-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung für einen
Kopierer, ein Facsimilegerät,
einen Drucker oder einem ähnlichen
Bilderzeugungsapparat, und insbesondere eine Entwicklungsvorrichtung
des Typs, der ein latentes Bild auf einem Bildträger mit einem Entwickler ausbildet,
der aus Toner und Magnetpartikeln besteht. Noch genauer befaßt sich
die vorliegende Erfindung mit einer Entwicklungsvorrichtung des
Typs, der in geeigneterweise Toner zu dem Entwickler, der auf dem
Entwicklerträger
abgeschieden wird, aufgrund der Bewegung des Entwicklers in Übereinstimmung
mit dem Tonergehalt des Entwicklers nachfüllt, während veranlaßt wird,
daß der
Toner in dem Entwickler durch Reibung geladen wird. Mit dieser Art
von Entwicklungsvorrichtung ist es möglich, auf dem Entwicklerträger eine
Entwicklerschicht auszubilden, die einen stabilen Tonergehalt und
eine stabile Tonerladung aufweist, und zwar ohne auf einen ausgeklügelten Tonergehalt-Steuermechanismus
zurückzugreifen,
der ein Umrührglied,
einen Tonergehaltsensor oder dergleichen beinhaltet.
-
Eine
Entwicklungsvorrichtung des beschriebenen Typs wird zum Beispiel
in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 5-67233 A gelehrt. Die dort gelehrte Vorrichtung beinhaltet
ein Gehäuse,
das einen Entwicklerträger
aufnimmt. Magnetpartikel formen eine Schicht auf dem Entwicklerträger innerhalb des
Gehäuses.
Ein Tonernachfüllbereich
bildet einen Teil des Gehäuses
aus und speichert frischen Toner derartig, daß der Toner in Kontakt mit
der Schicht von Magnetpartikeln bleibt. Ein stationärer Magnet
wird in dem Entwicklerträger
angeordnet. Während
der Entwicklerträger
sich in Rotation befindet, nehmen die Magnetpartikel, die darauf
abgeschieden sind, den frischen Toner bei dem Tonernachfüllbereich
auf. Ein Entwicklerregulierglied reguliert die Dicke der Mischung
von Toner und Tragepartikeln, die in Richtung auf eine Entwicklungsposition
durch den Entwicklerträger
gefördert
werden. Der Magnet weist einen Magnetpol in der Rotationsrichtung
des Entwicklerträgers
stromabwärts
des Tonernachfüllbereichs
und einen Magnetpol stromaufwärts
des Nachfüllbereichs auf,
aber es fehlt ein Magnetpol, der den Nachfüllbereich gegenüberliegt.
Ein Abschlußglied
bzw. Verschlußglied
liegt dem Entwicklerträger über einen Bereich
stromabwärts
des Tonernachfüllbereichs
und stromaufwärts
des Regulierglieds gegenüber,
in dem die Magnetfelder der Magnetpole wirken. Das Abschlußglied bzw.
Verschlußglied
und der Entwicklerträger
bilden dazwischen einen Entwicklerspeicherraum, der mit einer Schicht
von Magnetpartikeln gefüllt
ist.
-
In
der obigen Konfiguration der JP 5-67233 A nimmt das Packungsverhältnis des
Entwicklers zu und bremst die Bewegung des Entwicklers ab, wenn der
Tonergehalt und somit das Volumen des Entwicklers, der in dem Entwicklerspeicherraum
verbleibt, zunimmt. Infolgedessen bewegt sich der Entwickler in
dem Entwicklerspeicherraum wenig, und zwar mit Ausnahme des Entwicklers,
der an dem Regulierglied vorbeigelangt. Im Gegensatz dazu nimmt,
wenn der Tonergehalt und das Volumen des Entwicklers aufgrund der
wiederholten Bewegung abnehmen, das Packungsverhältnis ab und ermöglicht dem
Entwickler sich leichter zu bewegen. Infolgedessen nimmt der Entwickler
frischen Toner auf. Dies erhöht den
Tonergehalt und das Volumen des Entwicklers bis die Bewegung des
Entwicklers abgebremst ist bzw. sich verringert hat, wie oben erwähnt wurde. Folglich
wird das Nachfüllen
des Toners zu dem Entwickler unterbrochen. Auf diese Art und Weise
wird der Toner automatisch aufgrund der Bewegung des Entwicklers,
der in dem Raum verbleibt, nachgefüllt. Der Tonergehalt wird deshalb
automatisch gesteuert, ohne auf einen Tonergehaltsensor zurückzugreifen.
-
Man
nehme an, daß die
Entwicklungsvorrichtung des Typs, der beschrieben ist, von der Bilderzeugungsvorrichtung
entfernt ist bzw. wird und in der gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Position
festgelegt ist bzw. wird. Dann verändert sich der Zustand, bei
dem der Toner zu dem Entwickler aufgrund der Bewegung des Entwicklers
nachgefüllt wird.
Dies bringt manchmal zum Beispiel eine streifenähnliche Unschärfe bzw.
eine streifenähnliche Verschmierung
(Hintergrundverunreinigung) und eine ungleichmäßige Dichteverteilung senkrecht
zu der Richtung, in der der Entwicklerträger den Entwickler fördert, mit
sich. Die japanische Patent-Offenlegungs-Veröffentlichung
Nr. 63–4282
A offenbart zum Beispiel eine Entwicklungsvorrichtung als Lösung zu
dem obigen Problem. Dise Vorrichtung beinhaltet ein erstes und ein
zweites Glied, um das Nachfüllen
von frischen Toner zu regeln. Bei dem ersten Tonerregulierglied
ist ein Ende bei einer Position angebracht bzw. befestigt, die oberhalb
einer Abstreifklinge oder eines Entwicklerreguliergliedes liegt,
und es erstreckt sich in einen Tonervorratsbehälter oder Tonerspeicherbereich.
Das zweite Tonerregulierglied ist näher an dem Tonervorratsbehälter positioniert
als das erste Tonerregulierglied und es trennt einen Entwicklerspeicherraum
und einen Tonervorratsbehälter von
dem oberen Abschnitt der Entwicklungsvorrichtung. Das untere oder
freie Ende des zweiten Reguliergliedes ist auf der gedachten Erstreckung
des freien Endes des ersten Reguliergliedes oder bei der Seite des
Entwicklerträgers
positioniert.
-
In
der Vorrichtung der JP 63-4282 A weist der Teil des Entwicklers,
der die oberste Schicht auf dem Entwicklerträger bildet, eine geringere
Dichte auf, als der andere Teil und er nimmt den Toner leichter
auf. Dieser Teil des Entwicklers neigt dazu, daß er sich zu einer Regulierposition
bewegt, die der Abstreifklinge zugewiesen ist, und zwar mit einem
höheren
Tonergehalt als der andere Teil, der nahe an der Oberfläche des
Entwicklerträgers
ist. Jedoch blockiert das zweite Tonerregulierglied den obigen Teil mit
seinem freien Ende, bevor ein derartiger Teil des Entwicklers in
eine Dicken-Regulierregion eintritt, die durch das erste Tonerregulierglied,
die Oberfläche des
Entwicklerträgers
und die Abstreifklinge festgelegt ist. Folglich wird der Entwickler
mit einem übermäßig hohen
Tonergehalt daran gehindert, daß er
die Dickenregulierregion erreicht. Dies ermöglicht es nur dem Toner, der
ausreichend durch Reibung geladen ist, bei einer Entwicklungsposition
anzugelangen.
-
Genauer
wird bei der JP 63-4282 A die Vorrichtung als eine Einheit verwirklicht,
die eine Start-Entwicklerkammer beinhaltet, die an einer Seite des
Entwicklerspeicherraums ausgebildet ist. Vermutlich wird die Einheit,
die einen Start-Entwickler
in ihrer Start-Entwicklerkammer speichert, zum Beispiel horizontal
geschüttelt,
um den Entwickler gleichmäßig in der
Axialrichtung der Entwicklungshülse
zu verteilen. Dann wird ein Verschlußglied, das zum Beispiel die
Start-Entwicklerkammer und den Entwicklerspeicherraum trennt, der
an die Hülse
angrenzt, entfernt, um so den Start-Entwickler in den Entwicklerspeicherraum
einzuführen.
Folglich wird der Entwickler in dem Raum gleichmäßig in der Axialrichtung der
Hülse verteilt.
Eine Wand, die die Start-Entwicklerkammer
und den Tonerspeicherbereich trennt, weist ein unteres Ende auf
und erstreckt sich in Richtung auf die Oberfläche der Hülse, so daß das untere Ende der Erstreckung
das zweite Tonerregulierglied ausbildet. Weil das zweite Tonerregulierglied
durch einen Teil der Wand realisiert ist, die die Start-Entwicklerkammer
begrenzt, ist der Pfad für
den Toner, der von dem Tonerspeicherbereich zu dem Entwickler, der
auf der Hülse
abgeschieden ist, übertragen werden
soll, vergleichsweise lang, d.h. er besteht aus einem Pfadabschnitt
unterhalb des Entwicklerspeicherbereichs und aus einem Pfadabschnitt
unterhalb der Start-Entwicklerkammer. Angesichts des obigen wird
eine Tonerzuführeinrichtung
auf dem obigen Pfad zusätzlich
zu der Haupt-Tonerzuführeinrichtung,
die in dem Tonerspeicherbereich angeordnet ist, vorgesehen.
-
Die
japanische Patent-Offenlegungs-Druckschrift Nr. 7-119339 A schlägt eine
Entwicklungsvorrichtung einschließlich eines Entwicklerträgers vor, der
eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung darin aufnimmt. Der Entwicklerträger hält magnetisch
einen Entwickler der beschriebenen Art darauf und fördert ihn
zu einem Entwicklungsabschnitt, wo er ein Bildträger gegenüberliegt, wodurch ein latentes
Bild, das auf dem Bildträger
ausgebildet wird, entwickelt wird. Ein Entwicklerregulierglied reguliert
die Menge des Entwicklers, der zu der Entwicklungsposition durch
den Entwicklerträger
gefördert
werden soll. Ein Entwicklerspeicherglied liegt der Oberfläche des
Entwicklerträgers
bei einem vorbestimmten Abstand gegenüber. Dieses Glied wirkt mit
dem Entwicklerträger zusammen,
um einen Tonerspeicherbereich auszubilden, in dem der Entwickler,
der durch das Regulierglied blockiert bzw. behindert ist, verbleibt.
Ein Tonerspeicherbereich grenzt an den obigen Raum von der bezüglich der
Richtung, in der der Entwicklerträger den Entwickler fördert, stromaufwärts gelegenen
Seite an. Eine Öffnung
wird in dem Tonerspeicherbereich ausgebildet und liegt dem Entwicklerträger gegenüber. Der
Tonerspeicherbereich ermöglicht,
daß eine
Entwicklerschicht, die oberhalb einer Zwischenlage ausgebildet wird,
die in dem ersten Raum ausgebildet ist, sich in die entgegengesetzte
Richtung zu der Entwicklerlage, die auf dem Entwicklerträger vorhanden
ist, bewegt, und zwar unter einer Bedingung, bei der der Toner,
der über
die Öffnung
nachgefüllt wird,
seine obere Grenze erreicht. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, eine
sichere Mischung und ein Umrühren
des Entwicklers in dem obigen Raum zu fördern.
-
Die
herkömmlichen
Entwicklungsvorrichtungen, die oben beschrieben sind, weisen die
folgenden Probleme auf, die ungelöst blieben. Die Vorrichtung
der JP 63-4282 A ist nicht praktikabel, ohne daß auf zwei Tonerregulierglieder
zurückgegriffen
wird. Mit ihr ist also eine kosten- und raumsparende Konstruktion
nicht möglich.
Weiter ist es aufgrund des Eigengewichts des Toners bei der Vorrichtung
des Typs, die in JP 63-4282 A gelehrt wird, wahrscheinlich, daß das Nachfüllen des
Toners zu dem Entwickler unbeständig
bzw. unstabil wird und die Mischung und das Umrühren des Entwicklers in dem
Raum, der den Toner berührt,
der in dem Tonerspeicherbereich vorliegt, inaktiv wird, wenn der
Toner in dem Tonerspeicherbereich im großen Umfang gespeichert wird. Infolgedessen
besteht die Neigung, daß eine
ungleichmäßige Bilddichte
und ein Verschmieren (Hintergrundverunreinigung) aufgrund ungleichmäßiger Entwicklung
auftritt.
-
Bezüglich der
JP 7-119339 A zeigten Experimente, daß eine Schwerkraft, die auf
dem Toner wirkt, der in dem Tonerspeicherbereich vorliegt, und die
Magnetkraft sogar auf den Entwickler wirken, der in dem Entwicklerspeicherraum
verbleibt und daß sie vielfältige Probleme
mit sich bringen, wie im folgenden beschrieben wird. Die Schwerkraft,
die auf den Toner in dem Tonerspeicherbereich wirkt, wirkt auf den
Entwickler in dem obigen Raum über
die Öffnung zum
Nachfüllen.
Deshalb beeinflußt
die Schwerkraft den Entwickler, der in dem Raum verbleibt, wenn
die Schwerkraft mit der sich verändernden
Menge des Toners, der in dem Tonerspeicherbereich verbleibt, verändert. Zum
Beispiel wird der Toner in den Raum leichter als notwendig mit der
Folge, daß der
Entwickler in dem Raum komprimiert wird, eingeführt, wenn der Toner in dem
Tonerspeicherbereich in einem großen Umfang verbleibt. Dies erhöht eine Belastung, die auf
eine Antriebseinrichtung zum Antreiben des Entwicklerfrägers wirkt
und dadurch wird ein Lärm
erzeugt und die Maschine wird aufgrund der Detektion bzw. Feststellung
des ungewöhnlichen
Drehmoments bzw. der ungewöhnlichen
Drehkraft gestoppt. Man nehme an, daß bezüglich der Magnetkraft die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung
in dem Entwicklerträger
angeordnet wird und daß ein
magnetischer Toner verwendet wird. Dann wirkt die Magnetkraft der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung
auf den Toner, der in dem Tonerspeicherbereich vorhanden ist. Unter
dieser Bedingung ist es wahrscheinlich, daß der Toner in Richtung auf
den Entwicklerträger
angezogen wird und daß veranlaßt wird,
daß der
Entwickler in dem Entwicklerspeicherbereich komprimiert wird. Dies
erhöht
ebenso die Belastung, die auf die Antriebseinrichtung zum Antreiben
des Entwicklerträgers
wirkt, und dies bringt die obigen Probleme mit sich.
-
Darüberhinaus
ist das Problem bei der Entwicklungsvorrichtung des beschriebenen
Typs, daß der
Tonergehalt des Entwicklers dazu neigt, daß er in der Richtung senkrecht
zu der Richtung, in der der Entwicklerträger den Entwickler trägt, ungleichmäßig ist.
-
Techniken,
die mit der vorliegenden Erfindung in Beziehung stehen, werden ebenso
in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungs-Druckschrift Nr.
62-33O66 und 63-101958
gelehrt.
-
In
der Druckschrift JP 63-83759 A wird eine Entwicklervorrichtung mit
einer Tonerauffülleinheit
offenbart. Die Öffnung
zum Toner nachfüllen
durch die Tonerauffülleinheit
liegt dabei dem Entwicklerträger nicht
direkt gegenüber,
sondern der Toner wird erst an einer Führungsplatte vorbei in eine
Kammer zum Entwicklerträger
geleitet.
-
Die
US Patentschrift Nr. 5,390,014 offenbart eine tragbare elektrofotografische
Bilderzeugungsvorrichtung. Sie umfasst eine Tonerspeicherkammer, in
der Toner mit Hilfe eines Flügels
umgerührt
wird. Durch einen Spalt im unteren Bereich der Tonerspeicherkammer
gelangt der Toner direkt in einen Entwicklerraum.
-
In
JP 59-86072 A wird eine Entwicklervorrichtung mit einem Tonerstützglied
offenbart. Dieses Tonerstützglied
hat die Form eines Vorsprunges, der einen Tonerspeicherbereich und
eine Kammer, innerhalb derer der Toner mit einem Entwickler in Kontakt tritt
und umgerührt
wird, trennt. Dies hat zur Folge, dass die Masse des Toners hauptsächlich durch
das Tonerstützglied
gestützt
wird und dass innerhalb der Kammer ausreichend geringe Tonerdichte
herrscht, sodass der Toner dort besser fluktuieren kann.
-
JP
61-166572 A offenbart eine weitere Entwicklervorrichtung. Die Vorrichtung
umfasst einen Tonerspeicherraum, der durch eine senkrechte Wand durch
einen Entwicklerraum getrennt ist, wobei die Wand im unteren Bereich
eine Öffnung
aufweist, durch die Toner von dem Tonerspeicherraum direkt in den
Entwicklerraum gelangt. In dem Entwicklerraum lagert sich Toner
auf einer Entwicklerrolle ab. Toner, der sich auf der Entwicklerrolle
abgelagert hat, wird durch das Rotieren der Entwicklerrolle transportiert. Dabei
wird ein Teil des Toners während
seines Transportes auf der rotierenden Rolle an einer Seitenwand sowie
an einem Vorsprung abgestreift, sodass nicht ausreichend elektrisch
geladener Toner nicht weitertransportiert wird.
-
Die
Druckschrift JP 63-004282 A offenbart eine Entwicklervorrichtung
bei der Toner aus einem Tonerspeicherbereich durch einen Spalt direkt
in einen Entwicklerraum gelangt, wobei sich der Toner nach Durchtritt
durch den Spalt mit dem Entwickler in dem Entwicklerraum durchmischt.
Die Trennung zwischen dem Entwicklerraum und dem Tonerspeicherraum
ist konstruktiv durch einen Fortsatz verwirklicht, der in Richtung
auf eine Entwicklerrolle vorsteht.
-
Das
Dokument JP 62-55683 offenbart eine ähnliche Entwicklervorrichtung
wie JP 63-4282 A. Jedoch liegt die Öffnung zum Toner nachfüllen des
Tonerspeicherbereiches dem Entwicklerträger nicht direkt gegenüber.
-
Das
Zwischendokument
EP
0774700 A1 offenbart eine Entwicklervorrichtung für ein Bilderzeugungsgerät. Aus einem
Tonerspeicherbereich gelangt Toner zum Nachfüllen durch eine Öffnung,
die einem Entwicklerträger
gegenüberliegt,
in einen ersten Entwicklerspeicherraum. In diesem ersten Entwicklerspeicherraum
mischt sich Toner mit einem Entwickler. Durch einen Fortsatz, der
in Richtung auf den Entwicklerträger
vorsteht, wird der Toner in seinem Transport behindert. Nach Passieren
der Öffnung,
die zwischen der Entwicklerträgerrolle
und dem Fortsatz gebildet wird, gelangt der Toner in einen zweiten
Entwicklerspeicherraum, in dem der Toner gut zirkulieren kann, bevor
er sich endgültig
auf der Entwicklerträgerrolle
abscheidet.
-
Es
ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungsvorrichtung
des beschriebenen Typs bereitzustellen, die in der Lage ist, einen
Entwickler, der in einem Entwicklerspeicherraum verbleibt, ausreichend
zu mischen und umzurühren,
ohne auf eine Vielzahl von Tonerreguliereinrichtungen zurückzugreifen,
wodurch Bilder von Hintergrundverunreinigungen, ungleichmäßiger Dichte und
anderen Fehlern befreit werden. Die Aufgabe wird gelöst durch
den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Die
abhängigen
Ansprüche
sind auf vorteilhafte Ausführungsformen
gerichtet.
-
Es
ist ein Vorteil, daß eine
Entwicklungsvorrichtung des beschriebenen Typs bereitgestellt wird, die
in der Lage ist, eine stabile bzw. beständige Nachfüllung von Toner zu einem Entwickler
und das stabile bzw. beständige
Laden des Toners in dem Entwickler selbst dann zu fördern, wenn
eine große Tonermenge
in einem Tonerspeicherbereich vorhanden ist.
-
Es
ist ein weiterer Vorteil, daß eine
Entwicklungsvorrichtung des beschriebenen Typs bereitgestellt wird,
die in der Lage ist, das Umrühren
eines Entwicklers zu fördern
und ein übermäßiges Drehmoment
zu verhindern, das der Kompression des Entwicklers in einem Entwicklerspeicherraum
zugeschrieben werden kann. Es ist noch ein weiterer Vorteil, daß eine Entwicklungsvorrichtung
des beschriebenen Typs bereitgestellt wird, die in der Lage ist,
ungleichmäßige Tonerdichte
in der Richtung senkrecht zu der Richtung, in der ein Entwicklerträger einen Entwickler
fördert,
zu vermeiden.
-
Die
obigen und anderen Vorteile und Merkmale werden in der folgenden
detaillierten Beschreibung klar werden, die in Zusammenhang mit
den begleitenden Zeichnungen vorgenommen wird. Im übrigen wird
auf die prioritätsbegründenden
Anmeldungen Nr. 7-349819 vom 21. Dezember 1995, 8-71492 vom 29.
Februar 1996, 8-111336 vom 8. April 1996 und 8-336371 vom 1. Dezember
1996 hingewiesen, die alle in Japan von der Anmelderin eingereicht
wurden. Weitere vorteilhafte Merkmale gehen aus diesen Anmeldungen
sowie der folgenden detaillierten Beschreibung hervor. Diese Merkmale
können
untereinander kombiniert werden. Zu den folgenden beschriebenen
Zeichnungen wird bemerkt:
-
1A ist
eine Vorderansicht, die ein erstes Beispiel für eine Entwicklungsvorrichtung
zeigt;
-
1B zeigt
die Bewegung eines Entwicklers, die gemäß den ersten Beispiel auftritt;
-
2 ist
eine Vorderansicht einer Magnetrolle, die für eine Modifikation des ersten
Beispiels typisch ist;
-
3 ist
eine Vorderansicht eines Vordaches, das für eine andere Modifikation
des ersten Beispiels gemäß der Erfindung
typisch ist;
-
4A ist
ein Seiten-Aufriß eines
Vordaches, das für
eine weitere Modifikation des ersten Beispiels gemäß der Erfindung
typisch ist;
-
4B ist
ein Schnitt entlang der Linie D-D der 4A;
-
5 ist
eine Vorderansicht, die ein zweites Beispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt;
-
6 ist
eine Vorderansicht, die ein drittes Beispiel zeigt;
-
7 zeigt
die Bewegung des Entwicklers, die in einem ersten und zweiten Raum
auftritt und die für
das dritte Beispiel typisch ist;
-
8 ist
ein Graph, der die Flußdichten-Halbwärtsbreite
des Magnetpoles P4, der in einer herkömmlichen Magnetrolle enthalten
ist, zeigt;
-
9 ist
eine Vorderansicht einer herkömmlichen
Entwicklungsvorrichtung mit einer automatischen Tonergehalts-Steuerfähigkeit;
und
-
10 ist
eine Ansicht, die zum Verständnis eine
Problems-bezüglich
der Entwicklungsvorrichtung, die in 9 gezeigt
ist, nützlich
ist.
-
Um
die vorliegende Erfindung besser zu verstehen, wird kurz auf eine
herkömmliche
Entwicklungsvorrichtung, die in 9 gezeigt
ist, bezuggenommen. Wie gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung einen
Entwicklerspeicherraum R, der durch eine Wand ausgebildet ist, die
durch ein Entwicklerspeicherglied 7 ausgeführt bzw.
realisiert werden kann. Ein Spalt zwischen dem unteren Ende des
Entwicklerspeichergliedes 7 und einer Entwicklungshülse 4 spielt
die Rolle einer Öffnung 8a zum
Tonernachfüllen.
Toner 3a wird in einem Tonerspeicherbereich 8 gespeichert.
Der Toner 3a wird in dem Entwicklerspeicherraum R über die Öffnung 8a aufgrund
der Bewegung eines Entwicklers 3 eingeführt, der in dem Raum R vorhanden
ist. Das Problem bei dieser Art von Vorrichtung ist, daß der Tonergehalt
des Entwicklers ungleichmäßig ist.
Dies liegt wahrscheinlich an der Erscheinung, daß der Toner in den Raum R in
einer ungleichmäßigen Menge
bzw. in einem ungleichmäßigen Umfang
in der Axialrichtung der Hülse 4 eingeführt wird.
Wir führten
eine Reihe von Untersuchungen und Experimente durch, die auf der
obigen Vermutung basieren und wir fanden das folgende.
-
Die
Magnetkraft eines magnetischen Poles, der auf der Hülse 4 vorgesehen
ist, ist in der Axialrichtung der Hülse 4 nicht gleichförmig. Infolgedessen
sammelt sich der Entwickler in dem Raum R dicht bei Abschnitten,
wo die Magnetkraft stark ist, in der obigen Richtung, aber er sammelt
sich im geringen Ausmaß bei
_ den anderen Abschnitten. Eine derartige unregelmäßige Dichteverteilung
des Entwicklers, die in dem Raum R in der obigen Richtung auftritt,
macht die Bewegung des Entwicklers ungleichmäßig. Der Toner wird deshalb
leicht in den Raum R bei den Abschnitten eingeführt, wo die Entwicklerdichte
niedrig ist, aber er wird nicht leicht bei den anderen Abschnitten
eingeführ,
wo die Entwicklerdichte hoch ist.
-
Vermutlich
ist die Positionsbeziehung zwischen der natürlichen Form des Entwicklers,
der auf der Hülse 4,
zum Beispiel durch vier Magnetpole, die innerhalb der Hülse 4 vorgesehen
sind, abgelagert ist, und dem Entwicklerspeicherglied 7,
der an die Hülse 4 angrenzt,
eine andere Ursache für
die ungleichmäßige Tonernachfüllung. Man
nehme insbesondere an, daß der
Entwickler 3 auf der Hülse 4 in seiner
natürlichen
Gestalt bzw. Form durch die magnetischen Pole abgelagert wird und
daß das
Glied 7 so konfiguriert ist, daß es in Richtung auf die Hülse 4 den
Anteil des Entwicklers 3 drückt, der in Richtung auf den
Tonerspeicherbereich 8 vorsteht. Dann ist kein Überschußanteil
in dem Raum R verfügbar.
Infolgedessen, wie in 10 gezeigt, nimmt die Entwicklerdichte
lokal in der Axialrichtung der Hülse 4 in einem
solchen Grad zu, daß der
Entwickler 3 den Raum R nach unten unterhalb der Öffnung 8a überflutet.
Der Entwickler 3, der den Raum R überflutet hat, behindert bzw.
blockiert die Regenierung bzw. das Nachfüllen des Toners 3a.
Infolgedessen kann der Tonergehalt des Entwicklers 3 nicht
genau in Übereinstimmung
mit dem Tonergehalt in dem Raum R gesteuert werden, was zu einer
ungleichmäßigen Bilddichte
führt.
-
Eine
erste Lösung
des obigen Problems ist es, die ungleichmäßige Magnetkraftverteilung
in der Axialrichtung der Hülse 4 zu
beseitigen. Eine zweite Lösung
ist es, das Glied 7 bei einer Position anzuordnen, wo ein
breiter Raum R verfügbar
ist, so daß der Entwickler 3 sich
derart bewegen kann, daß er
eine ausreichende Menge an Toner selbst bei den Abschnitten hereinnimmt,
wo die Dichte hoch ist. Jedoch ist die erste Lösung unpraktisch oder sie erhöht, falls
sie nicht unpraktisch ist, die Produktionskosten. Die zweite Lösung bringt
das Problem mit sich, daß der
Toner in einer übermäßigen Menge
nachgefüllt bzw.
regeneriert wird und daß er
bei den Abschnitten herumfliegt, wo die Entwicklerdichte gering
ist. Darüberhinaus
ist es selbst bei der zweiten Lösung
unmöglich,
die Fähigkeit
selbst zum ungleichmäßigen Tonernachfüllen zu
beseitigen, die der ungleichmäßigen Entwicklerdichte
zuzuschreiben ist.
-
Das
zweite Tonerregulierglied, das in der zuvor erwähnten JP 63-4282 A gelehrt
wird, kann den ungleichmäßigen Tonergehalt
des Entwicklers auf einen gewissen Grad in der Richtung senkrecht
zur Richtung der Entwicklerbeförderung,
d.h. in der Axialrichtung der Hülse 4 vermindern.
Jedoch wird befürchtet,
daß der
ungleichmäßige Tonergehalt
nicht ausreichend vermieden werden kann, und zwar abhängig von
der Position, wo das freie Ende des obigen Reguliergliedes der Hülse gegenüberliegt.
-
Im
folgenden werden Beispiele für
eine Entwicklungsvorrichtung beschrieben. Aus bestimmten Modifikationen
dieser Beispiele wird die Erfindung ersichtlich (siehe 3, 4A, 4B, 5).
Die erläuternden
Beispiele werden bei einem elektrophotographischen Kopierer beispielhaft
angewendet. Es ist bemerkenswert, daß dieselben oder ähnliche
bauliche Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet sind.
-
1. Beispiel
-
Nimmt
man Bezug auf 1A, so befindet sich eine Entwicklungsvorrichtung
bei einer Seite eines photoleitfähigen
Elements, das als eine Trommel 1 ausgeführt ist. Die Entwicklungsvorrichtung
beinhaltet ein Gehäuse 2 mit
einer Öffnung,
die zur Trommel 1 hinweist. Eine Entwicklungshülse oder
ein Entwicklerträger 4 ist
aus einem nicht-magnetischen Material gebildet und ist teilweise
zur Außenseite
hin über
die Öffnung
des Gehäuses 2 freigelegt.
Ein Entwickler 3, der eine Mischung aus Tonerteilchen und magnetischen
Teilchen darstellt, ist auf der Oberfläche der Hülse 4 abgelagert bzw.
abgeschieden. Eine stationäre
Magnetrolle oder eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung 5 ist
in der Hülse 4 angeordnet
und weist magnetische Pole P1-P4, wie gezeigt, auf. Ein Abstreichmesser
(eine Entwicklerreguliereinrichtung) 6 reguliert die Menge
des Entwicklers 3, der durch die Hülse 4 gefördert bzw.
transportiert wird. Ein Entwicklerspeicherglied 7 bildet
einen Entwicklerspeicherraum, der an das Abstreichmesser 6 stromaufwärts bezüglich der
Richtung, in der die Hülse 4 den
Entwickler 3 fördert,
angrenzt. Diese Richtung wird als Förderrichtung bezeichnet. Ein
Tonervorratsbehälter oder
Tonerspeicherbereich 8 speichert frischen Toner 3a darin.
Der Pol P1 ist ein Hauptpol für
eine Entwicklung. Bei den Polen P2 und P3 handelt es sich um Pole
zum Fördern,
während
der Pol P4 ein Pol zum Fördern
und Umrühren
ist. Die Pole P1-P4 sollten vorzugsweise alternierend zu N- und
S-Polungen magnetisiert werden.
-
Insbesondere
ist das Abstreichmesser 6 an dem Ende des Entwicklerspeichergliedes 7 benachbart
zur Trommel 1 befestigt. Das Glied 7 beinhaltet einen
freien Endabschnitt oder ein Vordach, wie es im folgenden genannt
wird, 7a, das sich in Richtung auf eine Öffnung 8a erstreckt,
was später
beschrieben wird. Das Vordach 7a bildet gleichzeitig einen Teil
des Tonervorratsbehälters 8.
Der Raum, der zwischen dem Glied 7, einschließlich des
Abstreichmessers 6, und der Hülse 4 gebildet ist,
nimmt einen Teil des Entwicklers 3 auf, der durch das Abstreichmesser 6 während des
Förderns
in Richtung auf eine Entwicklungsposition, wo die Hülse 4 der
Trommel 1 gegenüberliegt,
abgestriffen wird. Der Abschnitt des Gehäuses 2, der sich rechts
der Hülse 4 befindet, wirkt
mit dem Vordach 7a zusammen, um den Tonervorratsbehälter 8 auszubilden,
der den frischen Toner 3a speichert. Der Tonervorratsbehälter 8 grenzt
an den obigen Raum in Förderrichtung
stromaufwärts an.
Die Öffnung 8a ist
durch den Innenumfang des Gehäuses 2 und
das untere Ende des Vordaches 7a begrenzt. Der frische
Toner 3a wird von dem Tonervorratsbehälter 8 über die Öffnung 8a nachgefüllt, wie
detailliert später
beschrieben wird.
-
Eine
Umrühreinrichtung 9 ist
in dem Tonervorratsbehälter 8 in
unmittelbarer Nähe
der Öffnung 8a angeordnet.
Die Umrühreinrichtung 9 führt den
Toner 3a in Richtung auf die Öffnung 8a zu, während sie ihn
umrührt.
Vorzugsweise wird die Umrühreinrichtung 9 in
einer verriegelten bzw. verkuppelten Beziehung zu der Hülse 4 rotiert.
Ein 100 μm
bis 200 μm dicker
PET- (Polyethylen-Terephthalat) Film sollte vorzugsweise an der
Kante der Umrühreinrichtung 9 angebracht
werden. Ein derartiger Film wird eine übermäßige Belastung verhindern,
wenn die Umrühreinrichtung 9 an
den Innenumfang des Tonervorratsbehälters 8 angrenzt oder
ihn berührt.
-
Bei
dem erläuterten
Beispiel steht ein Fortsatz 7b von der Oberfläche des
Vordaches 7a, das der Hülse 4 gegenüberliegt,
in Richtung auf die Hülse 4 vor.
Der Fortsatz 7b ist in der Richtung senkrecht zu der Förderrichtung,
d.h. in der Axialrichtung der Hülse 4 länglich.
Der Fortsatz 7b teilt den Entwicklerspeicherraum in einen
ersten oder stromaufwärts
gelegenen Raum A und einen zweiten oder stromabwärts gelegenen Raum B. Der Entwickler
wird in jeder der zwei Räume
A und B gemischt und umgerührt.
-
Ein
anderer Fortsatz 7c, der in Richtung auf die Hülse 4 konvex
ist, steht von dem Innenumfang des Entwicklerspeichergliedes 7 in
Richtung auf eine Position vor, die etwas stromabwärts des
Poles P4 der Magnetrolle 5 bezüglich der Förderrichtung liegt. Bei einem
Abschnitt C des Raums; der von dem Fortsatz 7c, dem Abstreichmesser 6 und
der Hülse 4 umgeben
ist, bewegt sich der Entwickler 3 mit Ausnahme des Entwicklers,
der durch einen Abstreichmesser-Spalt zwischen dem Abstreichmesser 6 und
der Hülse 4 hindurchgelangen
soll, wenig. Der Fortsatz 7c kann, falls erwünscht, weggelassen
werden.
-
Der
Fortsatz 7b liegt dem Abschnitt der Magnetrolle 5 zwischen
dem Förderpol
P3 und dem Förder/Umrühr-Pol P4
gegenüber
und zwar wo die Magnetkraft, die den Entwickler 3 in Richtung
auf die Oberfläche
der Hülse 4 anzieht,
vergleichsweise schwach ist. Dies ermöglicht es dem Fortsatz 7b den Entwickler 3 leichter
zu blockieren, als wenn er an den Pol P3 oder P4 angrenzen würde. Infolgedessen ist
es dem Entwickler 3 erlaubt, auf eine Art und Weise zu
fließen,
die für
sein Mischen und sein Umrühren
in dem ersten Raum A wünschenswerter
ist.
-
Alternativ
kann die Magnetrolle 5, wie in 2 gezeigt,
sechs Pole P1-P6 aufweisen, von denen drei dem Entwicklerspeicherraum
gegenüberliegen.
Wiederum sollten die Pole P1-P6 vorzugsweise alternierend zu N-
und S-Polungen magnetisiert
sein. Zum Beispiel sind die Pole P1, P3 und P5 N-Pole, während die
Pole P2, P4 und P6 S-Pole sind. Bei der Konfiguration, die in 2 gezeigt
ist, sollte der Fortsatz 7b vorzugsweise dem Abschnitt
der Magnetrolle 5 zwischen den Polen P4 und P5 gegenüberliegen.
-
Bei
dem erläuternden
Beispiel wird ein Spalt Gs, der zwischen dem Ende des Fortsatzes 7b und der
Oberfläche
der Hülse 4 liegt,
so gewählt,
daß er kleiner
ist, als ein Spalt g1 zwischen dem freien Ende des Vordaches 7a und
der Oberfläche
der Hülse 4. Falls
zum Beispiel der Spalt g1 zwischen 5 mm bis 10 mm beträgt, dann
sollte der Spalt Gs vorzugsweise zwischen 1 mm bis 4 mm sein. Bei
diesem Zustand wird der Entwickler, der in den Toner 3a von
dem Vorratsbehälter 8 über die Öffnung 8a eingelassen
wurde und durch den Spalt g1 hindurchgelangt ist, veranlaßt durch
den Spalt Gs, der kleiner ist als der Spalt g1 hindurchzugehen.
Infolgedessen blockiert der Fortsatz 7b sicher einen Teil
des Entwicklers 3, der von der Öffnung 8a wegbewegt
wird. Dies führt
zur Bildung eines wünschenswerteren
Flusses des Entwicklers 3, wie zuvor erwähnt wurde.
-
Sollte
der Spalt Gs außerordentlich
klein sein, würde
er den Entwickler 3 mehr als notwendig daran hindern, durch
die Hülse 4 befördert zu
werden. Es ist deshalb vorzuziehen, daß der Spalt Gs gleich oder
größer ist,
als ein Spalt Gp, der zwischen der Trommel 1 und der Hülse 4 liegt,
und zwar um 2 Gp oder mehr. Zum Beispiel sollte der Spalt Gs vorzugsweise
1 mm oder mehr betragen, falls der Spalt Gp 0,5 mm beträgt.
-
Im
Betrieb treibt die Umrühreinrichtung 9,
die in der Richtung rotiert, die durch einen Pfeil in 1A angezeigt
ist, den Toner in Richtung auf die Öffnung 8a, während sie
ihn umrührt.
Der Toner 3a wird in den Entwickler 3 über die Öffnung 8a auf
der Grundlage der Bewegung des Entwicklers 3 nachgefüllt. Die Hülse 4 fördert den
Entwickler 3, der in den Toner 3a aufgenommen
wird in Richtung auf den Fortsatz 7b. Bevor der Entwickler 3 den
Fortsatz 7b erreicht, wird der Toner 3a mit dem
Entwickler 3 gemischt und vorab in dem ersten Raum A aufgrund
der ersten Bewegung des Entwicklers 3 (durch einen Pfeil
a in 1B angezeigt) umgerührt. Zu diesem Zeitpunkt weist
der Entwickler 3 einen Tonergehalt TA auf, der höher ist als
der Tonergehalt TB des Entwicklers 3, der in dem zweiten
Raum B vorhanden ist.
-
Der
Entwickler 3, der in dem ersten Raum A gemischt und umgerührt wird,
wird zum Teil durch die Hülse 4 in
den zweiten Raum B über
den Spalt Gs zwischen dem Fortsatz 7b und der Hülse 4 gefördert. In
dem zweiten Raum B wird der Toner 3a wiederum mit dem Entwickler 3 gemischt
und aufgrund der zweiten Bewegung des Entwickler 3 (angezeigt durch
einen Pfeil b in 1B) umgerührt.
-
Wie
zuvor erwähnt,
wird bei dem erläuternden
Beispiel der Toner 3a des
-
Entwicklers 3,
der auf der Hülse 4 abgelagert ist,
durch ein mehrmaliges Mischen und Umrühren des Entwicklers 3,
das in den ersten und zweiten Räumen
A und B stattfindet, geladen. Dies verringert erfolgreich die Wahrscheinlichkeit,
daß Tonerteilchen mit
einer unzureichenden Ladung den Entwicklungsabschnitt jenseits des
Abstreichmessers 6 erreichen, und zwar im Vergleich zu
einer Konfiguration, bei der das Mischen und Umrühren nur einmal stattfindet. Weiter
findet die Mischung und das Umrühren
des Entwicklers 3 einschließlich der Querbewegung bzw. der
schrägen
Bewegung des Entwicklers 3 von Abschnitten mit einem hohen
Gehalt zu Abschnitten mit einem niedrigen Gehalt mehrmalig statt,
wenn der Tonergehalt des Entwicklers 3 in der Axialrichtung der
Hülse 4 ungleichmäßig ist.
Dies vergleichmäßigt die
Ladungsmenge, die auf dem Toner aufgebracht wird, und den Tonergehalt
in der Axialrichtung der Hülse 4 im
Vergleich zu der obigen herkömmlichen Konfiguration.
Infolgedessen stellt das Beispiel bereits Bilder sicher, die minimal
an einer Hintergrundverunreinigung und an einer ungleichmäßigen Dichte leiden.
-
Tonerteilchen
unzureichender Ladung können
nur daran gehindert werden, daß sie
den Entwicklungsabschnitt erreichen, falls ein einziger bzw. ein
einzelner Fortsatz 7b auf der Oberfläche des Entwicklerspeichergliedes 7,
die der Hülse 4 gegenüberliegt,
ausgebildet wird. Dadurch sind nicht eine Vielzahl von Reguliergliedern
nötig und
dadurch werden Kosten und Raum gespart.
-
Wie
in 3 gezeigt, wird gemäß der Erfindung ein Fortsatz 7e auf
dem Vordach 7a zusätzlich zu
dem Fortsatz 7b ausgebildet. Mit dieser Konfiguration ist
es möglich,
drei aufeinanderfolgende Räume
zum Mischen und Umrühren
auszubilden. Die drei Räume
werden weiter die Misch- und Umrühr-Funktion
verbessern und sie werden weiter das Erzeugen fehlerhafter Bilder
vermindern.
-
Weiter
können
gemäß der Erfindung,
wie in den 4A und 4B gezeigt,
eine Anzahl (in diesem Fall drei) von Fortsätzen 7f, 7g und 7h aufeinanderfolgend
auf dem Vordach 7a in der Förderrichtung, d.h. in der Richtung
der Rotation der Hülse 4, ausgebildet
sein. Bei dieser bestimmten Konfiguration gemäß der Erfindung werden die
Fortsätze 7f und 7g,
die an der in der obigen Richtung stromaufwärts gelegenen Seite positioniert
sind, jeweils in der axialen Richtung der Hülse 4 aufgeteilt bzw.
getrennt, wie gezeigt. Der Fortsatz 7h, der an der stromabwärts gelegenen
Seite angeordnet ist, ist von der Hülse 4 durch einen
im wesentlichen konstanten Abstand in der Axialrichtung der Hülse 4 beabstandet.
Die Fortsätze 7f und 7g können jeweils
regelmäßig oder
unregelmäßig in der
Axialrichtung der Hülse 4 verteilt sein.
Der Entwickler, der durch die verteilten Fortsätze 7f und 7g blockiert
wird, bewegt sich in axialer Richtung der Hülse 4 und gelangt
durch die Zwischenräume
der Fortsätze 7f und 7g.
Infolgedessen wird die Misch- und Umrühr-Funktion in der Axialrichtung
der Hülse 4 verbessert.
Darüberhinaus
ist der Spalt zwischen dem stromabwärts gelegenen Fortsatz 7h und
der Hülse 4 im
wesentlichen in der Axialrichtung der Hülse 4 konstant. Infolgedessen
kann der Entwickler, der wünschenswerterweise
durch die Fortsätze 7f und 7g gemischt
und umgerührt
wird, an dem Fortsatz 7h in einer gleichmäßigen Menge
in der Axialrichtung der Hülse 4 vorbeigelangen.
-
2. Beispiel
-
5 zeigt
ein zweites Beispiel, das im wesentlichen dem ersten Beispiel mit
Ausnahme des folgenden gleicht. Kurz gesagt, stabilisiert diese
Beispiel gemäß der Erfindung
den Einfluß des
Pulver-Druckes des Tonervorratsbehälters 8 auf die Mischung
und das Umrühren,
die in dem Entwicklerspeicherraum stattfinden, d.h. sie stabilisiert
die Mischung und das Umrühren
des Entwicklers 3 der gerade den frischen Toner 3a aufgenommen
hat, obwohl das Entwicklerspeicherglied 7 keine Fortsätze 7b und 7d–7h aufweist.
-
Bei
einer herkömmlichen
Entwicklungsvorrichtung von der Art, bei der Toner 3a von
dem Tonervorratsbehälter 8 basierend
auf der Bewegung des Entwicklers 3 aufgenommen wird, variiert
der Einfluß der
Gewichtung bzw. Beschwerung, der dem Gewicht des Toners 3a in
dem Vorratsbehälter 8 zuzuschreiben
ist, und das Umrühren
des Entwicklers 3, der in dem Entwicklerspeicherraum vorhanden
ist, in Übereinstimmung
mit der Menge des in dem Vorratsbehälter 8 verbliebenen
Toners 3a. Wenn der Vorratsbehälter 8 voll mit Toner 3a ist,
ist der Einfluß der Gewichtung
bzw. Beschwerung groß und
macht das Mischen und das Umrühren
in dem Entwicklerspeicherraum unwirksam. Dies führt zu der Neigung, daß ein fehlerhaftes
Tonerbild mit ungleichmäßiger Dichte oder
verunreinigtem Hintergrund erzeugt wird. Mit der schrittweisen Abnahme
der in dem Vorratsbehälter 8 verbleibenden
Tonermenge aufgrund wiederholter Entwicklung wird die Mischung und
das Umrühren in
dem Entwicklerspeicherraum wirksam und fehlerhafte Tonerbilder werden
vermieden bzw. seltener.
-
Angesichts
des oben dargelegten wird ein Tonerstützglied 7i auf der
Oberfläche
des Vordaches 7a, das einen Teil des Tonervorratsbehälters 8 bildet, ausgebildet,
wie in 5 gezeigt. Das Tonerstützglied 7i hält das Gewicht
des Toners 3a, das oberhalb eines Toner-Nachfüllpfades,
der an die Öffnung 8a angrenzt,
vorhanden ist. Man nehme an, daß die
Umrühreinrichtung 9,
die in der durch einen Pfeil in 5 angezeigten
Richtung drehbar ist, auf dem obigen Pfad, der an die Öffnung 8a angrenzt,
wie gezeigt positioniert ist. Dann sollte das Tonerstützglied 7i sich vorzugsweise
von dem Vordach 7a zu einer Position oberhalb der Mitte
der Rotation der Betätigungseinrichtung 9 in
der Senkrechtrichtung E erstrecken. Ebenso sollte die Fläche des
Gliedes 7i, die der Umrühreinrichtung 9 gegenüberliegt,
vorzugsweise komplementär
zum Ort ausgebildet sein, entlang dem sich die Kante der Umrühreinrichtung 9 bewegt. Während das
Glied 7i einstückig
mit dem Vordach 7a geformt bzw. gebildet ist, kann es durch
ein Glied, das von dem Vordach 7a getrennt ist und daran
befestigt ist, ersetzt werden.
-
Bei
diesem erfindungsgemäßen Beispiel
hält das
Tonerstützglied 7i den
Toner; der oberhalb des Tonernachfüllpfades, der an die Öffnung 8a angrenzt, vorhanden
ist. Das Glied 7i bewirkt deshalb, daß das Gewicht des Toners 3a im
geringen Umfang auf den Entwickler 3, in dem Entwicklerspeicherraum,
der an die Öffnung 8a angrenzt,
vorhanden ist, wirkt. Infolgedessen wird die Mischung und das Umrühren in dem
Entwicklerspeicherraum stabilisiert, ohne daß die Menge des Toners 3a,
der in dem Tonervorratsbehälter 8 verbleibt,
zu beachten ist.
-
In 5 ist
ein Tonerendsensor oder eine Tonerend-Fühleinrichtung 10 in
dem Tonervorratsbehälter 8 enthalten.
Falls der Tonerend-Sensorpegel F des Sensors 10 höher ist,
als der höchste
Punkt des Ortes der Kante der Umrühreinrichtung 9, dann
sollte, wie gezeigt, der Pegel, wo das Tonerstützglied 7i den Toner 3a stützt, vorzugsweise
tiefer liegen, als der Pegel F. Dies gewährleistet die stabile Mischung und
das Umrühren
des Entwicklers in dem Tonerspeicherraum bis der Vorratsbehälter 8 eine
Tonerendbedingung erreicht, d.h. bis der Tonerpegel in dem Vorratsbehälter 8 auf
den Tonerend-Fühlpegel
F fällt.
-
3. Beispiel
-
Nimmt
man Bezug auf 6, so wird ein drittes Beispiel
beschrieben, das ebenso dem ersten Beispiel mit Ausnahme des folgenden
gleicht. Dieses Beispiel ist dadurch charakterisiert, daß der Fortsatz 7b so
konfiguriert ist, daß er
den Pulverdruck des Entwicklers, der in dem ersten Raum A vorhanden
ist und der auf den zweiten Raum B wirkt, reguliert. Insbesonder
kann solange, wie der Entwickler ebenso in dem zweiten Raum B des
ersten Beispiels umgerührt werden
sollte, der Spalt Gs zwischen dem Fortsatz 7b und der Hülse 4 relativ
groß sein.
Jedoch ist der Spalt Gs in dieser Ausführungsform relativ klein, um den
Pulverdruck zu regulieren, der auf dem zweiten Raum B von dem ersten
Raum A wirkt.
-
Zum
Beispiel wird ein Spalt Gd zwischen dem Abstreichmesser 6 und
der Hülse 4 so
gewählt, daß er zwischen
0,3 mm bis 0,5 mm liegt, während der
Spalt Gs zwischen dem Fortsatz 7b und der Hülse 4 so
gewählt
wird, daß er
zwischen 1,0 mm bis 1,5 mm liegt.
-
7 zeigt
den Zustand des Entwicklers, der in dem ersten Raum A vorhanden
ist, und denjenigen des Entwicklers, der in dem zweiten Raum B vorhanden
ist. Wie gezeigt, wird der Toner von dem Tonervorratsbehälter 8,
nicht gezeigt, zu dem Raum A in einer großen Menge aufgrund der Schwerkraft,
die auf dem Toner wirkt, zugeführt,
so daß der
Raum A mit dem Entwickler gefüllt
wird, während
er beschwert ist. Auf der anderen Seite wirkt in dem Raum B, der von
dem Raum A durch den Fortsatz 7b getrennt ist, der Pulverdruck,
der auf dem Entwickler in dem Raum A wirkt, nicht. Zusätzlich wird
das Gewicht des Entwicklers in dem Raum B durch den Fortsatz 7b aufgenommen.
-
Das
Packungsverhältnis
des Entwicklers in dem obigen Raum B hängt von dem Pulverdruck, der auf
dem Entwickler von dem Raum A wirkt und von der Magnetkraft des
Poles P4, die dem Raum B gegenüberliegt,
ab. Das heißt,
der Entwickler füllt
den Raum B in einem geringeren Umfang, wenn der Pulverdruck, der
auf dem Entwickler in dem Raum B wirkt, abnimmt. Ebenso nimmt die
Menge des Entwicklers, um den Raum B zu füllen, mit einer Abnahme der
Magnetkraft der Pole P4 ab. Unter derartigen Bedingungen bewegt
sich der Entwickler leicht bzw. mühelos.
-
8 stellt
einen Graph dar, der die Flußdichten
der Pole P1-P4 zeigt. In 8 zeigt die Ordinate die Flußdichten
an, während
die Abszisse den Drehwinkel der Hülse 4 anzeigt. Wie
gezeigt, weist der Pol P4 eine Flußdichten-Halbbreite bzw. Flußdichten-Halbwärtsbreite
(Winkel) B größer als
60° auf,
innerhalb der sie nicht besonders klein ist. Deshalb weist die Flußdichte
des Poles P4, wenn sie auf der Hülse 4 gemessen
wird, einen Spitzenwert auf, der von vornherein so gewählt wird,
daß er
relativ klein ist. Insbesondere wird bei der erläuternden Ausführung der
Spitzenwert der Flußdichte
des Poles P4 auf der Hülse 4 zwischen
50 mT und 70 mT gewählt, d.h.
500 Gauß und
700 Gauß.
Bemerkenswert ist, daß,
wenn die Flußdichten-Halbwärtsbreite
(Winkel) θ4
ungefähr
30° beträgt, der
Entwickler nicht den zweiten Raum B in einem übermäßigen Umfang füllen wird,
selbst wenn der Spitzenwert 90 mT beträgt. Anders ausgedrückt, indem
der Bereich verkleinert wird, über
den die Magnetkraft auf den Raum B wirkt, ist es möglich zu
verhindern, daß der
Entwickler den Raum B in einem übermäßigen Umfang
füllt.
-
In
Betrieb treibt die Umrühreinrichtung 9,
die sich in der 6 gezeigten Richtung dreht,
den Toner 3a in Richtung auf die Öffnung 8a, während sie
in umrührt.
Der Toner 3a wird in dem ersten Raum A über die Öffnung 8a in Übereinstimmung
mit der Bewegung des Entwicklers 3 nachgefüllt. In
dem ersten Raum A wirkt das Gewicht des Toners 3a, der
in dem Tonervorratsbehälter 8 vorhanden
ist, direkt auf den Entwickler 3. Der Fortsatz 7b verhindert,
daß das
Gewicht des Entwicklers 3 in dem ersten Raum A auf den zweiten
Raum B wirkt. Der Toner und der Träger, die in dem Raum A vorhanden
sind, werden am Ende des Fortsatzes 7b gemischt und dann
zu dem Raum B über
den Spalt Gs über
den Fortsatz 7b und die Hülse 4 übertragen.
-
Der
Spalt Gs zwischen dem Fortsatz 7b und der Hülse 4 ist
1,0 mm bis 1,5 mm klein, wie zuvor erwähnt wurde. Deshalb verändert sich
die Last, die auf den Entwickler 3 in dem Raum B wirkt,
nicht, wenn der Toner 3a den Tonervorratsbehälter 8 eingeführt wird,
und zwar trotz jeglicher Veränderungen
der Tonermenge in dem Vorratsbehälter 8.
-
Die
Flußdichte
des Poles P4 wird so gewählt, daß sie relativ
gering ist, wie zuvor erwähnt.
Dies verringert zusammen mit der Schwerkraft merklich das Vorhandensein
des Entwicklers 3 in einer Region D (siehe 7),
die in dem zweiten Raum B enthalten ist, und die von der Hülse 4 entfernt
liegt. Deshalb wird selbst dann verhindert, daß der Entwickler 3 den zweiten
Raum B füllt
und daß er
in einem erheblichen Ausmaß komprimiert
wird, wenn der Tonervorratsbehälter 8 voll
mit Toner 3a ist. Dies stellt das Umrühren des Entwickler 3 in
dem Raum B sicher und beugt übermäßigen Drehkräften bzw.
Drehmomenten vor.
-
Weiter
wird der obige Vorteil ohne eine Zunahme der Anzahl der Teile erzielt,
weil der Fortsatz 7b einstückig mit dem Vordach 7a geformt
bzw. gebildet wird. Dies verringert die Kosten der Entwicklungsvorrichtung
im Vergleich zu einer Vorrichtung, die ein getrenntes Unterteilungsglied
beinhaltet.
-
Wie
in 6 gezeigt, ist die Bodenwand des ersten Raumes
A durch einen Abschnitt 2a des Gehäuses 2, der sich von
der unteren Kante der Öffnung 8a bis
zur unmittelbaren Nähe
der Oberfläche
der Hülse 4 erstreckt,
bei diesem Beispiel realisiert. Weiter ist der Abschnitt 2a nach
unten von der Öffnung 8a in
Richtung auf die Hülse 4 geneigt.
Zusätzlich wird
ein Abstand Gt zwischen der unteren Kante der Öffnung 8a und der
Oberfläche
der Hülse 4 so
ausgewählt,
daß er
zwischen 5 mm bis 10 mm liegt, was größer ist, als der Spalt Gs.
-
Vorzugsweise
weisen der Abstreichmesser-Spalt Gd, der obige Spalt Gs und der
obige Abstand Gt eine Beziehung auf, wonach Gd < Gs < Gt ist.
-
Man
nehme an, daß die
Hülse 4 nicht
in der Lage ist, den Entwicklen 9 auf sich mit der Magnetkraft
zu halten und daß sie
bewirkt, daß er
auf den Wandabschnitt 2a tropft, wenn der Entwickler 3,
der in dem ersten Raum A zirkuliert wird, mit dem Toner 3a gemischt
wird, der von dem Tonervorratsbehälter 8 zugeführt wird.
Dann verhindert der geneigte Wandabschnitt 2a, daß der Entwickler 3 in
den Vorratsbehälter 8 fließt. Deshalb
wird eine ausreichende Menge an Träger in dem ersten und zweiten
Raum A und B, in dem die magnetische Haltekraft der Magnetrolle 5 wirkt,
aufrechterhalten. Dies bewahrt den Steuerpegel des Tonergehalts
des Entwicklers über einen
langen Zeitraum.
-
Bemerkenswert
ist, daß die
erwartete Menge an Träger
in einem gewissen Umfang selbst dann aufrechterhalten werden kann,
wenn der Wandabschnitt 2a horizontal ist.
-
Bei
dem erläuternden
Beispiel weist der erste Raum A ein kleineres Volumen auf als der
zweite Raum B, weil der Toner 3a zur Entwicklung in dem zweiten
Raum B geladen wird; es ist nicht notwendig, daß der Trägerin dem Raum A in demselben
Umfang vorhanden ist, wie in dem Raum B. Vorzugsweise sollte das
Volumen des Raumes A so gering wie möglich sein, solange es nicht
dem Gewicht, daß auf dem
Toner 3a des Vorratsbehälters 8 wirkt,
ermöglicht,
direkt auf dem Entwickler 3, der in dem Raum B vorhanden
ist, zu wirken. Dies spart erfolgreich bzw. wirksam Raum bei der
Entwicklungsvorrichtung.
-
Bei
diesem Beispiel ist der erste Raum A ebenso wie im ersten Beispiel
in der Förderrichtung stromaufwärts des
zweiten Raumes B positioniert. Dies verbessert die wirksame Mischung
und das wirksame Umrühren
des Toners 3a und des Trägers im Vergleich zu der Vorrichtung,
der der Raum A fehlt. Infolgedessen ermöglicht das Beispiel, daß sich die
Ladung des Toners 3a aufgrund von Reibung deutlich aufbaut,
und sie verhindert eine Hintergrundverunreinigung und das Herumfliegen
des Toners 3a Wiederum ist der Fortsatz 7c, der
in 6 gezeigt ist, nicht wesentlich und kann weggelassen
werden.
-
Der
Fortsatz des Unterteilungsgliedes 7b trennt die zwei Räume A und
B und liegt der Hülse 4 in
einem vorgewählten
Abstand gegenüber,
wie zuvor erwähnt
wurde. Man nehme an, daß,
wenn ein Start-Entwickler anfänglich
in dem zweiten Raum B eingestellt bzw. festgelegt wird, er ungleichmäßig in der
Axialrichtung der Hülse 4 verteilt
ist. Dann gleicht der Fortsatz 7b den Entwickler, der von
dem Raum A zu dem Raum B über
den obigen Spalt übertragen wird,
ab bzw. gleicht ihn aus, wenn die Hülse 4 anfängt, den
Entwickler zu fördern.
Infolgedessen wird der Entwickler gleichförmig in der Kammer B in der Axialrichtung
der Hülse 4 verteilt.
-
Der
Fortsatz 7b steht von der Oberfläche des Tonerspeichergliedes 7,
die der Hülse 4 gegenüberliegt,
in Richtung auf die Hülse 4 vor
und erstreckt sich in der Axialrichtung der Hülse 4, wie zuvor erwähnt wurde.
Deshalb ist es nicht notwendig, den Pfad, entlang dem der Toner 3a,
der von dem Tonervorratsbehälter 8 zugeführt wird,
den Entwickler 3, der auf der Hülse 4 getragen wird,
erreicht, auszudehnen. Der ausgedehnte Pfad würde eine extra Tonerzuführeinrichtung
erfordern und würde
die Anzahl der Teile und die Kosten erhöhen. Dadurch wird es also unnötig eine
zusätzliche
Tonerzuführeinrichtung
auf dem obigen Pfad zusätzlich
zu der Haupttonerzuführeinrichtung,
die in einem Tonerspeicherbereich angeordnet ist, vorzusehen. Diese
Art von Konfiguration wird in der zuvor erwähnten japanischen Patent-Offenlegungsschrift
Nr. 63-4287 gelehrt. Zusammenfassend kann man sehen, daß beschriebene
Beispiele insbesondere in Kombination mit den Merkmalen der Erfindung
eine Entwicklungsvorrichtung für
einen Bilderzeugungsapparat bereitstellen und daß sie vielfältige unvorhersehbare Vorteile
aufweisen die im folgenden aufgezählt werden.
- (1)
Toner, der in einem Entwickler, der auf einem Entwicklerträger vorliegt,
enthalten ist, wird durch mehrmaliges Mischen und Umrühren des
Entwicklers geladen. Dies verringert erfolgreich die Wahrscheinlich,
daß Tonerpartikel
unzureichender Ladung eine Entwicklungsposition jenseits eines Entwicklerreguliergliedes
erreichen, und zwar im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der
das Mischen und das Umrühren
nur einmal stattfindet. Weiter findet das Mischen und das Umrühren des Entwicklers
einschließlich
der blockierenden Bewegung des Entwicklers von Abschnitten hohen Gehalts
zu Abschnitten niedrigen Gehalts mehrmalig statt, wenn der Tonergehalt
des Entwicklers in der Axialrichtung des Bildträgers unregelmäßig ist.
Dies vergleichmäßigt die
Ladungsmenge, die auf dem Toner abgeschieden wird, und den Tonergehalt
in der Axialrichtung des Bildträgers
im Vergleich zu der obigen herkömmlichen
Konfiguration. Infolgedessen gewährleistet
die Vorrichtung Bilder, die an einer minimalen Hintergrundverunreinigung
und einer minimalen ungleichmäßigen Dichte
leiden.
- (2) Es kann nur verhindert werden, daß Tonerteilchen unzureichender
Ladung die Entwicklungsposition erreichen, falls ein einziger bzw.
einzelner Fortsatz auf der Oberfläche eines Entwicklerspeichergliedes,
der dem Bildträger
gegenüberliegt, ausgebildet
wird. Dadurch werden eine Vielzahl von Reguliergliedern unnötig und
dadurch werden Kosten und Raum gespart.
- (3) Der Fortsatz wird in einem Bereich zwischen der Mitte eines
Poles, der dem Entwicklerspeicherraum gegenüberliegt, und jener des benachbarten
Poles, der in Förderrichtung
stromaufwärts des
obigen Poles liegt, ausgebildet. In dem obigen Bereich ist eine
Magnetkraft, die den Entwickler, der auf dem Entwicklerträger abgeschieden ist,
in Richtung auf den Entwicklerträger
anzieht, schwach. Deshalb behindert der Fortsatz den Entwickler
leichter, als wenn er an dem obigen Magnetpol angrenzt. Dies verbessert
die Zirkulation des Entwicklers, die dem Umrühren und dem Mischen dient.
- (4) Der Toner wird zu dem Entwickler über eine Öffnung, die in dem Tonerspeicherbereich
ausgebildet ist, nachgefüllt.
Der Entwickler, der durch einen Spalt zwischen dem Ende des Tonerspeichergliedes,
das an die obige Öffnung
angrenzt, und der Entwicklerträger
wird veranlaßt,
durch einen Spalt zwischen dem Fortsatz und dem Entwicklerträger, der
kleiner ist als der obige Spalt, hindurchzugelangen. Der Fortsatz
blockiert deshalb sicher einen Teil des Entwicklers, der über die Öffnung nachgefüllt wird.
Dies verbessert ebenso die Zirkulation des Entwicklers, die dem
Umrühren
und dem Mischen dient.
- (5) Eine Anzahl von Fortsätzen
gemäß der Erfindung
werden in der Förderrichtung
ausgebildet. Wenigstens einer der Fortsätze wird in die Richtung senkrecht
zur Förderrichtung
aufgeteilt bzw. verteilt, so daß Leerräume bzw.
Zwischenräume ausgebildet
werden, die es dem Entwickler ermöglichen, dort hindurchzugelangen.
Der Entwickler, der durch die aufgeteilten Abschnitte des Fortsatzes
blockiert wird, bewegt sich in Axialrichtung des Entwicklerträgers und
passiert dann durch die Leerräume
bzw. Zwischenräume.
Dies verbessert die Entwickler-Umrührfähigkeit in der Axialrichtung
des Entwicklerträgers.
Weiter ist der am weitesten stromabwärts gelegene der Fortsätze von
dem Bildträger
um einen im wesentlichen konstanten Abstand in der Richtung senkrecht
zu der Förderrichtung
beabstandet. Deshalb wird es dem Entwickler, der wünschenswerterweise
in der obigen Richtung gemischt und umgerührt wird, ermöglicht,
durch den stromabwärts
gelegenen Fortsatz in einer gleichmäßigen Menge in derselben Richtung
hindurchzugelangen.
- (6) Ein Tonerstützglied
gemäß der Erfindung
trägt bzw.
hält den
Toner, der oberhalb eines Tonernachfüllpfades, der an die Öffnung angrenzt,
vorhanden ist. Das Tonerstützglied
bewirkt deshalb, daß das
Gewicht des Toners nur im geringen Umfang auf den Entwickler wirkt,
der in dem Entwicklerspeicherraum vorliegt, der an die Öffnung angrenzt.
Infolgedessen wird die Mischung und das Umrühren in dem Entwicklerspeicherraum
stabilisiert, und zwar ohne daß die
Menge des Toners, die in dem Tonerspeicherbereich verbleibt, in
Betracht zu ziehen ist.
- (7) Der Pegel, bei dem das Tonerstützglied das Gewicht des Toners
stützt,
wird so gewählt,
daß es
geringer ist, als der Tonerend-Fühlpegel
der Tonerend-Fühleinrichtung.
Dies versichert, daß der
Entwickler in dem Tonerspeicherraum beständig bzw. stabil gemischt und
umgerührt
wird, bis der Tonerspeicherbereich eine Tonerendbedingung bzw. einen
Tonerendzustand erreicht.
- (8) Selbst wenn das Gewicht des Toners, der in dem Tonerspeicherbereich
vorliegt, auf den Entwickler wirkt, der in einem ersten Raum vorhanden
ist, wirkt er nicht direkt auf den Entwickler, der in einem zweiten
Raum vorhanden ist. Der zweite Raum beinhaltet deshalb einen Abschnitt,
in dem der Entwickler nicht gepackt ist. Hieraus folgt, daß selbst
wenn das Gewicht des Toners schwer ist, zum Beispiel wenn eine große Tonermenge
in dem Tonerspeicherbereich vorhanden ist, daß der Entwickler in dem zweiten
Raum nicht in einem kritischen Umfang komprimiert ist. Dies gewährleistet
die Fließfähigkeit
des Entwicklers in dem zweiten Raum. Infolgedessen wird das Umrühren des
Entwicklers in dem zweiten Raum aufgrund des Förderns des Toners ungeachtet
des Gewichts des Toners, der in dem Tonerspeicherbereich vorliegt,
gefördert.
Zu derselben Zeit kann ein übermäßiges Drehmoment
bzw. eine übermäßige Drehkraft,
die der Kompression des Entwicklers in dem zweiten Raum zugeschrieben
werden kann, vermieden werden.
- (9) Das Unterteilungsglied wird einstückig mit dem Entwicklerspeicherglied
geformt bzw. gebildet. Dies verringert erfolgreich die Anzahl der
Teile und die Kosten.
- (10) Ein Teil des Entwicklers, der in den ersten Raum eingeführt wird,
wird durch das Unterteilungsglied blockiert und wird in dem ersten
Raum zirkuliert. Weiter verhindert eine Bodenwand, die sich von
der unteren Kante der Öffnung
in Richtung auf den Entwicklerträger
entweder horizontal oder mit einer Neigung erstreckt, daß der obige Entwickler
in den Tonerspeicherbereich fließt. Dies garantiert, daß eine notwendige
Menge an Magnetpartikeln in den ersten und zweiten Räumen vorliegt,
auf die die Magnetrückhaltekraft
der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung
wirkt. Deshalb kann der Tonerdichte-Steuerpegel über eine lange Zeitdauer aufrechterhalten
werden.
- (11) Der erste Raum ist volumenmäßig kleiner als der zweite
Raum, und zwar innerhalb eines Bereiches, der es verhindert, daß das Gewicht
des Toners in dem Tonerspeicherbereich direkt auf den zweiten Raum
wirkt. Dies spart den Raum der Vorrichtung.