DE69424926T2

DE69424926T2 - Entwicklungsgerät welches ein elektrisches Feld zwischen Entwicklerträger und Entwicklerschichtregulierer erzeugt

Info

Publication number: DE69424926T2
Application number: DE69424926T
Authority: DE
Inventors: Atsutoshi Ando; Satoru Inami; Takahiro Inoue; Junichi Kato; Masaki Ojima; Kazushige Sakurai; Tetsuya Sano; Hiroshi Sato; Kouichi Suwa; Seiji Yamaguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2014-12-24
Also published as: DE69424926D1; US5682585A; EP0660200B1; EP0660200A3; HK1012048A1; EP0660200A2; ES2146641T3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND BEMERKUNGEN ZUM STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft ein Entwicklungsgerät, welches in einem Bilderzeugungsgerät, wie z. B. ein Kopiergerät, ein Drucker oder dergleichen, verwendet wird und ein elektrostatisches Bild auf einem Bildtragelement entwickelt.
In einem Bilderzeugungsgerät, welches das elektrophotographische System oder das elektrostatische Aufzeichnungssystem anwendet, wird ein elektrostatisches Bild, das auf einem Bildtragelement, wie z. B. ein photoempfindliches Element, erzeugt ist, mit einem Entwicklungsgerät entwickelt.
Allgemein ausgedrückt, um das elektrostatische Bild zu entwickeln, wird eine Tonerschicht mit einer vorbestimmten Dicke auf der Entwicklungstrommel des Entwicklungsgeräts erzeugt.
Ein neuerer Trend besteht in der Verringerung des Tonerteilchendurchmessers auf 6 um bis 9 um, so daß die Auflösung des elektrostatischen Bilds erhöht werden kann. Die Anzahl von Teilchen (gezählt) je Volumeneinheit des Toners mit dem verringerten Durchmesser ist viel größer im Vergleich zu jener des Toners mit einem größeren Teilchendurchmesser, was es erschwert, allen Tonerteilchen eine gleiche Gelegenheit zu geben, mit der Oberfläche der Entwicklungstrommel und/oder einer Entwicklungsklinge in Kontakt zu gelangen. In anderen Worten, es ist schwierig, alle Tonerteilchen gleichmäßig zu laden. Um daher die den Tonerladewirkungsgrad zu erhöhen, sind große Anstrengungen vollbracht worden, um die Dicke der Tonerschicht zu verringern, die auf die Entwicklungstrommel aufgetragen ist, so daß die Gelegenheit für den Toner, mit der Entwicklungstrommel und/oder der Entwicklungsklinge in Kontakt zu gelangen, begünstigt wird.
Wenn jedoch der Toner übermäßig geladen wird, erfolgt die Ausbildung einer Schicht von hochgeladenem Toner, d. h. einer sogenannten überladenen Tonerschicht, auf der Oberfläche der Entwicklungstrommel oder der Entwicklungsklinge.
Die Ausbildung dieser überladenen Tonerschicht tritt in der folgenden Weise ein. Der überladene Toner wird durch eine elektrostatische Spiegelkraft beeinflußt, die proportional dem Abstand von der Entwicklungstrommel oder der Entwicklungsklinge ist und die Ladungsmenge des Toners trägt. Der Toner, der an der Oberfläche der Entwicklungstrommel oder der Entwicklungsklinge anhaftet, wird auch durch andere physikalische Kräfte beeinflußt, die den Toner anziehen. Wenn daher der überladene Toner einmal an der Oberfläche der Entwicklungstrommel oder der Entwicklungsklinge anhaftet, ist es nicht leicht, diesen von der Oberfläche zu entfernen.
Außerdem verhindert diese überladene Tonerschicht die nächste Zuführung von Toner, damit dieser mit der Entwicklungstrommel oder der Entwicklungsklinge in Kontakt gelangt. Dadurch nimmt die Höhe der Tonerinnenreibungsladung unvermeidbar zu. Dies führt zu einer Vergrößerung der relativen Menge des mit entgegengesetzter Polarität geladenen Toners, d. h. des sogenannten Umpoltoners, was zu der Verschlechterung der Bilddichte und/oder zur Zunahme der Verschleierung in dem Nichtbildbereich führt.
Da ferner die überladene Tonerschicht den Tonerladewirkungsgrad vermindert, neigt der Toner dazu, ungleichmäßig geladen zu werden. Insbesondere in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit wird der Toner innerhalb der überladenen Tonerschicht auf der Entwicklungstrommel weiter geladen, wodurch die Gefahr besteht, daß eine Unregelmäßigkeit der Tonerladung und/oder des Tonerschichtauftrags verursacht wird.
Wenn der Toner in dieser überladenen Tonerschicht der Entwicklungsstation zugeleitet wird, wird die Tonermenge in dem Bildbereich, welcher entwickelt wird, unterschiedlich gegenüber jenem des Nichtbildbereichs, welcher nicht entwickelt wird. Demzufolge tritt eine Erscheinung auf, die als "Phantombild" bezeichnet wird, in anderen Worten, das vorhergehende Bild beeinflußt das folgende Bild.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, bringt die überladene Tonerschicht, die auf der Entwicklungstrommel erzeugt ist, eine Reihe von nachteiligen Wirkungen mit sich. Insbesondere dann, wenn der Toner mit einem verminderten Durchmesser verwendet wird, haftet dieser noch dichter und kompakter an der Entwicklungstrommel und der Entwicklungsklinge und macht die nachteiligen Wirkungen noch auffälliger.
Daher hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung in der EP 0619530 A vorgeschlagen, zwischen der Entwicklungstrommel und der Entwicklungsklinge ein elektrisches Feld zu erzeugen, so daß der Toner in Schwingung versetzt wird.
Die JP 61-029868 A offenbart ein Entwicklungsgerät, wie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9 definiert ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Entwicklungsgerät zu schaffen, das in der Lage ist, die Ausbildung der überladenen Tonerschicht auf der Entwicklungstrommel zu verhindern.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Entwicklungsgeräts, das in der Lage ist, das Auftreten unregelmäßiger Dichte und von Verschleierung durch Umpolen zu verhindern.
Diese Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst, wie in den Ansprüchen 1 und 9 definiert ist.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts eines ersten Beispiels der Ausführungsform des Entwicklungsgeräts, das nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines wesentlichen Abschnitts eines zweiten Ausführungsbeispiels der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entwicklungsgeräts,
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines elektrophotographischen Aufzeichnungsgeräts und stellt dessen allgemeinen Aufbau dar,
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Bilderzeugungsgeräts, welches das Entwicklungsgerät in einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform aufweist,
Fig. 5 zeigt eine Zeichnung zur Erläuterung, um eine Kraft zu beschreiben, die auf den Toner ausgeübt wird, wenn die Kraft des elektrischen Felds, das durch die Klingenvorspannung erzeugt wird, aus der Richtung der elastischen Klinge auf die Entwicklungstrommel ausgeübt wird, in einem Reibungsbereich zwischen der elastischen Klinge und der Entwicklungstrommel des Entwicklungsgeräts,
Fig. 6 zeigt ebenfalls eine Zeichnung zur Erläuterung, um eine Kraft zu beschreiben, die auf den Toner ausgeübt wird, wenn das elektrische Feld, das durch die Klingenvorspannung erzeugt wird, aus der Richtung der Entwicklungstrommel auf die elastische Klinge ausgeübt wird, in demselben Reibungsbereich wie dem in Fig. 5 gezeigten,
Fig. 7 zeigt eine Zeichnung zur Erläuterung, um zu beschreiben, wie sich der Toner auf der Abgangsseite desselben Reibungsbereichs, wie dem in Fig. 5 gezeigten hin und her bewegt,
Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgeräts,
Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Ansicht des wesentlichen Abschnitts des Entwicklungsgeräts, das in dem Bilderzeugungsgerät angeordnet ist, wie in Fig. 8 gezeigt,
Fig. 10 zeigt eine Draufsicht einer elastischen Klinge, die innerhalb des Entwicklungsgerät angeordnet ist, wie in Fig. 9 gezeigt,
Fig. 11 zeigt eine schematische Schnittansicht eines anderen Beispiels der Ausführungsform des Entwicklungsgeräts, das nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 12 zeigt ein Kurvenbild der Änderungen des Widerstandswerts von Hydringummi, der als das Material für die elastische Klinge des in Fig. 11 gezeigten Entwicklungsgeräts verwendet wird, welche durch die Umgebung verursacht sind, in welcher der Hydringummi verwendet wird,
Fig. 13 zeigt eine Zeichnung zur Erläuterung eines elektrischen Stromkreises, der dem Stromkreis gleichwertig ist, welcher an der Grenzfläche zwischen der elastischen Klinge und der Entwicklungstrommel in dem in Fig. 4 gezeigten Entwicklungsgerät ausgebildet ist,
Fig. 14 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Prozeßkartusche, die ein anderes Ausführungsbeispiel der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entwicklungsgeräts aufweist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nachstehend werden die Beispiele der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts, das ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform aufweist.
Das Bilderzeugungsgerät weist eine photoempfindliche Trommel 2 als ein Latentbild-Tragelement auf, welches im wesentlichen in der Mitte eines elektrophotographischen Aufzeichnungsgeräts 1 angeordnet ist. Die photoempfindliche Trommel 2 dreht sich um deren Achse in einer vorbestimmten Richtung, und nachdem sie durch ein Ladegerät 3 auf der Oberfläche gleichmäßig geladen ist, wird sie durch ein Belichtungsgerät 4 belichtet, wodurch darauf ein latentes Bild erzeugt wird. Ein Entwicklungsgerät 5, das so angeordnet ist, um direkt in Gegenüberlage der photoempfindlichen Trommel 2 zu sein, weist einen Speisebehälter 7 auf, welcher einen Entwickler 6 vorhält, und eine Entwicklungstrommel 8 als das Entwicklertragelement, und führt den Entwickler 6 dem latenten Bild zu, das auf der photoempfindlichen Trommel 2 erzeugt ist, so daß es sichtbar gemacht wird. Eine Entwicklungsklinge 9 ist ein Regulierelement, welches die einer Entwicklungsstation zuzuführende Entwicklermenge reguliert und nahe der Entwicklungsklinge 8 angeordnet ist. Eine Vorspannungsenergiequelle 19 ist zwischen der photoempfindlichen Trommel 2 und der Entwicklungstrommel 8 so verbunden, daß eine zweckentsprechende Entwicklungsvorspannung zugeführt wird. In dieser Ausführungsform weist die Vorspannung eine Gleichstromkomponente und eine dieser überlagerte Wechselstromkomponente auf.
Das Bild auf der photoempfindlichen Trommel 2, das durch den Entwickler 6 sichtbar gemacht ist, wird durch ein Transfergerät 10 auf ein Transfermedium 11 übertragen. Das Transfermedium 11 wird durch eine Blattzuführwalze 12 eingespeist und wird dann durch eine Ausrichtwalze 13 im Gleichlauf mit dem auf der photoempfindlichen Trommel 2 getragenen Bild dem Transfergerät 10 zugeführt. Das sichtbar gemachte Bild (Entwicklerbild), das durch das Transfergerät 10 auf das Transfermedium 11 übertragen ist, wird zusammen mit dem Transfermedium 11 einem Fixiergerät 14 zugeführt, in welchem es durch Wärme und Druck auf dem Transfermedium 11 fixiert wird, so daß es in ein dauerhaft aufgezeichnetes Bild umgesetzt wird. Andererseits wird der Entwickler 6, der auf der photoempfindlichen Trommel 2 nach dem Bildtransfer rückständig ist, d. h., der Entwickler 6, welcher während des Bildtransfers nicht übertragen ist, wird durch ein Reinigungsgerät 15 entfernt. Die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 2, die von dem Entwickler 6 gereinigt ist, wird wieder durch das Ladegerät 3 geladen, um für den nächsten Bilderzeugungsprozeß verwendet zu werden, welcher derselbe wie der vorstehend beschriebene ist.
In dem vorstehend beschriebenen elektrophotographischen Aufzeichnungsgerät ist das Entwicklungsgerät 5 in der Form einer Prozeßeinheit, so daß die Wartung vereinfacht werden kann, und auch die photoempfindliche Trommel 2, das Reinigungsgerät 15 und das Ladegerät 15 sind in eine Reinigungseinheit 16 integriert. Diese Einheiten sind in der Form einer auswechselbaren Kassette. Die vorstehend erwähnten zwei Einheiten können ferner in eine Prozeßkartusche 17 integriert werden, so daß die Wartung weiterhin vereinfacht werden kann, und heutzutage ist eine solche Prozeßkartusche 17 sehr verbreitet in Verwendung. Der für diese Type der Prozeßeinheit oder der Prozeßkartusche verwendete Entwickler ist ein magnetischer Einkomponentenentwickler, welcher keinen Träger erfordert, und daher ist ein Magnet 18 innerhalb der Entwicklungstrommel 8 angeordnet, um den Entwickler auf der Entwicklungstrommel 8 festzuhalten. Der Durchmesser der Entwicklerteilchen ist in einem Bereich von 6 um bis 9 um.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird das erste Beispiel der Ausführungsform des Entwicklungsgeräts beschrieben, das nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Eine Entwicklerklinge 20 weist eine Tragplatte 20a aus Metall auf, die an dem Speisebehälter 7 fest angeordnet ist, und ein Stück von 1 mm dickem Urethangummi 20b. Dieser Urethangummi 20b bedeckt die Entwicklungstrommel-Seitenfläche der Tragplatte 20a aus Metall, um ein Leck zwischen der Entwicklungsklinge 20 und der Entwicklungstrommel 8 zu verhindern. Der Vorderteil des Urethangummis 20b ist 150 um von der Entwicklungstrommel 8 beabstandet. Die Tragplatte 20a aus Metall ist mit einer Klingenvorspannungsquelle 22 als Spannungsanlegevorrichtung verbunden, so daß eine vorbestimmte Vorspannung an die Entwicklungsklinge 20 angelegt werden kann.
Die Entwicklungstrommel 8 ist aus einem gezogenen Aluminiumrohr erzeugt, und deren Oberfläche ist mit Tonerdeschleifmittel sandgestrahlt worden. In der Entwicklungstrommel 8 ist ein Magnet 18 angeordnet, um den magnetischen Entwickler 6 auf der Trommeloberfläche festzuhalten. Die Entwicklungstrommel 8 ist mit einer Entwicklungsvorspannungsquelle 19 verbunden, so daß eine Entwicklungsvorspannung zwischen der Entwicklungstrommel 8 und der photoempfindlichen Trommel 2 angelegt wird. Ferner sind die Entwicklungstrommel 8 und die photoempfindliche Trommel 2 so angeordnet, um einen Spalt von 300 um dazwischen zu erhalten. Die Vorgaben des Entwicklungsgeräts sind wie folgt:
Entwicklungstrommel
Oberflächenbehandlung Sandstrahlen
Außendurchmesser 15 mm
Umfangsgeschwindigkeit 50 mm/s
Entwicklungsklinge
Anordnung nahe der Trommel
Der magnetische Toner 6, der in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist ein dielektrischer, magnetischer Einkomponentenentwickler und dessen räumlicher mittlerer Teilchendurchmesser beträgt ungefähr 6 um. Gemäß den Ergebnissen eines Experiments übersteigt der Wert der Tonerladung q dieses magnetischen Toners selten 10&supmin;¹³ C, und auch der Wert der elektrostatischen Spiegelkraft F des jeweiligen Toners ging selten über 10&supmin;&sup7;. Daher konnte eine elektrische Feldstärke E, die für das Abheben des Toners von der Entwicklungstrommel 8 notwendig ist, aus der folgenden Gleichung erhalten werden:
F = q · E (F: elektrostatische Spiegelkraft, q: Tonerladungspegel, E: elektrische Feldstärke)
Daher konnte bei E = 10&sup6; V/m, was bedeutete, daß in dem Fall, wenn die Stärke eines elektrischen Schwingungsfelds ungefähr 10&sup6; V/m überstieg, die überladene Tonerschicht allein durch die Kraft des elektrischen Felds von der Entwicklungstrommel 8 abgezogen werden. Wenn das elektrische Feld weiter verstärkt wurde, begann bei ungefähr 10&sup8; V/m häufig der Verlust einzutreten.
Unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Tatsache wurde eine Entwicklungsvorspannung mit den folgenden Spezifikationen angelegt.
Gleichspannung -400 V
Wechselspannung 2 kVpp
Frequenz 2 kHz
Wellenform rechteckig
Die Klingenvorspannung war eine Gleichspannung von 0 V ohne Wechselspannungskomponente. In anderen Worten, die Entwicklungsklinge war auf Massepotential gelegt.
In dieser Ausführungsform wurde die Entwicklungsvorspannung zwischen der Entwicklungstrommel und der Entwicklungsklinge angelegt, wobei eine Kraft, welche die Entwicklungsklinge anzog, infolge des elektrischen Potentialunterschieds zwischen der Entwicklungstrommel und der Entwicklungsklinge erzeugt wurde. Demzufolge wurde die Entwicklungsklinge in Schwingung versetzt. Daher wurde der Entwickler sowohl der elektrischen Feldkraft als auch der Klingenschwingung ausgesetzt. Die Wellenform des elektrischen Felds kann jede Form aufweisen, solange sie die Schwingung und ein elektrisches Feld erzeugen kann, welches die überladene Tonerschicht in der vorstehend beschriebenen Weise entfernen kann. Z. B. kann die Klingenvorspannung eine Dreieck- oder Sägezahnwellenform aufweisen.
Die Bildqualität wurde unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen eingeschätzt, während die mittlere Oberflächenrauhheit Ra (JIS·B-0601) zwischen 0,2 um und 2,5 um verändert wurde.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle (Tabelle 1) aufgeführt. Tabelle 1
M/S: Entwicklermenge auf der Trommel
G: gut
F: praktisch problemlos
N: nicht gut
Wie aus Tabelle 1 deutlich wird, wenn M/S (auf der Entwicklungstrommel als das Entwicklertragelement aufgetragene Entwicklermenge je Flächeneinheit) nicht mehr als 0,6 mg/cm² betrug, wurde die Entwicklerschicht dünn, d. h., die absolute Entwicklermenge wurde verringert. Demzufolge wurde die Dichteunregelmäßigkeit auffällig, die durch den ungenügenden Entwicklerauftrag verursacht war. Da außerdem die Entwicklerzuführkapazität der Entwicklungstrommel zurückging, wenn die Entwicklermenge M/S auf der Trommel abnahm, konnte der Anteil des Entwicklers auf der Entwicklungstrommel, welcher in dem vorhergehenden Bilderzeugungsprozeß verbraucht war, nicht gleichmäßig aufgefüllt werden, wodurch die Neigung zur Entstehung eines Trommelphantombilds oder eines negativen Bilds vorlag.
Wenn ferner die Entwicklermenge M/S auf der Trommel 1,5 mg/cm² überschritt, wurde eine Umkehrverschleierung erzeugt. Dies war der Fall, weil die Entwicklerschicht verdickt war, die verdickte Schicht die Entwicklerteilchen daran hinderte, mit der Entwicklungsklinge und/oder der Entwicklungstrommel gleichmäßig in Kontakt zu gelangen, und demzufolge konnten sie nicht gleichmäßig geladen werden.
Die vorstehend erwähnten Ergebnisse bestätigen, daß ein zu bevorzugendes Bild erhalten werden kann, wenn die Entwicklermenge M/S auf der Trommel in einen Bereich von 0,6 mg/cm² bis 1,5 mg/cm² fällt.
Im allgemeinen wird die Entwicklermenge M/S auf der Trommel durch den Kontaktzustand der Entwicklungsklinge (in diesem Fall der Spalt zwischen der Entwicklungstrommel und der Entwicklungsklinge) und die Rauhigkeit der Oberfläche der Entwicklungstrommel reguliert. In dieser Ausführungsform wurde der Abstand zwischen der Entwicklungsklinge und der Oberfläche der Entwicklungstrommel bis zu der mechanischen Grenze verringert, um die Dicke der Entwicklerschicht zu vermindern. Dieses Verfahren allein war nicht ausreichend, um die Entwicklermenge M/S auf der Trommel genau zu steuern. Daher wurde ein Verfahren zum Einstellen der mittleren Oberflächenrauhheit Ra der Entwicklungstrommel als ein wirkungsvolles Verfahren zum genaueren Steuern der Entwicklermenge M/S auf der Trommel angewendet. In anderen Worten, die mittlere Oberflächenrauhheit Ra wurde eingestellt, in einen Bereich von 0,5 um bis 1,5 um zu fallen, so daß die Entwicklermenge M/S auf der Trommel in den vorstehend erwähnten bevorzugten M/S-Bereich fiel.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nachstehend das zweite Ausführungsbeispiel der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entwicklungsgeräts beschrieben. Eine Entwicklungsklinge 21 weist auf: eine Tragplatte 21a aus Metall, die an einem Speisebehälter 7 fest angeordnet ist, eine elektrisch leitfähige Gummischicht (EPDM, in welchem Kohlenstoff verteilt ist) 21b, welche an die Tragplatte 21a aus Metall angeklebt ist und eine Elektrode ausbildet, und eine ungefähr 50 um dicke Urethanharzschicht 21c mit hohem Widerstand, welche die Entwicklungstrommel-Seitenfläche der leitfähigen Gummischicht 21b bedeckt. Die Urethangummischicht 21c mit hohem Widerstand ist angeordnet, um ein Leck zwischen der Entwicklungsklinge 21 und der Entwicklungstrommel 8 zu verhindern. Das Vorderende der Urethanharzschicht 21c mit hohem Widerstand erstreckt sich in die Richtung, die der Drehrichtung der Entwicklungstrommel 8 entgegengesetzt ist und ist in Kontakt mit der Entwicklungstrommel 8 angeordnet. Die Tragplatte 21a aus Metall ist mit einer Klingenvorspannungsquelle 22 verbunden, so daß eine vorbestimmte Vorspannung an die Entwicklungsklinge 21 angelegt werden kann.
Die Entwicklungstrommel 8 ist aus einem gezogenen Aluminiumrohr erzeugt, und deren Oberfläche ist mit Tonerde- Schleifmittel sandgestrahlt. In der Entwicklungstrommel 8 ist ein Magnet 18 angeordnet, um den magnetischen Entwickler 6 auf der Trommeloberfläche festzuhalten. Die Entwicklungstrommel 8 ist mit einer Entwicklungsvorspannungsquelle 19 verbunden, so daß eine vorbestimmte Entwicklungsvorspannung zwischen der Entwicklungstrommel 8 und der photoempfindlichen Trommel 2 angelegt ist.
Der magnetische Toner 6 ist ein dielektrischer magnetischer Einkomponentenentwickler, welcher negativ geladen werden kann und einen räumlichen mittleren Teilchendurchmesser von ungefähr 6 um aufweist. Die Breite der Kontaktoberfläche zwischen der Entwicklungstrommel und der Entwicklungsklinge in der Drehrichtung beträgt etwa 2 mm, und der Kontaktdruck in der Längsrichtung ist auf ungefähr 20 g/cm eingestellt. Die anderen Bedingungen sind wie folgt:
Entwicklungstrommel
Oberflächenbehandlung Sandstrahlen
Außendurchmesser 15 mm
Umfangsgeschwindigkeit 50 mm/s
Entwicklungsklinge
Positionierung an Trommel angedrückt
Entwicklungsvorspannung
Gleichspannung -400 V
Wechselspannung 2 kVpp
Frequenz 2 kHz
Wellenform rechteckig
Die Klingenvorspannung ist eine Gleichspannung von 0 V, und es ist keine Wechselspannung angelegt. In anderen Worten, die Klinge ist an Masse gelegt.
Die Bildqualität wurde unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen eingeschätzt, während die mittlere Oberflächenrauhheit Ra zwischen 0,2 um und 2,5 um verändert wurde.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle (Tabelle 2) aufgeführt. Tabelle 2
M/S: Entwicklermenge auf der Trommel
G: gut
F: praktisch problemlos
N: nicht gut
Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurde bestätigt, daß in dem Fall, wenn die Entwicklermenge M/S auf der Trommel 1,5 mg/cm² war, der Grad der Umkehrverschleierung geringer als in dem Beispiel der ersten Ausführungsform war. Für dieses Ergebnis gibt es zwei Gründe. Erstens konnte der Entwickler durch die Reibung wirkungsvoll geladen werden, da die Entwicklungsklinge in Kontakt mit der Entwicklungstrommel angeordnet war. Zweitens konnte die mechanische Schwingung angelegt werden, zusätzlich zu dem schwingenden elektrischen Feld, da die Entwicklungsklinge in Kontakt mit der Entwicklungstrommel angeordnet war.
Wenn die Entwicklermenge M/S auf der Trommel nicht mehr als 0,6 mg/cm² beträgt, wurde die absolute Menge des auf der Entwicklungstrommel getragenen Entwicklers verringert. Demzufolge wurde die durch den unzureichenden Entwicklerauftrag verursachte Dichteunregelmäßigkeit deutlich sichtbar. Daher wurde ein zweiter Versuch ausgeführt, in welchem die Um fangsgeschwindigkeit der Entwicklungstrommel erhöht wurde, um die Entwicklermenge zu erhöhen, die je Zeiteinheit zugeführt wurde, so daß die Dichteunregelmäßigkeit verringert wurde. In diesem Versuch war der Aufbau des Geräts gleich dem Aufbau in dem ersten Versuch, mit der Ausnahme, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungstrommel gegenüber jener der photoempfindlichen Trommel um das 1,5-fache erhöht wurde. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle (Tabelle 3) angegeben. Tabelle 3
M/S: Entwicklermenge auf der Trommel
G: gut
F: praktisch problemlos
N: nicht gut
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich, wurde in dem Fall, wenn die Entwicklermenge M/S auf der Trommel 0,3 mg/cm² und die mittlere Oberflächenrauhheit Ra 0,2 um betrugen, dieselbe Dichteunregelmäßigkeit wie jene in den vorhergehenden Ausführungsformen beobachtet, doch wenn die Entwicklermenge M/S auf der Trommel 0,6 mg/cm² und die mittlere Oberflächenrauhheit Ra 0,5 um betrugen, war die Dichteunregelmäßigkeit im Vergleich mit dem Fall erhöht, wenn die Umfangsgeschwindig keit des Entwicklungsgeräts 50 mm/s war. Der Grund dafür ist folgender. Da die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungstrommel größer als jene der photoempfindlichen Trommel war, nahm die der photoempfindlichen Trommel zugeführte Entwicklermenge zu, was die geringe Unregelmäßigkeit des Entwicklerauftrags ausglich. Demzufolge war die Wirkung der Unregelmäßigkeit des Entwicklerauftrags weniger auffällig.
Ferner wurde bestätigt, daß selbst dann, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungstrommel auf das 1,5-fache eingestellt war, die Ergebnisse in Übereinstimmung mit allen Ergebnissen der Ausführungsbeispiele der ersten und der zweiten Ausführungsform waren, und auch die Verwendung einer Entwicklungstrommel mit einer geringen mittleren Oberflächenrauhheit Ra war wirkungsvoll, um die Dichteunregelmäßigkeit zu vermindern. Wenn jedoch die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungstrommel übermäßig erhöht wurde, verschlechterten sich die Entwicklungstrommel und der Toner schneller und es wurde auch eine große Belastung auf die Antriebsvorrichtung ausgeübt. In anderen Worten, es bestand eine Grenze gegenüber dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis der Entwicklungstrommel in bezug auf jenem der photoempfindlichen Trommel. In dieser Ausführungsform wurde ein Verhältnis des 1,5- fachen als die Grenze festgelegt.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

Nachstehend wird ein Beispiel der dritten Ausführungsform beschrieben, das nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist. Dieses Ausführungsbeispiel der Ausführungsform war dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Entwicklungstrommel mit Phenolharz, in welchem Kohlenstoff (Graphit) unter Verwendung eines Dispersionsmittels verteilt war, beschichtet war. Die anderen Strukturen waren dieselben wie jene in dem zweiten Beispiel. Das Verhältnis zwischen dem Phenolharz, dem Kohlenstoff (Graphit) und dem Dispersionsmittel war 20 : 9 : 1. Die anderen Bedingungen waren wie folgt:
Entwicklungstrommel
Oberflächenbehandlung Phenolharzbeschichtung
Außendurchmesser 15 mm
Umfangsgeschwindigkeit 1,5 · Trommelgeschwindigkeit
Entwicklungsklinge
Positionierung an Trommel angedrückt
Entwicklungsvorspannung
Gleichspannung -400 V
Wechselspannung 2 kVpp
Frequenz 2 kHz
Wellenform rechteckig
Die Klingenvorspannung war eine Gleichspannung von 0 V, und es wurde keine Wechselspannung angelegt. In anderen Worten, die Entwicklungsklinge war an Masse gelegt.
Die Bildqualität wurde unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen eingeschätzt, während die mittlere Oberflächenrauhheit Ra zwischen 0,2 um und 2,5 um verändert wurde. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle (Tabelle 4) angegeben. Tabelle 4
M/S: Entwicklermenge auf der Trommel
G: gut
F: praktisch problemlos
N: nicht gut
Wie in Tabelle 4 gezeigt, wurde bestätigt, daß in dem Fall, wenn die Entwicklermenge M/S auf der Trommel 0,6 mg/cm² und die mittlere Oberflächenrauhheit Ra 0,5 um betrugen und wenn die Entwicklermenge M/S 0,8 mg/cm² und die mittlere Oberflächenrauhheit Ra 0,8 um betrugen, das Phantombild wirkungsvoll vermindert war.
Dies hat folgende Gründe. Da die Graphitteilchen über die Oberfläche der Entwicklungstrommel dispergiert waren, wurde die elektrostatische Spiegelkraft der Entwicklungstrommel verteilt und dadurch geschwächt. Demzufolge haftete der Entwickler an der Oberfläche der Entwicklungstrommel dieser Ausführungsform weniger als an der Oberfläche der Entwicklungstrommel aus Aluminium.
Daraus kann gefolgert werden, daß die Entwicklungstrommel, die mit dem Phenolharz beschichtet ist, in welchem Kohlenstoff (Graphit) unter Verwendung des Dispersionsmittels dispergiert ist, gegen die nachteilige Beeinflussung der Oberfläche beständiger als die glatte Aluminiumoberfläche der Entwicklungstrommel ist.
Die vorstehend erwähnten Ergebnisse bestätigten, daß das bevorzugte Bild erhalten wurde, wenn die Entwicklermenge M/S auf der Trommel in einem Bereich von nicht weniger als 0,6 mg/cm² und nicht mehr als 1,5 mg/cm² war.

AUSFÜHRUNGSFORM 4

Nachstehend wird die Tonerbewegung in bezug auf ein Ausführungsbeispiel einer vierten Ausführungsform ausführlich beschrieben.
Eine elastische Klinge 34 des in Fig. 4 gezeigten Entwicklungsgeräts weist einen elastischen Klingenfuß 34b aus dielektrischem Material, wie z. B. Urethan, eine Elektrode 34a aus elektrisch leitfähigem Material, wie z. B. Nylon, in welchem Kohlenstoff dispergiert ist, und eine Hochwiderstandsschicht 34c aus Urethanharz oder dergleichen auf. Die Elektrode 34a ist auf dem elastischen Klingenfuß 34b angeordnet. Der elastische Klingenfuß 34b ist mit der Hochwiderstandsschicht 34c bedeckt, vollständig oder mindestens auf der Seitenfläche der Entwicklungstrommel 33. Die elastische Klinge 34 ist in Kontakt mit der Entwicklungstrommel 33 angeordnet und erstreckt sich in die Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Entwicklungstrommel 33.
Ferner ist die Elektrode 34a mit einer Vorspannungsquelle 46 verbunden, so daß eine vorbestimmte Klingenvorspannung angelegt werden kann. Die Hochwiderstandsschicht 34c der elastischen Klinge 34 ist angeordnet, um ein Leck zwischen der Elektrode 4a und der Entwicklungstrommel 33 zu verhindern.
Mit dem vorstehend erwähnten Aufbau wird ein elektrisches Wechselfeld zwischen der Elektrode 34a und der Entwicklungstrommel 33 durch die Klingenvorspannung von einer Energiequelle 46 erzeugt, wodurch der geladene Toner innerhalb dieses Bereichs durch eine Kraft beeinflußt wird, die proportional der Stärke dieses elektrischen Wechselfelds ist. Wenn diese Kraft des elektrischen Wechselfelds die elektrostatische Spiegelkraft übersteigt, die zwischen dem überladenen Toner und der elastischen Klinge 34 und zwischen dem überladenen Toner und der Entwicklungstrommel 33 wirksam ist, wird die Tonerschicht, welche die elastische Klinge 34 bedeckt, abgehoben, wenn die Richtung es elektrischen Wechselfelds E gegenüber der in Fig. 5 gezeigten Richtung zu der in Fig. 6 gezeigten Richtung umgekehrt, d. h., wenn sie von der Entwicklungstrommel 33 zu der elastischen Klinge 34 gerichtet ist. Die abgehobene Tonerschicht wird wegtransportiert, da sich die Entwicklungstrommel 33 dreht. Demzufolge wird der Kontaktfehler zwischen der neuen Tonerzuführung und der Entwicklungstrommel 33 und/oder zwischen der neuen Tonerzuführung und der elastischen Klinge 34, verursacht durch diese Schicht von überladenem Toner, zusammen mit den nachteiligen Wirkungen der Reibungsladung innerhalb des Toners ausgeschlossen. Daher wird der Umkehrtoner ebenfalls vermindert, während der Tonerladewirkungsgrad erhöht wird.
Insbesondere auf der Abgangsseite des Bereichs, in welchem die elastische Klinge 34 und die Entwicklungstrommel 33 einander reiben, bewegt sich der Toner 36 als Reaktion auf das elektrische Wechselfeld hin und her, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Auf der Abgangsseite dieses Bereichs wird nicht nur die Tonerschicht abgehoben, welche die elastische Klinge 34 und/oder die Entwicklungstrommel 33 bedeckt, sondern auch die Tonerteilchen von der abgehobenen Tonerschicht fliegen hin und her. Demzufolge werden die Schicht des überladenen Toners und die Tonerkette, die durch die Magnetkraft erzeugt wird, gelockert und ausreichend durchmischt. Dieses Durchmischen ist wirkungsvoll, um im wesentlichen die ungleichmäßige Ladung auszuschließen und auch, um die Ungleichmäßigkeit des Auftrags auszugleichen, die durch Fremdstoffe zwischen der elastischen Klinge 34 und der Entwicklungstrommel 33 verursacht ist.
Überflüssig zu sagen, wenn eine Regelung so ausgeführt wird, daß das vorstehend erwähnte elektrische Wechselfeld während der Drehung der Entwicklungstrommel 33 ständig einwirkt, wird die Tonerschicht, welche andererseits die elastische Klinge 34 und/oder die Entwicklungstrommel 33 bedecken könnte, nicht erzeugt, und daher tritt das vorstehend beschriebene Problem nicht auf. Wenn ferner eine überlagerte Spannung, bestehend aus einer Gleichspannung und einer Wechselspannung, an die Elektrode 34a angelegt ist, bewegt sich nicht nur der Toner hin und her, sondern auch die zu der Gleichstromkomponente der an die Elektrode 34a angelegten Vorspannung gleichnamige Ladung wird in den Toner injiziert, der auf der Entwicklungstrommel getragen wird, wodurch der Toner geladen wird. Demzufolge kann der Toner auf einen vorbestimmten Pegel geladen werden, um das Bild hoher Qualität zu erhalten, das kein Phantombild, keine Verschleierung und keine Dichteungleichmäßigkeit aufweist.
Nachstehend wird ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel der Ausführungsform wird mehr als die anderen bevorzugt.

AUSFÜHRUNGSFORM 5

Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bilderzeugungsgeräts, und Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Ansicht des wesentlichen Abschnitts des Entwicklungsgeräts innerhalb des in Fig. 8 gezeigten Bilderzeugungsgeräts.
In dem Entwicklungsgerät 35a dieser in Fig. 3 und Fig. 9 gezeigten Ausführungsform weist eine elastische Klinge 34 einen elastischen Klingenfuß 34b aus dielektrischem Material, wie z. B. Urethan, eine Elektrode 34 aus elektrisch leitfähigem Material, wie z. B. Nylon, in welchem Kohlenstoff dispergiert ist, und eine Hochwiderstandsschicht 34c aus Urethanharz oder dergleichen auf. Die Elektrode 34a ist auf dem elastischen Klingenfuß 34b angeordnet. Der elastische Klingenfuß 34b ist mit der Hochwiderstandsschicht 34c bedeckt, vollständig oder mindestens auf der Seitenfläche der Entwicklungstrommel 33. Die elastische Klinge 34 ist unter Verwendung eines Tragelements 34d an dem Entwicklerbehälter fest angeordnet und ist in Kontakt mit der Entwicklungstrommel 33 angeordnet, wobei sie sich in die Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Entwicklungstrommel 33 erstreckt. Sie kann in Kontakt mit der Entwicklungstrommel 33 so angeordnet werden, daß sie sich in derselben Richtung wie die Drehrichtung der Entwicklungstrommel 33 erstreckt.
Ferner ist eine Klingenvorspannungsquelle 46 mit der Elektrode 34a verbunden, die auf der elastischen Klinge 34 angeordnet ist, und die Elektrode 4a weist eine Breite w in bezug auf die Richtung rechtwinklig zu der Längsrichtung der elastischen Klinge 34 auf, die sich in die Längsrichtung der elastischen Klinge 34 erstreckt, wie durch die Draufsicht in Fig. 10 gezeigt ist, so daß die Schwingspannung von der Energiequelle 46 entlang der Längsrichtung (der Richtung parallel zu der Axialrichtung der Entwicklungstrommel 33) der elastischen Klinge 34 gleichmäßig angelegt werden kann. Erfindungsgemäß ist die Breite w dieser Elektrode 4a in einem Bereich von nicht weniger als 0,3 mm und nicht mehr als 2,0 mm.
Der magnetische Toner 6 dieses Ausführungsbeispiels der Ausführungsform war ein negativ ladbarer, magnetischer Einkomponentenentwickler und dessen Teilchendurchmesser betrug ungefähr 6 im. Die Spezifikationen der Entwicklungsvorspannung, die an die Entwicklungstrommel 33 angelegt wurde, war wie folgt:
Gleichspannung: Vdc = -400 V
Wechselspannung: Rechteckwelle,
Amplitude Vac = 1,6 kVpp
Frequenz = 1800 Hz.
Es wurde auch eine Klingenvorspannung mit den folgenden Spezifikationen an die Elektrode 4a unter Konstantspannungsregelung angelegt, so daß deren Phase zu jener der Entwicklungstrommel umgekehrt war:
Gleichspannung: Vdc = -600 V
Wechselspannung: Sinuswelle
Amplitude Vac = 800 Vpp
Frequenz = 1800 Hz.
Bei der vorstehend erwähnten Einstellung bewegen sich die Tonerteilchen 36 in der Tonerschicht auf der Entwicklungstrommel 33 zwischen der elastischen Klinge 34 und der Entwicklungstrommel 33 hin und her, wodurch sie durchmischt werden. Dadurch wird verhindert, daß der Toner ungleichmäßig geladen wird, ungleichmäßig aufgetragen wird und/oder mit der umgekehrten Polarität geladen wird.
Wenn in dieser Ausführungsform die Breite der Elektrode 34a 1 mm beträgt, ist ein Strom I, welcher zwischen der Elektrode 34a und der Entwicklungstrommel 33 fließt:
I = (Vpp · πfC)/21/2
C ist die elektrostatische Kapazität zwischen der Elektrode 34a und der Entwicklungstrommel 33,
C = · (L · w/r)
( : dielektrischer Koeffizient, L: Länge der Elektrode 4a, w: Breite der Elektrode 4a, r: Dicke der Tonerschicht).
In dieser Ausführungsform:
= 8,85 · 10&supmin;¹² F · m&supmin;¹,
L = 216 mm,
w = 1 mm,
r = 100 um.
Daher beträgt der Strom I, welcher zwischen der Elektrode 4a und der Entwicklungstrommel 33 fließt:
I ÷ 180 uA.
Wenn im Gegensatz dazu die Breite der Elektrode 4a 10 mm beträgt, ist der Strom I, welcher zwischen der Elektrode 4a und der Entwicklungstrommel 33 fließt:
I ÷ 1,8 mA.
In anderen Worten, ein größerer Strom fließt, im Vergleich zu dem Fall, wenn die Breite der Elektrode 4a 1 mm beträgt.
Da die Breite der Elektrode 4a, die in dieser Ausführungsform auf der elastischen Klinge 34 angeordnet ist, auf nicht mehr als 2 mm eingestellt ist, ist die elektrostatische Kapazität zwischen der Elektrode 4a und der Entwicklungstrommel 33 ziemlich klein, verglichen mit dem Fall, wenn die Breite der Elektrode 34a größer ist. Daher kann der Strom, welcher zwischen der Elektrode 34a und der Entwicklungstrommel 33 fließt, klein gehalten werden, wodurch nur eine Energiequelle 46 geringer Größe erforderlich ist, wobei die Kosten verringert werden.
In bezug auf die vorstehend beschriebene Situation nimmt durch Ausbildung der Breite w der Elektrode 4a größer als 2 mm der Energieverbrauch zu, vergrößert aber nicht die Durchmischungswirkung so sehr, da die Breite des Reibungsbereichs zwischen der Entwicklungstrommel 33 und der elastischen Klinge 34 noch ungefähr 2 mm beträgt. Wenn ferner die Breite w der Elektrode 4a kleiner als 0,3 mm ausgebildet wird, ist es schwierig, die Elektrode 4a auf der elastischen Klinge 34 sachgemäß anzuordnen. Daher wird die Herstellungseffektivität des Entwicklungsgeräts geringer, was zu einem Anstieg der Produktionskosten führt.
Daher wird in diesem Ausführungsbeispiel der Ausführungsform die Breite der Elektrode 34a, die auf der elastischen Klinge 34 angeordnet ist, in einem Bereich von nicht weniger als 0,3 mm und nicht mehr als 2 mm eingestellt. Eine solche Anordnung macht es möglich, die Herstellungskosten zu senken, während der Energieverbrauch verringert wird, welcher eintritt, wenn die Klingenvorspannung an die Elektrode 4a angelegt ist.

AUSFÜHRUNGSFORM 6

Fig. 11 zeigt eine schematische Schnittansicht eines anderen Beispiels der Ausführungsform des Entwicklungsgeräts, das nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ist. In diesem Beispiel der Ausführungsform weist eine elastische Klinge 34 einen Klingenfuß 34b, eine Elektrode 34a und eine Hochwider standsschicht 4c auf. Die Elektrode 34a ist in dem Klingenfuß 34b eingebettet, und der Klingenfuß 34b ist durch die Hochwiderstandsschicht 4c bedeckt, mindestens auf der Seitenfläche der Entwicklungstrommel 33. Der Klingenfuß 34b dieses Beispiels der Ausführungsform ist aus Hydringummi hergestellt. Die anderen Strukturen sind grundlegend dieselben wie jene des Ausführungsbeispiels der fünften Ausführungsform. Wenn die alphanumerischen Bezugszeichen, die in der Fig. 11 angegeben sind, dieselben wie jene in Fig. 8 und Fig. 9 sind, betreffen sie dieselben Komponenten.
Der Hydringummi, der für den vorstehend erwähnten elastischen Klingenfuß 34b verwendet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß sich dessen Widerstandswert (Volumenwiderstand) als Reaktion auf die Umgebung ändert, in welcher er verwendet wird (äußere Umgebung), wie in Fig. 12 gezeigt ist. D. h., der Hydringummi erhöht seinen Widerstandswert in einer Umgebung mit niedriger Feuchtigkeit, und dessen Widerstandswert nimmt in einer Umgebung hoher Feuchtigkeit ab.
Ein Stromkreis, welcher in der Grenzfläche zwischen der elastischen Klinge 34 und der Entwicklungstrommel 33 in dieser Ausführungsform erzeugt ist, wenn dieselbe Entwicklungsvorspannung und Klingenvorspannung wie in dem Ausführungsbeispiel der fünften Ausführungsform angelegt sind, wird als elektrisch gleichwertig zu der in Fig. 6 gezeigten Schaltung angesehen.
Unter der Annahme, daß der Abstand zwischen der Elektrode 34a der elastischen Klinge 34 und der Widerstandsschicht 34c 1 mm beträgt, die Dicke der Widerstandsschicht 34c 50 um ist, die Dicke der dünnen Tonerschicht 100 um ist und der Rest der Bedingungen gleich jenen des Ausführungsbeispiels der fünften Ausführungsform sind, ist eine maximale Spannung Vmax, die zwischen der Elektrode 34a und der Entwicklungstrommel 33 in einer Umgebung niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit (L/L) von 15ºC/10% rel. Feuchtigkeit anliegt:
Vmax (L/L) ÷ 2,1 · 10&sup6; V/Cm
und bei einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (H/H) von 32,5ºC/85% rel. Feuchtigkeit:
Vmax (H/H) ÷ 1,97 · 10&sup7; V/Cm.
Der angemessene Bereich für den Wert Emax der maximalen Spannung, welche ausreichende Mischwirkungen ergibt, ohne ein Leck durch die elastische Klinge 34 zu verursachen, beträgt:
10&sup6; V/cm < Emax < 10&sup8; V/cm.
Die maximale Spannung Vmax, die zwischen der Elektrode 4a und der Entwicklungstrommel 33 unter den Bedingungen dieses Beispiels der Ausführungsform wirkt, fällt in diesen angemessenen Bereich.
In diesem Beispiel der Ausführungsform ist die Schwingspannung, die an der elastischen Klinge 34 anliegt, konstantspannungsgeregelt. Wenn daher die maximale Spannung, die zwischen der Elektrode 34a und der Entwicklungstrommel wirkt, groß ist, wird die Ladung erhöht, die in der Oberflächenschicht der Tonerschicht der Entwicklungstrommel 33 hervorgerufen wird, und wenn die maximale Spannung, die zwischen der Elektrode 34a und der Entwicklungstrommel 33 wirkt, gering ist, wird die Ladung unterdrückt, die in der Oberflächenschicht der Tonerschicht auf der Entwicklungstrommel 33 hervorgerufen wird.
Anschließend wird die Ladung unterdrückt, die von der elastischen Klinge 34 auf den Toner in der Oberflächenschicht der Tonerschicht auf der Entwicklungstrommel 33 in der Umgebung niedriger Feuchtigkeit hervorgerufen wird, und wird in der Umgebung mit hoher Feuchtigkeit erhöht. Somit tritt nicht ein, daß der Toner in der Umgebung niedriger Feuchtigkeit überladen wird oder daß der Toner in der Umgebung hoher Feuchtigkeit unzureichend geladen wird. In anderen Worten, der Toner kann auf ein zweckentsprechendes Niveau geladen werden.
Wie vorstehend beschrieben, konnte in diesem Beispiel der Ausführungsform der Toner auf ein zweckentsprechendes Niveau geladen werden, unabhängig von den Umgebungsänderungen. Demzufolge kann selbst dann, nachdem das Gerät für eine lange Zeit fortgesetzt verwendet wird, das bevorzugte Bild, d. h. ein Bild ohne Dichteverschlechterung, erhalten werden.
Das Material für den vorstehend erwähnten elastischen Klingenfuß 34b ist nicht auf Hydringummi begrenzt, statt dessen kann jedes Material verwendet werden, solange es einen angemessenen Grad der Änderung des Widerstandswerts als Reaktion auf die Umgebungsänderungen zeigt. Z. B. kann Material, wie z. B. Urethan, NBR, EPDM oder dergleichen verwendet werden, nachdem dessen Widerstandswert durch Dispergieren von Kohlenstoff oder dergleichen in diesem abgeglichen ist.
Die Polarität der Gleichstromkomponente der Vorspannung, die an die Elektrode 4a angelegt wird, kann entweder positiv oder negativ sein. Auch die Wellenform der Wechselstromkomponente ist optional. Sie kann eine Sinuswelle, eine Rechteckwelle, eine Dreieckwelle oder dergleichen sein. Sie kann in der Form einer Impulswelle sein. Im wesentlichen ist jede Wellenform geeignet, solange die Wellenform eine Schwingungskomponente enthält.
Die Anordnung der Elektrode 34a ist nicht auf Positionen innerhalb des elastischen Klingenfußes 34b begrenzt. Jede Position genügt, solange sie derart ist, daß der elastische Klingenfuß 34b zwischen der Entwicklungstrommel 33 und der Elektrode 34a angeordnet ist. Z. B. kann die Elektrode 34b an der Rückfläche der elastischen Klinge 34 angeordnet werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 7

Fig. 14 zeigt eine schematische Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Entwicklungsgeräts. In dieser Ausführungsform ist ein Entwicklungsgerät 5A innerhalb einer Prozeßkartusche angeordnet, welche ferner eine photoempfindliche Trommel 31, eine Primärladewalze 32, eine Reinigungsklinge 37 oder dergleichen aufweist, und kann in der Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts auswechselbar angeordnet werden. In Fig. 14 bezeichnet ein Bezugszeichen 38 einen Verlusttonerbehälter zum Sammeln des Toners, der wiedergewonnen wird, wenn die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 31 mit der Reinigungsklinge 37 gereinigt wird, und dieser Verlusttonerbehälter 38 ist ebenfalls in die Prozeßkartusche integriert.
Der Aufbau des Entwicklungsgeräts 35A ist gleich dem des Ausführungsbeispiels der fünften Ausführungsform, und dessen Komponenten, die mit denselben alphanumerischen Bezugszeichen bezeichnet sind, wie jene in Fig. 9 verwendeten, sind die gleichen Komponenten wie jene in dem Ausführungsbeispiel der fünften Ausführungsform.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel der Ausführungsform kann der elastische Klingenfuß 34b aus einem Material erzeugt werden, welches seinen Widerstandswert als Reaktion auf die Feuchtigkeit ändert, und dann kann eine Klingenvorspannung, die eine Schwingkomponente aufweist, unter der Konstantspannungsregelung angelegt werden.
Somit wird es möglich, eine kleine und einfache Prozeßkartusche zu schaffen, welche durch langzeitigen Gebrauch oder die Umgebung, in welcher sie verwendet wird, nicht beeinflußt wird.
In der vorstehend beschriebenen Prozeßkartusche ist das Entwicklungsgerät 34A zusammen mit der Primärladewalze 32, der Reinigungsklinge 37 oder dergleichen in einer Einzeleinheit integriert, doch die Gestaltung der Kartusche ist nicht auf diesen Aufbau begrenzt. Sie kann jedem Design entsprechen, solange sie mindestens das Entwicklungsgerät aufweist und zuläßt, daß die Kartusche in der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgeräts auswechselbar angeordnet werden kann.

Claims

1. Entwicklungsgerät, das aufweist:

- einen Entwicklerträger (8; 33) zum Tragen eines mit einer vorbestimmten Polarität aufgeladenen Entwicklers in einen Entwicklungsbereich, der durch Gegenüberlage zu einem Bildtragelement (2) zum Tragen eines elektrostatischen Bilds erzeugt wird, und

- einen Entwicklerschichtregulierer (21; 34) zum Regulieren einer Entwicklermenge, die auf den Entwicklerträger (8; 33) aufzutragen ist, wobei der Entwicklerschichtregulierer (21; 34) an den Entwicklerträger (8) elastisch angedrückt wird, und eine Oberflächenschicht (21c; 34c) zum triboelektrischen Aufladen des Entwicklers mit der vorbestimmten Polarität aufweist,

gekennzeichnet durch

- eine Elektrofelderzeugungsvorrichtung (19, 22; 45, 46) zum Erzeugen eines schwingenden elektrischen Felds zwischen dem Entwicklerträger (8; 33) und dem Entwicklerschichtregulierer (21; 34), und

wobei die auf dem Entwicklerträger (8; 33) aufzutragende Entwicklermenge durch den Entwicklerschichtregulierer (21; 34) zwischen 0,6 mg/cm² und 1,5 mg/cm² reguliert wird.

2. Entwicklungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Entwickler ein Einkomponententoner ist.

3. Entwicklungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Entwickler ein magnetischer Einkomponententoner ist.

4. Entwicklungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberflächenschicht eine Gummischicht ist.

5. Entwicklungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die maximale elektrische Feldstärke, die zwischen dem Entwicklerschichtregulierer und dem Entwicklerträger erzeugt ist, 106 V/m bis 108 V/m beträgt.

6. Entwicklungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Elektrofelderzeugungsvorrichtung ein elektrisches Feld erzeugt, welches den Kontakt zwischen dem Entwickler vom Entwicklerträger und dem Entwicklerschichtregulierer begünstigt.

7. Entwicklungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Entwicklerschichtregulierer entweder eine elektrisch leitfähige, mit Masse verbundene Schicht oder eine elektrisch leitfähige Schicht, an welche eine Vorspannung angelegt ist, aufweist.

8. Entwicklungsgerät gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mittlere Oberflächenrauhheit Ra des Entwicklerträgers nicht kleiner als 0,5 um und nicht größer als 1,5 um ist.

9. Entwicklungsgerät, das aufweist:

- einen Entwicklerschichtregulierer (21; 34) zum Regulieren der Dicke der Entwicklerschicht, die auf dem Entwicklerträger (8; 33) getragen wird, wobei der Entwicklerschichtregulierer (21; 34) an den Entwicklerträger (8; 33) elastisch angedrückt wird und der Entwickler mit der vorbestimmten Polarität triboelektrisch aufgeladen wird,

gekennzeichnet durch

- eine Elektrofelderzeugungsvorrichtung (19, 22; 45, 46), welche ein schwingendes elektrisches Felds zwischen dem Entwicklerträger (8; 33) und einer Elektrode erzeugt, wobei der Entwicklerschichtregulierer (21; 34) eine Gummischicht und die Elektrode aufweist, die in die Gummischicht eingebettet ist, und die Breite der Elektrode in der Bewegungsrichtung des Entwicklerträgers zwischen 0,3 mm und 2,0 mm beträgt.

10. Entwicklungsgerät gemäß Anspruch 9, wobei der Entwickler ein Einkomponententoner ist.

11. Entwicklungsgerät gemäß Anspruch 10, wobei der Entwickler ein magnetischer Einkomponententoner ist.

12. Entwicklungsgerät gemäß Anspruch 9, 10 oder 11, wobei der Entwicklerschichtregulierer an den Entwicklerträger elastisch angedrückt wird.

13. Entwicklungsgerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Elektrode aus elektrisch leitfähigem Gummi erzeugt ist.

14. Entwicklungsgerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die maximale elektrische Feldstärke, die zwischen dem Entwicklerschichtregulierer und dem Entwicklerträger erzeugt ist, zwischen 10&sup6; V/m bis 10&sup8; V/m beträgt.

15. Entwicklungsgerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Elektrofelderzeugungsvorrichtung ein elektrisches Feld erzeugt, welches den Kontakt zwischen dem Entwickler vom Entwicklerträger und dem Entwicklerschichtregulierer begünstigt.

16. Entwicklungsgerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Elektrofelderzeugungsvorrichtung die Elektrode an Masse legt.

17. Entwicklungsgerät gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Elektrofelderzeugungsvorrichtung eine Vorspannung an die Elektrode anlegt.