DE102005040838A1

DE102005040838A1 - Entwicklungsvorrichtung und elektrostatisches Aufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE102005040838A1
Application number: DE102005040838A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Hitachinaka Mabuchi; Masayoshi Hitachinaka Nakayama; Hirobumi Hitachinaka Ooyoshi
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2025-08-30
Also published as: US20060045575A1; DE102005040838B4; US7502579B2

Abstract

Eine Entwicklungsvorrichtung (20) ist mit einem Entwickleraufnahmegefäß (21) versehen, das Entwickler aufnimmt, der als primäre Komponenten einen nicht-magnetischen Toner und als Träger bezeichnete Magnetteilchen aufweist. Der Träger besteht aus einem magnetischen Material als Kernmaterial, das gleichförmig mit einem isolierenden Kunstharz bedeckt ist. Der Toner ist mit dem Träger in einem Gewichtsverhältnis von 3-10% bis zum Gesamtgewicht des Entwicklers vermischt. Der Träger besitzt eine durchschnittliche Teilchengröße von 65 mum oder weniger und eine Sättigungsmagnetisierung von mindestens 70 emu/g. Die Entwicklungsvorrichtung umfasst eine Entwicklungswalze (24) und eine Mantelwalze (24B), die sich um die Entwicklungswalze dreht. Die Oberfläche der Mantelwalze ist mit Metallschrot verarbeitet, um eine Oberflächenrauhigkeit des 0,45-1,08-fachen der durchschnittlichen Teilchengröße des Trägers, oder genauer eine Rauhigkeit Rz von ungefähr 30 mum, zu erzielen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät, wie zum Beispiel einen elektrofotografischen Drucker, Kopierer oder dergleichen; und eine in dem elektrostatischen Aufzeichnungsgerät vorgesehene Entwicklungsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Entwicklungsvorrichtung, die einen magnetischen Entwickler verwendet, und ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät, in der die Entwicklungsvorrichtung vorgesehen ist.

Im Stand der Technik sind elektrostatische Aufzeichnungsgeräte, wie zum Beispiel elektrofotografische Drucker und Kopierer, gut bekannt, die aus einem Aufzeichnungselement wie etwa einer lichtempfindlichen Trommel und einer Entwicklungsvorrichtung aufgebaut sind. Ein diesen Aufbau aufweisendes elektrostatisches Aufzeichnungsgerät führt einen Druckvorgang durch, indem zunächst die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel auf ein vorgegebenes Potenzial aufgeladen und dann die geladene Oberfläche mit Licht auf der Basis von Bilddaten belichtet wird, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild geformt wird. Das auf der lichtempfindlichen Trommel geformte latente Bild wird zu einem sichtbaren Bild entwickelt, indem ein Toner genannter Entwickler aus der Entwicklungsvorrichtung zugeführt wird. Schließlich wird das sichtbare Bild übertragen und auf einem Aufzeichnungsmedium fixiert.

Eine in dem elektrostatischen Aufzeichnungsgerät vorgesehene Entwicklungsvorrichtung mit dieser Struktur, die im Stand der Technik gut bekannt ist, umfasst ein Entwickleraufnahmegefäß, ein Entwicklerbeförderungselement, eine Entwicklungswalze, ein Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement und ein Tonerzufuhrelement. Der durch die Entwicklungsvorrichtung verwendete Entwickler ist ein Zweikomponentenentwickler mit einem vorgegebenen Mischverhältnis von einem Toner und einem als Träger bezeichneten Magnetpulver zum Laden und Befördern des Toners. Das Entwicklerbeförderungselement rührt den Entwickler auf, so dass der Toner und der Träger im Entwickler aneinander reiben. Dadurch wird der Toner auf ein vorgegebenes Maß geladen und haftet am Träger.

Der am Träger haftende Toner wird der Entwicklungswalze zugeführt. Die Entwicklungswalze umfasst mehrere intern vorgesehene Magneten und eine Mantelwalze, die sich um die Außenumfangsfläche der Entwicklungswalze drehen kann. Der Träger und der Toner werden durch die Kraft der Magnete von der Entwicklungswalze angezogen und dadurch auf der Mantelwalze gehalten und durch die Drehungen derselben befördert. Als nächstes geht der Entwickler durch einen Spalt zwischen der Mantelwalze und dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement hindurch, das als Abstreichmesser bezeichnet wird und nahe sowie gegenüber der Entwicklungswalze angeordnet ist, so dass die Menge an befördertem Entwickler auf eine vorgegebene Menge beschränkt wird.

Nachdem der Entwickler durch das Abstreichmesser auf die vorgegebene Entwicklermenge beschränkt wurde, wird der Entwickler durch die Drehung der Mantelwalze zu einer Position gegenüber der lichtempfindlichen Trommel befördert, so dass er mit dieser in Kontakt kommt. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Vorspannung (nachstehend als „Entwicklungsvorspannung" bezeichnet) an die Entwicklungswalze angelegt. Ein durch die Interaktion der Entwicklungsvorspannung und des elektrostatischen latenten Bilds auf der lichtempfindlichen Trommel gebildetes elektrisches Feld bewirkt, dass der aufgeladene Toner von bildformenden Positionen auf der lichtempfindlichen Trommel angezogen wird, so dass das latente Bild entwickelt wird.

Die Fläche, in der der auf der Entwicklungswalze getragene Entwickler mit der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt kommt und auf ihr ein Bild entwickelt, wird als Entwicklungsfläche bezeichnet. Da einer der in der Entwicklungswalze vorgesehenen Magnete gegenüber der Entwicklungsfläche positioniert ist, erstrecken sich die Linien der durch die Magneten erzeugten Magnetkraft in eine von der Entwicklungswalze wegführenden Richtung. Daher ist der Träger längs dieser Magnetkraftlinien in einer von der Entwicklungswalze wegführenden Richtung verkettet. Auf diese Weise werden Trägerborsten auf der Oberfläche der Buchsenrolle aufgerichtet, so dass sie eine Magnetbürste bilden.

Vor kurzem wurde die Größe der Trägerteilchen verringert, um den Forderungen nach Bildern von besserer Qualität nachzukommen. Da eine geringere Trägergröße feinere Entwicklerborsten erzeugt, die über die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements gleiten, können die elektrostatischen latenten Bilder originalgetreuer entwickelt werden und erzeugen Bilder, die nicht so körnig sind. Wenn jedoch die Größe der Trägerteilchen verringert wird, ist die Kraft, die den Träger magnetisch auf der Entwicklungsfläche hält, schwächer, so dass sich die Trägerteilchen mit größerer Wahrscheinlichkeit zerstreuen. Um die Streuung kleiner Trägerteilchen zu verhindern, sollte die die Teilchen haltende Magnetkraft stark genug sein, um die Enden der Magnetbürste zu erreichen. Dazu ist es notwendig, die Länge der Borsten in der Magnetbürste zu verkürzen. Wenn die Borsten kurz sind, müs sen ein Entwicklungsspalt, der als kürzester Abstand zwischen der Entwicklungswalze und der lichtempfindlichen Trommel auf der Entwicklungsfläche definiert ist, und ein Abstreichspalt, der als kürzester Abstand zwischen dem Abstreichmesser und der Entwicklungswalze definiert ist, reduziert werden.

In einer in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-112226 offenbarten Entwicklungsvorrichtung sind Magnetpole unterschiedlicher Polarität in der Entwicklungswalze angeordnet und ein Abstreichmesser ist zwischen den Magnetpolen an einer Position angeordnet, die die Magnetpolarität umkehrt. Mit diesem Aufbau kann das Abstreichmesser die Menge des durch den Abstreichspalt beförderten Entwicklers nicht gleichförmig regulieren, wenn die Größe des Abstreichspalts aufgrund von Unregelmäßigkeiten im Abstreichspalt, die durch Ungenauigkeit bei der Herstellung und dem Zusammenbau von Teilen verursacht werden, reduziert ist.

Da weiterhin der Entwicklungsfläche eine größere Entwicklermenge zugeführt wird, besitzt die Magnetbürste eine höhere mechanische Schabekraft, die Linien in dem Bild erzeugen kann, wenn der Träger fortgewischt wird. Wenn umgekehrt die Entwicklermenge auf der Entwicklungswalze um mehr als eine geeignete Marge zu klein ist, kann die Dichte des Bilds eventuell nicht den gewünschten Wert erreichen oder unregelmäßig sein. Daher ist es notwendig, Schwankungen in der Entwicklermenge auf der Entwicklungswalze, die durch Unregelmäßigen des Abstreichspalts bewirkt werden, zu reduzieren.

Wenn der Abstreichspalt verkleinert wird, nimmt die auf den durch den Abstreichspalt hindurchgehenden Entwickler ausgeübte Belastung zu, was zu Problemen bei der Aufrechterhaltung der Bildqualität auf Dauer führt. Daher ist es notwendig, die auf den Entwickler im Abstreichspalt ausgeübte Belastung zu verringern.

Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. HEI-2-79878 beschreibt eine Entwicklungsvorrichtung zur Lösung dieser Probleme. In dieser Entwicklungsvorrichtung ist ein Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement gegenüber einem Magnetpol angeordnet, der als Beförderungspol in der Entwicklungswalze dient. Mit dieser Konstruktion sorgt das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement dafür, dass selbst dann eine kleinere Entwicklermenge befördert wird, wenn der Abstreichspalt relativ breit ist. Somit reduziert diese Konstruktion Schwankungen in der Menge an befördertem Entwickler, die durch Unregelmäßigkeiten im Abstreichspalt bewirkt werden, und verringert die auf den durch das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement hindurchgehenden Entwickler ausgeübte Belastung, wodurch Bilder hoher Qualität erzielt werden, die auf Dauer stabil sind.

In den letzten Jahren gab es eine wachsende Nachfrage nach Bildern von höherer Qualität bei Geräten, die mit hoher Geschwindigkeit drucken, wodurch der Wunsch geweckt wurde, eine Entwicklungsvorrichtung zu entwickeln, die noch kleinere Trägerteilchen verwendet. Da die Entwicklungswalze bei Hochgeschwindigkeitsdruckern sich mit höherer Geschwindigkeit drehen muss, besteht bei den Trägerteilchen die Tendenz, sich mehr als bei Niedriggeschwindigkeitsdruckern zu zerstreuen. Aus diesem Grund verwenden solche Entwicklungsvorrichtungen im Allgemeinen eine Entwicklungswalze, deren Buchsenoberfläche eine hohe Maximalmagnetflussdichte aufweist, sowie einen Träger mit hoher Sättigungsmagnetisierung.

Wenn jedoch eine Entwicklungswalze mit hoher Maximalmagnetflussdichte und ein Träger mit hoher Sättigungsmagnetisierung in der vorstehend beschriebenen Entwicklungsvorrichtung verwendet werden, bei der das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement gegenüber dem Magnetbeförderungspol angeordnet ist und einen Abstreichspalt aufweist, der auf die Breite eingestellt ist, die in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. HEI-2-79878 beschrieben ist, neigt der Entwickler dazu, auf die Oberfläche der Mantelwalze an eine Stelle zu rutschen, die dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement gegenüberliegt. Als Ergebnis hiervon geht der Entwickler, der auf die Oberfläche der Mantelwalze rutscht, nicht an dem Abstreichspalt vorbei, was zu einem Abfall der Druckdichte und zu verstreuten Trägerteilchen führt. Zur Lösung dieses Problems muss die Entwicklerspalte stark vergrößert werden.

Einige konventionelle Entwicklungsvorrichtungen verwenden auch eine Einrichtung, die als Stangenbohrer oder Einzugsschnecke bezeichnet wird, die eine sich drehende spiralförmige Schnecke verwendet, um der Entwicklungswalze kontinuierlich Entwickler zuzuführen, indem der Entwickler längs der Axialrichtung der Schnecke befördert wird. Mit dieser Entwicklungsvorrichtung wird der durch den Stangenbohrer beförderte Entwickler zur Entwicklungswalze transportiert und anschließend zum Stangenbohrer zurückgebracht, nachdem der Toner in dem Entwickler bei dem Entwicklungsvorgang verbraucht worden ist. Da der Entwickler allmählich stromabwärts in der Beförderungsrichtung befördert wird, während dieser Vorgang wiederholt wird, nimmt die Tonerdichte im Entwickler in Richtung auf das stromabwärtige Ende in der Beförderungsrichtung allmählich ab.

Hier ist es notwendig, Flächen, die am weitesten stromabwärts in der Beförderungsrichtung des Entwicklers liegen, ausreichend Toner zuzuführen, um die Tonerdichte aufrechtzuerhalten, wenn hochdichte Bilder gedruckt werden, wie etwa ein Volltonbild, das die gesamte Oberfläche des Papiers bedeckt. Jedoch verbrauchen Vorrichtungen, die mit hoher Geschwindigkeit drucken, eine große Menge Toner pro Zeiteinheit. Dementsprechend können Probleme, wie etwa eine verringerte Druckdichte und eine Trägerablagerung auftreten, wenn es nicht möglich ist, Entwickler mit einer ausreichenden Menge Toner zuzuführen. Wenn ferner versucht wird, eine große Menge Toner zuzuführen, kann der Toner nicht ausreichend mit dem Träger zur Herstellung einer geeigneten Ladung vermischt sein, was zu Geisterbildern und Tonerstreuung führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts des Vorstehenden ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine ausgezeichnete Bildqualität während einer langen Zeitdauer aufrechterhalten kann, wenn sie Bilder mit hoher Geschwindigkeit und einer großen Tonermenge druckt, ohne solche Probleme wie etwa ein Abfall der Druckdichte und eine Zerstreuung der Trägerteilchen.

Zur Erreichung des vorstehenden sowie weiterer Ziele stellt die vorliegende Erfindung eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bilds zur Verfügung, das auf der Oberfläche eines Aufzeichnungselements ausgebildet ist. Die Entwicklungsvorrichtung umfasst ein Entwickleraufnahmegefäß, ein Entwicklerbeförderungselement und eine Entwicklungswalze.

Das Entwickleraufnahmegefäß zum Aufnehmen des Entwicklers weist einen Toner und einen Träger als primäre Komponenten auf. Das Entwicklerbeförderungselement ist in dem Entwickleraufnahmegefäß angeordnet, um den Entwickler in eine Richtung zu befördern. Die Entwicklungswalze liegt auf einer Seite dem Aufzeichnungselement und auf der anderen Seite dem Entwicklerbeförderungselement gegenüber und weist eine Achse auf. Die Entwicklungswalze umfasst ein zylindrisches Teil mit einer Umfangsoberfläche und mehrere Magnete von unterschiedlicher Polarität sowie eine auf der Umfangsoberfläche des zylindrischen Teils angeordnete Mantelwalze, die sich um die Achse drehen kann, um den Entwickler vom Entwicklerbeförderungselement zum Aufzeichnungselement zuzuführen.

Der Träger besitzt eine durchschnittliche Teilchengröße von höchstens 65 μm und eine Sättigungsmagnetisierung von mindestens 70 emu/g. Die Oberfläche der Mantelwalze besitzt eine Rauhigkeit von mindestens dem 0,45-fachen der durchschnittlichen Teilchengröße des Trägers.

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät zur Verfügung, das ein Aufzeichnungselement, eine Ladeeinheit, eine Belichtungseinheit, eine Entwicklungsvorrichtung wie vorstehend beschrieben und eine Übertragungseinheit aufweist.

Das Aufzeichnungselement besitzt eine Oberfläche, auf der ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet und Entwickler abgelagert wird. Die Ladeeinheit lädt das Aufzeichnungselement. Die Belichtungseinheit strahlt Licht auf das geladene Aufzeichnungselement auf. Die Übertragungseinheit überträgt das Tonerbild auf ein Aufzeichnungsmedium.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch das Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich, worin:
1 ein schematisches Diagramm eines elektrostatischen Aufzeichnungsgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein schematisches Diagramm ist, das eine Entwicklungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 eine graphische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen Trägerteilchengröße und Körnung eines gedruckten Bilds zeigt;
4 eine graphische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Trägerteilchengröße und der Trägerstreuung zeigt;
5 eine Querschnittsansicht einer Entwicklungswalze in der Entwicklungsvorrichtung der ersten Ausführungsform ist, die die von der Entwicklungswalze erzeugten Magnetkraftlinien zeigt;
6 eine graphische Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der Menge an befördertem Toner und dem Verhältnis der Oberflächenrauhigkeit einer Mantelwalze und der durchschnittlichen Trägerteilchengröße zeigt;
7 ein schematisches Diagramm ist, das eine Entwicklungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 eine Querschnittsansicht ist, die die Entwicklungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt; und
9 eine Querschnittsansicht einer Entwicklungswalze in der Entwicklungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform ist, die die durch die Entwicklungswalze erzeugten Magnetkraftlinien zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 werden eine Entwicklungsvorrichtung und ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät 1 eine lichtempfindliche Trommel 11, eine Ladevorrichtung 12, eine Belichtungseinheit 13, eine Übertragungseinheit 14, eine Reinigungsvorrichtung 15, eine Fixiereinheit 16 und eine Entwicklungsvorrichtung 20. Die Funktion der lichtempfindlichen Trommel 11 besteht darin, ein auf ihrer Oberfläche geformtes elektrostatisches latentes Bild zu tragen. Die Ladevorrichtung 12 legt eine elektrische Ladung an die lichtempfindliche Trommel 11 an. Die Belichtungseinheit 13 strahlt Licht auf die lichtempfindliche Trommel 11, nachdem die lichtempfindliche Trommel 11 durch die Ladevorrichtung 12 geladen worden ist. Die Übertragungseinheit 14 überträgt ein auf der lichtempfindlichen Trommel 11 geformtes Tonerbild auf ein Aufzeichnungsmedium 2, zum Beispiel Papier. Die Reinigungsvorrichtung 15 entfernt Toner von der lichtempfindlichen Trommel 11, nachdem das Tonerbild übertragen worden ist. Die Fixiereinheit 16 schmilzt das auf das Aufzeichnungsmedium 2 übertragene Tonerbild, um das Tonerbild auf ihm zu fixieren.
In einem Bildformungsvorgang wird die lichtempfindliche Trommel 11 in die Uhrzeigersinnrichtung der 1 gedreht, so dass die Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 11 (nachstehend als „Verarbeitungsgeschwindigkeit" bezeichnet) zumindest 300 mm/s beträgt. Als nächstes legt die Ladevorrichtung 12 eine gleich mäßige Ladung von -600V an die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 an. Eine LED oder andere (nicht gezeigte) Lichtquelle, die in der Belichtungseinheit 13 vorgesehen ist, belichtet die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 zur Formung eines latenten Bilds, so dass die Bildflächen ein Potenzial von -50V aufweisen, während die Hintergrundflächen auf einem Potenzial von -600V bleiben. Wenn sich die lichtempfindliche Trommel 11 weiterdreht und das latente Bild an der Position der Entwicklungsvorrichtung 20 ankommt, führt die Entwicklungsvorrichtung 20 der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 einen Entwickler 3 (2) innerhalb eines vorgegebenen Entwicklerzuführungsbereichs zu. Der Toner im Entwickler 3 haftet an Bildflächen innerhalb des Entwicklerzuführungsbereichs, d. h. an Flächen, die durch die Belichtungseinheit 13 belichtet wurden, wodurch ein Tonerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 11 geformt wird.
Wenn sich die lichtempfindliche Trommel 11 weiterdreht kommt das auf der lichtempfindlichen Trommel 11 geformte Tonerbild zur Position der Übertragungseinheit 14. Ein Blatt des Aufzeichnungsmediums 2 wird gleichzeitig zu einer Position zwischen der Übertragungseinheit 14 und der lichtempfindlichen Trommel 11 befördert. Die Übertragungseinheit 14 überträgt das Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium 2, und anschließend fixiert die Fixiereinheit 16 das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium 2. Die Reinigungsvorrichtung 15 entfernt allen Toner, der auf der lichtempfindlichen Trommel 11 zurückgeblieben ist, nachdem die Übertragungseinheit 14 das Tonerbild auf das Aufzeichnungsmedium 2 übertragen hat. Die Reinigungsvorrichtung 15 sammelt und entfernt den restlichen Toner. Da die Verarbeitungsgeschwindigkeit wie vorstehend angegeben 300 m/s beträgt, kann das elektrostatische Aufzeichnungsgerät 1 85 ppm eines kontinuierlichen Blatts mit einer Breite, die einem Papier der Größe A4 entspricht, oder 70 ppm drucken, wenn auf geschnittenen Blätter mit einem Spalt von 50 mm zwischen den Blättern gedruckt wird.
Als nächstes werden der Aufbau und die Tätigkeiten der Entwicklungsvorrichtung 20 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Entwicklungsvorrichtung 20 ein Entwickleraufnahmegefäß 21, eine erste Schnecke 22, eine zweite Schnecke 23, eine Entwicklungswalze 24 und einen (nicht gezeigten) Motor. Der Motor ist mit der ersten Schnecke 22, der zweiten Schnecke 23 und der Entwicklungswalze 24 über einen (nicht gezeigten) Antriebsübertragungsmechanismus verbunden, der aus Zahnrädern und dergleichen besteht.
Das Entwickleraufnahmegefäß 21 nimmt den Entwickler 3 auf, der die primären Komponenten eines nichtmagnetischen Toners und als Träger bezeichnete magnetische Teilchen aufweist. Der Träger besitzt ein magnetisches Kernmaterial, dessen Oberfläche gleichmäßig mit einem isolierenden Kunstharz beschichtet ist. Das Kunstharz weist eine geeignete Triboaufladungseigenschaft für den Toner auf. Der Toner wird in einem Gewichtsverhältnis von 3–10% in den Entwickler 3 gemischt. Der Träger hat eine durchschnittliche Teilchengröße von höchstens 65 μm und eine Sättigungsmagnetisierung von 70 emu/g oder höher.
Im Allgemeinen erzeugt eine kleinere Teilchengröße des Trägers hochdichte Borsten des Entwicklers 3, die über die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 gleiten und es ermöglichen, das latente Bild originalgetreuer zu entwickeln. Die graphische Darstellung in 3 zeigt die Wirkungen der Verringerung der Trägerteilchengröße auf die Verbesserung der Körnungsqualität eines Bilds. Wie in der graphischen Darstellung gezeigt ist, ist die Verbesserung groß, wenn die Teilchengröße 65 μm oder mehr beträgt, und klein, wenn die Teilchengröße weniger als 65 μm beträgt. Da die Bildkörnigkeit eine sub jektive Bewertung ist, unterscheidet sich das Niveau, auf dem diese Körnigkeit gespürt wird, je nach der Person. Jedoch werden Bilder erhalten, die die meisten Menschen zufrieden stellen können, wenn die Trägerteilchengröße 65 μm der weniger beträgt. Daher weist, wie vorstehend beschrieben, der in der bevorzugten Ausführungsform verwendete Träger eine Teilchengröße von 65 μm oder weniger auf.
Die graphische Darstellung in 4 zeigt die allgemeinen Eigenschaften der Trägerstreuung, wenn die Sättigungsmagnetisierung des Trägers etwa 60 emu/g und etwa 70 emu/g beträgt. In 4 bezeichnen die Eigenschaften (a) einen Träger mit einer Sättigungsmagnetisierung von 60 emu/g, während die Eigenschaften (b) einen Träger angeben, der eine Sättigungsmagnetisierung von 70 emu/g besitzt. Die Trägerstreuung in beiden Fällen weist eine zunehmende Tendenz auf, wenn die Trägergröße verringert wird. Jedoch besitzt der Träger mit der hohen Sättigungsmagnetisierung eine stärkere magnetische Retention als der Träger mit der niedrigen Sättigungsmagnetisierung und kann die Trägerstreuung einschränken. Daher ist die Sättigungsmagnetisierung des Trägers in der bevorzugten Ausführungsform auf 70 emu/g oder höher eingestellt, wie vorstehend beschrieben ist. Hier ist die Entwicklungsfläche der Bereich der lichtempfindlichen Trommel 11, der durch den auf der Entwicklungswalze 24 getragenen Entwickler 3 berührt und entwickelt wurde.
Die durchschnittliche Teilchengröße des Trägers kann durch handelsübliche Teilchengrößeverteilungsmessgeräte gemessen werden, die ein Laserdiffraktions- oder ein Laserstreuverfahren anwenden, wie zum Beispiel das Microtrac-Teilchengrößeverteilungsmessgerät (NIKKISO) oder das ELOS&RODOS (Sympatec GmbH).
Die Sättigungsmagnetisierung bezeichnet die Magnetisierung, die erreicht ist, wenn die Magnetisierung sich ungeachtet einer Änderung des an den Träger angelegten Magnetfelds nicht mehr ändert. Die Sättigungsmagnetisierung des Trägers wird bei Raumtemperatur durch handelsübliche Messgeräte gemessen, wie etwa einem Vibrationsprobenmagnetometer oder einem B-H- bzw. Magnetisierungs-Analysator.
Einige Beispiele für die Kernmaterialien des Trägers sind Magnetit, Mn-Mg-Ferrit und Cu-Zn-Ferrit. Der Toner verschmilzt mit der Oberfläche des Trägers, wenn der Träger in der Entwicklungsvorrichtung 20 während einer langen Zeitdauer eine Belastung bewirkt. Des Weiteren zerbröckelt das Isolierharz des Trägers oder blättert von der Oberfläche des Kernmaterials durch den Träger, der eine Belastung während einer langen Zeitdauer bewirkt, ab, wodurch die Triboaufladungseigenschaft der Trägeroberfläche in Richtung des Toners verändert wird. Als Ergebnis hiervon kann keine gleichmäßige Ladung auf dem Entwickler 3 aufrechterhalten werden, was zu einem Absinken der Druckqualität führt. In einem relativ schnellen elektrostatischen Aufzeichnungsgerät mit einer Verarbeitungsgeschwindigkeit, die 300 mm/s überschreitet, drehen sich Rotationselemente in der Entwicklungsvorrichtung 20, wie zum Beispiel die Entwicklungswalze 24, die erste Schnecke 22 und die zweite Schnecke 23, schneller, was die durch den Entwickler 3 in der Entwicklungsvorrichtung 20 bewirkte Belastung erhöht. Als Ergebnis hiervon neigt das das Kernmaterial des Trägers beschichtende isolierende Kunstharz mehr dazu, vom Kernmaterial abzublättern, was zu einer Verschlechterung der Entwicklerqualität führt.
Magnetit, das vorstehend als Beispiel für das Kernmaterial des Trägers beschrieben ist, weist eine unregelmäßige Oberfläche auf, was die Kontaktfläche zu dem die Oberfläche beschichtenden isolierenden Harz vergrößert und eine bessere Haftung mit diesem isolierenden Harz erzielt. Daher ist es wünschenswert, Magnetit als Kernmaterial des Trägers zu verwenden, um die Lebensdauer des Entwicklers zu verlängern. Unter tatsächlichen Hochbelastungsbedingungen, die entworfen wurden, um zu bewirken, dass isolierendes Harz vom Kernmaterial abblättert, wurde bestätigt, dass das isolierende Harz nicht abblätterte, wenn ein Magnetitkernmaterial eingesetzt wurde. Somit wurde bestätigt, dass der Träger die Lebensdauer des Entwicklers verlängerte.
Der Toner wird mit dem Träger in einem Gewichtsverhältnis von 3–10% des Gesamtgewichts des Entwicklers 3 vermischt. Da jedoch nur Toner in dem Entwickler während eines Druckvorgangs, der durch das elektrostatische Aufzeichnungsgerät 1 durchgeführt wird, verbraucht wird, nimmt der Tonergewichtsprozentsatz des in der Entwicklungsvorrichtung 20 aufgenommenen Entwicklers 3 ab. Aus diesem Grund wird der Entwicklungsvorrichtung 20 aus einer Tonernachfüllvorrichtung 27, die später beschrieben wird, ein Toner 3A zugeführt. Der zugeführte Toner 3A wird mit dem Entwickler 3 kombiniert und zusammen mit ihm in die Entwicklungsvorrichtung 20 durch die erste Schnecke 22 und die zweite Schnecke 23 befördert.
Wie in 2 gezeigt ist, sind die erste Schnecke 22 und die zweite Schnecke 23 im Wesentlichen von zylindrischer Form und so angeordnet, dass ihre Drehachsen im Wesentlichen parallel zur Achse der lichtempfindlichen Trommel 11 sind. Die erste Schraube 22 und die zweite Schraube 23 sind einander gegenüberliegend in nächster Nähe zu dem Entwickleraufnahmegefäß 21 angeordnet, so dass ihre Drehachsen auf derselben horizontalen Ebene positioniert sind.
Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Tonernachfüllvorrichtung 27 fast direkt über der ersten Schnecke 22 angeordnet. Die Tonernachfüllvorrichtung 27 kann dem Entwickleraufnahmegefäß 21 den Toner 3A aus einer Position fast direkt über der ersten Schnecke 22 zuführen.
Die Entwicklungswalze 24 ist zwischen der lichtempfindlichen Trommel 11 und der zweiten Schnecke 23 positioniert. Die Entwicklungswalze 24 ist im Wesentlichen von zylindrischer Form und umfasst ein zylindrisches Teil 24A und eine Mantelwalze 24B. Die Mantelwalze 24B ist rund um den Umfang des zylindrischen Teils 24A vorgesehen und kann sich um die Achse des zylindrischen Teils 24A drehen. Die Entwicklungswalze 24 liegt sowohl der lichtempfindlichen Trommel 11 als auch der zweiten Schnecke 23 gegenüber. Die Achse der Entwicklungswalze 24 ist parallel zu den Achsen der lichtempfindlichen Trommel 11, der ersten Schraube 22 und der zweiten Schraube 23. Die Drehung der Mantelwalze 24B befördert den aus der zweiten Schnecke 23 zugeführten Entwickler 3 auf die lichtempfindlichen Trommel 11.
Fünf durch die Pole S1, N1, S2, N2 und N3 in 2 angegebene Dauermagnete sind in vorgegebenen Abständen um den Umfang der Entwicklungswalze 24 an Positionen im Inneren der Entwicklungswalze 24 und nahe der Oberfläche derselben positioniert. Die fünf Dauermagnete ziehen den Entwickler 3 auf die Oberfläche der Mantelwalze 24B an, so dass der Entwickler 3 auf die Oberfläche derselben befördert werden kann. Die Magnete sind im Gegenuhrzeigersinn um den Umfang der Mantelwalze 24B in der Reihenfolge S1, N1, S2, N2 und N3 angeordnet. Der S1-Pol ist gegenüber einem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25, das später beschrieben wird, positioniert.
Der der lichtempfindlichen Trommel 11 zugewandte N1-Pol besitzt eine Maximalmagnetflussdichte von etwa 0,07 T an der Oberfläche der Mantelwalze 24B, während die anderen Dauermagnete Magnetkräfte von etwa 0,04–0,06 T besitzen. Die Mantelwalze 24B dreht sich in der Gegenuhrzeigersinnrichtung in 2, um den aus der zweiten Schnecke beförderten Entwickler 23 der lichtempfindlichen Trommel 11 zuzuführen. Die Einstellung der Maximalmagnetflussdichte auf etwa 0,07 ermöglicht es der Kraft, die den Träger magnetisch zusammenhält, bis zu den Enden der Magnetbürste effektiv zu sein, wodurch das Zerstreuen des Trägers, der eine kleine Teilchengröße aufweist, unterdrückt wird.
Das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25, das auch als Abstreichmesser bezeichnet wird, liegt der Mantelwalze 24B in nächster Nähe direkt über der Entwicklungswalze 24 gegenüber. Die kleinste Entfernung zwischen der Mantelwalze 24B und dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 wird als Abstreichspalt bezeichnet. Der Abstreichspalt reguliert die Menge an Entwickler 3, die die Mantelwalze 24B der lichtempfindlichen Trommel 11 in einer vorgegebenen Menge zuführt, wenn der Entwickler 3 durch die Lücke hindurchgeht. Die Abstreichlücke ist auf 0,5 mm eingestellt.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der als Beförderungspol dienende S1-Pol in der Entwicklungswalze 24 an einer Position gegenüber dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 angeordnet. Wie in 5 gezeigt ist, sind die Borsten des Entwicklers 3 aufgerichtet und der Entwickler 3 ist weniger dicht, da die durch den S1-Pol erzeugten Magnetkraftlinien eine große normale Komponente im Abstreichspalt in Bezug auf die Oberfläche der Entwicklungswalze 24 aufweisen. Da der Entwickler 3 durch das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 bei dieser Position eingeschränkt wird, kann die Menge an Entwickler, die durch den Abstreichspalt hindurchgeht, reduziert werden.
Mit anderen Worten, durch das Vorsehen des als Beförderungspol dienenden S1-Pols in der Entwicklungswalze 24 an einer Position, die dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 gegenüberliegt, kann der Abstreichspalt vergrößert werden, während eine vorgegebene Menge Entwickler 3 auf der Mantelwalze 24B befördert wird, da der Entwickler 3 weniger dicht im Abstreichspalt ist. Indem der Abstreichspalt auf diese Weise vergrößert wird, kann die Wirkung von Unregelmäßigkeiten im Abstreichspalt verringert werden, die durch Unvollkommenheiten in Verarbeitung und Montage verursacht werden.
Wie durch die Pfeile angegeben ist, die Magnetkraftlinien in 5 bezeichnen, halten die Magnetkraftlinien, die von dem S1-Pol gegenüber dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 zum N3-Pol stromaufwärts der Entwicklerregulierungsposition in Bezug auf die Drehrichtung der Entwicklungswalze 24 verlaufen, den Entwickler 3 auf der Mantelwalze 24B an einer Position stromaufwärts der Entwicklerregulierungsposition. Daher ist die auf den Entwickler 3 wirkende Magnetbindungskraft an einer Position stromaufwärts der Entwicklerregulierungsposition in Bezug auf die Drehrichtung der Entwicklungswalze 24 relativ schwach, da die S1- und N3-Pole Magnetkräfte von etwa 0,04–0,06 T aufweisen, was dazu führt, dass weniger Belastung auf den Entwickler 3 ausgeübt wird.
In der bevorzugten Ausführungsform wird die Oberfläche der Mantelwalze 24B mit Metallschrot bearbeitet, um eine Rauhigkeit zwischen dem 0,45-fachen und dem 1,08-fachen der durchschnittlichen Teilchengröße des Trägers zu erzielen, oder genauer gesagt, eine Rauhigkeit von etwa 30 μm. Eine Rauhigkeit des 0,62–0,93-fachen der durchschnittlichen Trägerteilchengröße ist für die Oberfläche der Mantelwalze 24B sogar noch mehr bevorzugt.
Die Rauhigkeit Rz ist eine Zehn-Punkt-Durchschnittsrauhigkeit, die auf JIS B0601'94 basiert. Die Zehn-Punkt-Durchschnittsrauhigkeit Rz ist definiert durch die Summe aus einem ersten Durchschnitt der ersten bis fünften höchsten Spitzen in Bezug auf die Durchschnittslinie und einem zweiten Durchschnitt der ersten bis fünften tiefsten Täler in Bezug auf die Durchschnittslinie. Die Rauhigkeit Rz kann durch Rauhigkeitsmessgeräte, beispielsweise Surfcom (Tokyo Seimitsu) oder Talysurf (Taylor Hobson) gemessen werden.
6 veranschaulicht, warum die Oberflächenrauhigkeit der Mantelwalze 24B zwischen das 0,45- und das 1,08-fache der durchschnittlichen Trägerteilchengröße eingestellt ist. Wenn die Oberflächenrauhigkeit weniger als das 0,45-fache der durchschnittlichen Teilchengröße beträgt, rutscht der Entwickler 3 auf der Oberfläche der Mantelwalze 24B stromaufwärts des Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselements 25 in die Drehrichtung der Mantelwalze 24B und daher ist die Menge des Entwicklers 3, die an der Entwicklerregulierungsposition vorbeigeht, nicht gleichmäßig. Wenn ferner die Oberflächenrauhigkeit der Mantelwalze 24B das 1,08-fache der durchschnittlichen Teilchengröße des Trägers übersteigt, wird eine größere Menge Entwickler 3 befördert, was das Füllungsverhältnis in der Entwicklungsfläche erhöht. Als Ergebnis hiervon besitzt die Magnetbürste eine größere mechanische Schabekraft, die Trägerwischlinien und dergleichen im Bild verursachen kann. Die Sättigungsmagnetisierung des Trägers in 6 beträgt 70 emu/g. Durch Einstellen der Oberflächenrauhigkeit der Mantelwalze 24B auf größer oder gleich dem 0,45-fachen der durchschnittlichen Trägerteilchengröße kann der Entwicklungswalze 24 eine stabile Entwicklermenge zugeführt werden, selbst wenn die Sättigungsmagnetisierung größer oder gleich 70 emu/g ist und die Trägerteilchengröße 65 μm oder weniger beträgt. Des Weiteren können Hochqualitätsbilder über eine lange Zeitdauer gedruckt werden, ohne eine Trägerstreuung und ohne dass auf den Entwickler 3 eine niedrige Belastung ausgeübt wird, selbst wenn mit einer hohen Geschwindigkeit von 300 mm/s oder mehr gedruckt wird.
Insbesondere kann das elektrostatische Aufzeichnungsgerät 1 der bevorzugten Ausführungsform Farbbilder mit hoher Geschwindigkeitsrate drucken, während es eine hohe Druckqualität über eine lange Zeitdauer aufrechterhält, ohne einen Abfall der Druckdichte und ohne Trägerstreuung oder dergleichen. Daher kann das elektrostatische Aufzeichnungsgerät 1 der bevorzugten Ausführungsform ein Vollfarbdrucken bei niedrigen Kosten durchführen.
Während eines Bildformungsvorgangs rühren die erste Schnecke 22 und die zweite Schnecke 23 den Entwickler 3 auf, so dass der Toner und der Träger im Entwickler 3 aneinander reiben, was eine vorgegebene Ladung zwischen -10 und -30 μc/g erzeugt. Wenn der auf diesen Wert geladene Entwickler 3 nahe an die Entwicklungswalze 24 gebracht wird, wird der Entwickler 3 durch den N3-Pol von der Oberfläche der Mantelwalze 24B angezogen. Die sich drehende Mantelwalze 24B befördert dann den Entwickler 3 zur Position des S1-Pols gegenüber dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25. Während sich die lichtempfindliche Trommel 11 in 2 im Uhrzeigersinn dreht, wie durch den Pfeil A angegeben ist, dreht sich die Mantelwalze 24B in 2 mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die dem 1,1–2,0-fachen der Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 11 entspricht, im Uhrzeigersinn.
Nachdem das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 die Menge an Entwickler 3 reguliert hat, die an eine Beförderungsmengenregulierungsposition J1 (siehe 2) befördert wird, wird der Entwickler 3 zur Entwicklungsfläche befördert. An der Entwicklungsfläche erzeugt der N1-Pol Borsten aus dem Entwickler 3, die über die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 reiben, während sich die Mantelwalze 24B im Gegenuhrzeigersinn und die lichtempfindliche Trommel 11 im Uhrzeigersinn dreht. Eine Entwicklungsvorspannung wird an die Entwicklungswalze 24 angelegt, so dass nur Toner aus dem Entwickler 3 auf der Entwicklungswalze 24 dem latenten Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 11 zugeführt wird, wodurch ein sichtbares Bild auf der lichtempfindlichen Trommel 11 geformt wird. Anschließend passiert der Entwickler 3 die Entwicklungsfläche und wird zwischen gleichen Polen N2 und N3 befördert. Ein zwischen den Polen N2 und N3 erzeugtes abstoßendes Magnetfeld streift den Entwickler 3 von der Entwicklungswalze 24 und der Entwickler 3 kehrt zu der zweiten Schnecke 23 zurück, um wieder in die Entwicklungsvorrichtung 20 zurückgeführt zu werden. Inzwischen überträgt die Übertragungseinheit 14 das auf der lichtempfindlichen Trommel 11 geformte sichtbare Bild auf das Aufzeichnungsmedium 2, worauf das Bild durch die Fixiereinheit 16 auf dem Aufzeichnungsmedium 2 fixiert wird.
Es ist zu beachten, dass eine geladene Menge des Toners durch eine Vorrichtung mit einem Faraday'schen Käfig-Saugverfahren gemessen werden kann, wie etwa mit dem Ladung-zu-Masse-Verhältnis-System-Modell 210HS-2A von Trek (Trek Japan). Insbesondere wird ein Toner von etwa 200g des Entwicklers gesaugt, von dem von der Entwicklungsvorrichtung durch ein Sieb eine Stichprobe genommen wurde, dessen Gittergröße 26 μm beträgt, die geladene Menge des Toners pro Gewicht wird unter Verwendung der elektrischen Ladungsmenge des Trägers berechnet, wenn eine Änderung der angezeigten elektrischen Ladungsmenge des Trägers verloren ist.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die 7 und 8 eine Entwicklungsvorrichtung 120 und ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät 101 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da sich das elektrostatische Aufzeich nungsgerät 101 gemäß der zweiten Ausführungsform von dem elektrostatischen Aufzeichnungsgerät 1 gemäß der ersten Ausführungsform nur durch den Aufbau der Entwicklungsvorrichtung 120 unterscheidet, wird nachstehend nur die Entwicklungsvorrichtung 120 beschrieben. Anders als die Entwicklungsvorrichtung 20 der ersten Ausführungsform umfasst die Entwicklungsvorrichtung 120 gemäß der zweiten Ausführungsform zwei Entwicklungswalzen, nämlich die erste Entwicklungswalze 24 und die zweite Entwicklungswalze 28. Die Entwicklungsvorrichtung 120 ist auch mit einem Beförderungselement 26 zum Befördern des Entwicklers 3 aus der zweiten Schnecke 23 zur ersten Entwicklungswalze 24 und zur zweiten Entwicklungswalze 28 versehen.
Wie in der ersten Ausführungsform umfasst die Entwicklungsvorrichtung 120 einen (nicht gezeigten) Motor, der mit der ersten Entwicklungswalze 24, der zweiten Entwicklungswalze 28 und dem Beförderungselement 26 über einen (nicht gezeigten) Antriebsübertragungsmechanismus verbunden ist, welcher Zahnräder und dergleichen aufweist, um die erste Entwicklungswalze 24, die zweite Entwicklungswalze 28 und das Beförderungselement 26 anzutreiben.
Das Beförderungselement 26 ist links von der zweiten Schnecke 23 in 7 angeordnet. Das Beförderungselement 26 umfasst eine Drehwelle 26A und sechs Plattenelemente 26B, die sich radial von der Drehwelle 26A erstrecken. Die erste Schnecke 22 und die zweite Schnecke 23 besitzen ebenfalls Drehwellen 22A bzw. 23A, die parallel zur Drehwelle 26A ausgerichtet sind. Das Beförderungselement 26 ist so konfiguriert, dass es sich in 7 im Gegenuhrzeigersinn dreht, um den Entwickler 3 aus der zweiten Schnecke 23 zur ersten Entwicklungswalze 24 und zur zweiten Entwicklungswalze 28 zu befördern.
Die erste Entwicklungswalze 24 ist in 7 links von dem Beförderungselement 26 angeordnet, während die zweite Entwicklungswalze 28 fast direkt über der ersten Entwicklungswalze 24 angeordnet ist. Sowohl die erste Entwicklungswalze 24 als auch die zweite Entwicklungswalze 28 sind im Wesentlichen von zylindrischer Form. Die erste Entwicklungswalze 24 ist der zweiten Schnecke 23 zugewandt, wobei das Beförderungselement 26 dazwischengefügt ist. Sowohl die erste Entwicklungswalze 24 als auch die zweite Entwicklungswalze 28 sind gegenüber der lichtempfindlichen Trommel 11 positioniert. Die Achsen der ersten Entwicklungswalze 24 und der zweiten Entwicklungswalze 28 sind parallel zu den Achsen der lichtempfindlichen Trommel 11, der ersten Schnecke 22 und der zweiten Schnecke 23 ausgerichtet.
Die Mantelwalze 24B der ersten Entwicklungswalze 24 dreht sich in 7 im Gegenuhrzeigersinn. Wie die erste Entwicklungswalze 24 weist die zweite Entwicklungswalze 28 ein zylindrisches Teil 28A und eine Mantelwalze 28B auf, die sich in 7 im Uhrzeigersinn um den Umfang des zylindrischen Teils 28A dreht. Die Außenfläche der Mantelwalze 24B und der Mantelwalze 28B bewegen sich an der Position, an der die erste Entwicklungswalze 24 und die zweite Entwicklungswalze 28 einander gegenüberliegen, in dieselbe Richtung. Die Umfangsgeschwindigkeit der Mantelwalze 24B und der Mantelwalze 28B ist identisch mit jener für die erste Mantelwalze 24 in der ersten Ausführungsform.
Wie in der ersten Ausführungsform sind fünf Dauermagnete, die die S1-, N1-, S2-, N2- und N3-Pole umfassen, in der ersten Entwicklungswalze 24 nahe der Oberfläche derselben angeordnet und in vorgegebenen Abständen um den Umfang der ersten Entwicklungswalze 24 beabstandet, wie in 8 gezeigt ist. Gleichermaßen sind auch fünf Dauermagnete in der zweiten Entwicklungswalze 28 nahe der Oberfläche derselben angeordnet und in vorgegebenen Abständen rund um den Umfang der zweiten Entwicklungswalze 28 beabstandet. Jedoch sind die fünf Dauermagnete in der zweiten Entwicklungswalze 28 in der Reihenfolge S1, N1, S2, N2 und N3 in der Uhrzeigersinnrichtung in 8 angeordnet, während die Magnete in der ersten Entwicklungswalze 24 in derselben Reihenfolge im Gegenuhrzeigersinn angeordnet sind. Die S1-Pole in der ersten Entwicklungswalze 24 und der zweiten Entwicklungswalze 28 sind beide an Positionen gegenüber dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 angeordnet.
Das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 in der zweiten Ausführungsform ist unterschiedlich von jenem, das in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, geformt. Wie in 8 gezeigt ist, ist das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25, wenn es längs der Achse der ersten Entwicklungswalze 24 gesehen wird, im Wesentlichen wie ein gleichschenkliges Dreieck geformt, so dass es ein „Doppelkanten-Abstreichmesser" bildet. Die beiden Basiswinkel des gleichschenkligen Dreiecks liegen den S1-Polen der ersten Entwicklungswalze 24 bzw. der zweiten Entwicklungswalze 28 gegenüber. Mit dieser Konstruktion regulieren die Ecken an den Basiswinkeln des Dreiecks die Menge an Entwickler 3, die auf die erste Entwicklungswalze 24 und die zweite Entwicklungswalze 28 befördert wird. Der Scheitelwinkel des gleichschenkligen Dreiecks zeigt in Richtung der lichtempfindlichen Trommel 11.
Die diese Konstruktion aufweisende Entwicklungsvorrichtung 120 erfüllt den Ausdruck 10·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) < W(g/s) < 40·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²), worin W für eine Strömungsrate von Toner steht, der längs der Drehachse der zweiten Schnecke 23 befördert wird; V für die Umfangsverarbeitungsgeschwindigkeit der Umfangsfläche der rotierenden lichtempfindlichen Trommel 11 steht; L für die Breite des Entwicklers 3 auf der ersten Entwicklungswalze 24 und der zweiten Entwicklungswalze 28 in Bezug auf ihre Axialrichtung steht und M für die Tonermenge auf der lichtempfindlichen Trommel 11 steht. Der Ausdruck V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) ist die Tonermenge, die beim Druckvorgang pro Zeiteinheit verbraucht wird.
Da im Entwicklungsvorgang mehr Toner verbraucht wird, wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit höher ist, fällt die Tonerkonzentration im Entwickler, wenn kontinuierlich gedruckt wird, selbst wenn zu Beginn des Druckvorgangs ein Hochqualitätsdrucken spezifiziert worden ist, was zu solchen Problemen wie verringerte Druckdichte und Trägerstreuung führt. Es ist noch wahrscheinlicher, dass solche Probleme in Vorrichtungen auftreten, die mit hohen Dichten drucken, wie etwa Vollfarbdruckern, da die Tonermenge, die der ersten Entwicklungswalze 24 und der zweiten Entwicklungswalze 28 zugeführt wird, geringer ist als die während des Druckvorgangs verbrauchte Menge oder nicht gleichförmig ist. Jedoch ist die Entwicklungsvorrichtung 120 so konfiguriert, dass sie der ersten Entwicklungswalze 24 und der zweiten Entwicklungswalze 28 Entwickler 3 zuführt, während die erste Schnecke 22 und die zweite Schnecke 23 den Entwickler in Axialrichtung befördern, und es wurde festgestellt, dass sie die vorstehenden Probleme lösen kann, wenn der folgende Ausdruck erfüllt ist: 10·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) < W(g/s) < 40·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²). Mit anderen Worten, das Beförderungselement 26 in der Entwicklungsvorrichtung 120 ist imstande, mehr als die zehnfache Tonermenge, die pro Zeiteinheit während des Druckvorgangs verbraucht wird, zu befördern.
Wenn das Beförderungselement 26 jedoch mehr als das 40-fache der während des Druckvorgangs verbrauchten Tonermenge befördert, gerät die Ladung des beförderten Toners aus dem geeigneten Bereich, was zu Problemen wie Geisterbilder, beschleunigter Verschlechterung des Entwicklers 3 und Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung der Bildqualität während einer langen Zeitdauer führt. Durch Halten der Menge des beförderten Toners in dem vorstehend angegebenen Bereich ist bestätigt worden, dass die Entwicklungsvorrichtung 120 Hochqualitätsbilder ohne Trägerstreuung oder dergleichen drucken kann, selbst bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von 700 m/s, und diese Bildqualität über eine lange Zeitdauer aufrechterhalten kann.
Während eines Bildformungsvorgangs rühren die erste Schnecke 22 und die zweite Schnecke 23 den Entwickler 3 auf, so dass der Toner und der Träger im Entwickler 3 aneinander reiben, wodurch sie den Entwickler 3 auf einen vorgegebenen Wert zwischen -10 und -30 μc/g laden. Der diese Ladung aufweisende Entwickler 3 wird nahe der ersten Entwicklungswalze 24 befördert und von der Oberfläche der Mantelwalze 24B durch den N3-Pol angezogen. Die Mantelwalze 24B dreht sich und befördert diesen Toner an die Position des S1-Pols gegenüber dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25.
Bevor der Entwickler 3 zur Entwicklungsfläche befördert wird, wird der Entwickler 3 auf eine vorgegebene Menge an der Beförderungsmengenregulierungsposition J2 (siehe 8) des Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselements 25 reguliert, um 20–40% des Volumens in der Entwicklungsfläche einzunehmen. Der überschüssige Entwickler 3, der daran gehindert wird, an dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 vorbeizugehen, wird von der Oberfläche der Mantelwalze 28B durch die Magnetkraft des S1-Pols der zweiten Entwicklungswalze 28 angezogen. Der überschüssige Entwickler 3 wird auf dieselbe vorgeschriebene Menge wie jene reguliert, die auf die erste Entwicklungswalze 24 an der Regulierungsposition J1' (siehe 8) durch das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 befördert wird. Anschließend wird der Entwickler 3 zu der Entwicklungsfläche der zweiten Entwicklungswalze 28 am N1-Pol befördert, wenn sich die Mantelwalze 28B dreht. Die Magnetpole N1 an den Entwicklungsflächen der ersten Entwicklungswalze 24 und der zweiten Entwicklungswalze 28 bilden Borsten im Entwickler 3. An der zweiten Entwicklungswalze 28 reiben die Borsten über die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 in eine zur Bewegungsrichtung der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 entgegengesetzte Richtung. An der ersten Entwicklungswalze 24 reiben die Borsten über die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 in dieselbe Richtung, in die sich die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 bewegt.
Durch Drehen der ersten Entwicklungswalze 24 und der zweiten Entwicklungswalze 28, wie vorstehend beschrieben, kann der eine regulierte Tonerkonzentration aufweisende Entwickler 3 der lichtempfindlichen Trommel 11 kontinuierlich zugeführt werden. Eine diese Konstruktion aufweisende Entwicklungsvorrichtung kann eine bessere Entwicklungsleistung erreichen als eine Entwicklungsvorrichtung, die mehrere Entwicklungswalzen kombiniert, die sich in dieselbe Richtung drehen, um Entwickler von der fast vertikal über der ersten Entwicklungswalze angeordneten zweiten Entwicklungswalze zur ersten Entwicklungswalze zu transportieren. Die Entwicklungsvorrichtung 120 gemäß der zweiten Ausführungsform hat eine etwa 30% bessere Leistung als die vorstehend beschriebene Entwicklungsvorrichtung mit Walzen, die sich in dieselbe Richtung drehen.
Die erste Entwicklungswalze 24 und die zweite Entwicklungswalze 28 befördern den Entwickler 3 über die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11 in einander entgegengesetzte Richtungen an der Entwicklungsfläche, wodurch ein Hochqualitätsbild erzeugt wird, ohne in dem Bild in die Gleitrichtung eine Bündelung zu erzeugen, wel che Bündelung durch Fehler in der Vorder- oder Rückkante des Bilds in Gleitrichtung entstehen kann.
Bei einer Verarbeitungsgeschwindigkeit von etwa 300 mm/s erreicht die Entwicklungsvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform, die aus einer ersten Entwicklungswalze 24 aufgebaut ist, eine gewünschte Entwicklungsleistung mit einer Bildbündelung auf tolerierbarem Niveau. Bei Verarbeitungsgeschwindigkeiten über 300 mm/s ist es jedoch unwahrscheinlich, dass die Entwicklungsvorrichtung 20, die nur eine Entwicklungswalze 24 besitzt, eine gewünschte Entwicklungsleistung erzielt. Wenn das Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeiten der ersten Entwicklungswalze 24 zur lichtempfindlichen Schicht 11 bei dem Versuch erhöht wird, eine gewünschte Entwicklungsleistung zu erzielen, reiben die Borsten des Entwicklers 3 härter auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 11, was es erschwert, Bilder mit einem gewünschten Bündelungsmaß zu erzeugen. In der bevorzugten Ausführungsform kann die Entwicklungsvorrichtung 120 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration gewünschte Bilder erzeugen, selbst wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit über 300 mm/s liegt.
Als nächstes werden ein elektrostatisches Aufzeichnungsgerät 201 und eine Entwicklungsvorrichtung 220 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Da das elektrostatische Aufzeichnungsgerät 201 der dritten Ausführungsform eine Struktur aufweist, die jener des elektrischen Aufzeichnungsgeräts 101 in der zweiten Ausführungsform mit Ausnahme des Aufbaus der Entwicklungsvorrichtung 220 identisch ist, wird nachstehend nur die Entwicklungsvorrichtung 220 beschrieben. Die Entwicklungsvorrichtung 220 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Entwicklungsvorrichtung 120 in der zweiten Ausführungsform darin, dass ein Beförderungspol S3 benachbart dem Beförderungspol S1 auf der stromaufwärtigen Seite in Bezug auf die Drehrichtung der Mantelwalze 248 angeordnet ist. Die Polarität des S3-Pols ist dieselbe wie die Polarität des S1-Pols.
In der ersten Entwicklungswalze 24 der Entwicklungsvorrichtung 220 sind fünf Dauermagnete im Gegenuhrzeigersinn in 9 in der Reihenfolge der Pole S1, N1, S2, N2 und S3 angeordnet. In der zweiten Entwicklungswalze 28 sind die fünf Dauermagnete in 9 im Uhrzeigersinn in der Reihenfolge der Pole S1, N1, S2, N2 und S3 angeordnet.
Die diese Konstruktion aufweisende Entwicklungsvorrichtung 120 kann die Erzeugung von Magnetkraftlinien von der einen der ersten Entwicklungswalze 24 und der zweiten Entwicklungswalze 28 zur anderen verhindern, beispielsweise einer Magnetkraftlinie von dem N3-Pol der ersten Entwicklungswalze 24 zum S1-Pol der zweiten Entwicklungswalze 28 in der zweiten Ausführungsform. Die Entwicklungsvorrichtung 220 kann auch die Erzeugung von Magnetkraftlinien von dem S1-Pol zu dem S3-Pol auf sowohl der ersten Entwicklungswalze 24 als auch der zweiten Entwicklungswalze 28 verhindern. Daher wird die Magnetbindungskraft, die auf den Entwickler 3 wirkt, in schmalen Flächen 25A zwischen der Mantelwalze 24B und dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 sowie zwischen der Mantelwalze 28B und dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement 25 nur durch die Magnetkraft zwischen dem jeweiligen Beförderungspol S1 und dem Beförderungspol N1 schwächer. Als Ergebnis hiervon kann die auf den Entwickler 3 angewendete Belastungsmenge reduziert werden.
Obwohl die Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, ist es für Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich, dass viele Modifikationen und Ab wandlungen an ihr vorgenommen werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen, deren Umfang durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Der Aufzeichnungselement zum Befördern eines Bilds ist nicht auf die lichtempfindliche Trommel 11 beschränkt, die in der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform eingesetzt wird. Beispielsweise kann ein lichtempfindlicher Riemen oder dergleichen verwendet werden, der sich um einen vorgegebenen Weg herum bewegt.
Während die beiden Entwicklungswalzen 24 und 28 in der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform verwendet wurden, kann die Entwicklungsvorrichtung des Weiteren mit mehreren Entwicklungswalzen konfiguriert werden, die stromaufwärts der zweiten Entwicklungswalze 28 in Bezug auf die Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 11 angeordnet sind. Alternativ kann die Entwicklungsvorrichtung mit mehreren Entwicklungswalzen konfiguriert sein, die stromabwärts der ersten Entwicklungswalze 24 in Bezug auf die Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 11 angeordnet sind.
Die Entwicklungsvorrichtung und das elektrostatische Aufzeichnungsgerät der vorliegenden Erfindung können bei einem elektrofotografischen Drucker, Kopierer oder dergleichen angewendet werden, der ein Farbdrucken durchführt oder mit hoher Geschwindigkeitsrate druckt und eine große Menge Toner verbraucht, oder sie können bei irgendeinem Gerät angewendet werden, das Pulver, welches geladen werden kann, magnetisch befördert, während die Höhe der mit dem Pulver geformten Borsten reguliert wird.

Claims

Entwicklungsvorrichtung (20) zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bilds, das auf der Oberfläche eines Aufzeichnungselements (11) ausgebildet ist, wobei die Entwicklungsvorrichtung folgendes umfasst: ein Entwickleraufnahmegefäß (21) zum Aufnehmen von Entwickler mit einem Toner und einem Träger als primären Komponenten; ein in dem Entwickleraufnahmegefäß angeordnetes Entwicklerbeförderungselement (23) zum Befördern des Entwicklers in eine Richtung; und eine Entwicklungswalze (24), die auf einer Seite dem Aufzeichnungselement und auf der anderen Seite dem Entwicklerbeförderungselement gegenüberliegt und eine Achse aufweist, wobei die Entwicklungswalze ein zylindrisches Teil (24A) mit einer Umfangsoberfläche und mehreren Magneten (N, S) von unterschiedlicher Polarität sowie eine auf der Umfangsoberfläche des zylindrischen Teils angeordnete Mantelwalze (24B) aufweist, die sich um die Achse drehen kann, um den Entwickler vom Entwicklerbeförderungselement dem Aufzeichnungselement zuzuführen; wobei der Träger eine durchschnittliche Teilchengröße von höchstens 65 μm und eine Sättigungsmagnetisierung von mindestens 70 emu/g besitzt; und die Oberfläche der Mantelwalze eine Rauhigkeit von mindestens dem 0,45-fachen der durchschnittlichen Teilchengröße des Trägers besitzt.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Träger ein Kernmaterial aus Magnetit aufweist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei einer der Magnete gegenüber dem Aufzeichnungselement in dem zylindrischen Teil angeordnet ist und der eine Magnet eine maximale Magnetflussdichte von mindestens 0,07 T aufweist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Träger ein Kernmaterial aus Magnetit aufweist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Aufzeichnungselement im Wesentlichen von zylindrischer Form ist, sich um eine Achse des Aufzeichnungselements drehen kann und eine Umfangsoberfläche aufweist; und das Entwicklerbeförderungselement um eine Drehachse drehbar ist, und wobei die Beziehung 10·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) < W(g/s) < 40·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) erfüllt wird, worin W für eine Strömungsrate des Entwicklers steht, der längs der Drehachse des Entwicklerbeförderungselements befördert wird; V für eine Umfangsgeschwindigkeit der Umfangsfläche des rotierenden Aufzeichnungselements steht; L für die Breite des Entwicklers auf der Entwicklungswalze in Bezug auf die Axialrichtung der Entwicklungswalze steht und M für die Tonermenge auf dem Aufzeichnungselement steht.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Träger ein Kernmaterial aus Magnetit aufweist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Aufzeichnungselement im Wesentlichen von zylindrischer Form ist, sich um eine Achse des Aufzeichnungselements drehen kann und eine Umfangsoberfläche aufweist; und das Entwicklerbeförderungselement um eine Drehachse drehbar ist, und wobei die Beziehung 10·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) < W(g/s) < 40·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) erfüllt wird, worin W für eine Strömungsrate des Toners steht, der längs der Drehachse des Entwicklerbeförderungselements befördert wird; V für eine Umfangsgeschwindigkeit der Umfangsfläche des rotierenden Aufzeichnungselements steht; L für die Breite des Entwicklers auf der Entwicklungswalze in Bezug auf die Axialrichtung der Entwicklungswalze steht und M für die Tonermenge auf dem Aufzeichnungselement steht.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Träger ein Kernmaterial aus Magnetit aufweist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Entwicklungswalze eine erste Entwicklungswalze und eine zweite Entwicklungswalze umfasst, das Aufzeichnungselement im Wesentlichen von zylindrischer Form ist und um eine Achse des Aufzeichnungselements drehbar ist, die Mantelwalze der ersten Entwicklungswalze in dieselbe Richtung wie die Drehrichtung des Aufzeichnungselements drehbar ist und die Mantelwalze der zweiten Entwicklungswalze in die zur Drehrichtung des Aufzeichnungselements gegenüberliegende Richtung drehbar ist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Träger ein Kernmaterial aus Magnetit aufweist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei einer der Magnete der ersten Entwicklungswalze gegenüber dem Aufzeichnungselement angeordnet ist, wobei der eine der Magneten der ersten Entwicklungswalze eine maximale Magnetflussdichte von mindestens 0,07 T aufweist, und wobei einer der Magnete der zweiten Entwicklungswalze gegenüber dem Aufzeichnungselement angeordnet ist, wobei der eine der Magnete der zweiten Entwicklungswalze eine maximale Magnetflussdichte von wenigstens 0,07 T aufweist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Träger ein Kernmaterial aus Magnetit aufweist.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Aufzeichnungselement im Wesentlichen von zylindrischer Form ist, sich um eine Achse des Aufzeichnungselements drehen kann und eine Umfangsoberfläche aufweist; das Entwicklerbeförderungselement um eine Drehachse drehbar ist und wobei die Beziehung 10·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) < W(g/s) < 40·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) erfüllt wird, worin W für eine Strömungsrate des Toners steht, der längs der Drehachse des Entwicklerbeförderungselements befördert wird; V für eine Umfangsgeschwindigkeit der Umfangsfläche des rotierenden Aufzeichnungselements steht; L für die Breite des Entwicklers auf der ersten Entwicklungswalze und zweiten Entwicklungswalze in Bezug auf ihre Axialrichtung steht und M für die Tonermenge auf dem Aufzeichnungselement steht.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Träger ein Kernmaterial aus Magnetit besitzt.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Aufzeichnungselement im Wesentlichen von zylindrischer Form ist, sich um eine Achse des Aufzeichnungselements drehen kann und eine Umfangsoberfläche aufweist; und das Entwicklerbeförderungselement um eine Drehachse drehbar ist, und wobei die Beziehung 10·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) < W(g/s) < 40·V(cm/s)·L(cm)·M(g/cm²) erfüllt wird, worin W für eine Strömungsrate des Toners steht, der längs der Drehachse des Entwicklerbeförderungselements befördert wird; V für die Umfangsgeschwindigkeit der Umfangsfläche des rotierenden Aufzeichnungselements steht; L für die Breite des Entwicklers auf der ersten Entwicklungswalze und der zweiten Entwicklungswalze in Bezug auf ihre Axialrichtung steht und M für die Tonermenge auf dem Aufzeichnungselement steht
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Träger ein Kernmaterial aus Magnetit besitzt.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 9, des Weiteren mit einem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement zum Regulieren der Menge des Entwicklers, die die Entwicklungswalze dem Aufzeichnungselement zuführt, wobei das Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement zwischen der ersten Walze und der zweiten Walze zwischengefügt ist; wobei einer der Magnete der ersten Entwicklungswalze gegenüber dem Entwicklungsbeförderungsmengenregulierungselement in dem zylindrischen Teil der ersten Entwicklungswalze angeordnet ist und ein anderer Magnet der ersten Entwicklungswalze benachbart dem einen der Magnete auf der stromaufwärtigen Seite in Bezug auf die Drehrichtung der ersten Entwicklungswalze angeordnet ist, wobei der andere Magnet dieselbe Polarität wie der eine Magnet besitzt, und wobei einer der Magnete der zweiten Entwicklungswalze gegenüber dem Entwicklerbeförderungsmengenregulierungselement in dem zylindrischen Teil der zweiten Entwicklungswalze angeordnet ist und ein anderer Magnet der zweiten Entwicklungswalze benachbart dem einen der Magnete auf der stromaufwärtigen Seite in Bezug auf die Drehrichtung der zweiten Entwicklungswalze angeordnet ist, wobei der andere Magnet dieselbe Polarität wie der eine Magnet besitzt.
Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Träger ein Kernmaterial aus Magnetit besitzt.
Elektrostatisches Aufzeichnungsgerät mit: einem Aufzeichnungselement (11) mit einer Oberfläche, auf der ein elektrostatisches latentes Bild ausgebildet und Entwickler abgelagert wird; einer Ladeeinheit (12) zum Laden des Aufzeichnungselements; eine Belichtungseinheit (13) zum Aufstrahlen von Licht auf das geladene Aufzeichnungselement; einer Entwicklungsvorrichtung (20) zum Zuführen von Toner zu dem Aufzeichnungselement, um darauf ein Tonerbild auszubilden; und einer Übertragungseinheit (14) zum Übertragen des Tonerbilds auf ein Aufzeichnungsmedium (2); wobei die Entwicklungsvorrichtung folgendes umfasst: ein Entwickleraufnahmegefäß (21) zum Aufnehmen von Entwickler mit einem Toner und einem Träger als primären Komponenten; ein in dem Entwickleraufnahmegefäß angeordnetes Entwicklerbeförderungselement (23) zum Befördern des Entwicklers in eine Richtung; und eine Entwicklungswalze (24), die auf einer Seite dem Aufzeichnungselement und auf der anderen Seite dem Entwicklerbeförderungselement gegenüberliegt und eine Achse aufweist, wobei die Entwicklungswalze ein zylindrisches Teil (24A) mit einer Umfangsoberfläche und mehreren Magneten von unterschiedlicher Polarität, sowie eine auf der Umfangsoberfläche des zylindrischen Teils angeordnete Mantelwalze (24B) aufweist, die sich um die Achse drehen kann, um den Entwickler vom Entwicklerbeförderungselement dem Aufzeichnungselement zuzuführen; wobei der Träger eine durchschnittliche Teilchengröße von höchstens 65 μm und eine Sättigungsmagnetisierung von mindestens 70 emu/g besitzt; und die Oberfläche der Mantelwalze eine Rauhigkeit von mindestens dem 0,45-fachen der durchschnittlichen Teilchengröße des Trägers besitzt.