerteilchen hin- und herbewegt werden. Dadurch wird ein entwickeltes Bild erzeugt, das keinen Hintergrundschleier und keine verdünnten Bildränder hat, iedoch trotzdem eine gute Reproduzierbarkeit der Tönung zeigt. Bei diesem Entwicklungsverfahren ist die Übertragung des Bilds einfach, da der Toner isolierend ist. Das Verfahren ist auch insofern vorteilhaft, als der Aufbau hierfür so einfach ist, daß die Entwicklungsvorrichtung für das Verfahren weniger kostspielig ist.A new development process is disclosed in U.S. Patents 4,292,387 and 4,395,476 proposed in which a uniform coating of insulating magnetic one-component toner particles is formed on a cylindrical developer carrier in which a magnet is contained, and it is opposed to a latent image carrier without touching each other to develop a latent image on the latent image carrier. Between the developer carrier and an alternating voltage is applied to a conductive base of the latent image carrier, so that the Toner particles are moved back and forth. This creates a developed image that has no background fog and has no thinned image edges, but still shows a good reproducibility of the tint. In this development process the transfer of the image is easy because the toner is insulating. The procedure is insofar as well advantageous in that the structure therefor is so simple that the developing device for the process is less is costly.
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Bei diesem Entwicklungsverfahren muß jedoch magnetischer Toner verwendet werden, so daß es daher die folgenden Mangel mit sich bringt: da die magnetischen Tonerteilchen c magnetische Teilchen enthalten, die im allgemeinen schwarz gefärbt sind, ist es sehr schwierig, ein Tonerpulver mit einer anderen Färbung als "Schwarz" herzustellen. Ferner ist wegen des Gehalts an magnetischen Teilchen unabhängig davon, ob das Tonerbild mittels einer Wärmefixiervorrichtung oder einer Andruckfixiervorrichtung fixiert wird, die Fixierbarkeit schlecht, was ein grobes Bild ergibt.In this developing method, however, magnetic toner must be used, and hence there are the following shortcomings entails: since the magnetic toner particles c contain magnetic particles which are generally black are colored, it is very difficult to produce a toner powder with a color other than "black". Further is independent of whether the toner image is formed by means of a heat fixing device because of the content of magnetic particles or a pressure fixing device is fixed, the fixability is poor, giving a rough image.
Ferner wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein nichtmagnetischer Einkomponenten-Toner auf einen Entwicklerträger aufgebracht und zum Entwickeln eines Latentbilds bzw. 15A method has also been proposed in which a non-magnetic one-component toner is deposited on a developer carrier applied and for developing a latent image or 15
Ladungsbilds verwendet wird. Dieses Verfahren wurde jedoch wegen folgender Mangel nicht praktisch eingesetzt:Charge image is used. However, this method has not been put to practical use because of the following shortcoming:
(1) Da die Tonerteilchen bewegt werden, während sie an dem(1) Since the toner particles are moved while they are on the
Entwicklerträger anhaften, besteht für den Toner wenig Ge-20 If developer carriers adhere, there is little Ge-20 for the toner
legenheit für die Reibung mit dem Entwicklerträger, so daß die möglicherweise erzeugte triboelektrische Ladung unzureichend ist, was ein höheres Potential des Ladungsbilds erforderlich macht, um die Tonerteilchen anzuziehen.opportunity for friction with the developer carrier, so that the triboelectric charge that may be generated is insufficient is what requires a higher charge image potential to attract the toner particles.
(2) Die erzeugte Tonerschicht hat eine hohe Tonerdichte,(2) The toner layer produced has a high toner density,
was zu hohen Berührungskräften zwischen den Tonerteilchen und zu Zusammenstößen zwischen diesen führt, wodurch die Bewegung der Tonerteilchen zu dem Ladungsbildträger erschwert wird.resulting in high contact forces between the toner particles and leads to collisions between them, making movement of the toner particles to the charge image carrier difficult will.
(3) Es ist schwierig, eine dünne und gleichförmige Tonerteilchenschicht zu bilden, so daß sich die Tonerteilchen zusammenballen können, was ein ungleichförmig entwickeltes Bild ergibt.(3) It is difficult to have a thin and uniform toner particle layer to form so that the toner particles can agglomerate, resulting in non-uniform development Image results.
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Diese Mangel bei den Einkomponenten-Entwicklungsvorrichtungen haben die Verwendung eines Zweikomponenten-Entwicklers mit Tonerteilchen und Trägerteilchen erzwungen, und zwar insbesondere dann, wenn für die Entwicklung nicht schwarzer Toner verwendet wird.. Bei einem üblichen Entwicklungssystem wird Zweikomponenten-Entwickler an dem Entwicklerträger als Magnetbürste gebildet, die Trägerteilchen aus einem leitenden und magnetischen Material wie Y0 Eisenoxid sowie Tonerteilchen enthält und die mit der Oberfläche des Ladungsbildträgers in Berührung gebracht wird, um das daran ausgebildete Ladungsbild zu entwickeln. Dieses System bringt jedoch mancherlei Nachteile mit sich. Zum ersten ist wegen einer streifenförmigen Ungleichförmigkeit, die durch die Bürstenwirkung der Magnetbürste an dem Bild verursacht wird, die Bildqualität ziemlich schlecht. Durch eine mögliche Entladung zwischen der Oberfläche des Ladungsbildträgers und der elektrisch leitenden Magnetbürste kann das Potential des Ladungsbilds abgesenkt wer-These deficiencies in one-component developing devices have forced the use of a two-component developer with toner particles and carrier particles, especially when non-black toner is used for development. In a conventional development system, two-component developer is formed on the developer carrier as a magnetic brush , which contains carrier particles made of a conductive and magnetic material such as Y 0 iron oxide and toner particles and which is brought into contact with the surface of the charge image carrier to develop the charge image formed thereon. However, this system has several disadvantages. First, because of a streak-like unevenness caused by the brushing action of the magnetic brush on the image, the image quality is rather poor. A possible discharge between the surface of the charge image carrier and the electrically conductive magnetic brush can lower the potential of the charge image.
den. Die harten Trägerteilchen können die Oberfläche des 20the. The hard carrier particles can form the surface of the 20th
Ladungsbildträgers beschädigen. Ferner fangen die leitenden Trägerteilchen bei einer lang dauernden Verwendung an ihren Oberflächen die Tonerteilchen ein, so daß die Trägerteilchen verschlechtert werden. Schließlich ist esDamage the charge image carrier. Furthermore, the conductive carrier particles are trapped with long-term use incorporate the toner particles on their surfaces, so that the carrier particles are deteriorated. After all it is
erforderlich, das Verhältnis der Tonerteilchen zu den 25required, the ratio of the toner particles to the 25
Trägerteilchen konstant zu halten, das schwer zu steuern ist, so daß die Entwicklungseinrichtung eine komplizierte und sperrige Einrichtung ist.To keep carrier particles constant, which is difficult to control, so that the developing device becomes complicated and bulky facility is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entwicklungs-30 The object of the invention is to provide a development 30
verfahren zu schaffen, das im wesentlichen frei von den vorstehend beschriebenen Mängeln herkömmlicher Entwicklungsverfahren ist.To provide a process that is substantially free from the above-described shortcomings of conventional development processes is.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Entwicklungsver-35 According to the invention, the object is achieved with the development process
fahren gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.drive according to claim 1 solved.
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Im einzelnen wird bei dem erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren ein Entwicklerträger verwendet, der ein nichtmagnetisches zylindrisches Teil aufweist, das drehbar ist g und in dem eine Magnetfelderzeugungsvorrichtung enthalten ist, wobei eine Ungleichförmigkeit des Bilds wie eine streifenförmige bzw. Bürsten-Ungleichförmigkeit sowie eine mögliche Beschädigung des Ladungsbildträgers durch die angelagerten Trägerteilchen vermieden werden können.In detail, in the development method of the present invention a developer carrier is used which has a non-magnetic cylindrical member which is rotatable g and in which a magnetic field generating device is included, wherein a non-uniformity of the image such as a strip-shaped or brush irregularity as well as a possible damage to the charge image carrier by the attached carrier particles can be avoided.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawing.
Fig. 1 veranschaulicht das erfindungsgemäße Entwicklungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel.Fig. 1 illustrates the development process of the present invention according to an embodiment.
Fig. 2A und 2B zeigen Beispiele für isolierende Trägerteilchen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, verwendbar sind.2A and 2B show examples of insulating carrier particles which, in the method according to the invention, are usable.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht einer Entwicklungsvorrichtung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel angewandt wird.Fig. 3 is a cross-sectional view of a developing device; in which the method according to the invention is applied in accordance with an exemplary embodiment.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht einer Entwicklungs-25 Figure 4 is a cross-sectional view of a developing 25
vorrichtung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel angewandt wird.device in which the method according to the invention is applied in accordance with a further exemplary embodiment will.
Fig. 5A, 5B und 5C veranschaulichen die Wirkung des Ent-30 Figures 5A, 5B and 5C illustrate the effect of the Ent-30
Wicklers in einer Entwicklungszone bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.Winder in a development zone in an embodiment of the method according to the invention.
Ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Entwick-35 An embodiment of the developer 35 according to the invention
lungsverfahren wird anhand der Fig. 1 beschrieben, die ei-treatment method is described with reference to Fig. 1, the one-
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nen Prozess veranschaulicht, bei dem Entwicklerteilchen auf einen Entwicklerträger aufgebracht werden, zu einer Entwicklungszone befördert werden und ein elektrostatisches Latentbild an einem Ladungsbildträger entwickelt wird. Das in dieser Figur 1 dargestellte Entwicklungssystem hat einen Entwicklungszylinder 1 als Entwicklerträger, der die Form eines nichtmagnetischen zylindrischen Teils hat, einen in dem Entwicklungszylinder 1 befestigten. Magneten 2, ein Teil 3 zum Steuern der Dicke einer an dem Entwicklungszylinder 1 geformten Entwicklerschicht und eine Spannungsquelle 7 für das Anlegen einer Gleichspannung oder einer Wechselspannung an den Entwicklungszylinder 1. Der Ladungsbildträger, der ein zu entwickelndes Ladungsbild trägt, ist mit 6 bezeichnet. Bei dem Entwicklungs-Illustrates a process in which developer particles are applied to a developer carrier, into a Development zone are conveyed and an electrostatic latent image is developed on a charge image carrier will. The development system shown in this Figure 1 has a development cylinder 1 as a developer carrier, which is in the form of a non-magnetic cylindrical member, one fixed in the developing sleeve 1. Magnets 2, a part 3 for controlling the thickness of a developer layer formed on the developing sleeve 1 and a power source 7 for applying a DC voltage or an AC voltage to the developing sleeve 1. The charge image carrier, which is a charge image to be developed is denoted by 6. In the development
verfahren werden isolierende und magnetische Trägerteilchen 4, die durch Kneten und Pulverisieren eines Gemisches aus einem Harz und magnetischen Teilchen hergestellt werden, und isolierende Tonerteilchen 5 verwendet. Zur besse-The method is insulating and magnetic carrier particles 4, which are produced by kneading and pulverizing a mixture made of a resin and magnetic particles, and insulating toner particles 5 are used. For the better
ren Verdeutlichung sind die Größen der Trägerteilchen und 20The sizes of the carrier particles and 20 are shown here
der Tonerteilchen, der Abstand zwischen dem Entwicklungszylinder 1 und dem Ladungsbildträger 6 usw. übertrieben dargestellt.of the toner particles, the distance between the developing sleeve 1 and the charge image carrier 6, etc. are exaggerated shown.
Die Fig. 2A und 2B zeigen jeweils ein Beispiel eines iso-25 Figs. 2A and 2B each show an example of an iso-25
lierenden Trägerteilchens, das ein Harz und magnetisches Material enthält und das bei dem erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren verwendbar ist. Die Fig. 2A zeigt ein Trägerteilchen mit in dem Harz verteilten magnetischen Teilchen, das durch Kneten von magnetischen Teilchen M wie Eisenoxid mit geschmolzenem Harz R und durch Pulverisieren des Gemisches hergestellt wird. Die Fig. 2B zeigt ein Trägerteilchen, das durch Beschichten eines Magnetteilchens M verhältnismäßig großer Teilchengröße mit demlating carrier particle which is a resin and magnetic Contains material and that in the development process according to the invention is usable. Fig. 2A shows a carrier particle with magnetic dispersed in the resin Particles obtained by kneading magnetic particles M such as iron oxide with molten resin R and pulverizing of the mixture is produced. Fig. 2B shows a carrier particle formed by coating a magnetic particle M relatively large particle size with the
Harz R hergestellt ist.
35Resin R is made.
35
Der Zweikomponenten-Entwickler aus den isolierenden Tonerteilchen und den isolierenden magnetischen Trägerteilchen wird in einen Entwickler-Vorratstrichter eingegeben und g nimmt einen Zustand ein, bei dem durch die elektrostatischen Anziehungskräfte, die sich aus der Reibungselektrizität zwischen den Tonerteilchen und den Trägerteilchen ergeben, und durch die van der Waalschen bzw. Dispersionskräfte die isolierenden Tonerteilchen 5 an die Oberflächen -0 der isolierenden magnetischen Trägerteilchen 4 angehängt sind. Daher bewegen sich die Tonerteilchen 5 zusammen mit den Trägerteilchen 4 auf der Oberfläche des Entwicklungszylinders 1 zu der Entwicklungszone hin. The two-component developer composed of the insulating toner particles and the insulating magnetic carrier particles is put into a developer hopper and g assumes a state in which by the electrostatic attractive forces resulting from the frictional electricity between the toner particles and the carrier particles, and by the van der Waalschen or dispersion forces, the insulating toner particles 5 are attached to the surfaces - 0 of the insulating magnetic carrier particles 4. Therefore, the toner particles 5 move together with the carrier particles 4 on the surface of the developing sleeve 1 toward the developing zone.
, c Das Steuerteil 3 (in Form einer Rakel) ist nahe dem Ent-Wicklungszylinder 1 angeordnet. Es bewirkt bei dem Umlauf des Entwicklungszylinders 1 eine Regelung der Entwicklerschicht auf dem Zylinder 1 auf eine Dicke, bei der die Entwicklerschicht nicht in Berührung mit dem Ladungsbildträger kommt, wenn die Entwicklerschicht in der Entwick-, c The control part 3 (in the form of a doctor blade) is arranged near the unwinding cylinder 1. As the developing cylinder 1 rotates, it regulates the developer layer on the cylinder 1 to a thickness at which the developer layer does not come into contact with the charge image carrier when the developer layer is in the developer.
lungszone dem Ladungsbildträger gegenübersteht. Als Vorrichtung zum Bilden einer dünnen Schicht aus dem Entwickler auf dem Entwicklerträger, nämlich dem Entwicklungszylinder 1 kann der in den US-PS 4 386 577 und 4 387 664 treatment zone facing the charge image carrier. As a device for forming a thin layer of the developer on the developer carrier, namely the developing cylinder 1, the one described in US Pat. Nos. 4,386,577 and 4,387,664
beschriebene Aufbau verwendet werden, bei dem ein sog. 25can be used, in which a so-called 25
magnetisches Abschneiden angewandt wird, bei welchem einmagnetic clipping is used, in which a
Magnetpol einer innerhalb des Entwicklerträgers angeordneten Magnetfelderzeugungsvorrichtung mit einer dem Magnetpol durch den Entwicklerträger hindurch gegenübergesetzten Rakel in der Form eines Magneten oder eines mag-30 Magnetic pole of a magnetic field generating device arranged inside the developer carrier with one of the magnetic poles Squeegee in the form of a magnet or a mag-30 opposite through the developer carrier
netischen Materials derart zusammenwirkt, daß eine dünne Schicht bzw. Beschichtung aus dem Entwickler gebildet wird.Netic material cooperates in such a way that a thin layer or coating is formed from the developer.
Da die dermaßen gebildete Entwicklerschicht sehr dünn istSince the developer layer thus formed is very thin
und da ferner wegen der Änderung des Magnetfelds in dem 35and further because of the change in the magnetic field in the 35th
Entwicklungszylinder 1, der ein nichtmagnetischer ZylinderDeveloping cylinder 1, which is a non-magnetic cylinder
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ist, die Trägerteilchen 4 wiederholt zwischen ihrer stehenden Lage und ihrer liegenden Lage rollen bzw. vibrieren, haben die auf den Oberflächen der Trägerteilchen abgelagerten Tonerteilchen mehr Gelegenheiten zu einer direkten Berührung der Oberfläche des Entw'icklungszylinders 1 , wodurch die Tonerteilchen triboelektrisch mit einer Polarität geladen werden, die durch die triboelektrischen Eigenschaften der Tonerteilchen bestimmt ist. Daher werden die Tonerteilchen hauptsächlich durch die Reibung mit dem Entwicklungszylinder 1 geladen. Aufgrund dessen kann eine Verminderung der Bilddichte vermieden werden, die bei einem herkömmlichen Zweikomponenten-Entwicklersystem durch die Verschlechterung der Trägerteilchen hervorgerufen werden könnte.is, the carrier particles 4 roll or vibrate repeatedly between their standing position and their lying position, the toner particles deposited on the surfaces of the carrier particles have more opportunities for direct contact the surface of the developing cylinder 1, whereby the toner particles are triboelectrically charged with a polarity determined by the triboelectric properties the toner particles is determined. Therefore, the toner particles are mainly caused by the friction with the developing cylinder 1 loaded. Due to this, a decrease in the image density that occurs in a conventional two-component developer system caused by the deterioration of the carrier particles could.
Mit dem Umlauf des Entwicklungszylinders 1 wird an diesem der Entwickler als eine aufgebrachte dünne Schicht mitgeführt, während er den vorstehend beschriebenen wiederholtenWith the rotation of the developing cylinder 1, the developer is carried along on this as an applied thin layer, while repeating the above
Einwirkungen unterliegt, und in der Entwicklungszone der 20Subject to influences, and in the development zone of the 20th
Oberfläche des Ladungsbildträgers gegenübergesetzt. In dieser Zone besteht zwischen dem Ladungsbildträger 6 und dem Entwicklungszylinder 1 eine Wechselvorspannungs-Potentialdifferenz, die durch die Spannungsquelle 7 hervorgerufenOpposite surface of the charge image carrier. In this zone there is between the charge image carrier 6 and the Developing cylinder 1 an alternating bias potential difference, caused by the voltage source 7
wird. Dadurch werden die an die Oberflächen der Träger-25 will. Thereby the on the surfaces of the carrier-25
teilchen angelagerten isolierenden Tonerteilchen von den Trägerteiichen gelöst und wechseln durch den Zwischenraum hindurch zur Oberfläche des Ladungsbildträgers 6 über, um das Ladungsbild sichtbar zu machen. Hierbei ist hinzuzu-particles accumulated insulating toner particles from the The carrier parts are released and change through the gap to the surface of the charge image carrier 6 to make the charge image visible. This is to be added
fügen, daß mittels der Spannungsquelle 7 auch eine Gleich-· 30add that by means of the voltage source 7 also a DC 30th
vorspannung (einschließlich Massepotential) angelegt werden kann.bias voltage (including ground potential) can be applied.
Das Lösen der isolierenden Tonerteilchen von den Trägerteilchen und das Oberführen der Tonerteilchen ist bei dem 35The detachment of the insulating toner particles from the carrier particles and the transfer of the toner particles are with that 35
erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren aus folgenden Gründen leichter:The development method of the present invention is selected from the following Founding easier:
-10- DE 4154 O4Z / b-10- DE 4154 O4Z / b
(1) Da die Trägerteilchen isolierend sind, bewirkt das(1) Since the carrier particles are insulating, this causes
elektrische Feld keine Einleitung elektrischer Ladung von der nichtmagnetischen Zylinderfläche zu den Trägerteilchen g und keine interne Polarisierung durch die Bewegung elektrischer Ladungen in den Träger.teilchen. Daher besteht zwischen den Tonerteilchen und den Trägerteilchen keine starke Anziehungskraft wie eine Wechselwirkungs- bzw. Spiegelkraft.electric field no introduction of electric charge from the non-magnetic cylinder surface to the carrier particles g and no internal polarization due to the movement of electrical charges in the carrier particles. Hence there is there is no strong attractive force between the toner particles and the carrier particles, such as an interaction or Mirror power.
(2) Durch die Änderung des Magnetfelds der Magnetpole des(2) By changing the magnetic field of the magnetic poles of the
in dem nichtmagnetischen Zylinder enthaltenen Magneten oder zwischen diesen an der Entwicklungszone werden die Tonerteilchen und die Trägerteilchen umgerührt, so daßMagnets contained in the non-magnetic cylinder or between them at the development zone become the Toner particles and the carrier particles are stirred so that
._ sie in einem Zustand sind, bei dem sie sich leichter vonb ._ they are in a condition that makes them easier to get away fromb
einander lösen.solve each other.
(3) Das Magnetfeld bewirkt eine Ausrichtung der Trägerteilchen in bürstenartiger Form, wodurch sich die Tonerteilchen(3) The magnetic field causes the carrier particles to be aligned in a brush-like manner, causing the toner particles to separate
nicht zusammenballen, sondern gleichförmig verteilen, so 20do not bunch up, but distribute evenly, so 20
daß der Übergang der Tonerteilchen nicht wie im Falle der Zusammenstöße zwischen diesen bzw. der Zusammenballung behindert wird.that the transition of the toner particles is not hindered as in the case of the collisions between them or the agglomeration will.
(4) Wenn an den Entwicklungszylinder eine Wechselspannung 25(4) When an AC voltage 25
angelegt wird, werden durch elektrische Kraft die Tonerteilchen einer Vibrationsbewegung unterzogen, durch die das Lösen der Tonerteilchen von den Trägerteilchen erleichtert wird.is applied, the toner particles are subjected to a vibratory movement by electric force, by which the detachment of the toner particles from the carrier particles is facilitated.
(5) Wenn an den Entwicklungszylinder eine Gleichspannung(5) When DC voltage is applied to the developing sleeve
angelegt wird, wird die an den Tonerteilchen ausgeübte Kraft in der Richtung des Übergangs verstärkt.is applied, the force applied to the toner particles is increased in the direction of transition.
Auf die vorstehend beschriebene Weise werden die Toner-35 In the manner described above, the toner 35
teilchen auf die Oberfläche des Ladungsbildträgers 6 auf-particles on the surface of the charge image carrier 6
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gebracht, um das Ladungsbild an diesem zu entwickeln. Die Trägerteilchen, die die magnetischen Teilchen enthalten und verhältnismäßig schwer sind, werden jedoch aufgrund ihrer g größeren Teilchengröße und des Haltens durch die magnetische Kraft an dem nichtmagnetischen Entwicklungszylinder 1 gehalten. Unter den Trägerteilchen befinden sich möglicherweise leichte Teilchen, die eine verhältnismäßig geringere Menge an magnetischen Teilchen enthalten. Wenn an den nichtmagnetischen Entwicklungszylinder 1 die Wechselspannung angelegt wird, wechseln unter dem Einfluß des elektrischen Wechselfelds möglicherweise diese leichten Trägerteilchen gegen die magnetische Haltekraft auf den Ladungsbildträger 6 über. Auch in diesem Fall wird jedoch durch diese Träger-brought to develop the charge image on this. the However, carrier particles which contain the magnetic particles and are relatively heavy are due to their g larger particle size and holding by the magnetic force on the non-magnetic developing sleeve 1 held. Among the carrier particles there may be light particles, which is a relatively smaller one Amount of magnetic particles contained. When the AC voltage is applied to the non-magnetic developing sleeve 1 becomes, these light carrier particles possibly change under the influence of the alternating electric field against the magnetic holding force on the charge image carrier 6. In this case too, however, this carrier
,_ teilchen die Oberfläche des Ladungsbildträgers 6 kaum be-Ib , _ hardly particulate the surface of the charge image carrier 6
schädigt, da die Trägerteilchen das Harz enthalten und da nur ein geringer Teil der harten und feinen magnetischen Teilchen an der Oberfläche des Harzes freiliegt bzw. andererseits die Trägeroberfläche mit Harz abgedeckt ist.damages because the carrier particles contain the resin and because only a small part of the hard and fine magnetic Particles on the surface of the resin is exposed or, on the other hand, the carrier surface is covered with resin.
Bei dem erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahren wird das Potential des Ladungsbilds nicht durch eine elektrische Entladung zwischen dem Ladungsbild und den Spitzen der dem Ladungsbildträger gegenübergesetzten Magnetbürste verrin-In the development process according to the invention, the The potential of the charge image is not due to an electrical Discharge between the charge image and the tips of the magnetic brush opposite the charge image carrier reduces
__ gert, da die den Entwickler bildenden Tonerteilchen und__ gert, since the toner particles and forming the developer
Trägerteilchen elektrisch isolierend sind und da die Entwicklerschicht außer Berührung zur Oberfläche des Ladungsbildträgers 6 gehalten wird. Da ferner die Tonerteilchen kein magnetisches Material enthalten, besteht eine großeCarrier particles are electrically insulating and there is the developer layer out of contact with the surface of the charge image carrier 6 is kept. Furthermore, since the toner particles contain no magnetic material, there is a large one
Auswahl an Harz und Färbungsmittel, wodurch die Herstellung 30Choice of resin and coloring agent, making manufacturing 30
von Mehrfarbenkopien erleichtert ist.is facilitated by multicolor copies.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Magnet 2 festgelegt, während der EntwicklungszylinderIn the embodiment shown in Fig. 1, the magnet 2 is fixed while the developing cylinder
1 umläuft. Es ist ungünstig, den Entwickler ohne Verwendung 351 is running. It is inconvenient to use the developer without 35
des Entwicklungszylinders 1 direkt an dem Magneten 2 zuof the developing sleeve 1 directly to the magnet 2
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befördern, da sich dabei die Polarität der Magnetpole und deren Stärke in der Entwicklungszone ändert. Dies würde eine stufenförmige Ungleichförmigkeit ergeben. Ferner köng nen in diesem Fall auch die Trägerteilchen auf die Oberfläche des Ladungsbildträgers (.wie einer fotoempfindlichen Trommel) abgelagert werden und die Oberfläche beschädigen, wenn abhängig von der Änderungs- bzw. Wechselphase die magnetische Kraft schwächer wird. Darüberhinaus kann,die Rückseite eines Übertragungs- bzw. Bildempfangsmaterials verschmutzt werden, auf das das entwickelte Bild übertragen werden soll. Falls der Magnet 2 umläuft, während der Entwicklungszylinder 1 feststeht, besteht die Tendenz, daß das sich ergebende Bild ungleichförmig wird. Dies stellt jedoch eine mögliche Alternative dar, wenn der Magnet 2as this changes the polarity of the magnetic poles and their strength in the development zone. This would result in a stepped irregularity. Furthermore, in this case, the carrier particles can also be applied to the surface of the charge image carrier (such as a photosensitive Drum) are deposited and damage the surface, if depending on the change or change phase magnetic force becomes weaker. In addition, the back of a transfer or image receiving material to which the developed image is to be transferred. If the magnet 2 rotates during the When developing sleeve 1 is fixed, the resulting image tends to become non-uniform. This represents however, a possible alternative if the magnet 2
mit einer derart hohen Drehzahl in Umlauf versetzt wird, daß die Ungleichförmigkeit nicht in Erscheinung tritt. In diesem Fall kann der Entwicklungszylinder 1 festgelegt sein oder drehen.is rotated at such a high speed that the irregularity does not appear. In In this case, the developing sleeve 1 may be fixed or rotating.
Eine Entwicklungsvorrichtung, bei der das erfindungsgemäße Entwicklungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel an-A developing device in which the invention Development method according to an embodiment
_,. gewandt wurde, wurde gemäß der Darstellung in Fig. 3 ge-2b _ ,. was applied, was as shown in Fig. 3 ge-2b
staltet und in Betrieb genommen. Gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnen in Fig. 3 Elemente mit den entsprechenden Funktionen.designed and put into operation. The same reference symbols as in FIG. 1 denote elements in FIG. 3 with the corresponding ones Functions.
Auf dem Ladungsbildträger 6 wird nach einem bekannten 30On the charge image carrier 6, according to a known 30
elektrofotografischen Verfahren ein Ladungsbild erzeugt.electrophotographic process generates a charge image.
Der Ladungsbildträger 6 bei diesem Beispiel ist eine fotoempfindliche Trommel mit einer fotoempfindlichen Oberflächenschicht. Der Entwicklungszylinder 1 aus nichtmagnetischem Material als Entwicklerträger enthält eine festste-35 The charge image carrier 6 in this example is a photosensitive one Drum with a photosensitive surface layer. The developing cylinder 1 made of a non-magnetic material as a developer carrier contains a fixed 35
hende Magnetwalze 2. An einer Stelle, die in der Entwick-moving magnet roller 2. At a point in the development
lungszone dem Ladungsbildträger 6 gegenübersteht, hat die Magnetwalze 2 einen Magnetpol N1 mit 9OmT (900 Gs). Ferner hat die Magnetwalze einen Magnetpol N2 mit 80 mT (800 Gs) für das Aufbringen des Entwicklers auf den Entwicklungszylinder 1, der nicht magnetisch ist, und Magnetpole N3, N4, S1, S2, S3 und S4 mit jeweils 65 mT (650 Gs) für das Transportieren des Entwicklers an dem Entwicklungszylinder 1. Der Abstand zwischen dem Entwicklungszylinder 1 und dem Ladungsbildträger 6 wird mittels (nicht gezeigter) Abstandshalterollen, die an den einander gegenüberliegenden Seiten des Entwicklungszylinders 1 angebracht sind, auf 300 pm gehalten. Die Rakel 3 aus magnetischem Material bewirkt in Zusammenwirkung mit dem Magnetpol N2 der Magnetwalze 2 die Regelung der Dicke der an dem Entwicklungszylinder 1 gebildeten Entwicklerschicht, wobei der Entwickler, der die isolierenden Tonerteilchen und die isolierenden magnetischen Trägerteilchen enthält, in einem Vorratstrichter 8 enthalten ist. Die Tonerteilchen werden auf triboelektrisehe Weise hauptsächlich durch die Reibung mit dem Ent-Wicklungszylinder 1 geladen. Der Abstand zwischen der Spitze der magnetischen Rakel 3 und der Oberfläche des Entwicklungszylinders 1 beträgt 250 pm. Aufgrund des zwischen der magnetischen Rakel 3 und dem Entwicklungszylinder 1 bestehenden Magnetfelds wird die Dicke der auf dem Zylinder 1 gebildeten Entwicklerschicht geringer als der Zwischenabstand. Die Richtung der Zylinderdrehung ist so gewählt, daß sich der Zylinder und der Ladungsbildträger bzw. die fotoempfindliche Trommel 6 an der Stelle, an der sie einander zugewandt sind, in der gleichen Richtung bewegen.treatment zone facing the charge image carrier 6 has the Magnetic roller 2 has a magnetic pole N1 with 9OmT (900 Gs). Furthermore, the magnetic roller has a magnetic pole N2 with 80 mT (800 Gs) for applying the developer to the developing sleeve 1, which is non-magnetic, and magnetic poles N3, N4, S1, S2, S3 and S4 of 65 mT (650 Gs) each for transporting the developer to the developing cylinder 1. The distance between the developing cylinder 1 and the charge image carrier 6 is determined by means of spacer rollers (not shown), attached to the opposite sides of the developing sleeve 1 are maintained at 300 µm. The doctor blade 3 made of magnetic material, in cooperation with the magnetic pole N2 of the magnetic roller 2, causes Control of the thickness of the developer layer formed on the developing sleeve 1, the developer using the insulating toner particles and the insulating magnetic carrier particles, in a storage hopper 8 is included. The toner particles are triboelectrically generated mainly by the friction with the developing cylinder 1 loaded. The distance between the tip of the magnetic doctor blade 3 and the surface of the developing sleeve 1 is 250 pm. Due to the gap between the magnetic doctor blade 3 and the developing sleeve 1 existing magnetic field, the thickness of the developer layer formed on the cylinder 1 becomes smaller than the gap. The direction of the cylinder rotation is chosen so that the cylinder and the charge image carrier or move the photosensitive drum 6 in the same direction where they face each other.
Zwischen den Entwicklungszylinder 1 und die fotoempfindliche Trommel 6 wird mittels der Spannungsquelle 7 eine Gleichspannung oder eine Wechselvorspannung in der FormBetween the developing sleeve 1 and the photosensitive drum 6 by means of the power source 7 is a DC voltage or an AC bias in the form
einer Sinuswelle oder in Impulsform angelegt. Bei diesem 35a sine wave or in pulse form. With this one 35
Beispiel 1 gibt die Spannungsquelle 7 eine Spannung ab,Example 1 gives the voltage source 7 a voltage,
die durch Überlagern einer Wechselspannung mit 1 kHz und 1000 Vgc (Spitze-Spitze-Spannung) mit einer Gleichspannung von +200 V erzielt wird. Bei dem tatsächlichen Betrieb der c Vorrichtung gemäß diesem Beispiel 1 hatte das Ladungsbild an der fotoempfindlichen Trommel 6 an dem Bildbereich ein Potential von +500 V und an dem bildfreien Bereich ein Potential von 0 V.by superimposing an alternating voltage of 1 kHz and 1000 Vgc (peak-to-peak voltage) with a DC voltage of +200 V is achieved. In the actual operation of the device according to this example, 1 had the charge image a potential of +500 V on the photosensitive drum 6 on the image area and on the non-image area Potential of 0 V.
Der verwendete Toner wurde nach folgendem Verfahren hergestellt: Ein Gemisch aus 100 Gew„-Teilen Polyesterharz (Schmelzpunkt 1060C), 4 Gew.-Teilen Rhodamin-Pigmentfarbe und 2 Gew.-Teilen Anthrachinon-Farbstoff, der als "CI. Sonolevent Red 52" klassifiziert war, wurde in einer Kugelmühle pulverisiert. Danach wurde das Gemisch geschmolzenThe toner used was prepared according to the following procedure: A mixture of 100 weight "portions polyester resin (melting point 106 0 C), 4 parts by weight rhodamine pigment color and 2 parts by weight of anthraquinone dye known as" CI Sonolevent Red. 52 "was pulverized in a ball mill. Thereafter, the mixture was melted
und mittels einer Walzenmühle geknetet, wonach es abgekühlt, dann grob mittels einer Hammermühle pulverisiert und schließlich mittels eines Feinzerstäubers in Luftstrahlausführung fein pulverisiert wurde. Aus den sich ergebenden feinenand kneaded by means of a roller mill, after which it is cooled, then roughly pulverized by means of a hammer mill, and finally was finely pulverized by means of a fine atomizer in air jet design. From the resulting fine
Teilchen wurden die Teilchen mit der Größe von 5 bis 20 μπι 20Particles were the particles with the size of 5 to 20 μm 20th
gewählt, die dann als Tonerteilchen für die Farbe Magenta verwendet wurden.selected, which were then used as toner particles for the color magenta.
Die Trägerteilchen wurden nach folgendem Verfahren erzeugt: Ein Gemisch aus 100 Gew.-Teilen Magnetit (mit der mittleren Teilchengröße von 10 pm) und 100 Gew.-Teilen Epoxyharz wurde wie bei der Herstellung des Toners geschmolzen und geknetet und danach pulverisiert. Die sich ergebenden Teilchen wurden sortiert, um die Teilchen mit der Größe vonThe carrier particles were produced according to the following process: A mixture of 100 parts by weight of magnetite (with the middle Particle size of 10 μm) and 100 parts by weight of epoxy resin were melted and kneaded as in the production of the toner and then pulverized. The resulting particles were sorted to be the particles with the size of
50 bis 100 pm auszuwählen. Die gewählten Teilchen wurden 3050 to 100 pm to be selected. The particles chosen became 30th
als Trägerteilchen verwendet. Wenn r der Radius eines Teilchens ist, ist die elektrische Ladungsmenge Q (C) einesused as carrier particles. If r is the radius of a particle, the amount of electric charge Q (C) is one
Trägerteilchen proportional zu r . Die Masse M des Teilchens ist proportional zu r . Aus diesem Grund ist bei einer großen Teilchenabmessung (r) die an dem Teilchen aus-35 Carrier particles proportional to r. The mass M of the particle is proportional to r. For this reason, if the particle size (r) is large, that on the particle is off-35
geübte magnetische Kraft stärker als die ausgeübte elektro-the applied magnetic force stronger than the applied electrical
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statische Kraft, da Q/M verhältnismäßig klein ist. Daher wird das Trägerteilchen durch die magnetische Kraft an der Oberfläche des Entwicklungszylinders 1 festgehalten. Bei g einer kleinen Teilchenabmessung (r) und damit einem verhältnismäßig großem Wert Q/M ist jedoch die Anziehungskraft durch das elektrische Feld größer als die magnetische Kraft, was zur Folge hat, daß sich ein solches Teilchen zu der fotoempfindlichen Trommel 6 hin zu bewegen beginnt. Infolgedessen soll die Teilchengröße (der Durchmesser) des Trägerteilchens vorzugsweise nicht weniger als 50 um betragen. Falls jedoch zu große Teilchen verwendet werden, könnte dies zu einer geringeren oder ungleichförmigen Bilddichte führen, so daß die Teilchengröße des Träp. gerteilchens vorzugsweise nicht mehr als 100 pm betragen soll.static force as Q / M is relatively small. Therefore, the carrier particle by the magnetic force on the Surface of the developing sleeve 1 held. At g a small particle size (r) and thus a relative one However, when the Q / M value is large, the attractive force from the electric field is greater than the magnetic one Force, with the result that such a particle begins to move toward the photosensitive drum 6. As a result, the particle size (diameter) of the carrier particle should preferably be not less than 50 µm. However, if too large particles are used this could result in smaller or non-uniform ones Image density lead, so that the particle size of the Träp. The particle size is preferably not more than 100 μm target.
Der in Fig. 3 gezeigten Entwicklungsvorrichtung wurde ein Gemisch aus derartigen Tonerteilchen und derartigen Trägerteilchen zugeführt. Die Entwicklungsschicht hatte an ZUThe developing device shown in Fig. 3 became a mixture of such toner particles and such carrier particles fed. The development shift was at ZU
der Stelle des Magnetpols in der Entwicklungszone eine gleichförmige Dicke von ungefähr 200 pm. Bei der tatsächlichen Entwicklung des auf der fotoempfindlichen Trommel 6 erzeugten Ladungsbilds wurde ein gutes Bild hoher Dichte erzielt, das frei von Ungleichförmigkeiten oder örtlichena uniform thickness of about 200 µm at the location of the magnetic pole in the development zone. At the actual Development of the charge image formed on the photosensitive drum 6 became a good high density image obtained that is free of irregularities or local
Leerstellen war, die durch unerwünschte Entladungen entstehen könnten. In der Fig. 3 ist mit 9 ein Rührwerk bezeichnet, das in der durch Pfeile dargestellten Richtung gedreht wurde, um die Tonerteilchen und die Trägerteilchen umzurühren und zu mischen.Was vacancies that could result from undesired discharges. In Fig. 3, 9 denotes an agitator, rotated in the direction shown by arrows around the toner particles and the carrier particles stir and mix.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens der Zweikomponenten-Entwickler verwendet, der die isolierenden Tonerteilchen und die isolierenden Trägerteilchen 35According to the above description, in the embodiment of the development process of the present invention the two-component developer that uses the insulating toner particles and the insulating carrier particles 35
enthält, die miteinander vermischt sind; dabei gehen diecontains, which are mixed together; while they go
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isolierenden Tonerteilchen durch den Zwischenraum zwischen dem Entwicklungszylinder bzw. Entwicklerträger 1 und dem Ladungsbildträger 6 zu dem Ladungsbildträger 6 über, wodurch ein gutes Bild hoher Dichte erzeugt werden kann, wobei mit dem nichtmagnetischen Toner eine nicht schwarze Entwicklung möglich ist.insulating toner particles through the space between the developing cylinder or developer carrier 1 and the Charge image carrier 6 to the charge image carrier 6, whereby a good high density image can be formed, wherein non-black development is possible with the non-magnetic toner.
Die Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht einer Entwicklungs-,Q vorrichtung für ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens. Da diese Ausführungsform mit Ausnahme nachstehend beschriebener Teile der anhand der Fig. 3 beschriebenen Ausführungsform gleichart ist, wird zur Vereinfachung eine ausführliche Beschreibung der gleichartigen Teile weggelassen, wobei diese mitFigure 4 is a cross-sectional view of a developing, Q device for a further embodiment of the invention Development process. Since this embodiment except for parts described below is the same as the embodiment described with reference to FIG. 3, a detailed description is provided for the sake of simplicity the similar parts are omitted, these with
den gleichen Bezugszeichen wie die Elemente mit den übereinstimmenden Funktionen bezeichnet werden. Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendeten isolierenden magnetischen Trägerteilchen sind unrund, nämlich flach, sphäroidförmig oder dergleichen. Die Tonerteilchen 5 sind isolierend undthe same reference numerals as the elements with the corresponding ones Functions are designated. The insulating magnetic used in this embodiment Carrier particles are out of round, namely flat, spheroidal or the like. The toner particles 5 are insulating and
unmagnetisch. Zur Verdeutlichung sind die Abmessungen der Trägerteilchen, der Tonerteilchen und des Abstands zwischen dem Entwicklungszylinder 1 und dem Ladungsbildträger 6 übertrieben dargestellt.non-magnetic. To clarify, the dimensions of the carrier particles, the toner particles and the spacing between the developing sleeve 1 and the charge image carrier 6 are exaggerated.
Der Zweikomponenten-Entwickler aus den isolierenden Tonerteilchen und den isolierenden magnetischen Trägerteilchen wird in einen Entwickler-Vorratstrichter 8 eingegeben und hat einen Zustand, bei dem durch die sich aus der tribo-The two-component developer composed of the insulating toner particles and the insulating magnetic carrier particles is entered into a developer supply funnel 8 and has a state in which, due to the tribological
elektrischen Ladung ergebenden elektrostatischen Anziehungs-30 electrostatic attraction 30
kräfte zwischen den Tonerteilchen und den Trägerteilchen und durch die van der Waalschen bzw. Dispersionskräfte die isolierenden Tonerteilchen 5 an den Oberflächen der isolierenden magnetischen Trägerteilchen 4a haften. Daherforces between the toner particles and the carrier particles and by the van der Waals or dispersion forces the insulating toner particles 5 adhere to the surfaces of the insulating magnetic carrier particles 4a. Therefore
bewegen sich die Tonerteilchen 5 zusammen mit den Träger-35 the toner particles 5 move together with the carrier 35
teilchen 4a auf der Oberfläche des Entwicklungszylinders 1particles 4a on the surface of the developing sleeve 1
zu der Entwicklungszone hin.towards the development zone.
Das Steuerteil 3 (die Rakel) wird nahe an dem Entwicklungszylinder 1 angeordnet. Das Steuerteil bewirkt bei dem Umlauf des Entwicklungszylinders 1 die Einregelung der Entwicklerschicht an dem Entwicklungszylinder 1 auf eine Dikke, bei der die Entwicklerschicht nicht mit der Oberfläche des Ladungsbildträgers in Berührung kommt, wenn die Ent-.Q Wicklerschicht an der Entwicklungszone dem Ladungsbildträger gegenübersteht. Als Vorrichtung zum Bilden einer dünnen Schicht .aus Entwickler auf dem Entwicklerträger, nämlich dem Entwicklungszylinder 1 kann der in den vorangehend genannten US-PS beschriebene Aufbau verwendet werden, bei j. dem das sog. magnetische Abschneiden angewandt wird, bei welchem ein Magnetpol einer in dem Entwicklerträger angebrachten Magnetfelderzeugungsvorrichtung mit einer dem Magnetpol durch den Entwicklerträger hindurch gegenübergesetzten Rakel in der Form eines Magneten oder magnetischen Materials derart zusammenwirkt, daß eine solche dünne Schicht bzw. Beschichtung aus dem Entwickler gebildet wird.The control member 3 (the doctor blade) becomes close to the developing cylinder 1 arranged. The control part regulates the developer layer as the developing cylinder 1 rotates on the developing cylinder 1 to a thickness at which the developer layer does not meet the surface of the charge image carrier comes into contact when the Ent-.Q The winding layer at the development zone faces the charge image carrier. As a device for forming a thin Layer .of developer on the developer carrier, namely the development cylinder 1, the in the preceding mentioned US-PS structure described are used in j. where the so-called magnetic cutting is used which a magnetic pole of a magnetic field generating device mounted in the developer carrier with one of the magnetic pole squeegee in the form of a magnet or magnetic opposite through the developer carrier Material cooperates in such a way that such a thin layer or coating is formed from the developer.
Da die auf diese Weise gebildete Entwicklerschicht sehr dünn ist und da ferner wegen der Änderung des Magnetfelds in dem Entwicklungszylinder 1, der ein nichtmagnetischer Zylinder ist, die Trägerteilchen 4a wiederholt Roll- oder Vibrationsbewegungen zwischen ihren aufrechten und liegenden Stellungen ausführen, bestehen für die an den Oberflächen der Trägerteilchen haftenden Tonerteilchen mehr Mög-Because the developer layer formed in this way is very thin and because of the change in the magnetic field in the developing sleeve 1, which is a non-magnetic cylinder, the carrier particles 4a repeatedly roll or Vibrating movements between their upright and lying positions exist for those on the surfaces toner particles adhering to the carrier particles
lichkeiten zur direkten Berührung der Oberfläche des Ent-3U possibilities for direct contact with the surface of the Ent-3U
Wicklungszylinders 1, wodurch die Tonerteilchen triboelektrisch mit einer Polarität geladen werden, die durch die triboelektrischen Eigenschaften der Tonerteilchen bestimmt ist. Da das Trägerteilchen isolierend ist, wird durch das Trägerteilchen nach dessen Aufladung durch Reibung kaum ein Tonerteilchen geladen, selbst wenn es mit dem Toner-Winding cylinder 1, whereby the toner particles are triboelectrically charged with a polarity determined by the triboelectric properties of the toner particles is determined. Since the carrier particle is insulating, the Carrier particles after it has been charged by friction, hardly any toner particles are charged, even if it is with the toner
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teilchen in Berührung kommt. Daher werden die Tonerteilchen hauptsächlich durch die Reibung mit dem Entwicklerträger geladen (nämlich dem leitenden und nichtmagnetischen c Zylinder 1 nach Fig. 4). Aufgrund dessen kann eine Verringerung der Bilddichte vermieden· werden, die bei einen herkömmlichen Zweikomponenten-Entwicklersystem dadurch entstehen kann, daß wegen der Verschlechterung der Trägerteilchen die triboelektrische Ladung unzureichend wird.particle comes into contact. Therefore, the toner particles become mainly due to the friction with the developer carrier charged (namely the conductive and non-magnetic c cylinder 1 of Fig. 4). Because of this, there may be a reduction the image density that results from a conventional two-component developer system It may be that the triboelectric charge becomes insufficient because of the deterioration of the carrier particles.
Mit dem Umlauf des Entwicklungszylinders 1 wird der Entwickler an diesem als eine aufgebrachte dünne Schicht befördert, während er den vorstehend beschriebenen \s'iederholten Einwirkungen ausgesetzt ist, und an der Entwicklungszone der Oberfläche des Ladungsbildträgers gegenübergesetzt. With the rotation of the developing cylinder 1, the developer is transported on this as an applied thin layer, while repeating the above Is exposed to influences, and is opposite to the surface of the charge image carrier at the development zone.
In dieser Zone besteht zwischen dem Ladungsbildträger und dem Entwicklungszylinder 1 eine wechselnde Potentialdifferenz, die durch die Spannungsquelle 7 hervorgerufen wird. Dadurch werden die an den Oberflächen der TrägerteilchenIn this zone there is an alternating potential difference between the charge image carrier and the developing cylinder 1, which is caused by the voltage source 7. This causes the on the surfaces of the carrier particles
haftenden isolierenden Tonerteilchen von den Trägerteil-20 adhering insulating toner particles from the carrier part-20
chen gelöst und durch den Zwischenraum hindurch auf die Oberfläche des Ladungsbildträgers 6 übertragen, um das Ladungsbild sichtbar zu machen.Chen solved and transferred through the gap to the surface of the charge image carrier 6 to the To make the charge image visible.
Wie es nachfolgend ausführlich beschrieben wird, bewirkt 25As will be described in detail below, 25 causes
das Anlegen einer Wechselspannung an den nichtmagnetischenthe application of an alternating voltage to the non-magnetic
Entwicklungszylinder 1 wiederholte Vibrationen der unrunden Trägerteilchen zwischen ihren aufrechten und liegenden Stellungen. Aufgrund dieser Vibrationen wird unter Unterstützung durch die Zentrifugalkraft und den Luftwiderstand oODeveloping cylinder 1 repeated vibrations of the non-circular carrier particles between their upright and lying ones Positions. Because of these vibrations, it is supported by centrifugal force and air resistance oO
das Lösen der Tonerteilchen von den Trägerteilchen gefördert. promoted the detachment of the toner particles from the carrier particles.
Die Fig. 5A bis 5C veranschaulichen das Verhalten des Entwicklers in der Entwicklungszone. In diesen Figuren sind 35Figures 5A to 5C illustrate the behavior of the developer in the development zone. In these figures are 35
zur Verdeutlichung die Abmessungen des Trägerteilchens undfor clarification, the dimensions of the carrier particle and
des Entwicklungszylinders nicht im richtigen Maßstab dargestellt. Gemäß Fig. SA wird das isolierende magnetische Trägerteilchen 4a, das an seiner Oberfläche die nichtmagnetischen Tonerteilchen 5 trägt, durch eine magnetische Kraft F1 , die von dem Magnetpol. NI des in dem nichtmagnetischen Zylinder 1 enthaltenen Magneten 2 erzeugt wird, an der Oberfläche des nichtmagnetischen Entwicklungszylinders 1 gehalten. Das isolierende Trägerteilchen 4a ist elektrisch mit einer bestimmten Polarität geladen, während die Tonerteilchen 5 mit der entgegengesetzten Polarität geladen sind. Anders als die Tonerteilchen 5, die bei der Entwicklung verbraucht werden, verbleibt das Trägerteilchen 4a an dem Entwicklungszylinder 1, was mehr Möglichkeiten zur Berührung mit dem Entwicklungszylinder 1 ergibt. Daher wird das Trägerteilchen bis zu seiner Ladungsaufnahmegrenze aufgeladen. Unter diesen Umständen hat das aus dem Trägerteilchen 4a und den Tonerteilchen 5 bestehende Entwicklerteilchen als ganzes eine elektrische Polarität, die gleichof the developing cylinder is not shown to the correct scale. As shown in Fig. 5A, the insulating becomes magnetic Carrier particles 4a, which carries the non-magnetic toner particles 5 on its surface, by a magnetic one Force F1 exerted by the magnetic pole. NI of the magnet 2 contained in the non-magnetic cylinder 1 is generated, held on the surface of the non-magnetic developing sleeve 1. The insulating carrier particle 4a is electrically charged with a certain polarity, while the toner particles 5 with the opposite polarity are loaded. Unlike the toner particles 5, which are consumed in development, the carrier particle remains 4a on the developing sleeve 1, which gives more opportunities for contact with the developing sleeve 1. Therefore the carrier particle is charged up to its charge acceptance limit. Under these circumstances this has come from the carrier particle 4a and the toner particles 5, the developer particles as a whole have the same electrical polarity
derjenigen des Trägerteilchens ist, selbst wenn man die 20that of the carrier particle, even if you are 20
elektrische Ladung der Tonerteilchen auf die entgegengesetzte Polarität in Betracht zieht. Wenn zwischen dem Ladungsbildträger 6 und dem elektrisch leitenden und nichtmagnetischen Zylinder 1 das elektrische W'echselfeld errichtet wird, nimmt jedes der unrunden geladenen Trägerteil-25 electric charge of the toner particles to the opposite polarity into account. If between the charge image carrier 6 and the electrically conductive and non-magnetic cylinder 1 established the alternating electric field , each of the out-of-round loaded carrier parts-25
chen unter Festhalten der Tonerteilchen abwechselnd unter dem Einfluß der elektrischen Kraft aus dem elektrischen Wechselfeld seine aufrechte und seine liegende Stellung an der Oberfläche des nichtmagnetischen Entwicklungszyiinders 1 ein.Chen holding the toner particles alternately under the influence of the electric force from the electric Alternating field its upright and its lying position on the surface of the non-magnetic developing cylinder 1 a.
Die Fig. 5B zeigt den Zustand, bei dem die magnetische Kraft F1 und eine elektrische Kraft F2 an dem Trägerteilchen 4a die gleiche Richtung haben. Durch die Zusammenwirkung der Kräfte gleicher Richtung fällt das unrunde 35Fig. 5B shows the state in which the magnetic force F1 and an electric force F2 are applied to the carrier particle 4a have the same direction. Due to the interaction of the forces in the same direction, this falls out of round 35
Trägerteilchen um und liegt auf der Oberfläche des nicht-Carrier particles around and lies on the surface of the non-
magnetischen Entwicklungszylinders 1, so daß der schwächer gekrümmte Teil der Oberfläche des unrunden Trägerteilchens die Zylinderoberfläche berührt. Auf diese Weise nimmt das c Trägerteilchen die liegende Stellung ein.magnetic developing cylinder 1, so that the weaker curved part of the surface of the non-circular carrier particle touches the cylinder surface. That way, that takes c carrier particles assume the lying position.
Die Fig. 5C zeigt einen Zustand, bei dem die magnetische Kraft F1 und die elektrische Kraft F2 einander entgegengesetzt gerichtet sind. Durch die elektrische Kraft F2.wird in das unrunde Trägerteilchen 4a zu dem Ladungsbildträger 6 hin angezogen, so daß es sich gemäß der Darstellung in dieser Figur auf der Oberfläche des nichtmagnetischen Entwicklungszylinders 1 aufrichtet.Fig. 5C shows a state in which the magnetic force F1 and the electric force F2 are directed opposite to each other. Attracted by the electric force in the noncircular F2.wird carrier 4a to the charge image carrier 6 out so that it erects the representation according to in this figure on the surface of non-magnetic developing sleeve. 1
,_ Auf diese Weise werden durch das elektrische Wechselfeld, _ In this way, the alternating electric field
die unrunden Trägerteilchen in Vibrationsbewegungen versetzt, so daß sich die isolierenden Tonerteilchen leichter von den Oberflächen der Trägerteilchen 4a lösen. Daher gehen die Tonerteilchen leicht zu dem Ladungsbildträger 6 über. Mit dem aufeinanderfolgenden Lösen der isolierten Tonerteilchen 5 von dem Trägerteilchen 4a wird die scheinbare elektrische Ladungsmenge des Trägerteilchens 4a größer, was zur Folge hat, daß die von dem elektrischen Wechselfeld erzeugte elektrische Kraft F2 zunimmt. Dies führt zu einerthe non-circular carrier particles set in vibratory movements, so that the insulating toner particles are easier detach from the surfaces of the carrier particles 4a. Therefore, the toner particles easily go to the charge image carrier 6 above. With the successive detachment of the isolated toner particles 5 from the carrier particle 4a, the apparent electric charge amount of the carrier particle 4a greater, with the result that the alternating electric field generated electric force F2 increases. This leads to a
Vergrößerung der Amplitude der Vibrationsbewegung. Diese 25Increase in the amplitude of the vibratory movement. This 25
Vergrößerung erleichtert das Lösen und Obergehen derjenigen Tonerteilchen, die mit einer verhältnismäßig stärkeren Kraft an dem Trägerteilchen 4a haften.Magnification makes it easier to loosen and pass them over Toner particles that adhere to the carrier particle 4a with a relatively stronger force.
Auf die vorstehend beschriebene Weise werden die Tonerteilchen auf die Oberfläche des Ladungsbildträgers 6 aufgebracht, um das Ladungsbild an diesem zu entwickeln. Die Trägerteilchen, die die magnetischen Teilchen enthalten und verhältnismäßig schwer sind, werden jedoch wegen ihrerIn the manner described above, the toner particles are applied to the surface of the charge image carrier 6, to develop the charge image on it. The carrier particles containing the magnetic particles and are relatively heavy, but are because of them
größeren Teilchenabmessungen und wegen des Festhaltens 35larger particle dimensions and because of the retention 35
durch die magnetische Kraft an dem nichtmagnetischen Ent-due to the magnetic force on the non-magnetic
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Wicklungszylinder 1 gehalten. Unter den Trägerteilchen gibt es möglicherweise leichte Teilchen, die eine verhältnismäßig geringere Menge an magnetischen Teilchen enthalten. Wenn an den Entwicklungszylinder 1 die Wechselspannung angelegt wird, könnten unter dem Einfluß des elektrischen Wechselfelds solche leichten Trägerteilchen entgegen dem Festhalten durch die magnetische Kraft zu dem Ladungsbildträger 6 überwechseln. Selbst in diesem Fall würden jedoch Winding cylinder 1 held. There are among the carrier particles there may be light particles containing a relatively smaller amount of magnetic particles. When the AC voltage is applied to the developing sleeve 1, under the influence of the electrical In the alternating field, transfer such light carrier particles to the charge image carrier 6 against being held by the magnetic force. Even in this case, however, would
,Q diese Trägerteilchen schwerlich die Oberfläche des Ladungsbildträgers 6 beschädigen, da die Trägerteilchen das Harz enthalten und nur ein kleiner Teil der harten und feinen magnetischen Teilchen an der Oberfläche des Harzes freiliegt bzw. andererseits die Trägerteilchen-Oberfläche mit dem Harz abgedeckt ist., Q these carrier particles hardly cover the surface of the charge image carrier 6 damage because the carrier particles contain the resin and only a small part of the hard and fine magnetic particles on the surface of the resin is exposed or, on the other hand, the carrier particle surface with the resin is covered.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Potential des Ladüngsbilds nicht durch eine elektrische Entladung zwischen dem Ladungsbild und den Spitzen der dem Ladungsbildträger gegenübergesetzten Magnetbürste verringert, da die den Entwickler bildenden Tonerteilchen und Trägerteilchen elektrisch isolierend sind und die Entwicklerschicht außer Berührung zur Oberfläche des Ladungsbildträgers 6 gehalten wird. Da ferner die Tonerteilchen kein magnetisches Matep. rial enthalten, besteht eine große Auswahl hinsichtlich des Harzes und des Färbungsmittels, wodurch die Herstellung einer Mehrfarbenkopie erleichtert ist.In the method according to the invention, the potential of the Charge image not by an electrical discharge between the charge image and the tips of the charge image carrier opposite magnetic brush is reduced, since the toner particles and carrier particles constituting the developer are electrically insulating and the developer layer is kept out of contact with the surface of the charge image carrier 6 will. Furthermore, since the toner particles do not have a magnetic matep. rial, there is a wide choice in terms of the resin and the coloring agent, whereby the production a multicolor copy is facilitated.
Eine Entwicklungsvorrichtung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel angewandt wurde, wurde gemäß der Darstellung in Fig. 4 gestaltet und tatsächlich in Betrieb gesetzt. In der Fig. 4 sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 Elemente mit den entsprechenden Funktionen bezeichnet.A developing device in which the invention Method according to an exemplary embodiment was applied, was designed according to the illustration in FIG. 4 and was actually implemented put into operation. In Fig. 4 with the same reference numerals as in Fig. 1 elements with the corresponding Functions.
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Auf dem Ladungsbildträger 6 wird nach einem bekannten elektrofotografischen Verfahren ein Ladungsbild erzeugt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Ladungsbildträger 6 eine fotoempfindliche Trommel mit einer fotoempfindlichen Oberflächenschicht. Der Entwicklungszylinder 1 aus nichtmagnetischem Material als Entwicklerträger enthält eine feststehende Magnetwalze 2. Die Magnetwalze 2 hat an einer Stelle, die in der Entwicklungszone dem LadungsbildträgerOn the charge image carrier 6 is according to a known electrophotographic Method generates a charge image. In this exemplary embodiment, the charge image carrier is 6 a photosensitive drum with a photosensitive drum Surface layer. The developing sleeve 1 made of non-magnetic material as a developer carrier contains a fixed magnet roller 2. The magnet roller 2 has a position which is the charge image carrier in the development zone
_ 6 gegenübersteht, einen Magnetpol NI mit 90 mT (900 Gs). Ferner hat die Magnetwalze 2 einen Magnetpol N2 mit 80 mT (800 Gs) zum Aufbringen des Entwicklers auf den nichtmagnetischen Entwicklungszylinder 1 und Magnetpole N3, N'4, SI, S2, S3 und S4 mit jeweils 65 mT (650 Gs) zum Befördern des_ 6 faces a magnetic pole NI with 90 mT (900 Gs). Further, the magnet roller 2 has a magnetic pole N2 of 80 mT (800 Gs) for applying the developer to the non-magnetic one Development cylinder 1 and magnetic poles N3, N'4, SI, S2, S3 and S4 with 65 mT (650 Gs) each for transporting the
Entwicklers an dem Zylinder 1. Der Abstand zwischen dem Ent-15 Developer on the cylinder 1. The distance between the Ent-15
Wicklungszylinder 1 und dem Ladungsbildträger 6 wird mittels (nicht gezeigter) Abstandshalterollen, die an den einander gegenüberliegenden Seiten des Entwicklungszylinders 1 angebracht sind, auf 300 pm gehalten. Die Rakel 3 aus magnetischem Material bewirkt in Zusammenwirkung mit dem Magnetpol N2 der Magnetwalze 2 die Einregelung der Dicke der auf dem Entwicklungszylinder 1 gebildeten Entwicklerschicht, wobei der Entwickler mit den isolierenden Tonerteilchen und den isolierenden magnetischen Trägerteilchen in einem Vorratstrichter 8 enthalten ist. Die 25Winding cylinder 1 and the charge image carrier 6 is by means of (not shown) spacer rollers that are attached to the opposite sides of the developing sleeve 1 are attached, kept at 300 µm. The squeegee 3 made of magnetic material, in cooperation with the magnetic pole N2 of the magnetic roller 2, regulates the Thickness of the developer layer formed on the developing sleeve 1, the developer with the insulating Toner particles and the insulating magnetic carrier particles in a storage hopper 8 is contained. the 25th
Tonerteilchen werden triboelektrisch hauptsächlich durch die Reibung mit dem Entwicklungszylinder 1 geladen. Der Abstand zwischen der Spitze der magnetischen Rakel 3 und der Oberfläche des Entwicklungszylinders 1 beträgt 250 pm.Toner particles are triboelectrically charged mainly by the friction with the developing sleeve 1. Of the The distance between the tip of the magnetic doctor blade 3 and the surface of the developing sleeve 1 is 250 µm.
Durch das Magnetfeld zwischen der magnetischen Rakel 3 30By the magnetic field between the magnetic squeegee 3 30
und dem Entwicklungszylinder 1 wird die Dicke der an dem Zylinder 1 gebildeten Entwicklerschicht geringer als der Zwischenabstand. Die Richtung der Zylinderdrehung wird so gewählt, daß sich der Zylinder und die fotoempfindlicheand the developing cylinder 1, the thickness of the developer layer formed on the cylinder 1 becomes thinner than that Spacing. The direction of cylinder rotation is chosen so that the cylinder and the photosensitive
Trommel 6 an der Stelle, an der sie einander gegenüber-35 Drum 6 at the point where they face each other -35
stehen, in der gleichen Richtung bewegen.stand, move in the same direction.
-23- ' DH 4 154-23- 'DH 4 154
Zwischen den Entwicklungszylinder 1 und die fotoempfindliche Trommel 6 wird mittels der Sparinungsquelle 7 eine Gleichspannung, eine Wechselvorspannung oder eine mit ei-Between the developing sleeve 1 and the photosensitive Drum 6 is a direct voltage, an alternating bias voltage or one with a
c ner Gleichspannung überlagerte Wechselvorspannung in der Form einer Sinuswelle oder in Impulsform angelegt. Bei diesem Beispiel 2 gibt die Spannungsquelle 7 eine Spannung ab, die durch das Überlagern einer Wechselspannung mit 1 kHz und 1000 Vgg (Spitze-Spitze-Spannung) mit einer Gleichspannung von +200 V erzielt wird. Bei dem tatsächlichen Betrieb der Vorrichtung für dieses Beispiel 2 wurde an der fotoempfindlichen Trommel 6 das. Ladungsbild so erzeugt, daß das Potential an dem Bildbereich + 500 V war, während es an dem bildfreien Bereich 0 V war.c ner DC voltage superimposed AC bias voltage in the In the form of a sine wave or in the form of a pulse. In this example 2, the voltage source 7 is a voltage by superimposing an alternating voltage of 1 kHz and 1000 Vgg (peak-to-peak voltage) with a DC voltage of +200 V is achieved. In actual operation of the apparatus for this example 2 was on the photosensitive drum 6 the charge image so generated that the potential at the image area was + 500 V, while it was 0 V at the non-image area.
Der verwendete Toner wurde nach folgendem Verfahren hergestellt: Ein Gemisch aus 100 Gew.-Teilen Polyesterharz, 2 Gew.-Teilen Anthrachinon-Pigmentfarbe und 2 Ge.w.-Teilen Chrom-Acetylsalicylat als Lademittel wurde mittels einer Kugelmühle pulverisiert. Dann wurde dieses Gemisch geschmolzen und mittels einer Walzenmühle geknetet, wonach es gekühlt, mittels einer Hammermühle grob pulverisiert und darauffolgend mittels eines Feinzerstäubers in Luftstrahlausführung fein pulverisiert wurde. Die sich er-The toner used was produced according to the following process: A mixture of 100 parts by weight of polyester resin, 2 Parts by weight of anthraquinone pigment paint and 2 parts by weight Chromium acetyl salicylate was used as a loading agent by means of a Ball mill pulverized. Then, this mixture was melted and kneaded by means of a roll mill, followed by it is cooled, coarsely pulverized by means of a hammer mill and then by means of a fine atomizer in air jet design was finely pulverized. The
__ gebenden feinen Teilchen wurden sortiert, um Teilchen mit 25__ giving fine particles were sorted to particle with 25th
der Größe von 5 bis 20 pm zu wählen, die als Tonerteilchen für die Farbe Magentarot verwendet wurden.the size of 5 to 20 µm, which were used as the toner particles for the color magenta red.
Die verwendeten Trägerteilchen wurden nach folgendem Ver-The carrier particles used were determined according to the following
fahren hergestellt: Ein Gemisch aus 100 Gew.-Teilen Magne-30 drive produced: A mixture of 100 parts by weight of Magne-30
tit (mit der mittleren Teilchengröße von 10 pm) und 100 Gew.-Teilen Ethylenharz wurde wie bei der Herstellung des Toners geschmolzen und geknetet und dann grob pulverisiert, wonach das Gemisch mittels Luftströmen weiter zu flachentit (with an average particle size of 10 μm) and 100 parts by weight of ethylene resin were used as in the production of the The toner is melted and kneaded and then roughly pulverized, after which the mixture is further flattened by means of air currents
Teilchen geformt wurde. Aus den sich ergebenden Teilchen 35Particle was molded. From the resulting particles 35
wurden Teilchen mit der Größe von 50 bis 100 pm gewählt.particles with a size of 50 to 100 μm were selected.
■ DE 4,54■ DE 4.54
Die gewählten Teilchen wurden als Trägerteilchen verwendet.The selected particles were used as the carrier particles.
In die Entwicklungsvorrichtung nach Fig. 4 wurde ein Gemisch aus derartigen Tonerteilchen und derartigen Trägerteilchen eingegeben. An der Stelle des Magnetpols in der Entwicklungszone hatte die Entwicklerschicht eine gleichförmige Dicke von ungefähr 200 μτη. Bei der tatsächlichen Entwicklung des auf der fotoempfindlichen Trommel 6 erzeugten Ladungsbilds wurde ein gutes Bild hoher Dichte erzielt, das frei von Ungleichförmigkeiten oder örtlichen Leerstellen war, die von unerwünschten Ladungen hervorgerufen sein konnten.In the developing device of Fig. 4, a mixture of such toner particles and such carrier particles was added. At the location of the magnetic pole in the development zone, the developer layer had a uniform thickness of about 200 μm. When the charge image formed on the photosensitive drum 6 was actually developed, a good high density image free from non-uniformities or local voids which might be caused by undesirable charges was obtained.
,_ Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei diesem Aus-15 , _ According to the description above, this 15
führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Entwicklungsverfahrens der Zweikomponenten-Entwickler verwendet, der unter Vermischung die isolierenden Tonerteilchen und die unrunden isolierenden Trägerteilchen enthält; zwischen dem Ladungsbildträger und dem Entwicklerträger wird ein Wechselfeld errichtet, um eine Vibrationsbewegung der unrunden Trägerteilchen hervorzurufen, so daß die isolierenden Tonerteilchen über die Strecke zwischen dem Entwicklerträger 1 und dem Ladungsbildträger zu dem Ladungsbildträger überwechseln, wodurch ein gutes Bild hoher Dichte er-25 exemplary embodiment of the development process according to the invention the two-component developer used, which mixes the insulating toner particles and the non-round contains insulating carrier particles; an alternating field is created between the charge image carrier and the developer carrier erected to cause a vibratory movement of the non-circular carrier particles, so that the insulating Toner particles over the distance between the developer carrier 1 and the charge image carrier to the charge image carrier switch over, making a good high density image
zeugt werden kann, wobei mit dem nichtmagnetischen Toner eine nicht schwarze Farbentwicklung möglich ist.can be produced, and non-black color development is possible with the non-magnetic toner.
Es wird ein Entwicklungsverfahren angegeben, bei dem Zweikomponenten-Entwickler, der isolierende Tonerteilchen und v A developing method is disclosed in which two-component developer, insulating toner particles and v
ein Harz und magnetisches Material enthaltende Trägerteilchen enthält, auf die Oberfläche eines Entwicklungsträgers aufgebracht wird, die Dicke der Schicht aus dem Entwickler auf dem Entwicklungsträger so eingeregelt wird, daß sie geringer als der Abstand zwischen dem Entwicklerträger und einem Latentbildträger ist, auf dem ein zu entwickelndescontaining carrier particles containing resin and magnetic material, onto the surface of a development carrier is applied, the thickness of the layer from the developer on the development carrier is regulated so that it is less than the distance between the developer carrier and a latent image carrier on which a to be developed
-25- ' DE 4154-25- 'DE 4154
Latentbild erzeugt ist, und in eine Entwicklungszone dieLatent image is generated, and in a development zone the
isolierenden Tonerteilchen über den Abstand hinweg zu deminsulating toner particles over the distance to the
Latentbildträger übertragen werden, um das Latentbild zu i- entwickeln.Latent image carriers are transferred to develop the latent image.
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Claims (11)
οc is judged,
ο
chengröße von 5 bis 20 pm haben.8. The method according to any one of the preceding claims, irch characterized in that the
have a size of 5 to 20 pm.
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|---|---|---|---|
| JP58140001A JPS6031153A (en) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Developing method |
| JP58139993A JPS6031152A (en) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | Developing method |
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| Publication Number | Publication Date |
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ID=26472642
Family Applications (1)
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| DE (1) | DE3427813A1 (en) |
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|---|---|---|---|
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