DE10007122B4

DE10007122B4 - Tonträger und Bilderzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10007122B4
Application number: DE10007122A
Authority: DE
Inventors: Sadaaki Kawasaki Yoshida; Michiaki Tsurumi Ito
Original assignee: Fujitsu Ltd; Hokushin Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd; Synztec Co Ltd
Priority date: 1999-06-29
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: CN1134709C; DE10007122A1; CN1279412A; US6314263B1; JP2001013776A

Abstract

Es wird ein Tonerträger vorgesehen, der in einer Bilderzeugungsvorrichtung enthalten ist, bei der der elektrische Widerstand zwischen einem Schaft des Tonerträgers und einer Oberfläche, die den Schaft bedeckt, in Abhängigkeit von der Polarität der Spannung, die zwischen dem Schaft und der Oberfläche angewendet wird, verschieden ist. Dadurch wird eine Widerstandscharakteristik erhalten, die einen Widerstand hat, der einen vorgeschriebenen Strom von der Schaftseite zu der Oberflächenseite fließen läßt und das Fließen eines Stromes von der Oberflächenseite zu der Schaftseite erschwert. Dadurch wird verhindert, daß von der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel ein Leckstrom empfangen wird. Der Aufladebetrag des Toners fällt deshalb nicht ab, und ein vorgeschriebener Aufladebetrag kann beibehalten werden, mit der Bedeutung, daß kein Nebel der Bildhintergrundoberfläche auftritt. Da keine Spannungsabhängigkeit auf der Tonerträgeroberfläche von der Schaftseite vorhanden ist, kann des weiteren eine stabile Bilddichte erreicht werden, wodurch eine hohe Bildqualität erhalten werden kann.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tonerträger (im folgenden als Entwicklungsrolle bezeichnet) und eine Bilderzeugungsvorrichtung, die eine nichtmagnetische Einkomponentenentwicklungsvorrichtung hat, die ein elektrostatisches latentes Bild, das auf einem Halter eines elektrostatischen latenten Bildes (im folgenden als fotoempfindliche Trommel bezeichnet) gebildet ist, unter Verwendung dieses Tonerträgers sichtbar macht.

In den letzten Jahren werden einhergehend mit dem Fortschritt der Büroautomatisierung elektrofotografische Bilderzeugungsvorrichtungen wie z. B. Computerausgabeterminalvorrichtungen, Faksimilemaschinen und Fotokopierer verbreitet eingesetzt. In solchen Vorrichtungen wird eine fotoempfindliche Trommel durch einen Lader aufgeladen, und auf der fotoempfindlichen Trommel wird durch Lichteinwirkung ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt. Dann wird Toner (Entwickler), der gesteuert wird, um auf der Entwicklungsrolle eine gleichförmige Dicke zu haben, auf einem elektrostatischen latenten Bild auf der fotoempfindlichen Trommel elektrisch zum Haften gebracht, wodurch das Bild entwickelt wird, das dann auf Aufzeichnungspapier übertragen und fixiert wird. Nach der Übertragung wird der Resttoner auf der fotoempfindlichen Trommel, der nicht übertragen wurde, durch einen Reiniger zurückgewonnen, und Vorbereitungen für das nächste Drucken werden getroffen.

Bei diesem Prozeß wird der zurückgewonnene Resttoner zu verbrauchtem Toner, und er wird in einer Aufnahmebox aufgenommen, bevor er einer Entsorgungsbehandlung unterzogen wird; da der verbrauchte Toner jedoch ein Pulver ist, stellt diese Entsorgungsbehandlung ein Problem dar. Unter dem Gesichtspunkt der laufenden Kosten und des Umweltschutzes ist es deshalb wünschenswert, den verbrauchten Toner aufzubrauchen oder zum Rezirkulieren au verwenden. Der Resttoner auf der fotoempfindlichen Trommel nach der Übertragung unterliegt jedoch einer Veränderung der Tonerqualität, wie zum Beispiel der Tonerpartikelgröße, des Gehaltes an externen Zusätzen und der Haftcharakteristiken, und dadurch kann ein Scheitern des elektrischen Ladens oder ein nichtgleichförmiges elektrisches Laden verursacht werden.

Da ferner während der Übertragung das Papier mit der fotoempfindlichen Trommel in Kontakt ist oder in ihrer Nähe ist, setzt sich Staub, wie etwa Papierstaub, auf der fotoempfindlichen Trommel fest, und er wird auf dieselbe Weise wie der Resttoner durch den Reiniger zurückgewonnen; Toner, der zu der Entwicklungsvorrichtung zurückgeführt wird, erfährt deshalb eine gravierende Wertminderung, durch die ein Wiederaufladen erschwert wird, was zu solchen Problemen wie einem niedrigen Grad des Aufladens führt, wodurch eine Verunreinigung, d. h., der sogenannte "Nebel" (im folgenden als "Nebel" bezeichnet) im Bildhintergrund entsteht. Eine Wiederverwendung ist deshalb schwierig.

Entwicklungsverfahren, die in solch einer Vorrichtung zum Einsatz kommen, enthalten: das Einkomponentenentwicklungsverfahren, bei dem nur Toner verwendet wird, der nichtmagnetischen Einkomponentenentwickler darstellt, und das Zweikomponentenentwicklungsverfahren, bei dem zusätzlich zu dem Toner ein Träger verwendet wird. Das Einkomponentenentwicklungsverfahren hat den Vorteil, daß die Konstruktion der Bilderzeugungsvorrichtung vereinfacht wird, da hinsichtlich der Trägerverschlechterung oder des Mischverhältnisses von Träger und Toner mit keiner besonderen Sorgfalt vorgegangen zu werden braucht, da kein Träger eingesetzt wird.

Ferner wird in dem Fall, wenn das Einkomponentenentwicklungsverfahren verwendet wird, im Gegensatz zu dem Fall, wenn auf einer magnetischen Rolle eine Adhäsion durch den Einsatz eines Entwicklungsagens bewirkt wird, das ein Gemisch aus Träger und Toner wie bei dem Zweikomponentenentwicklungsverfahren umfaßt, da bei dem Einkomponentenentwicklungsagens kein Träger zum Einsatz kommt, eine Adhäsion durch das Übertragen von Ladung auf der Entwicklungsrolle durch zwingendes Aufladen des Entwicklungsagens bewirkt.

Um dies zu erreichen, wird Toner mit einem vergleichsweise hohen spezifischen Durchgangswiderstand verwendet; falls zum Beispiel Toner von 10¹⁰ bis 10¹³ Ω·cm verwendet wird, ist es erforderlich, diesen zwingend auf die vorgeschriebene Polarität aufzuladen. Eine wohlbekannte herkömmliche Anordnung, um dies zu erreichen, ist das Übertragen einer Reibungsaufladungsladung auf den Toner durch ein Reibungsladungsglied. Als Reibungsladungsglied wird im Falle eines Tonerschichtdickenregulierblattes zum Beispiel ein Blatt verwendet, dessen vorderes Ende aus einem Reibungsladungsglied gebildet ist, das zum Beispiel aus Silikongummi oder Polyurethan ist; im Falle einer Rolle, durch die Toner zugeführt und zurückgewonnen wird, wird zum Beispiel eine Rolle eingesetzt, die aus einem Reibungsladungsglied zum Beispiel aus leitfähigem Silikonschwamm oder Polyurethanschwamm ist. Und unter Verwendung einer Entwicklungsrolle, die mit beiden Gliedern in Kontakt ist, kann eine Reibungsaufladung des Toners mit einer Konstruktion von optimaler Einfachheit und mit niedrigen Kasten erreicht werden.

Probleme bei der Anwendung solch einer herkömmlichen Entwicklungsrolle sind unten beschrieben. Bei dem Kontaktentwicklungsverfahren wird die Rolle, um eine Effektivität der Entwicklungselektrode und eine Effektivität der Entwicklungsvorspannung zu erreichen, mit einer leitfähigen elastischen Schicht auf dem Umfang ihres Schaftes versehen, und es ist wünschenswert, falls erforderlich, eine Vorspannung auf sie anzuwenden. Jedoch wird durch das Hinzufügen von Plastifizierungsmitteln und/oder von Weichmachern, etc., um den vorgeschriebenen Widerstand und/oder die Härte zu erreichen, eine Umgebungsveränderung (im besonderen ein Temperaturanstieg), etc., hervorgerufen, und das Phänomen eines Ausblutens dieser Zusätze tritt auf, wodurch eine Verunreinigung der fotoempfindlichen Trommel bewirkt wird.

Wenn eine leitfähige elastische Schicht wie etwa aus Gummi auf der Entwicklungsrolle gebildet wird, ergibt sich somit das Problem, daß auf der bedruckten Oberfläche durch Verunreinigung der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel auf Grund der Migration des Weichmacheragens, etc., von der leitfähigen elastischen Schicht zu der fotoempfindlichen Trommel ein Bildverlust verursacht wird. Um die Verunreinigung der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel zu verhindern, ist es deshalb erforderlich, einen Film vorzusehen, der aus einem Glied gebildet ist, das die Oberfläche der leitfähigen elastischen Schicht nicht verunreinigt, um eine Verunreinigung der fotoempfindlichen Trommeloberfläche zu verhindern.

Um dieses Problem zu lösen, ist die Verwendung von Oberflächenfilmen für das Glied der leitfähigen elastischen Schicht bekannt, die aus einem Harzüberzug gebildet sind. Bei einem Harzfilm ergeben sich jedoch die Probleme, daß die Vorrichtung unbrauchbar werden kann, falls ein Abschälen auftritt, falls eine schlechte Adhäsion mit der elastischen Schicht vorhanden ist und/oder die Abriebbeständigkeit von Gummi, etc., schlecht ist. Falls weiterhin eine harte Harzschicht zum Beispiel durch den Zusatz von leitfähigem Kohlenstoff gebildet wird, wird der Toner durch die Reibungswärme geschmolzen, mit dem Resultat, daß er auf der Oberfläche des Entwicklungsblattes schmilzt oder daß auf Grund seiner Haftung an der Oberfläche der Entwicklungsrolle eine Filmbildung auftritt.

Ferner hat der Harzfilm der Entwicklungsrolle die Funktion eines Reibungsaufladungsgliedes, und auf Grund der Wechselwirkung mit dem Toner kann dies zum Beispiel hinsichtlich der Aufladungspolarität und/oder des Reibungskoef fizienten, etc., zu Toner mit umgekehrter Ladungspolarität oder zu ungeladenem Toner oder nicht gleichförmig geladenem Toner führen, woraus sich Probleme des Nebels ergeben.

Auf Grund der verschiedenen Wasserabsorptionscharakteristiken von Harzgliedern können ferner beträchtliche Schwankungen des elektrischen Widerstandes in Abhängigkeit von der Umgebung vorhanden sein. Das heißt, da der Wider, stand bei niedriger Temperatur im Vergleich zu normaler Temperatur und bei niedriger Feuchtigkeit hoch wird und im Gegensatz dazu bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit abnimmt, wird der Aufladebetrag des Toners bei niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit auch hoch und nimmt bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ab. Falls deshalb der Aufladebetrag des Toners viel höher als der vorgeschriebene Aufladebetrag wird, wird dann das elektrostatische latente Bild mit einer kleineren Tonermenge sichtbar gemacht, die einen Abfall der Dichte bewirkt; falls der Aufladebetrag des Toners viel niedriger als der vorgeschriebene Aufladebetrag ist, führt das zu dem Problem des Nebels im Bildhintergrund. Falls weiterhin die Verteilung des Aufladebetrags unter den Tonerpartikeln ausgeweitet wird, ist das Problem zu verzeichnen, daß solch ein Abfall der Dichte oder der Nebel noch verschlimmert wird.

Deshalb gibt es einen geeigneten Ladebetrag für den Toner, und Probleme ergeben sich, falls er höher oder niedriger als dieser ist. Weiterhin ist es wichtig, daß die Verteilung der Tonerpartikel eng sein sollte. Um auf stabile Weise eine hohe Bildqualität vorzusehen, ist es ferner erforderlich, den Ladebetrag und die Ladungsverteilung ungeachtet der Anzahl von bedruckten Blättern und/oder Veränderungen der Umgebung konstantzuhalten. Um dies zu erreichen, sollte sich die Reibungsladung nicht verändern, auch wenn sich die Umgebung oder die Anzahl von bedruckten Blättern, etc., ändert. Eine nichtmagnetische Einkomponen tenentwicklungsrolle muß deshalb auf den Toner eine stabile Ladung übertragen.

JP 10 – 326 039 A offenbart einen Tonerträger mit einem Schaft und einer den Schaft umgebenden leitfähigen Schicht. Die Oberfläche der leitfähigen Schicht kann zusätzlich mit einem Harz beschichtet sein.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der obigen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tonerträger vorzusehen, durch den ein geeigneter Ladebetrag des Toners beibehalten werden kann, und eine Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung von diesem.

Um die obige Aufgabe zu erfüllen, sind ein Tonerträger und eine Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen, die den Tonerträger enthält, welcher Tonerträger umfaßt:
einen leitfähigen Schaft;
eine leitfähige elastische Schicht, die auf dem Umfang des leitfähigen Schaftes vorgesehen ist; und
einen Oberflächenfilm, der die leitfähige elastische Schicht bedeckt und auf dem Toner aufgeladen wird und haftet,
bei dem der elektrische Widerstand zwischen dem leitfähigen Schaft und dem Oberflächenfilm in Abhängigkeit von der Polarität der Spannung, die zwischen dem leitfähigen Schaft und dem Oberflächenfilm angelegt wird, für beliebige Spannungswerte unterschiedlicher Polarität verschieden ist.

Vorzugsweise hat der Tonerträger eine Charakteristik des elektrischen Widerstandes, die der Beziehung 2 < R2/R1 < 40 genügt, wobei R1 der Widerstand in dem Fall ist, wenn eine positive Spannung auf der Seite des Oberflächenfilms angelegt wird und eine negative Spannung auf der Seite des leitfähigen Schaftes angelegt wird, und R2 der Widerstand in dem Fall ist, wenn eine positive Spannung auf der Seite des leitfähigen Schaftes angelegt wird und eine negative Spannung auf der Seite des Oberflächenfilms angelegt wird.

Infolge der Tatsache, daß von der Seite des leitfähigen Schaftes zu der Seite der Oberfläche der Entwicklungsrolle ein Widerstand vorhanden ist, der das Fließen eines vorgeschriebenen Stromes zuläßt, aber von der Seite der Oberflä che der Entwicklungsrolle zu der Seite des leitfähigen Schaftes eine Widerstandscharakteristik vorhanden ist, die das Fließen eines Stromes erschwert, ist der Toner keinem Leckstrom von der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel ausgesetzt, so daß der vorgeschriebene Aufladebetrag des Toners ohne Verringerung beibehalten werden kann, so daß kein Nebel des Bildhintergrundes auftritt. Da weiterhin keine Spannungsabhängigkeit von der Schaftseite zu der Seite der Oberfläche der Entwicklungsrolle vorhanden ist, kann eine stabile Bilddichte erhalten werden, wodurch ein Bild mit hoher Qualität erreicht werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Ansicht, die eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

2 ist eine Ansicht im vergrößerten Maßstab der Umgebung der Entwicklungsrolle 1, der fotoempfindlichen Trommel 3 und der Tonerzufuhr- und -rückgewinnungsrolle 5;

3 ist eine Querschnittsvorderansicht einer Entwicklungsrolle;

4 ist ein Graph, der die Widerstandscharakteristik einer Entwicklungsrolle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

5 ist ein Graph, der die Widerstandscharakteristik einer Entwicklungsrolle nach firmeninternem Stand der Technik zeigt;

6 ist ein Graph, der die Feuchtigkeitsabhängigkeit des Tonerschichtpotentials auf einer Entwicklungsrolle zeigt;

7 ist ein Graph, der die Temperaturabhängigkeit des Tonerschichtpotentials auf einer Entwicklungsrolle zeigt;

8 ist ein Graph, der die Feuchtigkeitsabhängigkeit der optischen lichte auf dem Papier zeigt;

9 ist ein Graph, der die Temperaturabhängigkeit der optischen Dichte auf dem Papier zeigt;

10 ist ein Graph, der die Feuchtigkeitsabhängigkeit von Nebel auf einer fotoempfindlichen Trommel zeigt;

11 ist ein Graph, der die Temperaturabhängigkeit von Nebel auf einer fotoempfindlichen Trommel zeigt;

12 ist ein Graph, der die Abhängigkeit der optischen Dichte auf dem Papier von der Anzahl von bedruckten Blättern zeigt;

13 ist ein Graph, der die Abhängigkeit des Nebels auf einer fotoempfindlichen Trommel von der Anzahl von bedruckten Blättern zeigt;

14 ist ein Graph, der die Abhängigkeit des Tonerschichtpotentials auf einer Entwicklungsrolle von der Anzahl von bedruckten Blättern zeigt;

15 ist ein Graph, der die Abhängigkeit des Widerstandes von der Filmdicke des Oberflächenfilms zeigt;

16 ist ein Graph, der die Abhängigkeit des Tonerschichtpotentials auf einer Entwicklungsrolle von der Filmdicke zeigt;

17 ist ein Graph, der die Abhängigkeit der optischen Dichte auf dem Papier von der Filmdicke des Oberflächenfilms zeigt;

18 ist ein Graph, der die Abhängigkeit von Nebel auf einer fotoempfindlichen Trommel von der Filmdicke des Oberflächenfilms zeigt;

19 ist ein Graph, der die Abhängigkeit der Optischen Dichte auf dem Papier von der Oberflächenrauheit zeigt;

20 ist ein Graph, der die Abhängigkeit der Oberflächenrauheit Rz von der Filmdicke des Oberflächenfilms zeigt;

21 ist ein Graph, der die Abhängigkeit der Ziehgeschwindigkeit des Oberflächenfilms von der Filmdicke zeigt;

22 ist ein Graph, der die Abhängigkeit des Oberflächenfilms von der Flüssigkeitsviskosität des Films zeigt; und

23 ist ein Graph, der die Abhängigkeit der Flüssigkeitsviskosität von der Flüssigkeitstemperatur zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sind unten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsformen sollen jedoch den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
1 ist eine Ansicht, die eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 1 hat eine fotoempfindliche Trommel 3 zum Beispiel einen Durchmesser von 30 mm und wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 72,8 mm/s rotiert. Das Vorladen erfolgt durch eine Rotationsbürste 8, die das Oberflächenpotential der fotoempfindlichen Trommel 3 auf etwa -735 V auflädt. Ein latentes Bild gemäß den Druckinformationen wird auf der fotoempfindlichen Trommel 3 durch optische Beleuchtung gebildet, die durch ein optisches Laserscansystem 12 ausgeführt wird. Dies bewirkt eine Veränderung des Potentials des Latentbildabschnittes in einer Höhe von etwa -50 V. Die Laserleistung ist zum Beispiel auf 0,24 mW festgelegt.
Toner 4, der in dem Tonervorratsbehälter 11 enthalten ist, wird der Entwicklungsrolle 1 am Entwicklungsblatt 2 durch die Rotation der Tonerzufuhr- und -rückgewinnungsrolle 5 zugeführt und somit zu dem Entwicklungsblatt 2 transportiert, so daß auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle 1 durch dieses Entwicklungsblatt 2 eine dünne Tonerschicht mit vorgeschriebener Dicke gebildet wird. Der Toner 4 wird der Entwicklungsrolle 1 zugeführt, während er innerhalb des Tonervorratsbehälters 11 durch einen Rührer 6 gerührt wird, so daß der Toner 4 der Tonerzufuhr- und -rückgewinnungsrolle 5 effektiv zugeführt wird. Der Hauptbestandteil des Toners 4, der in dem Tonervorratsbehälter 11 enthalten ist, ist Polyesterharz, und seine Ladungspolarität ist negativ.
Die Entwicklungsrolle 1, die mit der fotoempfindlichen Trommel 3 in Kontakt ist, kontaktiert die fotoempfindliche Trommel 3, während sie mit einer Umfangsgeschwindigkeit des 1,55fachen von jener der fotoempfindlichen Trommel 3 in derselben Richtung rotiert. Da der Oberfläche der Entwicklungsrolle 1 ein Potential von etwa -420 V verliehen wird, wird Toner 4 auf Grund des Unterschiedes zwischen dem Oberflächenpotential der Entwicklungsrolle 1 und dem Oberflächenpotential der fotoempfindlichen Trommel 3, hinsichtlich des Latentbildabschnittes, von der Entwicklungsrolle 1 auf die fotoempfindliche Trommel 3 verlagert. Das latente Bild wird dadurch sichtbar gemacht. Der Toner 4, der auf der fotoempfindlichen Trommel 3 haftet, wird durch die Übertragungsrolle 7 auf das Papier 10 gezogen und durch Schmelzen durch die Fixiervorrichtung 13 auf dem Papier 20 fixiert. Ferner wird der Resttoner, der auf der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel 3 verbleibt, durch das Reinigungsblatt 9 zurückgewonnen und durch Rotation einer Schraube (nicht gezeigt) zu dem oberen zentralen Teil des Tonervorratsbehälters 11 transportiert, wo er unter seinem eigenen Gewicht herabfällt und in das Innere des Tonervorratsbehälters 11 zurückgeführt und somit rezirkuliert wird. Weiterhin wird jeglicher Toner 4 der Entwicklungsrolle 1, der nicht zu dem Entwickeln beigetragen hat, durch die Tonerzufuhr- und -rückgewinnungsrolle 5, die unter der Entwicklungsrolle 1 in entgegengesetzter Richtung rotiert, abgeschabt und dadurch durch den unteren Teil dieser Rolle 5 in den Tonervorratsbehälter 11 zurückgeführt.
2 ist eine Ansicht im vergrößerten Maßstab der Umgebung der Entwicklungsrolle 1, der fotoempfindlichen Trommel 3 und der Tonerzufuhr- und -rückgewinnungsrolle 5. In 2 kennzeichnen Pfeile A, B und C jeweilig die Rotationsrichtungen der fotoempfindlichen Trommel 3, der Entwick lungsrolle 1 und der Tonerzufuhr- und -rückgewinnungsrolle 5. Ferner ist 3 eine Querschnittsvorderansicht der Entwicklungsrolle 1, die aus einem Schaft 1a, einer elastischen Schicht 1c und einem Oberflächenfilm (im folgenden als "Oberfläche" bezeichnet) 1b gebildet ist. Die Entwicklungsrolle 1 ist, wie in 2 gezeigt, angrenzend an die rollenförmige fotoempfindliche Trommel 3 angeordnet, die in der Richtung des Pfeils A rotiert, oder ist mit ihr in der Richtung des Pfeils B in Kontakt, und die Rolle 5, die in der Richtung des Pfeils C rotiert, ist angrenzend an die Entwicklungsrolle 1 angeordnet. Das Blatt 2 ist zwischen der fotoempfindlichen Trommel 3 und der Rolle 5 so angeordnet, daß das vordere Ende des Blattes 2 in der Rotationsrichtung B der Entwicklungsrolle 1 mit der Oberfläche der Entwicklungsrolle 1 in zugewandtem Gleitkontakt liegt.
In 2 wird eine Ladung der angelegten Gleichstromspannung von -735 V und der Wechselspannung von 1150 V P-P an die Ladebürste 8 angelegt. Ferner wird eine vorgeschriebene Spannung von der Ladebürste 8 auf die fotoempfindliche Trommeloberfläche 3b übertragen, wodurch die fotoempfindliche Trommeloberfläche 3b aufgeladen wird, während die angelegte Spannung von -520 V an die Rolle 5 und das Blatt 2 angelegt wird und die angelegte Spannung von -420 V an die Entwicklungsrolle 1 angelegt wird. Toner 4, der durch die Rotation der Rolle 5 transportiert wird, wird durch Ladungsinjektion und Reibungsladung mit der Entwicklungsrolle 1 aufgeladen, die in Kontakt mit der Rolle 5 rotiert, und wird dadurch auf die Oberfläche der Entwicklungsrolle 1 gezogen. Toner 4, der auf der Entwicklungsrolle 1 haftet, wird durch Reibung unter angewendetem Druck und Ladungsinjektion durch das Blatt 2 und die Entwicklungsrolle 1 durch Rotation der Entwicklungsrolle 1 einer noch höheren Reibungsaufladung unterzogen, und somit wird eine vorgeschriebene Tonerschicht gleichförmig gebildet, wenn er hindurchläuft. Des weiteren wird Toner 4 in die Entwick lungszone transportiert, in der die Entwicklungsrolle 1 und die fotoempfindliche Trommel 3 aneinandergrenzend oder in Kontakt einander zugewandt sind. Etwas von dem Toner 4 auf der Entwicklungsrolle 1 haftet auf dem Abschnitt des elektrostatischen latenten Bildes auf der fotoempfindlichen Trommel 3, wodurch dieses elektrostatische latente Bild sichtbar gemacht wird, während der Rest des Toners mit der Rotation der Entwicklungsrolle 1 zu der Rolle 5 zurückgeführt wird.
Nun kann, wie oben erwähnt, Nebel auftreten, entweder auf Grund dessen, daß der Aufladebetrag des Toners 4 auf der Entwicklungsrolle 1 den vorgeschriebenen Aufladebetrag nicht erreicht hat oder daß der aufgeladene Toner 4 seine Ladung verloren hat. Nebel infolge von Ladungsverlust durch den Toner 4 tritt aus den folgenden Gründen auf. Genauer gesagt, um das elektrostatische latente Bild sichtbar zu machen, wird eine Potentialdifferenz zwischen dem Oberflächenpotential der fotoempfindlichen Trommel 3 und dem Oberflächenpotential der Entwicklungsrolle 1 vorgesehen. Das heißt, da die Beziehung so festgelegt wird, daß das Potential der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel größer als das Potential der Entwicklungsrollenoberfläche ist, tritt auf der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b und der Entwicklungsrollenoberfläche 1b ein Lecken auf. Während dieses Prozesses empfängt Toner 4 zwischen der fotoempfindlichen Trommel 3 und der Entwicklungsrolle 1 den Leckstrom und verliert dadurch Ladung; als Resultat fällt der Aufladebetrag des Toners 4 unter den vorgeschriebenen Aufladebetrag ab, wodurch Nebel im Bildhintergrund entsteht.
Selbst wenn der Ladebetrag des Toners 4 auf der Entwicklungsrolle 1 den vorgeschriebenen Ladebetrag erreicht, wird somit Nebel erzeugt, falls der Ladebetrag des Toners 4 den vorgeschriebenen Ladebetrag nicht beibehalten kann.
In den Fällen, wo Nebel auf Grund von Ladungsverlust durch den Toner 4 auftritt, ist es deshalb erforderlich, einen Stromaustritt aus der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b hin zu der Entwicklungsrollenoberfläche 1b zu erschweren. Das heißt, um das elektrostatische latente Bild sichtbar zu machen, ist Toner 4 erforderlich, der auf der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 einen vorgeschriebenen Ladebetrag hat. Wenn eine Entwicklungsvorspannung angelegt wird, muß die Oberflächenelektrode der Entwicklungsrolle 1 zu diesem Zweck einen vorgeschriebenen Widerstand haben, und eine Entwicklungsrollenoberflächenelektrode ist erforderlich, in der sowohl eine geringe Spannungsabhängigkeit vorhanden ist und die gleichzeitig eine Stromgleichrichtungswirkung hat, um Leckstrom von der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b zu unterdrücken.
Die Entwicklungsrolle 1, die für die vorliegende Ausführungsform der Erfindung charakteristisch ist, hat einen Widerstand R1, so daß ein vorgeschriebener Strom fließen kann, wenn eine negative Spannung an die Seite des Schaftes 1a angelegt wird und eine positive Spannung an die Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b angelegt wird, und einen Widerstand R2, so daß Strom nicht ohne weiteres fließen kann, wenn eine positive Spannung an die Seite des Schaftes 1a angelegt wird und eine negative Spannung an die Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b angelegt wird. Als Resultat fällt der Ladebetrag des Toners 4 nicht ab, und der vorgeschriebene Ladebetrag wird beibehalten, so daß kein Nebel des Bildhintergrundes auftritt. Das heißt, es ist erforderlich, daß die Entwicklungsrolle 1 eine Reibungsladungsfunktion und eine Stromgleichrichtungscharakteristik hat, so daß die elektrischen Widerstände die Beziehung R1 < R2 haben, d. h., daß Strom in einer Richtung nur mit Schwierigkeit fließt.
Da ferner dann, wenn eine negative Spannung an die Seite des Schaftes 1a angelegt wird und eine positive Spannung an die Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b angelegt wird, keine Spannungsabhängigkeit vorhanden ist, mit dem Resultat, daß ein stabiles Laden des Toners 4 auf der Entwicklungsrolle 1 stattfindet, kann die Bilddichte auf stabile weise erzeugt werden und ein Bild mit hoher Qualität ohne Nebel erhalten werden.
Unten wird eine Ausführungsform einer Entwicklungsrolle 1 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
[Ausführungsform]
4 ist eine Ansicht, die die Widerstandscharakteristik einer Entwicklungsrolle 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 5 ist eine Ansicht, die die Widerstandscharakteristik einer Entwicklungsrolle nach firmeninternem Stand der Technik zeigt. Die unterschiedlichen Punkte der Entwicklungsrolle 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und der Entwicklungsrolle nach firmeninternem Stand der Technik werden beschrieben, indem ihre Widerstandscharakteristiken und ihre Bildqualität unter Verwendung von 4, 5 und der Tabelle 1 unten verglichen werden. In 4 und 5 verkörpern die Graphen auf der linken Seite der Figuren, d. h., mit dem Symbol Ο oder Δ, den Fall, wenn eine negative Ladung an die Seite des Schaftes 1a angelegt wird, während eine positive Spannung an die Seite der Oberfläche 1b angelegt wird, und die Graphen auf der rechten Seite der Figuren, d. h., unter Verwendung der Symbole
oder
, verkörpern den Fall, wenn die Polarität der Spannung invertiert ist, d. h., die positive Spannung wird an die Seite des Schaftes 1a angelegt, und die negative Spannung wird an die Seite der Oberfläche 1b angelegt.
5 zeigt die Widerstandscharakteristik einer Entwicklungsrolle nach firmeninternem Stand der Technik. Beim dem Beispiel 1 nach firmeninternem stand der Technik ist die elastische Schicht 1c aus NBR-Gummi, beträgt die Gummihärte 40° (JIS A), und die Entwicklungsrollenoberfläche 1b hat eine mittlere JIS-10-Punkt-Rauheit von 9,5 μm Rz, und ihre Oberfläche wird einer Filmbearbeitung mit Polyurethanharz unter Verwendung eines Sprühverfahrens unterzogen, um einen Film 1b von 10,0 μm zu erzeugen.
Hinsichtlich des elektrischen Widerstandes betrug dieser, wenn eine Spannung von -100 V angelegt wurde, von der Seite des Schaftes 1a zu der Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b 3,2 × 10⁷ Ω·cm, und wenn eine Spannung von 100 V angelegt wurde, von der Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b zu der Seite des Schaftes 1a 6,4 × 10⁷ Ω·cm, 4,5 × 10⁷ Ω·cm, wenn 200 V angelegt wurden, und 3,2 × 10⁷ Ω·cm, wenn 300 V angelegt wurden; obwohl bestätigt wurde, daß eine Spannungsabhängigkeit und Stromgleichrichtungscharakteristiken bis zu 300 V vorhanden waren, war somit über 300 V, wie durch den Graph von 5 gezeigt, weder eine Spannungsabhängigkeit noch ein Stromgleichrichtungseffekt vorhanden.
Bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik bewirkt das Anlegen einer Spannung von -735 V auf die Seite der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b und von -420V auf die Seite der Entwicklungsrolle 1 eine Ladungsinjektion (ein Lecken) bei einer Potentialdifferenz von -315 V, wodurch es für die Tonerladung unmöglich wird, den vorgeschriebenen Aufladebetrag beizubehalten, und somit entsteht Nebel, wie in Tabelle 1 gezeigt. Da selbst in der Praxis die Differenz des Potentials der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b und des Potentials der Entwicklungsrollenoberfläche 1b -200 V. bis -450 V, vorzugsweise -250 V bis -400 V beträgt, blieb das Problem des Nebels noch immer bestehen.
Da ferner angesichts der Bilddichte die Widerstands schwankung zunahm und eine beträchtliche Widerstandserhöhung bei niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit vorhanden war, auf Grund dessen, daß der Widerstand der elastischen Schicht 1c ziemlich hoch festgelegt war, um Nebel zu reduzieren, wurde die Dichte durch einen übermäßigen Anstieg des Ladebetrags verringert.
Bei dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik mit einer Entwicklungsrolle 1 vor dem Ausführen der Oberflächenfilmbehandlung der vorliegenden Erfindung war die elastische Schicht 1c aus Polyurethangummi mit einem NCO/OH-Molverhältnis, dem sogenannten Indexwert, von mehr als "1" gebildet, betrug die Gummihärte 45° (JIS A) und belief sich die Oberflächenrauheit der Entwicklungsrollenoberfläche 1b auf 9,0 μm Rz, wobei keine Oberflächenfilmbehandlung ausgeführt wurde. Hinsichtlich des elektrischen Widerstandes betrug dieser bei Anlegen einer Spannung von -100 V von der Seite des Schaftes 1a zu der Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b 6,5 × 10⁶ Ω·cm, und bei Anlegen einer Spannung von 100 V von der Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b zu der Seite des Schaftes 1a 6,5 × 10⁶ Ω·cm; obwohl die Spannung ebenfalls von 200 V auf 500 V angehoben wurde, wie in dem Graph von 5 gezeigt, wurde keine Veränderung festgestellt, d. h., es war weder eine Spannungsabhängigkeit noch eine Stromgleichrichtungscharakteristik des Widerstandes vorhanden.
Da bei dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik die Reibungsladungsenergie schwächer als bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik war und weder eine Spannungsabhängigkeit noch ein Stromgleichrichtungsvermögen vorhanden war, trat ein Austritt von Toner 4 auf, was zu Nebel führte, wie in Tabelle 1 gezeigt. Da ferner das Tonerschichtpotential niedrig war, war die Bilddichte ziemlich hoch.
4 zeigt die Widerstandscharakteristik einer Entwicklungsrolle 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Für die elastische Schicht 1c der Entwicklungsrolle 1. der vorliegenden Erfindung wird eine Schicht verwendet, die einen niedrigeren Widerstand als die elastische Schicht 1c des Beispiels 2 nach firmeninternem Stand der Technik hat, die oben beschrieben wurde. Genauer gesagt, der Polyurethangummi der elastischen Schicht 1c dieser Entwicklungsrolle 1 ist mit einem Index von NCO/OH < 1 und mit einem Widerstand von zum Beispiel 1,2 × 10⁶ Ω·cm gebildet; eine Filmbildungsbehandlung wird ausgeführt, um einen Film 1b mit einer Dicke von 7,0 μm auf der Oberfläche durch das Verfahren des Eintauchens in eine Flüssigkeit vorzusehen, in der wärmehärtbares Polyurethan dispergiert ist; dadurch wird er so gebildet, daß 2 < R2/R1 < 40 ist.
Der elektrische Widerstand wies eine Spannungsabhängigkeit und ein Stromgleichrichtungsvermögen auf, wobei er 2,7 × 10⁶ Ω·cm betrug, als eine negative Spannung von 100 V an die Seite des Schaftes 1a angelegt wurde und eine positive Spannung an die Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b angelegt wurde, aber 6,2 × 10⁷ Ω·cm betrug, als eine positive Spannung von 100 V an die Seite des Schaftes 1a und eine negative Spannung an die Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b angelegt wurde, und 4,2 × 10⁶ Ω·cm betrug, als 500 V angelegt wurden. Als ferner die Spannung progressiv größer gemacht wurde, wie in Tabelle 1 gezeigt, trat kein Nebel auf, da die Anordnung so war, daß das Verhältnis (R2/R1) des Widerstandes (R1), wenn eine negative Spannung an die Seite des Schaftes 1a und eine positive Spannung an die Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b angelegt wurde, und des Widerstandes (R2), wenn eine positive Spannung an die Seite des Schaftes 1a und eine negative Spannung an die Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b angelegt wurde, nie kleiner als ein Mindestwert (zum Beispiel als der wert "2") war.
Nun wird unter Bezugnahme auf Tabelle 1 unten und auf 2 die Stromgleichrichtungswirkung beschrieben. Die Tabelle 1 zeigt einen Vergleich des Tonerschichtpotentials 4a vor der Verbindung der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 mit der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b von 2 und des Tonerschichtpotentials 4b nach der verbindung.
Bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik und dem Bei spiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik nahm das Potential 4b der Tonerschicht nach der Verbindung im Vergleich zu dem Potential der Tonerschicht vor der Verbindung mit der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b ab, wodurch Nebel entstand. Im Gegensatz dazu stieg bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Potential 4b der Tonerschicht nach der Verbindung im Vergleich zu dem Tonerschichtpotential 4a vor der Verbindung mit der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b an, so daß kein Nebel auftrat.
Der Grund dafür, daß Nebel auftritt, trotz der Tatsache, daß sowohl das Tonerschichtpotential 4a vor dem Kontakt mit der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik als auch das Tonerschichtpotential 4b nach dem Kontakt mit ihr einen höheren Wert als bei der Ausführungsform hat, liegt darin, daß hier, obwohl das Tonerschichtpotential 4b offensichtlich hoch ist, ungeladener Toner und/oder nichtgleichförmiger Toner, da es dem Leckeffekt unterliegt, damit vermischt wird, wodurch eine beträchtliche Veränderlichkeit des Ladebetrags des Aufladens hervorgerufen wird, was zu der Erzeugung von Nebel fühlt. Der Leckeffekt ist an dem großen Abfall des Tonerschichtpotentials 4b nach dem Kontakt zu erkennen.
Im Gegensatz dazu sind die Gründe dafür, daß bei der Ausführungsform kein Nebel auftritt, wie folgt. Da speziell, wie oben beschrieben, eine Widerstandscharakteristik (Stromgleichrichtungscharakteristik) vorhanden ist, die es erschwert, daß Strom auf der Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b positiv fließt und auf der Seite des Schaftes 1a negativ fließt, wenn die fotoempfindliche Trommeloberfläche 3b und die Entwicklungsrollenoberfläche 1b in Kontakt gelangen, wird im Gegensatz dazu der Toner 4 durch die Ladungsinjektionswirkung tatsächlich weiter aufgeladen. Durch Ausnutzung dieser Charakteristik wird daher der Aufladebetrag des Toners 4 auf der Entwicklungsrolle 1 stabilisiert, wodurch ein Bild mit hoher Qualität ohne Nebel erhalten werden kann. Wie ferner aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, ist infolge dessen, daß eine geringe Widerstandsschwankung auf Grund der Temperatur oder Feuchtigkeit der Umgebung vorhanden ist, eine geringe Schwankung des Tonerschichtpotentials zu verzeichnen, so daß auch die Dichte stabil ist.
Als nächstes werden die Umgebungscharakteristiken der Entwicklungsrolle 1 der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von 6 bis 11 beschrieben. Die Daten von 6 bis 11 wurden unter identischen Bedingungen gesammelt, wobei nur die Entwicklungsrolle 1 verändert wurde. In 6 und 7 wurden die Daten des Tonerschichtpotentials 4a (4b) (im folgenden als "Vt" bezeichnet) auf der Entwicklungsrolle 1 unter Verwendung einer kontaktlosen Sonde und eines Oberflächenpotentiometers nach dem Festlegen der Tonerschichtdicke auf 8,0 μm und dem zwingenden Trennen der Bilderzeugungsvorrichtung von der Vorrichtung während des Druckens eines weißen Blocks gemessen. Ferner zeigt 6 die Resultate der Untersuchung der Abhängigkeit des Tonerschichtpotentials 4a auf der Entwicklungsrolle 1 von der Feuchtigkeit, wobei die Temperatur auf 35°C festgelegt war. Die Art und Weise, auf die bei der Ausführungsform Vt abfällt, ist, wie in 6 gezeigt, allmählicher als bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik, woraus gefolgert werden kann, daß der Aufladebetrag hinsichtlich der Feuchtigkeit stabil ist. Weiterhin ist ersichtlich, daß Vt relativ höhere Werte als bei dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik hat.
7 zeigt die Resultate der Prüfung der Abhängigkeit des Tonerschichtpotentials 4a auf der Entwicklungsrolle 1 von der Temperatur, wobei die Feuchtigkeit auf 20% Rh gehalten wurde. Vt der Ausführungsform ist relativ niedriger als bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik, wie 7 gezeigt, und hat höhere Werte als bei dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik.
Wie 6 und 7 zeigt 8 die Resultate der Prüfung der Abhängigkeit der optischen Dichte (O.D.) auf dem Papier von der Feuchtigkeit, wobei die Temperatur auf 35°C gehalten wurde, 9 zeigt die Resultate der Prüfung der Abhängigkeit der optischen Dichte auf dem Papier von der Temperatur, wobei die Feuchtigkeit auf 20% Rh gehalten wurde. Obwohl weder bei der Ausführungsform noch bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik oder dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik eine relative Differenz bezüglich der Temperatur vorhanden ist, ist, wie in 8 gezeigt, bezüglich der Feuchtigkeit ersichtlich, daß die Dichte zunimmt, wenn die Feuchtigkeit ansteigt. Denn wenn die Feuchtigkeit ansteigt, nimmt Vt ab, wie in 6 gezeigt, wodurch eine Verringerung des Aufladeladungsniveaus bewirkt wird, und dadurch nimmt die Tonermenge zu, die an dem elektrostatischen latenten Bild haftet, und somit wird dessen Dichte erhöht.
Ähnlich zeigt 10 die Resultate der Prüfung der Abhängigkeit des Nebels auf der fotoempfindlichen Trommel 3 von der Feuchtigkeit, wobei die Temperatur auf 35°C gehalten wurde. 11 zeigt die Resultate der Prüfung der Abhängigkeit hinsichtlich des Nebels der fotoempfindlichen Trommel 3, wobei die Feuchtigkeit auf 20% Rh gehalten wurde. Bei der Ausführungsform wurde, wie in 10 und 11 gezeigt, durch die Temperatur oder Feuchtigkeit kein Nebel erzeugt, aber sowohl bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik als auch bei dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik ist ersichtlich, daß der Nebel die Grenze für den praktischen Einsatz mit einem Wert der optischen Dichte O.D. von 0,02 überschritt. Nun erfolgt unter Bezugnahme auf 6 und 7 eine Beschreibung bezüglich des Nebels von 10 und 11. Vt der Ausführungsform hat, wie in 6 und 7 gezeigt einen Wert, der niedriger als jener des Beispiels 1 nach firmeninternem Stand der Technik aber höher als jener des Beispiels 2 nach firmeninternem Stand der Technik ist. Es ist ersichtlich, daß der Grund dafür, daß bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik Nebel auftritt, auch wenn hier Vt (Tonerschichtpotential 4a) höher als bei der Ausführungsform ist, darin liegt, daß der Aufladebetrag des Toners durch einen Leckstrom zwischen der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b und der Entwicklungsrollenoberfläche 1b verringert wird, wie oben beschrieben.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 12 bis 14 die Stabilität der Entwicklungsrolle 1 bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 12 verkörpert eine Untersuchung der Abhängigkeit der optischen Dichte (O.D.) auf dem Papier von der Anzahl von bedruckten Blättern; obwohl bezüglich der Anfangsdichte zwischen der Ausführungsform, dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik und dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik keine Differenz vorhanden ist, nimmt bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik, obwohl der O.D.-Wert der Dichte temporär ansteigt, die Dichte ab, wenn das Drucken wiederholt wird. Im Gegensatz dazu nimmt die Dichte bei der Ausführungsform und bei dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik allmählich zu, wenn das Drucken wiederholt wird. Dieses Resultat kann als Tendenz eines Abfalls von Vt verstanden werden, wenn wiederholtes Drucken fortgesetzt wird, wie in 12 gezeigt. Bei der Ausführungsform und bei dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik nimmt der Ladebetrag auf Grund der Verschlechterung des Toners ab, wodurch bewirkt wird, daß die Tonermenge erhöht wird, die an dem elektrostatischen latenten Bild haftet und so dessen Dichte erhöht. Bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik ist dasselbe der Fall, da aber dieser Oberflächenfilm 1b hart ist und ziemlich dick gebildet ist, um eine Verunreinigung der fotoempfindlichen Trommel 3 zu vermeiden, wird feines Tonerpulver geschmolzen, das an der Entwicklungsrolle 1 haftet und eine Filmbildung verursacht. Als Resultat wird das Haften von Toner an der Entwicklungsrollenoberfläche 1b erschwert, was zu der Erzeugung von einer großen Anzahl von weißen Punkten in dem Bild und zu vertikalen weißen Streifen führt, wodurch die Dichte verringert wird.
13 zeigt eine Untersuchung der Abhängigkeit des Nebels von der Anzahl von bedruckten Blättern; obwohl bei der Ausführungsform kein Nebel mit einer Erhöhung der Anzahl von bedruckten Blättern entsteht, nimmt bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik und dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik der O.D.-Wert des Nebels allmählich zu, wenn das Drucken fortgesetzt wird. Dies geschieht aus dem folgenden Grund. Speziell fällt Vt ab, wie in 14 gezeigt, wenn das Drucken fortgesetzt wird. Selbst wenn bei der Ausführungsform Vt auf Grund einer Verschlechterung des Toners abfällt, entsteht dann, da Nebel infolge eines Leckens, wie oben beschrieben, nicht auftritt, durch einen leichten Abfall von Vt kein Nebel. Bei dem Beispiel 1 nach firmeninternem Stand der Technik und dem Beispiel 2 nach firmeninternem Stand der Technik ist, wenn Vt abfällt, eine empfindliche Reaktion hinsichtlich des Leckens zu verzeichnen, wodurch ein allmählicher Anstieg des O.D.-Wertes des Nebels herbeigeführt wird, wenn das Drucken fortgesetzt wird.
Als nächstes wird das Material der elastischen Schicht 1c und der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 beschrieben. Die elastische Schicht 1c umfaßt Hydroxylgruppen (OH) und Isocyanatgruppen (NCO). Deren Molverhältnis NCO/OH wird festgelegt, um < 1 zu sein. Ferner ist die Oberfläche 1b so konstruiert, daß ihr spezifischer Durchgangswiderstand in einem vorgeschriebenen Bereich (1 × 10⁸ bis 10¹² Ω·cm) liegt. Um dies zu erreichen, liegt die Filmdicke der Oberfläche 1b zwischen 4 und 16 μm. Dadurch wird die Beziehung 2 < R2/R1 < 40 erhalten. Beispiele für Materialien, durch die solch ein spezifischer Durchgangswiderstand der Oberfläche 1b erhalten werden kann, enthalten Harze wie etwa Polyurethan, Epichlorhydrin, NBR oder CR, etc., oder Esteramase, etc. Diese können in der Art einer Lösungsmittelverdünnung, als Latex oder als Emulsion, etc., eingesetzt werden.
Falls der spezifische Durchgangswiderstand unter dem obigen vorgeschriebenen Bereich liegt, d. h., R2/R1 ≤ 2, oder falls ferner R1 = R2 fast erreicht wird, geht der Puffereffekt verloren, und es tritt ein umgekehrtes Laden von der fotoempfindlichen Trommel 3 auf. Falls der spezifische Durchgangswiderstand über dem obigen vorgeschriebenen Bereich liegt, d. h., falls R2/R1 ≥ 40 ist, weist der elektrische Widerstand des Tonerträgers 1 einen extremen Anstieg auf, wodurch er nicht mehr in der Lage ist, die Funktion eines Tonerträgers 1 auszuführen.
Somit sind die Gründe dafür, die Filmdicke des Oberflächenfilms der Entwicklungsrolle 1 auf 4 bis 16 μm festzulegen, die, die Druckqualität zu stabilisieren, indem der Film 1b mit der erforderlichen Dicke auf der Oberfläche gebildet wird, eine stabile Druckdichte zu erhalten und die nötige Widerstandscharakteristik (Stromgleichrichtungsvermögen) der Entwicklungsrolle 1 zu erreichen, um eine Gegenmaßnahme gegen den Leckstrom von der fotoempfindlichen Trommel vorzusehen, der eine Ursache des Nebels ist.
15 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit des Widerstandes von der Filmdicke zeigt. Falls die Dicke des Oberflächenfilms 1b unter 3 μm liegt, wie in 15 gezeigt, nähern sich der Widerstand von der Oberfläche 1b in Richtung des Schaftes 1a und der widerstand von dem Schaft 1a in Richtung der Oberfläche 1b einander an, d. h., es ist ersichtlich, daß das Stromgleichrichtungsvermögen verlorengeht.
16 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit des Tonerschichtpotentials auf der Entwicklungsrolle 1 von der Filmdicke zeigt. Wenn die Oberfläche mit einer Dicke von unter 3 μm gebildet wird, fällt das Tonerschichtpotential ab. Wenn das Tonerschichtpotential 4a vor dem Kontaktieren der fotoempfindlichen Trommeloberfläche 3b und der Entwicklungsrollenoberfläche 1b mit dem Tonerschichtpotential 4b nach dem Kontaktieren verglichen wird, fällt somit das Tonerschichtpotential 4b, falls sie unter 3 μm liegt, nach dem Kontakt im Vergleich zu dem Tonerschichtpotential 4a vor dem Kontakt ab; falls sie im Gegensatz dazu dicker als 4 μm ist, nimmt das Tonerschichtpotential 4b nach dem Kontakt im Vergleich zu dem Tonerschichtpotential 4a vor dem Kontakt zu. Falls ferner die Filmdicke groß wird, wird die Tonerschichtpotentialdifferenz noch erweitert; dies zeigt sich besonders in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit.
Tabelle 2 zeigt die Resultate der Untersuchung der Abhängigkeit der Bildschärfe und dem Fehlen von Bildern von der Filmdicke. In Tabelle 2 wird bei einer Filmdicke von mehr als 18 μm eine Bildschärfe schlecht, und es kommt zum Fehlen von Bildern. [Tabelle 2]

Anmerkung) 0: gut x: nicht gut

17 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit der optischen Dichte auf dem Papier von der Filmdicke zeigt. Wenn in 17 die Filmdicke größer gemacht wird, wird die optische Dichte (O.D.) verringert, und wenn die Filmdicke kleiner gemacht wird, steigt die optische Dichte an, bis bei 18 μm oder darüber die praktisch bevorzugte Dichte O.D. von 1,20 oder weniger erreicht ist. Da der Widerstand von dem Schaft 1a zu der Oberfläche 1b nicht ansteigt, ist dieses Phänomen nicht auf den Widerstand sondern auf die Filmdicke zurückzuführen.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 19, 20, 21, 22 und 23 die Tatsache erläutert, daß die Filmdicke der kausale Faktor ist. 19 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit der optischen Dichte auf dem Papier von der Oberflächenrauheit zeigt. In 19 nimmt die Dichte auf dem Papier zu, da die Förderkraft ansteigt, wenn die Tonermenge, die an der Entwicklungsrollenoberfläche 1b haftet, auf Grund der Oberflächenunregelmäßigkeiten der Entwicklungsrolle 1, die größer werden, wenn die Oberflächenrauheit zunimmt, ansteigt.
20 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit der Oberflächenrauheit von der Filmdicke zeigt. In 20 wird hinsichtlich der Oberflächenrauheit der Wert der Oberflächenrauheit kleiner, wenn die Filmdicke zunimmt, auf Grund von Oberflächenunregelmäßigkeiten, die infolge der zunehmenden Filmdicke weniger werden.
21 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit der Filmdicke von der Ziehgeschwindigkeit zeigt. Hinsichtlich der Filmdicke wird in 21 die Filmdicke durch die auf Grund der Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit der Entwicklungsrolle 1 länger werdende Zeit erhöht, während der die Lösung an der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 haftet.
22 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit der Filmdicke von der Viskosität zeigt. In 22 vergrößert sich die Filmdicke infolge der stärker werdenden Adhäsionskraft auf Oberflächenunregelmäßigkeiten der Entwicklungsrolle 1, wenn die Viskosität zunimmt.
23 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit der Viskosität von der Flüssigkeitstemperatur zeigt. In 23 verringert sich die Viskosität auf Grund des weicher werdenden Harzes der Lösung, wenn die Flüssigkeitstemperatur zunimmt.
Wie es oben unter Bezugnahme auf 19 bis 23 beschrieben wurde, wird die Druckdichte, abgesehen von dem Widerstand der Entwicklungsrolle 1, wie aus 20 hervorgeht, durch die Oberflächenunregelmäßigkeit der Entwicklungsrolle 1 außerordentlich beeinflußt, und die vorgeschriebene Oberflächenrauheit vor dem Beschichten muß auch nach dem Beschichten eingehalten werden. Um die Oberflächenrauheit nach dem Beschichten zu steuern, ist demzufolge eine vorgeschriebene Filmdicke erforderlich. Um diese Filmdicke zu erhalten, sind, wie aus 21 und 22 hervorgeht, eine vorgeschriebene Ziehgeschwindigkeit und Steuerung der Flüssigkeitsviskosität erforderlich. Auf 23 geht ferner hervor, daß die Flüssigkeitstemperatursteuerung hinsichtlich der Viskosität von Bedeutung ist.
Die Abhängigkeit der Bildzerstörung und des Fehlens von Bildern, die in Tabelle 2 gezeigt sind, von der Filmdicke und der Abfall der Druckdichte treten auf, weil die Oberflächenrauheit bei dem Prozeß kleiner wird, durch den die Filmdicke erhöht wird, wie auf der obigen Beschreibung erkennbar ist.
18 zeigt die Abhängigkeit von Nebel auf der fotoempfindlichen Trommel von der Filmdicke. Wenn in 18 die Filmdicke zunimmt, wird der Nebel verringert, und wenn die Filmdicke reduziert wird, nimmt der Nebel zu. Denn der Widerstand von der Oberfläche 1b zu dem Schaft 1a nimmt ab, wobei Nebel durch einen Abfall des Ladebetrags des Toners 4 unter den vorgeschriebenen Ladebetrag auf Grund eines Ladungsverlustes hervorgerufen wird, der durch den Toner 4 verursacht wird, der zwischen der fotoempfindlichen Trommel 3 und der Entwicklungsrolle 1 Leckstrom empfängt. Denn genauer gesagt, die Filmdicke der Entwicklungsrolle 1 hat sich verringert; wie aus 15 hervorgeht, weist unter 3 μm der Widerstand von der Oberfläche 1b zu dem Schaft 1a einen beträchtlichen Abfall auf, wobei er sich dem widerstand von dem Schaft 1a zu der Oberfläche 1b nähert, da das Stromgleichrichtungsvermögen des Widerstandes verlorengeht.
Demzufolge sollte die Filmdicke der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 hinsichtlich des Nebels wenigstens 4 μm und vorzugsweise wenigstens 5 μm betragen, wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht. Hinsichtlich der Dichte sollte ferner die Filmdicke der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 nicht mehr als 16 μm und vorzugsweise nicht mehr als 14 μm betragen. Auf diese Weise kann eine stabile Druckdichte und eine hohe Druckqualität ohne Nebel realisiert werden.
Als nächstes folgt unter Bezugnahme auf 19 und Tabelle 3 eine Beschreibung hinsichtlich der Oberflächenrauheit (Rz). Auf der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 wird eine Oberflächenrauheit erzeugt, die das 0,4 bis 1,5fache der mittleren Korngröße des nichtmagnetischen Einkomponententoners beträgt.
[Tabelle 3]
Gemäß 19 nimmt die Dichte auf dem Papier zu, weil dann, wenn die Oberflächenrauheit Rz größer wird, die rauhen Flächen der Oberflächenunregelmäßigkeit der Entwicklungsrolle 1 größer werden, wodurch bewirkt wird, daß die Tonermenge, die an der Entwicklungsrollenoberfläche 1b haftet, größer wird, wodurch die Förderkraft ansteigt. Angesichts des zulässigen Wertes der Dichte für den praktischen Einsatz wurde herausgefunden, daß die Oberflächenrauheit (Rz) wenigstens 3,0 μm betragen muß.
Wenn Toner mit einer Korngröße von 7,5 μm verwendet wird, werden gemäß Tabelle 3, falls die Oberflächenrauheit (Rz) über 3,0 μm und unter 11,3 μm liegt, die zulässigen werte für den praktischen Einsatz hinsichtlich der Dichte und des Fehlens von Bildern erfüllt, aber bei mehr als 12,0 μm tritt ein Fehlen von Bildern auf Grund der Oberflächenrauheit auf, und unter 2,3 μm bewirkt eine Verringerung der Oberflächenrauheit einen Abfall der Tonermenge, die an der Entwicklungsrollenoberfläche 1b haftet, wodurch die Förderkraft und somit die Dichte verringert wird und deshalb das Fehlen von Bildern verursacht wird. Des weiteren werden auch in dem Fall, wenn Toner von 9,0 μm eingesetzt wird, bei einer Oberflächenrauheit (Rz) von mehr als 3,0 μm aber weniger als 13,5 μm die zulässigen Werte der Dichte und des Nebels für den praktischen Einsatz erfüllt, aber über 14,4 μm tritt ein Fehlen von Bildern auf Grund der Oberflächenrauheit auf, und unter 2,7 μm tritt ein Fehlen von Bildern auf Grund der verringerten Dichte auf.
Indem die unregelmäßigen rauhen Flächen der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 gebildet werden, um sich auf das 0,4 bis 1,5fache der mittleren Korngröße des nichtmagnetischen Einkomponententoners zu belaufen, kann demzufolge ein Bild mit hoher Qualität mit einer stabilen Dichte und ohne das Fehlen von Bildern, das durch Oberflächenrauheit und/oder verringerte Dichte entsteht, vorgesehen werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen einer Entwicklungsrolle 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine elastische Schicht 1c aus halbleitendem Polyurethangummi wurde auf den Umfang eines leitfähigen Schaftes 1a [JG-S626(SUS430)] aufgebracht. Die Gummihärte betrug 40° (JIS A); die Entwicklungsrollenoberfläche 1b hatte eine Oberflächenrauheit (Rz) von 7 μm, die erhalten wurde, indem eine Oberflächenbehandlung durch eine Fertigungsbearbeitung für die unregelmäßigen rauhen Flächen nach dem Schleifen ausgeführt wurde (die Oberflächenbehandlung wurde ausgeführt, indem Sandpapier mit ihr in Kontakt gebracht wurde und die Entwicklungsrolle 1 in radialer Richtung rotiert wurde).
Als nächstes wurden auf dieselbe Weise wie bei der vorherigen Bearbeitung die elektrischen Eigenschaften von dieser Entwicklungsrolle 1 an einem Ort untersucht, an dem die Temperatur und die Feuchtigkeitsumgebung auf 23°C – 55% Rh festgelegt waren, wobei als Resultat herausgefunden wurde, daß der elektrische Widerstand 9,2 × 10⁶ Ω·cm betrug, als eine negative Spannung von 100 V an die Seite des Schaftes 1a und eine positive Spannung an die Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b angelegt wurde. Durch Veränderung der Spannungspolarität wurde als nächstes festgestellt, daß der elektrische Widerstand 9,2 × 10⁶ Ω·cm betrug, als eine negative Spannung von -100 V an die Seite der Entwicklungsrollenoberfläche 1b und eine positive Spannung an die Seite des Schaftes 1a angelegt wurde. 5 ist ein Graph, der die Abhängigkeit des Widerstandes von der. Spannung nach firmeninternem Stand dar Technik unter diesen Bedingungen zeigt. Daraus geht hervor, daß es keine Polaritätsabhängigkeit (Stromgleichrichtungsvermögen) des Widerstandes gibt.
Dann wurde die Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 durch eine Tauchbeschichtungsbearbeitung erzeugt. Zum Beispiel wurde ein Vormischen unter Verwendung eines Mischers ausgeführt, um wärmehärtbares Polyurethan, das durch Herstellen von Polyurethan (Handelsname Neopac-R-9430) durch Zeneca Limited erzeugt wurde, unter Verwendung von Methanol zu verdünnen. Eine Viskosität von 5,5 (CP) wurde erhalten, indem die Flüssigkeitstemperatur auf 23 ± 1°C bei einer Umgebungstemperatur von 23°C – 55% Rh gesteuert wurde. Danach wurde diese in die gelöste Lösung getaucht und dann mit einer Geschwindigkeit von 200 mm/min gezogen, und der Oberflächenfilm entstand durch einstündiges Erhitzen und Trocknen in einem Ofen, der auf 120°C gehalten wurde.
Als Resultat der Ausführungsform der oben beschriebenen Tauchbeschichtungsbehandlung wurde eine Entwicklungsrolle 1 erhalten, die noch mit einem Beschichtungsfilm 1b mit einer Filmdicke von 7,0 μm gebildet war, dessen Oberfläche eine hohe Härte und eine ausgezeichnete Adhäsion mit dem elastischen Körper aufwies. Genau wie vor dieser Behandlung wurden die elektrischen Eigenschaften der Rolle an einem Ort untersucht, wo die Temperatur-/Feuchtigkeitsumgebung auf 23°C – 55% Rh festgelegt war. Als Resultat wurde festgestellt, daß der Widerstand 2,7 × 10⁶ Ω·cm betrug, als eine negative Spannung von 100 V an die Seite des Schaftes 1a und eine positive Spannung an die Seite der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle 1 angelegt wurde. Durch Verändern der Polarität der Spannung wurde als nächstes festgestellt, daß der Widerstand 6,2 × 10⁷ Ω·cm betrug, als eine positive Spannung an die Seite des Schaftes 1a und eine negative Spannung von -100 V an die Seite der Oberfläche 1b der Entwicklungsrolle angelegt wurde. 4 ist ein Graph, der die Spannungsabhängigkeit des Widerstandes zeigt. Eine Polaritätsabhängigkeit des elektrischen Widerstandes (Stromgleichrichtungsvermögen), wie in 4 gezeigt, wird dargestellt.
Unter Einsatz eines Herstellungsverfahrens, bei dem ein Film unter Verwendung von solch einem Tauchverfahren gebildet wird, kann daher, falls der Widerstand der Entwicklungsrolle 1 als R1 bezeichnet wird, wenn eine negative Spannung an die Seite des Schaftes 1a des Tonerträgers und eine positive Spannung an die Seite der Oberfläche 1b angelegt wird, und der widerstand der Entwicklungsrolle 1 als R2 bezeichnet wird, wenn eine positive Spannung an die Seite des Schaftes 1a und eine negative Spannung an die Seite der Oberfläche 1b des Tonerträgers angelegt wird, eine Entwicklungsrolle 1 erhalten werden, die eine Widerstandscharakteristik hat, die der Beziehung 2 < R2/R1 < 40 genügt.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform unter Bezugnahme auf schwarzen Toner eines nichtmagnetischen Einkomponentensystems für die Entwicklungsrolle 1 beschrieben wurde, sei erwähnt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform begrenzt ist und zum Beispiel auf ein vollfarbiges Drucken, etc., angewendet werden könnte, dessen künftige Ausbreitung in Betracht gezogen wird. Ferner können innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung natürlich viele Abwandlungen und Veränderungen vorgenommen werden. Somit ist der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern erstreckt sich auf die Erfindungen, die in den Ansprüchen definiert sind, und auf deren Äquivalente.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird oben ein Tonerträger mit einer Widerstandscharakteristik vorgesehen, der der Beziehung 2 < R2/R1 < 40 genügt, wobei R1 der Widerstand ist, wenn eine positive Spannung auf die Oberflächenseite und eine negative Spannung auf die Seite des Schaftes des Tonerträgers angewendet wird, und R2 der Widerstand ist, wenn eine positive Spannung auf die Seite des Schaftes und eine negative Spannung auf die Seite der Oberfläche des Tonerträgers angewendet wird, und eine Bilderzeugungsvorrichtung, die diesen umfaßt. Eine hohe Bildqualität wird durch eine unkomplizierte Konstruktion ohne Nebel und mit stabiler Bilddichte erhalten.
Da ferner die Erzeugung von Nebel verhindert werden kann, wird es möglich, Resttoner aufzubrauchen, der durch den Reiniger zurückgewonnen wird, indem er rezirkuliert wird, so daß eine Bilderzeugungsvorrichtung vorgesehen werden kann, die eine hohe Zuverlässigkeit besitzt und niedrige laufende Kosten hat und bei der Umgebungsprobleme hinsichtlich Tonerstaub, etc., Berücksichtigung finden.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert werden, ohne vom Grundgedanken oder von ihren wesentlichen Charakteristiken abzuweichen. Die vorliegende Ausführungsform ist deshalb in jeder Hinsicht als erläuternd und nicht als einschränkend anzusehen, wobei der Schutzumfang der Erfindung vielmehr durch die beigefügten Ansprüche als durch die obige Beschreibung umrissen wird, und deshalb soll jede Veränderung, die unter die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fällt, hierin eingeschlossen sein.

Claims

Tonerträger (1) mit: einem leitfähigen Schaft (1a); einer leitfähigen elastischen Schicht (1c), die auf dem Umfang des leitfähigen Schaftes (1a) vorgesehen ist; und einem Oberflächenfilm (1b), der die leitfähige elastische Schicht (1c) bedeckt und auf dem Toner (4) aufgeladen wird und haftet, bei dem der elektrische Widerstand zwischen dem leitfähigen Schaft (1a) und dem Oberflächenfilm (1b) in Abhängigkeit von der Polarität der Spannung, die zwischen dem leitfähigen Schaft (1a) und dem Oberflächenfilm (1b) angelegt wird, für beliebige Spannungswerte unterschiedlicher Polarität verschieden ist.
Tonerträger nach Anspruch 1, bei dem ein Verhältnis eines ersten elektrischen Widerstandes (R1) bei einer ersten Polarität und eines zweiten elektrischen Widerstandes (R2) bei einer zweiten Polarität die folgende Beziehung erfüllt: 2 < R2/R1 < 40.
Tonerträger nach Anspruch 1, der eine Charakteristik des elektrischen Widerstandes hat, die die Beziehung 2 < R2/R1 < 40 erfüllt, wobei R1 der Widerstand in dem Fall ist, wenn eine positive Spannung an die Seite des Oberflächenfilms (1b) angelegt wird und eine negative Spannung an die Seite des leitfähigen Schaftes (1a) angelegt wird, und R2 der Widerstand in dem Fall ist, wenn eine positive Spannung an die Seite des leitfähigen Schaftes (1a) angelegt wird und eine negative Spannung an die Seite des Oberflächenfilms (1b) angelegt wird.
Tonerträger nach Anspruch 1, bei dem die elastische Schicht (1c) ein Substratskelett hat, das Hydroxylgruppen (OH) und Isocyanatgruppen (NCO) umfaßt, wobei ihr Molverhältnis NCO/OH < 1 erfüllt, und der spezifische Durchgangswiderstand des Oberflächenfilms (1b) 1 × 10⁸ bis 1 × 10¹² Ω·cm beträgt.
Tonerträger nach Anspruch 1, bei dem die Dicke des Oberflächenfilms (1b) 4 bis 16 μm beträgt.
Tonerträger nach Anspruch 1, bei dem die Oberflächenrauheit des Oberflächenfilms (1b) das 0,4 bis 1,5fache der mittleren Korngröße des Toners (4) beträgt.
Bilderzeugungsvorrichtung mit: einem Tonerträger (1), der einen leitfähigen Schaft (1a) enthält, eine leitfähige elastische Schicht (1c), die auf dem Umfang des leitfähigen Schaftes (1a) vorgesehen ist, und einen Oberflächenfilm (1b), der die leitfähige elastische Schicht (1c) bedeckt und auf dem Toner (4) aufgeladen wird und haftet; und einem Halter (3) eines elektrostatischen latenten Bildes, der auf seiner Oberfläche (3b) ein elektrostatisches latentes Bild hält, welches elektrostatische latente Bild sichtbar gemacht wird durch Übertragen des Toners (4) auf das elektrostatische latente Bild, indem der Tonerträger (1) mit dem Halter (3) des elektrostatischen latenten Bildes in Kontakt gebracht wird, wobei zwischen dem leitfähigen Schaft (1a) und dem Oberflächenfilm (1b) eine Spannung angelegt wird, bei der sich der elektrische Widerstand zwischen dem leitfähigen Schaft (1a) und dem Oberflächenfilm (1b) in Abhängigkeit von der Polarität der angelegten Spannung für beliebige Spannungswerte unterschiedlicher Polarität unterscheidet.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der ein Verhältnis eines ersten elektrischen Widerstandes (R1) bei einer ersten Polarität und eines zweiten elektrischen Widerstandes (R2) bei einer zweiten Polarität die folgende Beziehung erfüllt: 2 < R2/R1 < 40.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, die eine Charakteristik des elektrischen Widerstandes hat, die die Beziehung 2 < R2/R1 < 40 erfüllt, wobei R1 der Widerstand in dem Fall ist, wenn eine positive Spannung an die Seite des Oberflächenfilms (1b) angelegt wird und eine negative Spannung an die Seite des leitfähigen Schaftes (1a) angelegt wird, und R2 der widerstand in dem Fall ist, wenn eine positive Spannung an die Seite des leitfähigen Schaftes (1a) angelegt wird und eine negative Spannung an die Seite des Oberflächenfilms (1b) angelegt wird.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die elastische Schicht (1c) ein Substratskelett hat, das Hydroxylgruppen (OH) und Isocyanatgruppen (NCO) umfaßt, wobei ihr Molverhältnis NCO/OH < 1 erfüllt, und der spezifische Durchgangswiderstand des Oberflächenfilms (1b) 1 × 10⁸ bis 1 × 10¹² Ω·cm beträgt.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Dicke des Oberflächenfilms (1b) 4 bis 16 μm beträgt.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Oberflächenrauheit des Oberflächenfilms (1b) das 0,4 bis 1,5fache der mittleren Korngröße des Toners (4) beträgt.