DE19517646C2

DE19517646C2 - Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes mit einem Einkomponentenentwickler

Info

Publication number: DE19517646C2
Application number: DE19517646A
Authority: DE
Inventors: Masae Ikeda; Teturou Nakashima
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-05-18
Filing date: 1995-05-17
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2015-05-18
Also published as: DE19517646A1; US5594198A; JP3444017B2; JPH0836299A

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrich tung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes mit einem Einkomponentenentwickler nach dem Anspruch 1 und nach dem Anspruch 5.

Aus der JP 5-88536 A ist bereits eine Entwick lungsvorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen la tenten Bildes bekannt, bei der auch eine Entwicklerzuführ rolle und eine Reibeinrichtung zur Anwendung gelangen, wo bei letztere in Form eines leitfähigen Teiles die Oberflä che der Entwicklerzuführrolle kontaktiert. Dieses leitfähi ge Teil ist aus Metall hergestellt und besitzt eine Krüm mung, die entgegengesetzt zur Krümmung der Entwicklerzu führrolle verläuft, wodurch einerseits eine starke Verfor mung der Entwicklerzuführrolle verursacht wird, anderer seits aber aufgrund der dabei entstehenden großen Reibung ein schneller Verschleiß der Entwicklerzuführrolle vorpro grammiert ist und insbesondere eine Triboelektrifizierung des Entwicklers nur sehr unvollkommen erreicht werden kann, da für eine wirksame Triboelektrifizierung einerseits mög lichst großflächige Abschnitte der aneinander reibenden Flächen gefordert sind und andererseits ein zu hoher Druck zwischen den aneinander reibenden Flächen die Wirkung der Triboelektrifizierung wieder zunichte macht.

Aus der US 4,836,135 ist eine Entwicklungsvor richtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes bekannt, bei der Toner in einem Behältnis gespei chert wird und aus diesem Behältnis einer Entwicklerrolle mit Hilfe einer Tonerzuführrolle zugeführt wird. Die Toner zuführrolle ist zwischen dem Behältnis und der Entwick lerrolle angeordnet, wobei eine Zwischenwandplatte zwischen diesen Teilen angeordnet ist. Ein elastisches Teil der To nerzuführrolle wird in Berührung mit der Innenfläche der genannten Zwischenplatte gebracht, wodurch der Toner gemäß einer Triboelektrifizierung durch Reibung elektrisch gela den wird. Die mit der Entwicklerzuführrolle in Kontakt ste hende Reibeinrichtung kann bei dieser bekannten Konstrukti on aus einer gekrümmten Metallplattenfeder gebildet sein.

Aus der US 5,132,734 ist eine Entwicklungsvor richtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes mit einem Entwickler bekannt, bei der ein Begren zungsteil in der Mitte auf der Strecke angeordnet ist, über die Entwickler von einem Vorratsbehälter zu einer Zuführ rolle geliefert wird. Das Begrenzungsteil begrenzt die Men ge des Entwicklers, die der Zuführrolle zugeführt wird. Es wird der Entwickler auf der Oberfläche der Entwicklungsrol le mit Hilfe einer Entwicklungsklinge dünn gemacht und aus geglichen. Die genannte Klinge umfaßt einen Gummiabschnitt, der die Entwicklerrolle 6 kontaktiert und auch einen Me tallabschnitt, welcher den Gummiabschnitt haltert. Bei dem Glattstreichen und Dünnermachen der Tonerschicht auf der Entwicklungsrolle wird auch der Toner elektrostatisch gela den.

Allgemein wird in einem Bilderzeugungsgerät, wie beispielsweise einem elektrophotographischen Aufzeichnungs gerät, ein elektrostatisches latentes Bild auf einem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körper, wie bei spielsweise einem photoempfindlichen Körper, einem dielek trischen Körper, ausgebildet; das latente Bild wird elek trostatisch als ein geladenes Tonerbild mit einem Entwick ler entwickelt; es wird das geladene Tonerbild elektrosta tisch von dem das elektrostatische latente Bild tragenden Körper auf ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ei nem Blatt Papier übertragen; und es wird dann das übertra gene Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium durch Hitze, Druck, Licht oder ähnlichem fixiert. Als Entwicklertyp ist ein Zweikomponentenentwickler gut bekannt, der aus einer Tonerkomponente (feine Teilchen eines farbigen syntheti schen Harzes) und einer magnetischen Komponente (feine ma gnetische Träger) zusammengesetzt ist.

Gewöhnlich enthält eine Entwicklungsvorrichtung, welche diesen Typ eines Entwicklers verwendet, ein Behält nis zum Aufbewahren des Zweikomponentenentwicklers, in wel chem der Entwickler durch eine Rührvorrichtung, die in die sem vorgesehen ist, umgerührt wird, um dadurch die Toner teilchen und die magnetischen Träger zu veranlassen, einer Triboelektrifizierung ausgesetzt zu werden, so daß damit die Tonerteilchen elektrostatisch an jedem der magnetischen Träger anhaften. Die Entwicklungsvorrichtung enthält auch eine magnetische Rolle, die in dem Behältnis als eine Ent wicklungsrolle vorgesehen ist, und zwar in solcher Weise, daß ein Abschnitt der magnetischen Rolle dabei freiliegt und zu der Oberfläche des das elektrostatische latente Bild tragenden Körpers hinweist. Die magnetischen Träger mit den Tonerteilchen haften magnetisch an der Oberfläche der ma gnetischen Rolle an, um um dieselbe herum eine Magnetbürste zu bilden, und durch Drehen der magnetischen Rolle, welche die Magnetbürste trägt, werden die Tonerteilchen in die Auflaufzone oder Entwicklungszone zwischen der Magnetrolle und dem das elektrostatische latente Bild tragenden Körper eingebracht, um das darauf ausgebildete elektrostatische latente Bild zu entwickeln. Es führt nämlich die magneti sche Komponente des Zweikomponentenentwicklers zwei Funk tionen aus, und zwar ein elektrisches Aufladen der To nerkomponente des Entwicklers und das Zuführen der Toner teilchen zur Entwicklungszone.

Die den Zweikomponentenentwickler verwendende Entwicklungsvorrichtung besitzt eine gute Fähigkeit, um die Tonerteilchen in die Entwicklungszone zu bringen, welche die Qualität des entwickelten Tonerbildes beeinflußt. Nichtsdestoweniger muß ein Verhältnis zwischen der Toner komponente und der magnetischen Komponente innerhalb eines vorbestimmten Bereiches vor der guten Fähigkeit eingehalten werden, um sicherzustellen, daß die Tonerteilchen in die Entwicklungszone verbracht werden. Da nämlich die Toner komponente des Entwicklers allmählich während des Entwick lungsprozesses verbraucht wird, sollte eine Tonerkomponente periodisch dem Entwicklerkörper zugeführt werden, der in dem Behältnis aufbewahrt wird. Wenn ferner die magnetische Komponente des Entwicklers sich verschlechtert, muß der in dem Behältnis aufbewahrte Entwicklerkörper durch einen neu en ausgetauscht werden, bevor eine richtige Entwicklung ei nes elektrostatischen latenten Bildes erhalten werden kann. Kurz gesagt ist diese Entwicklungsvorrichtung mit den Nach teilen einer problematischen Steuerung eines geeigneten Komponentenverhältnisses des Entwicklers behaftet und auch mit einem lästigen Austausch eines schlechter gewordenen Entwicklers durch einen neuen.

Es wurde dann neulich ein Einkomponentenentwick ler, der nur aus einer Tonerkomponente zusammengesetzt ist (feine Teilchen eines farbigen synthetischen Harzes) be günstigt, da die in der Verwendung des Zweikomponentenent wicklers auftretenden Nachteile durch die Verwendung des Einkomponentenentwicklers beseitigt werden können. Nichts destoweniger ergibt sich bei der Verwendung eines Einkompo nentenentwicklers, speziell eines nichtmagnetischen Einkom ponentenentwicklers, als eine grundlegende Tatsache, daß entschieden werden muß, wie der Toner elektrisch geladen werden soll und auf welche Weise der geladene Toner in eine Zone zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes eingebracht werden soll.

Als ein Repräsentant einer Entwicklungsvorrich tung, die einen Einkomponentenentwickler verwendet, ist ei ne Entwicklungsvorrichtung gut bekannt, die ein Behältnis zur Aufbewahrung des Einkomponentenentwicklers aufweist, ferner eine Entwicklungsrolle, die aus einem geeigneten leitfähigen Gummimaterial hergestellt ist und in dem Be hältnis angeordnet ist und mit einer Entwicklerzuführrolle, die aus einem geeigneten leitenden Schwamm-Material herge stellt ist und in dem Behältnis in Anlage mit der Entwick lungsrolle angeordnet ist. Ein Abschnitt der Entwicklungs rolle ist von dem Behältnis frei und weist zu einem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körper, wie bei spielsweise einer photoempfindlichen Trommel hin, um da zwischen eine Entwicklungszone zu bilden. Die Entwicklungs rolle und die Entwicklerzuführrolle werden in der gleichen Richtung gedreht, so daß die Oberflächen derselben aneinan derreiben aufgrund der entgegengesetzten Richtungen an ei nem Einlaufbereich dazwischen. Die sich drehende Oberfläche der Entwicklerzuführrolle nimmt Tonerteilchen mit und über trägt diese in den Einlaufbereich zwischen der Entwick lungsrolle und der Entwicklerzuführrolle und die zugeführ ten Tonerteilchen werden einer Triboelektrifizierung unter worfen, so daß sie elektrisch geladen werden. Die geladenen Tonerteilchen haften elektrostatisch an der sich drehenden Oberfläche der Entwicklungsrolle an, und zwar aufgrund der Bildkräfte, die dazwischen wirken, um dadurch um dieselbe eine Entwicklerschicht auszubilden, und es wird dann diese Entwicklerschicht in die Entwicklungszone zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes gebracht, welches auf der photoempfindlichen Trommel ausgebildet ist. Der Entwickler umfaßt auch ein Rakel- oder Abstreifmesserteil, welches nachgiebig gegen die Oberfläche der Entwicklerrolle gedrückt wird, um die Dicke der Entwicklerschicht zu ver einheitlichen und um dadurch eine gleichmäßige Entwicklung des latenten Bildes sicherzustellen.

Die oben erläuterte herkömmliche Entwicklungs vorrichtung, die einen Einkomponentenentwickler verwendet, bringt verschiedene Auflagen mit sich, die zu lösen sind, wie im folgenden dargelegt wird:

a) Während des Entwicklungsprozesses werden Tonerteilchen mit einem kleineren Durchmesser bevorzugt von dem Entwicklerkörper verbraucht, der in dem Behältnis ge halten ist, was zu einer Schwankung in der Qualität eines entwickelten Tonerbildes führt. Speziell ist der Einkompo nentenentwickler aus Tonerteilchen zusammengesetzt, die verschiedene Durchmesser haben. Wenn beispielsweise der Einkomponentenentwickler aus Tonerteilchen zusammengesetzt ist, die einen mittleren Durchmesser von 8 µm haben, be deutet dies, daß der Entwickler kleinere Tonerteilchen ent hält, die einen Durchmesser von weniger als 8 µm haben, und größere Tonerteilchen enthält, die einen Durchmesser von mehr als 8 µm haben. In der Tat enthält ein am Markt er hältlicher Einkomponentenentwickler mit einem mittleren Durchmesser von 8 µm sogar Tonerteilchen mit einem Durch messer von weniger als 5 µm und Tonerteilchen mit einem Durchmesser von mehr als 10 µm. Wenn die Tonerteilchen in den Einlaufbereich zwischen der Entwicklungsrolle und der Entwicklerzuführrolle gefördert werden, sind die kleineren Tonerteilchen für eine Triboelektrifizierung empfänglich, während die größeren Tonerteilchen für eine Triboelektrifi zierung nicht empfänglich sind. Daher haften die kleineren Tonerteilchen stärker als die größeren Tonerteilchen an der Entwicklungsrolle an. Wenn die Dicke der Entwicklerschicht durch das Rakelteil reguliert wird, können die kleineren Tonerteilchen oder ausreichend geladenen Tonerteilchen ei nen Spalt zwischen der Entwicklungsrolle und der Rakel pas sieren, jedoch werden die größeren Tonerteilchen oder die ungenügend geladenen Tonerteilchen von der Entwick lungsrolle durch das Rakelteil einfach entfernt, und zwar aufgrund der Schwäche der Bildkräfte, die dazwischen wir ken. Die entfernten Tonerteilchen werden in den Entwick lerkörper, der in dem Behältnis aufbewahrt wird, zurückge führt und es wird daher der mittlere Durchmesser der Toner teilchen, die darin enthalten sind, allmählich größer. Es ist daher im Falle, wenn ein neuer frischer Entwickler in das Behältnis eingeladen wird, eine Festlegung eines früher entwickelten Tonerbildes besser als diejenige eine später entwickelten Tonerbildes, da sehr feine Tonerteilchen in dem früher entwickelten Tonerbild verwendet werden.
Es kann nämlich bei der herkömmlichen Entwick lungsvorrichtung eine konstante Definition oder Qualität eines entwickelten Tonerbildes nicht sichergestellt werden, und zwar aufgrund des bevorzugten Verbrauches von kleineren Tonerteilchen.
b) Während des Entwicklungsprozesses werden ei nige Tonerteilchen geschmolzen und haften an dem Rakelteil an und es kann somit eine richtige Regulierung der Dicke der Entwicklerschicht aufgrund der Toneranhaftung an dem Rakelteil nicht sichergestellt werden. Speziell kann, ob wohl bei dem obigen Punkt (a) erläutert wurde, daß größere Tonerteilchen von der Entwicklungsrolle entfernt werden, ein sehr kleiner Teil der großen Tonerteilchen den Spalt zwischen der Entwicklungsrolle und dem Rakelteil passieren, jedoch bleibt ein größerer Teil der Tonerteilchen, die den Spalt passieren, in dem kleinen Raum zurück, der durch das Rakelteil und die sich drehende Oberfläche der Entwick lungsrolle gebildet ist, ohne daß dieser in die Entwick lungszone verbracht wird. In die in dem kleinen Raum ver bleibenden Tonerteilchen werden aufgrund der Reibung zwi schen dem Rakelteil und der Entwicklungsrolle geschmolzen und der geschmolzene Toner haftet an der Rakel an.
c) Wenn ein elektrostatisches latentes Bild muster, ausgenommen ein latentes Zeichenbild, wie bei spielsweise ein alphabetisches Bild, ein numerisches Bild, ein Symbolbild oder ähnliches, als Festbildmuster oder als Halbton-Punktbildmuster entwickelt wird, erscheint in der Entwicklerschicht, die um die Entwicklungsrolle herum aus gebildet ist, eine Entwicklungshysterese. Die Entwicklungs hysterese kann als eine Ungleichmäßigkeit einer Dichte der Tonerteilchen definiert werden, die in der Entwickler schicht erzeugt wird, und zwar in Einklang mit der Gestalt eines entwickelten Festbildmusters oder eines entwickelten Halbton-Punktbildmusters. Das Auftreten der Entwicklungs hysterese führt zu einem Auftreten des früher entwickelten Bildmusters in Form eines Geisterbildmusters in einem spä ter entwickelten Tonerbildmuster. Natürlich verschlechtert das Auftreten des Geisterbildmusters die Qualität des spä ter entwickelten Tonerbildmusters.
d) Wenn ein örtlicher Bereich der Entwickler schicht an der Entwicklung der elektrostatischen latenten Bilder während des Entwicklungsprozesses nicht teilnimmt, d. h., wenn irgendwelche Tonerteilchen von dem örtlichen Be reich der Entwicklerschicht zum Entwickeln eines elektro statischen latenten Bildes nicht verbraucht werden, haften die in dem örtlichen Bereich enthaltenen Tonerteilchen als ein Film auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle an, da die in Betracht gezogenen Tonerteilchen wiederholt der Tri boelektrifizierung ausgesetzt werden und dabei stark an der Entwicklungsrolle mit der starken Bildkraft anhaften. Der Reibungskoeffizient der mit einer Tonerschicht behafteten Oberfläche der Entwicklerrolle wird klein, die Toner teilchen können nicht in ausreichender Weise der Triboelek trifizierung zwischen der Entwicklerzuführrolle und der mit dem Tonerfilm behafteten Oberfläche der Entwicklerrolle ausgesetzt werden und es kann daher eine ausreichende Menge der Tonerteilchen nicht zur Entwicklungszone verbracht wer den, so daß dadurch die Qualität eines entwickelten Toner bildes verschlechtert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe be steht darin, eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes mit einem Einkompo nentenentwickler zu schaffen, bei der die für den Entwick lungsvorgang erforderliche elektrische Aufladung des Ein komponentenentwicklers mit großer Sicherheit und Gleichmä ßigkeit auf ein entsprechendes Potential gebracht werden kann, um dadurch die Bildqualität noch weiter zu verbes sern.

Gemäß einem ersten Lösungsvorschlag nach der Er findung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 aufge führten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Wei terbildungen dieses Lösungsvorschlages ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Gemäß einem zweiten Lösungsvorschlag nach der Er findung wird die genannte Aufgabe durch die im Anspruch 5 aufgeführten Merkmale gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestal tungen dieses Lösungsvorschlages aus den Unteransprüchen 6 und 7 hervorgehen.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Ent wicklungsvorrichtung geschaffen, die einen Einkomponenten entwickler verwendet, der so ausgebildet ist, daß die Er scheinung einer Entwicklungshysterese in einer Entwickler schicht einer Entwicklungsrolle und eine Filmausbildung von Tonerteilchen auf einer Oberfläche einer Entwicklungsrolle, wie oben dargelegt wurde, verbessert oder vermieden werden kann.

Durch die vorliegende Erfindung wird ferner auch eine Entwicklungsvorrichtung geschaffen, die einen Einkom ponentenentwickler verwendet, der so beschaffen ist, daß der gesamte bevorzugte Verbrauch von kleineren Tonerteil chen aus dem Entwicklerkörper, das Anhaften der Tonerteil chen an ein Rakelteil, eine Entwicklungshysterese in einer Entwicklerschicht einer Entwicklungsrolle und die Entwick lungsrolle verbessert oder vermieden werden kann.

Bei dieser Entwicklungwicklungsvorrichtung kann der den Entwickler zuführende Körper als eine Entwickler zuführrolle ausgeführt sein und die Reibeinrichtung kann als eine Reib-Metallplattenfeder ausgebildet sein, die we nigstens teilweise gekrümmt ist, so daß sie an die Entwick lerzuführrolle angepaßt ist und die nachgiebig gegen die selbe gedrückt wird. In bevorzugter Weise besitzt die Reib- Metallplattenfeder eine Vielzahl von Öffnungen, wobei die Öffnungen entlang einer Längsachse der Entwicklerzuführrol le einheitlich angeordnet sind. Die Reib-Metallplattenfeder kann eine Krümmung haben, die etwas kleiner ist als dieje nige der Entwicklerzuführrolle. In bevorzugter Weise be sitzt die Reibeinrichtung eine elektrische Leitfähigkeit und ist mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle ver bunden, so daß hier ein vorbestimmtes Potential erteilt wird, um dadurch den Einkomponentenentwickler von der Reib einrichtung zu dem Entwicklerzuführkörper hinzulenken.

Bei dieser Entwicklungsvorrichtung kann der den Entwickler tragende Körper als eine entwicklertragende Rol le ausgeführt sein und ferner kann die den Entwickler ent fernende Einrichtung als eine Metallplattenfeder ausge bildet sein, die wenigstens teilweise gekrümmt ist, so daß sie an die den Entwickler tragende Rolle angepaßt ist und die nachgiebig gegen dieselbe gedrückt wird. In bevorzugter Weise besitzt die Metallplattenfeder eine Vielzahl von Öff nungen, die in derselben ausgebildet sind, wobei die Öff nungen entlang einer Längsachse der den Entwickler tragen den Rolle einheitlich angeordnet sind. Die Metallplatten feder kann eine Krümmung haben, die etwas kleiner ist als diejenige der den Entwickler tragenden Rolle.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung er geben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeich nungen; in denen:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung ist, die eine Entwicklungsvorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Dar stellung ist, die eine Entwicklerzuführrolle zeigt, die in der Entwicklungsvorrichtung der Fig. 1 enthalten ist, mit einer Reibplatte, die dieser zugeordnet ist;

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung der Entwick lerzuführrolle und der Reibplatte ist, die in Fig. 2 ge zeigt ist;

Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung ähnlich der Fig. 3 ist, wobei eine Modifizierung der Reibplatte gemäß der Erfindung gezeigt ist;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht ähnlich der jenigen von Fig. 2 ist, wobei eine andere Modifizierung der Reibplatte veranschaulicht ist;

Fig. 6 eine Balkengrafik ist, die eine Charakte ristik der Entwicklungsvorrichtung der Fig. 1 veranschau licht;

Fig. 7 eine Balkengrafik ist, die eine Charakte ristik einer herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung veran schaulicht;

Fig. 8 eine schematische Querschnittsdarstellung ist, die eine Entwicklungsvorrichtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die eine Entwicklungsrolle zeigt, die in der Entwick lungsvorrichtung der Fig. 8 enthalten ist, mit einer Ent wicklerentfernplatte und mit einer Entwicklerzuführrolle, die dieser zugeordnet ist;

Fig. 10 eine Schnittdarstellung ist, die die Ent wicklungsrolle, die Entwicklerentfernplatte und die Ent wicklerzuführrolle, die in Fig. 9 gezeigt ist, wiedergibt;

Fig. 11 eine Darstellung ist, um eine Entwick lungshysterese zu erläutern, wobei ein entwickeltes Fest bildmuster gezeigt ist;

Fig. 12 eine Darstellung ist, um das Auftreten eines negativen Geisterbildes in einem entwickelten Fest bildmuster zu erläutern;

Fig. 13 eine Darstellung ist, um das Auftreten eines positiven Geisterbildes in einem entwickelten Fest bildmuster zu erläutern; und

Fig. 14 eine schematische Darstellung ist, die einen Vollfarben-Laserdrucker zeigt, bei dem die Entwick lungsvorrichtungen eingebaut sind.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt schematisch eine Entwicklungsvor richtung, die einen nichtmagnetischen Einkomponentenent wickler verwendet, der beabsichtigterweise in einem elek trophotographischen Aufzeichnungsgerät, wie beispielsweise einem Laserdrucker, eingebaut wird. Die Entwicklungsvor richtung umfaßt ein Behältnis 10 zur Aufnahme eines Körpers eines Einkomponentenentwicklers. Beispielsweise kann der Entwickler aus Tonerteilchen auf Polyester- bzw. Harzbasis zusammengesetzt sein, die einen externen Zusatz von Silika (0,5%) enthalten und einen mittleren Durchmesser von 8 µm haben und die einen spezifischen Widerstand von ca. 4 × 10¹⁴ Ωcm besitzt. Die Entwicklungsvorrichtung umfaßt auch eine Entwicklungsrolle 12, die drehbar in dem Behältnis 10 angeordnet ist, wobei ein Abschnitt der Entwicklungsrolle 12 in dem Behältnis 10 freiliegt. Der freiliegende Ab schnitt der Entwicklungsrolle 12 weist zu einem ein elek trostatisches latentes Bild tragenden Körper oder photoemp findlichen Trommel 14 hin, um eine Entwicklungszone dazwi schen zu bilden. Die Entwicklungsrolle 12 und die photoemp findliche Trommel 14 werden in der gleichen Richtung in Drehung versetzt, wie dies durch die Pfeile in Fig. 1 ange zeigt ist. Die Entwicklungsrolle 12 besteht aus einer Rolle aus leitfähigem Hartgummi, der aus Polyurethangummi, Sili kongummi, Nitrilgummi oder ähnlichem bestehen kann. Wenn die Entwicklungsrolle 12 durch ein geeignetes Gummimaterial hergestellt wird, kann eine leitfähige Substanz, wie bei spielsweise Metallpuder, Kohlenstoffpuder oder ähnliches, mit dem Gummimaterial vermischt werden, um dadurch einen spezifischen Widerstand von ca. 10⁸ Ωcm zu erreichen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Entwicklungsrolle 12 mit ei ner elektrischen Stromversorgungsquelle 16 verbunden und es wird eine Entwicklungsvorspannung von z. B. -300 Volt von der Stromquelle 16 her an die Entwicklungsrolle 12 ange legt.

Die photoempfindliche Trommel 14 umfaßt ein Hül sensubstrat, welches aus einem geeigneten leitfähigen Ma terial, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt ist, und einen photoleitfähigen Film, der darum herum ausgebildet ist. Obwohl bei dieser Ausführungsform der photoleitfähige Film aus einem organischen Photoleiter (OPC) zusammenge setzt ist, kann dieser auch aus einem Selen-Photoleiter, einem a-Si-Photoleiter oder ähnlichem bestehen. Eine ein heitliche Verteilung der elektrischen Ladungen auf der Oberfläche der Trommel 14 wird mit Hilfe eines Laders, wie beispielsweise eines Koronaentladers (nicht gezeigt), er zeugt und den geladenen Bereichen der Trommel 14 wird ein Potential von z. B. -600 Volt aufgedrückt. Es wird eine elektrostatisches latentes Bild auf einen geladenen Bereich der Trommel 14 beispielsweise mit Hilfe eines Laserstrahl- Scanners (nicht gezeigt) geschrieben. Insbesondere wird der geladene Bereich der Trommel 14 mit einem Laserstrahl abge tastet, der von dem Laserstrahl-Scanner emittiert wird, und zwar entlang einer Richtung einer zentralen Achse der Trom mel 14. Während des Abtastvorgangs wird der Laserstrahl eingeschaltet und ausgeschaltet, und zwar auf der Grundlage von binären Bilddaten, die beispielsweise von einem Wort prozessor, einem Personalcomputer oder ähnlichem erhalten werden, so daß ein elektrostatisches latentes Bild als ein Punktbild auf den geladenen Bereich der Trommel 14 ge schrieben wird. Wenn nämlich eine Zone des geladenen Berei ches durch den Laserstrahl bestrahlt wird, werden die La dungen von der bestrahlten Zone entfernt, so daß ein Poten tial derselben geändert wird, und zwar von ca. -600 Volt auf ca. -100 Volt, wodurch das latente Bild als eine Poten tialdifferenz zwischen der bestrahlten Zone (-100 Volt) und der verbleibenden Zone (-600 Volt) ausgebildet wird.

Die Entwicklungsvorrichtung enthält ferner eine Entwicklerzuführrolle 18, die in dem Behältnis 10 angeord net ist, wobei die Entwicklerzuführrolle 18 in Anlage mit der Entwicklungsrolle 12 steht und in der gleichen Dreh richtung angetrieben wird, wie die Entwicklungsrolle 12, wie dies durch einen Pfeil in Fig. 1 angezeigt ist. Die Entwicklerzuführrolle 18 besteht aus einer leitfähigen Schwammrolle, die aus einem geeigneten synthetischen Harz material hergestellt sein kann, wie beispielsweise Poly urethanharz. Wenn die leitfähige Schwammrolle 18 aus einem geeigneten Harzmaterial hergestellt wird, kann eine leiten des Substanz, wie beispielsweise Metallpuder, Kohlenstoff puder oder ähnliches, und auch ein geeignetes Schäumagents mit dem Harzmaterial gemischt werden. Die leitfähige Schwammrolle oder Entwicklerzuführrolle 18 ist mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle 20 verbunden und es wird eine Spannung von -400 Volt von der Stromversorgungs quelle 20 an die Entwicklerzuführrolle 18 angelegt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Spannung (-400 Volt), die an die Entwicklerzuführrolle 18 angelegt wird, um 100 Volt hö her ist, und zwar als Absolutwert betrachtet, als die Ent wicklungsvorspannung (-300 Volt), die an die Entwicklungs rolle 12 angelegt wird.

Wie oben dargelegt wurde, werden die Entwick lungsrolle 12 und die Entwicklerzuführrolle 18 in der glei chen Richtung in Drehung versetzt, so daß die Oberflächen derselben in entgegengesetzten Richtungen aneinanderreiben, und zwar am Einlaufbereich dazwischen. Die rotierende Ober fläche der Entwicklerzuführrolle 18 hält Tonerteilchen fest und fördert dieselben von dem Entwicklerkörper in den Ein laufbereich zwischen der Entwicklungsrolle 12 und der Ent wicklerzuführrolle 18 und die zugeführten Tonerteilchen werden einer Triboelektrifizierung ausgesetzt, so daß sie negativ geladen werden. Die negativ geladenen Tonerteilchen werden elektrischen Kräften ausgesetzt, durch die die Tonerteilchen zur Entwicklungsrolle 12 hingelenkt werden, und zwar aufgrund der Potentialdifferenz zwischen der Ent wicklungsrolle 12 und der Entwicklerzuführrolle 18. Die Tonerteilchen haften dann elektrostatisch an der rotie renden Oberfläche der Entwicklungsrolle 12 an, und zwar aufgrund der Bildkräfte, die dazwischen wirken, um dadurch eine Entwicklerschicht um die Rolle herum auszubilden. Dann wird die Entwicklerschicht zur Entwicklungszone verbracht, um die elektrostatischen latenten Bilder zu entwickeln.

Die Entwicklungsvorrichtung enthält ferner ein Rakelteil 22, welches nachgiebig gegen die Oberfläche der Entwicklungsrolle 12 gedrückt wird, um die Dicke der Ent wicklerschicht, die um die Rolle herum ausgebildet wurde, gleichförmig zu gestalten, um dadurch eine gleichmäßige Entwicklung des latenten Bildes sicherzustellen.

Das Rakelteil 22 wird durch das Behältnis 10 ge haltert und erstreckt sich entlang der Längsachse der Ent wicklungsrolle 12. In bevorzugter Weise wird das Material des Rakelteiles 22 so ausgewählt, daß die Tonerteilchen ei ne negative Ladung durch Triboelektrifizierung durch das Rakelteil 22 erhalten. Zu diesem Zweck kann das Rakelteil 22 aus einer Metallplattenfeder aus rostfreiem Stahl herge stellt sein.

Wenn das Rakelteil 22 eine Leitfähigkeit hat, wird es in bevorzugter Weise mit einer elektrischen Strom versorgungsquelle 24 in solcher Weise verbunden, daß eine Spannung von -400 Volt, die als Absolutwert um 100 Volt hö her liegt als die Entwicklungsvorspannung (-300 Volt), von der Stromversorgungsquelle 24 an das Rakelteil 22 angelegt wird, wodurch die Tonerteilchen durch einen Ladungsinjek tionseffekt negativ geladen werden können. Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 1 die Bezugszeichen 26 und 28 Schaufelrollen bezeichnen, um den Entwickler zu der Ent wicklerzuführrolle 18 hinzubewegen.

Während des Entwicklungsprozesses, wie oben dar gelegt worden ist, wird die Entwicklungsvorspannung von -300 Volt von der Stromversorgungsquelle 16 an die Entwick lungsrolle 12 angelegt und es verlaufen somit ein elektri sches Feld, welches zwischen der latenten Bildzone (ca. -100 Volt) und der Entwicklungsrolle 12 erzeugt wird und ein elektrisches Feld, welches zwischen der restlichen Zone (ca. -600 Volt) und der Entwicklungsrolle 12 erzeugt wird, zueinander entgegengesetzt. Es werden demzufolge die ne gativ geladenen Tonerteilchen elektrostatisch lediglich an die latente Bildzone angehaftet, die das Potential von ca. -100 Volt hat und es kann somit die Entwicklung des la tenten Bildes mit den Tonerteilchen sichergestellt werden.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfin dung ist eine Reibplatte 30 in dem Behältnis 10 angeordnet, die in Angriff mit der Entwicklerzuführrolle 18 steht. Bei dieser Ausführungsform besteht die Reibplatte 30 aus einer Federplatte, die aus einem rostfreien Stahlblech mit einer Dicke von ca. 1 mm hergestellt ist, wobei die Federplatte 30 fest am Boden des Behältnisses 10 befestigt ist und so gestaltet ist, um teilweise die Entwicklerzuführrolle 18 zu umschließen. Wie nämlich am besten in den Fig. 2 und 3 ge zeigt ist, ist die Federplatte oder Reibplatte 30 entlang der Umfangsfläche der Entwicklerzuführrolle 18 gekrümmt ausgebildet, derart, daß der gekrümmte Abschnitt derselben nachgiebig gegen die Entwicklerzuführrolle 18 gedrückt wird. Wie ebenfalls am besten in den Fig. 2 und 3 zu erse hen ist, besitzt die Reibplatte 30 eine Vielzahl von Öff nungen 32, die in derselben ausgebildet sind, und diese Öffnungen 32 sind einheitlich entlang der Längsachse der Entwicklerzuführrolle 18 angeordnet.

Aufgrund des Vorhandenseins der Reibplatte 30 ist es möglich, den Tonerteilchen eine ausreichende Menge einer elektrischen Ladung aufzudrücken, die von der Entwicklerzu führrolle 18 mitgenommen werden. Insbesondere werden die Tonerteilchen, die von der sich drehenden Schwammoberfläche der Entwicklerzuführrolle 18 mitgenommen werden, nicht nur einer Triboelektrifizierung zwischen der Rolle 18 und der Reibplatte 30 ausgesetzt, sondern auch zwischen der Ent wicklungsrolle 12 und der Rolle 18. Es ist somit möglich, nicht nur den kleinen Tonerteilchen eine ausreichende Menge einer elektrischen Ladung aufzudrücken, sondern auch den größeren Tonerteilchen. Die in ausreichender Weise gelade nen Tonerteilchen, die einen großen Durchmesser haben, haf ten elektrostatisch an der Entwicklerzuführrolle 18 mit ei ner großen Bildkraft an. Demzufolge können nicht nur die kleinen Tonerteilchen, sondern auch die großen Tonerteil chen den Spalt zwischen der Entwicklerzuführrolle 18 und dem Rakelteil 22 während der Regulierung der Entwickler schicht durch das Rakelteil 22 passieren.

Ein Eindringen der Tonerteilchen in das Schwamm- Material der Entwicklerzuführrolle 18 wird durch die Viel zahl der Öffnungen 32 verhindert, die in der Reibplatte 30 ausgebildet sind. Wenn speziell die Tonerteilchen zwischen die Entwicklerzuführrolle 18 und die Reibplatte 30 einge leitet werden, haben sie eine Neigung dazu, in das Schwamm- Material der Entwicklerzuführrolle 18 einzudringen. Die To nerteilchen dringen demzufolge in das Schwamm-Material ein. Die eingedrungenen Tonerteilchen können jedoch aus dem Schwamm-Material über die Öffnungen 32 der Reibplatte 30 extrahiert werden. Mit anderen Worten werden die Tonerteil chen daran gehindert, tief in das Schwamm-Material der Ent wicklerzuführolle 18 eingebettet zu werden, und zwar auf grund der Öffnungen 32 der Reibplatte 30. Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn die Tonerteilchen tief in das Schwamm-Material der Entwicklerzuführrolle 18 eingedrungen sind, die Elastizität desselben verlorengeht, so daß nicht nur die Fähigkeit der Entwicklerzuführrolle 18, Tonerteil chen mitzunehmen, vermindert wird, sondern es wird auch ei ne Fähigkeit, die Tonerteilchen durch Triboelektrifizierung mit der Entwicklerzuführrolle 18 elektrisch zu laden, ver schlechtert.

Der kurvenförmig gestaltete Abschnitt der Reib platte 30 hat eine kleinere Krümmung als diejenige der Entwicklerzuführrolle 18. In diesem Fall dringt die freie Kante her Reibplatte 30 etwas in das Schwamm-Material der Entwicklerzuführrolle 18 ein, wie dies in Fig. 4 ge zeigt ist, wodurch nicht nur das Herausziehen der einge drungenen Tonerteilchen aus dem Schwamm-Material verein facht wird, was zu einer Verlängerung der Wirksamkeit der Entwicklerzuführrolle 18 führt, sondern auch die Tribo elektrifizierung der Tonerteilchen verbessert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß bei der Reibplatte 30, die in Fig. 4 gezeigt ist, die freie Kante derselben abgerundet oder angefast sein sollte, um dadurch die Oberfläche der Ent wicklerzuführrolle 18 gegen eine Zerstörung zu schützen.

Obwohl in Fig. 2 die Öffnungen 32 der Reibplatte 30 als kreisförmige Bohrungen gezeigt sind, können sie auch als Langlöcher ausgebildet sein, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Ferner können die Öffnungen 32 eine andere Gestalt, wie beispielsweise eine Ovalgestalt, eine rechteckförmige Ge stalt, eine geeignete Polygongestalt oder eine ähnliche Ge stalt haben. Um die Tonerteilchen, die von der Entwickler zuführrolle 18 mitgenommen werden, homogen zu laden, soll ten die Öffnungen 32 einheitlich entlang der Umfangsrich tung der Entwicklerzuführrolle 18 angeordnet sein. Wenn nämlich die Reibplatte 30 umfangsmäßig in streifenförmige Segmente aufgeteilt wird, und zwar in regelmäßigen Inter vallen, so sollte der Gesamtbereich der Öffnungszonen, der in jedem der aufgeteilten Segmente enthalten ist, konstant sein.

In bevorzugter Weise ist die Reibplatte 30 mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle 34 in solcher Weise verbunden, daß eine Spannung von -500 Volt, die um 100 Volt als Absolutwert höher liegt als die Spannung (-400 Volt), die an die Entwicklerzuführrolle 18 angelegt wird, von der Stromversorgungsquelle 34 an die Reibplatte 30 an gelegt wird, wodurch die Tonerteilchen durch einen Ladungs injektionseffekt negativ geladen werden können. In diesem Fall werden die Tonerteilchen, zusätzlich zu der Triboelek trifizierung mit der Reibplatte 30, weiter durch den La dungsinjektionseffekt geladen.

Es wurde ein Experiment durchgeführt, um die Ent wicklungsvorrichtung der Fig. 1 gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zu bewerten. Es wurde insbesondere eine gegebene Menge eines frischen Einkomponentenentwick lers in das Behältnis 10 gefüllt und es wurde dann die Ent wicklungsvorrichtung über einen Zeitraum von mehreren Minu ten in Betrieb genommen, um eine Entwicklerschicht um die Entwicklungsrolle 12 auszubilden. Es wurde dann eine erste Tonerprobe von dem frischen Entwickler, der in dem Behält nis 10 aufbewahrt wurde, genommen, und es wurde eine zweite Tonerprobe von der Entwicklerschicht genommen, die gerade durch das Rakelteil 22 reguliert worden war. Es wurde dann eine Verteilung der Korngröße der Tonerteilchen, die in der ersten Tonerprobe enthalten waren, und eine Verteilung der Korngröße der Tonerteilchen, die in der zweiten Tonerprobe enthalten waren, bestimmt. Die Ergebnisse sind in einem Balkendiagramm der Fig. 6 gezeigt. In diesem Balkendiagramm geben eine Reihe von strichlierten Balken die Verteilung der Korngröße wieder, die von der ersten Tonerprobe abge leitet wurde und eine Reihe von leeren Balken gibt die Ver teilung der Korngröße wieder, die von der zweiten Tonerpro be abgeleitet wurde. Die Abszisse der Balkengrafik der Fig. 6 ist in 16 Aufteilungen aufgeteilt, die durch 1 bis 16 nu meriert sind und die jeweiligen Aufteilungen 1 bis 16 ent sprechen den Bereichen der Korngröße, die als eine Spalte auf der rechten Seite der Balkengrafik der Fig. 6 jeweils gezeigt sind. Beispielsweise gibt die Aufteilung 6 die Tonerteilchen wieder, die einen Durchmesser von 4,00 bis 5,04 µm haben und die Aufteilung 7 gibt die Tonerteilchen wieder, die einen Durchmesser von 5,04 bis 6,35 µm haben.

Es wurde auch ein Experiment in der gleichen oben erwähnten Weise durchgeführt, um eine herkömmliche Entwick lungsvorrichtung, die der Entwicklungsvorrichtung der Fig. 1 entspricht, von der die Reibplatte 30 entfernt wurde, zu bewerten. Die Ergebnisse sind in einer Balkengrafik der Fig. 7 gezeigt. Die Einzelheiten, die in Verbindung mit der Balkengrafik der Fig. 6 erwähnt wurden, gelten auch für die Balkengrafik der Fig. 7.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, entspricht die Vertei lung der Korngröße, die von der ersten Tonerprobe abgelei tet wurde, im wesentlichen der Verteilung der Korngröße, die von der zweiten Tonerprobe abgeleitet wurde. Dies be weist, daß die Tonerteilchen, die einen großen Durchmesser haben, durch die Triboelektrifizierung mit der Reibplatte 30 ausreichend geladen werden können und daß somit nicht nur die kleinen Tonerteilchen, sondern auch die großen To nerteilchen den Spalt zwischen der Entwicklerzuführrolle 18 und dem Rakelteil 22 während der Regulierung der Entwick lerschicht durch das Rakelteil 22 passieren können. Es kann somit gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine konstante Definition oder Qualität eines entwickelten Tonerbildes sichergestellt werden, bis der geladene Ent wickler vollständig verbraucht ist.

Im Gegensatz dazu werden bei der herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung die Tonerteilchen, die einen klei neren Durchmesser haben, aus dem Entwicklerkörper, der in dem Behältnis aufgewahrt wird, bevorzugt verbraucht, wie dies in der Balkengrafik der Fig. 7 gezeigt ist. Demnach wird eine Definition oder Qualität eines entwickelten To nerbildes allmählich verschlechtert, je mehr der Entwickler verbraucht wird.

Es wurde ein Experiment durchgeführt, um ein An haften der Tonerteilchen an der Rakel 22 in der Entwick lungsvorrichtung der Fig. 1 zu beurteilen. Bei diesem Expe riment wurde die Entwicklungsvorrichtung unabhängig gefah ren, ohne daß diese in einem elektrophotographischen Auf zeichnungsgerät eingebaut war, wie beispielsweise einem La serdrucker. In diesem Fall wurde die Entwicklerschicht, die um die Entwicklungsrolle 12 ausgebildet worden war, nicht vollständig zum Entwickeln der latenten Bilder verbraucht und es wurden somit die Tonerteilchen, die in der Entwick lerschicht enthalten waren, übermäßig beansprucht, was zu einer vorzeitigen Anhaftung der Tonerteilchen an dem Rakel teil 22 führte. Bei diesem Experiment erfolgte ein Anhaften oder Festsetzen der Tonerteilchen an dem Rakelteil 22 nach einer Betriebszeit von ca. 10,5 Stunden.

Es wurde auch ein Experiment in der oben be schriebenen Weise durchgeführt, um ein Festsetzen der To nerteilchen an der Rakel bei der herkömmlichen Entwick lungsvorrichtung zu beurteilen. Bei diesem Experiment er folgte das Festsetzen der Tonerteilchen an dem Rakelteil nach einer Betriebszeit von ca. 3 Stunden.

Somit beweist ein Vergleich der beiden Experi mente, daß die Tonerteilchen mit dem großen Durchmesser durch die Triboelektrifizierung mit der Reibplatte 30 aus reichend geladen werden können, so daß die Tonerteilchen stetig an der Entwicklungsrolle 12 anhaften.

Fig. 8 zeigt schematisch eine Entwicklungsvor richtung gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfin dung, die allgemein ähnlich der Entwicklungsvorrichtung ist, die in Fig. 1 gezeigt ist. In Fig. 8 sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 dazu verwendet, um gleiche Ele mente zu bezeichnen.

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine den Entwickler ent fernende Platte 36 in dem Behältnis 10 vorgesehen und steht in Anlage mit der Entwicklungsrolle 12. Bei dieser Ausfüh rungsform besteht die den Entwickler entfernende Platte 36 aus einer Plattenfeder, die aus einem rostfreien Stahlblech hergestellt ist und eine Dicke von ca. 0,1 mm hat, wobei die Plattenfeder 36 fest an einem Boden des Behältnisses 10 befestigt ist und so gestaltet ist, um teilweise die Ent wicklungsrolle 12 zu umschließen. Wie nämlich am besten in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, ist die Plattenfeder oder die den Entwickler entfernende Platte 36 entlang der Um fangsfläche der Entwicklungsrolle 12 so gekrümmt, daß der gekrümmte Abschnitt derselben nachgiebig gegen die Entwick lungsrolle 12 gedrückt wird. Wie am besten in Fig. 9 ge zeigt ist, besitzt die den Entwickler entfernende Platte 36 eine Vielzahl von Öffnungen 38, die in derselben ausgebil det sind, und diese Öffnungen 38 sind entlang der Längsach se der Entwicklungsrolle 12 einheitlich angeordnet.

Durch die Anlage der den Entwickler entfernenden Platte 36 an der Entwicklungsrolle 12, können Resttoner teilchen, die für die Entwicklung der latenten Bilder nicht verwendet worden sind, von der Entwicklungsrolle 12 ent fernt werden. Es werden nämlich die verbliebenen Tonerteil chen von der Entwicklungsrolle 12 über die Öffnungen 38 der den Entwickler entfernenden Platte 36 abgeschabt. Obwohl in Fig. 9 die Öffnungen 38 der den Entwickler entfernenden Platte 36 als kreisförmige Bohrungen gezeigt sind, können sie auch als Langlöcher ausgebildet sein. Ferner können die Öffnungen 36 eine andere Gestalt haben, wie beispielsweise eine Ovalgestalt, eine rechteckförmige Gestalt, eine geeig nete Polygongestalt oder ähnliche Gestalt. Um die Toner teilchen von der Entwicklungsrolle 12 homogen zu entfernen, sollten die Öffnungen 38 einheitlich bzw. einheitlich ver teilt entlang der Umfangsrichtung der Entwicklungsrolle 12 angeordnet sein. Wenn nämlich die Entwickler entfernende Platte 36 umfangsmäßig in streifenförmige Segmente bei gleichmäßigen Intervallen aufgeteilt wird, sollte ein Ge samtbereich der Öffnungszonen, der in jedem der aufgeteil ten Segmente enthalten ist, konstant sein.

Der gekrümmte Abschnitt der den Entwickler ent fernenden Platte 36 kann eine ähnliche Krümmung haben wie diejenige der Entwicklungsrolle 12. In diesem Fall drängt die freie Kante der den Entwickler entfernenden Platte 36 etwas in das Gummimaterial der Entwicklungsrolle 12 ein, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, wodurch das Entfernen der restlichen Tonerteilchen von der Entwicklungsrolle 12 ver einfacht werden kann. Es sei darauf hingewiesen, daß bei der den Entwickler entfernenden Platte 36, die in Fig. 10 gezeigt ist, die freie Kante derselben abgerundet oder an gefast sein sollte, um dadurch die Oberfläche der Entwick lungsrolle 12 vor einer Zerstörung zu schützen.

Bei einer herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung, die der Entwicklungsvorrichtung der Fig. 8 entspricht, von der die entwicklerentfernende Platte 36 entfernt worden ist, erscheint die Entwicklungshysterese in der Entwick lungsschicht, die um die Entwicklungsrolle herum ausgebil det wurde, wenn ein elektrostatisches latentes Bildmuster entwickelt wird, ausgenommen ein latentes Zeichenbild, wie beispielsweise ein Alphabetbild, ein numerisches Bild, ein Symbolbild oder ähnliches Bild, ein Festbildmuster oder ein Halbton-Punktbildmuster. Wie oben festgestellt wurde, kann die Entwicklungshysterese als eine Ungleichmäßigkeit einer Dichte der Tonerteilchen definiert werden, die in der Ent wicklerschicht erzeugt wird, und zwar entsprechend einer Gestalt eines entwickelten Festbildmusters oder eines ent wickelten Halbton-Punktbildmusters, und das Erscheinen der Entwicklungshysterese führt zu einem Auftreten des an frü herer Stelle entwickelten Bildmusters in Form eines Gei sterbildmusters in einem später entwickelten Tonerbildmu ster.

Wenn beispielsweise ein elektrostatisches la tentes Bildmuster als ein Festbildmuster SP entwickelt wird (als ein querstrichliertes Muster gezeigt), wie dies in Fig. 11 dargestellt ist, werden Tonerteilchen von einer Zo ne der Entwicklerschicht verbraucht, die einer Gestalt des Festbildmusters SP entspricht. Es erscheint nämlich die Zo ne, aus der Tonerteilchen verbraucht wurden, und die rest liche Zone, aus der Tonerteilchen nicht verbraucht wurden, in der Entwicklerschicht und die Tonerverbrauchzone kann als eine Mangelzone definiert werden. Wenn die restlichen verbliebenen Tonerteilchen, die zum Entwickeln der latenten Bilder nicht verwendet wurden, auf die Entwicklerzuführrol le treffen, so wird ein Teil der restlichen Tonerteilchen einmal davon entfernt, es werden jedoch frische Tonerteil chen unmittelbar darauf aufgetragen. Zu diesem Zeitpunkt wird auch die Toner-verbraucht-Zone oder Mangelzone mit frischen Tonerteilchen versorgt. Obwohl die Entwickler schicht, die aus den zugeführten frischen Tonerteilchen hergestellt wird, durch das Rakelteil reguliert wird, kann die regulierte Entwicklerschicht keine Gleichmäßigkeit ei ner Dichte von Tonerteilchen aufweisen. Mit anderen Worten wird eine Ungleichmäßigkeit einer Dichte von Tonerteilchen in einer regulierten Tonerschicht in Einklang mit der Ge stalt des Festbildmusters SP erzeugt. Dieses Phänomen wird als Entwicklungshysterese bezeichnet.

Wenn ein elektrostatisches Bildmuster mit einer Gestalt, die derjenigen des Festbildmusters entspricht, welches in Fig. 11 gezeigt ist, durch die Entwicklerschicht entwickelt wird, welche die Entwicklungshysterese aufweist, so tritt das früher entwickelte Festbildmuster SP (Fig. 11) als ein Geisterbildmuster G, G' in dem später entwickelten Festbildmuster SP, welches in Fig. 12 oder Fig. 13 gezeigt ist, auf. Das Geisterbildmuster G (als strichliertes Muster in Fig. 12 veranschaulicht) besitzt eine Dichte des Ent wicklers, die niedriger ist als diejenige des später ent wickelten Festbildmusters SP (als quergestricheltes Muster in Fig. 12 veranschaulicht) und dieses Geisterbildmuster wird als ein negatives Geisterbildmuster definiert. Ein Auftreten des negativen Geisterbildmusters resultiert aus der Tatsache, daß eine elektrische Ladung des Entwicklers unzureichend ist. Das Geisterbildmuster G' (in Fig. 13 als quergestricheltes Muster veranschaulicht) besitzt eine Dichte des Entwicklers, die höher ist als diejenige des später entwickelten Festbildmuster SP (in Fig. 13 als strichliertes Muster veranschaulicht) und dieses Geister bildmuster G' wird als ein positives Geisterbildmuster de finiert. Ein Auftreten des positiven Geisterbildmusters er gibt sich aus der Tatsache, daß eine elektrische Ladung des Entwicklers zu hoch ist.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfin dung werden restliche Tonerteilchen, die für die Entwick lung der latenten Bilder nicht verwendet wurden, von der Entwicklungsrolle 12 durch die den Entwickler entfernende Platte 36 entfernt und eine neue Entwicklerschicht wird um die Entwicklungsrolle 12 herum mit frischen Tonerteilchen neu gebildet. Es ist somit möglich, ein Erscheinen der Ent wicklungshysterese in der Entwicklungschicht zu verhindern, was dazu führt, daß das Auftreten eines Geisterbildmusters in einem entwickelten Festbild oder in einem Halbton-Punkt bildmuster nicht stattfindet.

Bei der herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung, die der Entwicklungsvorrichtung der Fig. 8 entspricht, bei der die den Entwickler entfernende Platte 36 nicht verwen det ist, wurde ein Entwicklungsprozeß durchgeführt, um ein entwickeltes Festbildmuster (SP), wie in Fig. 11 gezeigt ist, zu erhalten, und es wurde somit eine Entwicklungs schicht, die eine Entwicklungshysterese aufwies, um die Entwicklungsrolle herum ausgebildet. Es wurde eine maximale differentielle Dichte der Tonerteilchen zwischen zwei ört lichen Bereichen, die der Tonerverbrauchszone und der rest lichen Zone entsprachen, gemessen und das Meßergebnis be trug 22 g/m². Es wurde dann ein entwickeltes Festbildmuster (SP) mit einem negativen Geisterbild, wie in Fig. 12 ge zeigt ist, erhalten. Es wurde eine differentielle optische Dichte der Entwicklung entsprechend der maximalen diffe rentiellen Dichte der Tonerteilchen gemessen und das Meß ergebnis betrug 0,2 (Δ OD). Diese differentielle optische Dichte des Entwicklers ist von dem menschlichen Auge klar erkennbar.

Gewöhnlicherweise wurde bei der Entwicklungs vorrichtung, die in Fig. 8 gezeigt ist, ein Entwicklungs prozeß durchgeführt, um ein entwickeltes Festbildmuster (SP) zu erhalten, wie in Fig. 11 gezeigt ist, und es wurde daher eine Entwicklungsschicht, die eine Entwicklungshyste rese besaß, um die Entwicklungsrolle 12 herum ausgebildet. Eine maximale differentielle Dichte der Tonerteilchen zwi schen zwei örtlichen Bereichen, die der Tonerverbrauchszone und der restlichen Zone entsprachen, wurde gemessen und das Meßergebnis betrug 4 g/m². Es wurde dann ein entwickeltes Festbildmuster (SP), wie in Fig. 12 gezeigt ist, erhalten. Es wurde eine differentielle optische Dichte des Entwick lers entsprechend der maximalen differentiellen Dichte der Tonerteilchen gemessen und das Meßergebnis betrug 0,05 (Δ OD). Diese differentielle optische Dichte des Entwicklers warfür das menschliche Auge nicht sichtbar.

Auch wurde die Entwicklungsvorrichtung der Fig. 8 unabhängig über eine Zeitdauer von ca. 10 Stunden gefahren und es wurde dann eine Oberflächenrauhigkeit (Rz) der Ent wicklungsrolle 12 gemessen. Das Meßergebnis war wie folgt:

Rz = 9,2

In ähnlicher Weise wurde die herkömmliche Vorrichtung unab hängig und fortlaufend über eine Zeitdauer von ca. 10 Stun den gefahren und es wurde dann eine Oberflächenrauhigkeit (Rz) der Entwicklungsrolle gemessen. Das Meßergebnis war wie folgt:

Rz = 7,6

Wie gut bekannt ist, gilt, je größer ein Wert der Oberflä chenrauhigkeit ist, desto höher ist der Grad der Oberflä chenrauhigkeit. Demnach haben die Experimente bewiesen, daß eine Schichtausbildung von Tonerteilchen auf der Oberfläche der Entwicklungsrolle vorzeitig bei der herkömmlichen Ent wicklungsvorrichtung erzeugt wurde.

Ferner wurde bei der herkömmlichen Entwicklungs vorrichtung ein entwickeltes Festbildmuster (SP) mit einem positiven Geisterbild, wie in Fig. 13 gezeigt ist, dadurch erhalten, indem die Entwicklerlade-Bedingungen geändert wurden. Auf der anderen Seite wurde bei der Entwicklungs vorrichtung der Fig. 8 ein Entwicklungsprozeß unter den gleichen Entwicklerlade-Bedingungen durchgeführt. Dabei er gab sich jedoch kein Auftreten eines positiven Geisterbil des und eine differentielle optische Dichte des Entwicklers betrug weniger als 0,03 (Δ OD). Zusätzlich wurde bei sowohl der herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung als auch der Ent wicklungsvorrichtung der Fig. 8 ein unabhängiges und fort laufendes zehnstündiges Betriebsexperiment durchgeführt und es wurde eine Oberflächenrauhigkeit der Entwicklungsrolle gemessen. Die Ergebnisse waren wie folgt:

Rz = 7,6 (herkömmliche Vorrichtung)
Rz = 11,3 (Vorrichtung der Fig. 8).

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Er findung wird bei der Entwicklungsvorrichtung der Fig. 1 ei ne entwicklerentfernende Platte 36, wie in Fig. 8 gezeigt ist, bei der Entwicklungsrolle angewandt und es wird bei der Entwicklungsvorrichtung der Fig. 8 eine Reibplatte 30, wie in Fig. 1 gezeigt ist, bei der Entwicklerzuführrolle angewandt. Es können somit gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung alle die Auflagen, die oben erläu tert wurden, erfüllt werden.

Fig. 14 zeigt schematisch einen Vollfarben-Laser drucker, bei dem vier Entwicklungsvorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung vorhanden sind und wobei die Ent wicklungsvorrichtungen durch die Bezugszeichen 40Y, 40M, 40C und 40B angezeigt sind. Bei den jeweiligen Entwick lungsvorrichtungen 40Y, 40M, 40C und 40B werden ein Einkom ponentenentwickler, zusammengesetzt aus lediglich gelbem Toner, ein Einkomponentenentwickler, zusammengesetzt aus lediglich Magentatoner, ein Einkomponentenentwickler, zu sammengesetzt aus lediglich Cyantoner, und Einkomponenten entwickler, zusammengesetzt aus lediglich schwarzem Toner verwendet. Diese Entwicklungsvorrichtungen 40Y, 40M, 40C und 40B sind umfangsmäßig um eine photoempfindliche Trommel 42 angeordnet, die in einer Richtung in Drehung versetzt wird, die durch einen Pfeil in Fig. 14 angezeigt ist. Auf einer Oberfläche der Trommel 42 wird eine einheitliche Ver teilung der elektrischen Ladungen durch einen Lader, wie beispielsweise eine Koronaentladevorrichtung 44, erzeugt und es wird ein elektrostatisches latentes Bild in den ge ladenen Bereich der Trommel 42 geschrieben, und zwar mit Hilfe eines Laserstrahls LB, der von einem Laserstrahl- Scanner 46 emittiert wird. Zunächst wird das Schreiben ei nes elektrostatischen latenten Bildes auf der Grundlage der Gelbbilddaten durchgeführt und dieses latente Bild wird dann als ein geladenes gelbes Tonerbild durch die Entwick lungsvorrichtung 40Y entwickelt. Das gelbe Tonerbild wird elektrostatisch von der Trommel 42 auf einen Übertragungs riemen 50 mit Hilfe eines Übertragungsladers, wie bei spielsweise einer Koronaentladevorrichtung 48, übertragen. Der Übertragungsriemen 50 ist aus einem geeigneten dielek trischen Material hergestellt und ist über fünf Führungs rollen in einer Richtung geführt, die durch einen Pfeil in Fig. 14 angegeben ist. Der Übertragungslader 48 erteilt dem Übertragungsriemen 50 eine elektrische Ladung mit einer Po larität, die entgegengesetzt zu derjenigen des geladenen Gelbtonerbildes ist und es wird somit die Übertragung des Gelbtonerbildes von der Trommel 42 auf den Übertragungsrie men 50 durchgeführt.

Nachdem ein restlicher gelber Toner, der für die Entwicklung des latenten Bildes nicht verwendet worden ist, von der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 42 mit Hilfe einer Reinigungsvorrichtung 52 entfernt worden ist, wird eine einheitliche Verteilung der elektrischen Ladungen auf der Oberfläche der Trommel 42 durch die Koronaentlade vorrichtung 44 erneut erzeugt. Es wird dann das Schreiben eines elektrostatischen latenten Bildes auf der Grundlage der Magentabilddaten durchgeführt und dieses latente Bild wird als geladenes Magentatonerbild durch die Entwicklungs vorrichtung 40M entwickelt. Das Magentatonerbild wird elek trostatisch von der Trommel 42 auf den Übertragungsriemen 50 durch die Koronaentladevorrichtung 48 übertragen, so daß das Magentatonerbild dem gelben Tonerbild überlagert wird. In ähnlicher Weise werden das Cyantonerbild und der schwar ze Tonerbild aufeinanderfolgend durch die Entwicklungsvor richtung 40C und 40B erhalten und werden dann dem Magenta tonerbild und dem gelben Tonerbild überlagert. Es wird so mit ein Vollfarbentonerbild auf dem Übertragungsriemen 50 ausgebildet und auf diesem festgehalten und dieses wird dann elektrostatisch von dem Übertragungsriemen 50 auf ein Papierblatt mit Hilfe einer Übertragungsrolle 54 übertra gen, an der eine von fünf Führungsrollen anlegt. Speziell wird das Papierblatt von einer Papierversorgungskassette 56 aus mit Hilfe einer Papierzuführrolle 58, die in der Kas sette 56 vorhanden ist, zugeführt. Das zugeführte Papier blatt wird einmal bei einem Paar von Registerrollen 60, 60 angehalten und wird dann in den Einlaufbereich zwischen der Transferrolle 54 und der Führungsrolle, die mit dieser in Anlage steht, eingeführt, und zwar mit einer gegebenen Zeitsteuerung, so daß das Vollfarbentonerbild elektrosta tisch von dem Übertragungsriemen 50 auf das Papierblatt in Lage übertragen werden kann. Das zu übertragende Vollfar bentonerbild tragende Papierblatt wird zu einer Heiz rollenfixiervorrichtung 62 hin bewegt und das Vollfar bentonerbild wird auf dem Papierblatt thermisch geschmolzen und fixiert. In Fig. 14 zeigt das Bezugszeichen 64 eine Reinigungsvorrichtung für den Übertragungsriemen 50 an und die Reinigungsvorrichtung dient dazu, restlichen Toner von dem Übertragungsriemen 50 zu entfernen, der nicht auf das Papierblatt übertragen worden ist.

Obwohl die Entwicklungsvorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung so ausgeführt sind, daß der Ent wickler negativ geladen wird, können sie auch so abgewan delt werden, daß der Entwickler eine positive Ladung er hält. In diesem Fall werden die Materialien der verschie denen Elemente der Entwicklungsvorrichtung auf der Grund lage der triboelektrischen Reihen ausgewählt, um dadurch die positive Ladung des Entwicklers sicherzustellen.

Schließlich geht für den Fachmann auf dem vorlie genden Gebiet hervor, daß die vorangegangene Beschreibung bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betrifft und daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen dabei vorgenommen werden können, ohne dadurch jedoch den Rahmen der vorlie genden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes mit einem Einkomponenten entwickler, wobei das elektrostatische latente Bild auf ei nem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körper ausgebildet wird, welche Entwicklungsvorrichtung folgendes aufweist:
ein Behältnis für die Aufnahme des Einkomponen tenentwicklers,
einen den Entwickler tragenden Körper, der aus einem leitenden Material hergestellt ist und drehbar in dem Behältnis in solcher Weise angeordnet ist, daß ein Ab schnitt des den Entwickler tragenden Körpers in dem Behält nis freiliegt und zu dem das elektrostatische latente Bild tragenden Körper hinweist, um eine Entwicklungszone dazwi schen zu bilden, wobei der Einkomponentenentwickler an ei ner sich drehenden Oberfläche des den Entwickler tragenden Körpers mit einer elektrostatischen Bildkraft anhaftet, um in die Entwicklungszone gebracht zu werden,
eine Entwicklerzuführrolle, die aus einem leitfä higen Material hergestellt ist und drehbar in dem Behältnis angeordnet ist, um den Einkomponentenentwickler zu dem den Entwickler tragenden Körper zuzuführen, wobei die den Ent wickler zuführende Rolle in Reibangriff mit dem den Ent wickler tragenden Körper in solcher Weise steht, daß der Einkomponentenentwickler, der diesem zugeführt wird, einer Triboelektrifizierung dazwischen ausgesetzt wird und
eine Reibeinrichtung, die an die Entwicklerzu führrolle angreift und die als Metallplattenfeder ausgebil det ist und nachgiebig gegen die Entwicklerzuführrolle ge preßt ist, wobei die Metallplattenfeder wenigstens teilwei se so gekrümmt ist, daß sie an die Entwicklerzuführrolle derart angepaßt ist, daß der mit Hilfe des den Entwickler tragenden Körpers zugeführte Einkomponentenentwickler durch die Entwicklerzuführrolle einer Triboelektrifizierung un terworfen wird, wobei die Reibmetallplattenfeder eine Krüm mung besitzt, die etwas kleiner ist als diejenige der Ent wicklerzuführrolle.

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Reibmetallplattenfeder eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die in derselben ausgebil det sind und daß die Öffnungen entlang einer Längsachse der den Entwickler zuführenden Rolle gleichförmig verteilt an geordnet sind.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplattenfeder eine elektrische Leitfähigkeit besitzt und mit einer elektri schen Stromversorgungsquelle verbunden ist, um ihr ein vor bestimmtes Potential aufzudrücken, um dadurch den Einkompo nentenentwickler von der Metallplattenfeder zu der Entwick lerzuführrolle hinzulenken.

4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der den Entwickler tragende Kör per als Rolle ausgebildet ist und daß eine den Entwickler entfernende Einrichtung in Form einer Metallplattenfeder vorgesehen ist, die nachgiebig gegen die den Entwickler tragende Rolle gepreßt ist, wobei die Metallplattenfeder wenigstens teilweise so gekrümmt ist, daß sie an die den Entwickler tragende Rolle angepaßt ist, um den Einkomponen tenentwickler von der den Entwickler tragenden Rolle wäh rend der Bewegung des Einkomponentenentwicklers aus der Entwicklungszone zu der Entwicklerzuführrolle hin mit Hilfe der den Entwickler tragenden Rolle zu entfernen.

5. Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bildes mit einem Einkomponenten entwickler, wobei das elektrostatische latente Bild auf ei nem ein elektrostatisches latentes Bild tragenden Körper ausgebildet ist und wobei die Entwicklungsvorrichtung fol gendes enthält:
ein Behältnis zur Aufnahme des Einkomponentenent wicklers,
eine den Entwickler tragende Rolle, die aus einem leitenden Material hergestellt ist und drehbar in dem Be hältnis angeordnet ist, so daß ein Abschnitt der den Ent wickler tragenden Rolle in dem Behältnis freiliegt und zu dem das elektrostatische latente Bild tragenden Körper hin weist, um dazwischen eine Entwicklungszone zu bilden, wobei der Einkomponentenentwickler an einer sich drehenden Ober fläche der den Entwickler tragenden Rolle mit einer elek trostatischen Bildkraft anhaftet, um diesen zu der Entwick lungszone zu verbringen,
eine Entwicklerzuführrolle, die aus einem lei tenden Material hergestellt ist und drehbar in dem Behält nis angeordnet ist, um den Einkomponentenentwickler zu der den Entwickler tragenden Rolle zuzuführen, wobei die Ent wicklerzuführrolle in Reibeingriff mit der den Entwickler tragenden Rolle in solcher Weise steht, daß der Einkompo nentenentwickler, der dieser zugeführt wird, dazwischen ei ner Triboelektrifizierung ausgesetzt wird, und
eine den Entwickler entfernende Einrichtung, die als Metallplattenfeder ausgebildet ist und nachgiebig gegen die den Entwickler tragende Rolle gepreßt ist, wobei die Metallplattenfeder wenigstens teilweise so gekrümmt ist, daß sie an die den Entwickler tragende Rolle angepaßt ist, um den Einkomponentenentwickler von der den Entwickler tra genden Rolle während der Bewegung des Einkomponentenent wicklers aus der Entwicklungszone zu der Entwicklerzuführ rolle hin mit Hilfe der den Entwickler tragenden Rolle zu entfernen.

6. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 5, da durch gekennzeichnet, daß die Metallplattenfeder eine Viel zahl von Öffnungen aufweist, die in derselben ausgebildet sind und daß die Öffnungen entlang einer Längsachse der den Entwickler tragenden Rolle gleichförmig verteilt angeordnet sind.

7. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplattenfeder eine Krümmung besitzt, die etwas geringer ist als diejenige der den Entwickler tragenden Rolle.