DE19807325A1 - Elektrophotographisches Gerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Gerät, das ein Tonerbild auf einem Blatt Druckpapier unter Verwendung eines elektrophoto­ graphischen Verfahrens oder eines elektrostatischen Druckverfahrens erzeugt, insbesondere ein elektrophotographisches Gerät, das ein auf einem licht­ empfindlichen Körper gebildetes latentes Bild mit einem Entwickler entwic­ kelt, der einen magnetischen Träger und einen Toner als Hauptbestandteile hat, unter Verwendung einer ersten Entwicklungswalze und einer zweiten Entwicklungswalze, die in einander entgegengesetzte Richtungen rotieren und entlang einer Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers angeordnet sind.

Der Stand der Technik, betreffend ein elektrophotographisches Verfahren oder ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem ein latentes Bild auf einem lichtempfindlichen Körper gebildet wird und das latente Bild mit einem zweikomponentigen, magnetischen Entwickler entwickelt wird, der einen magnetischen Träger und einen Toner als Hauptkomponenten hat, wobei zwei in einander entgegengesetzte Richtungen rotierende Entwick­ lungswalzen verwendet werden, ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 54-10869, der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 1-503811, der japani­ schen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 63-15881 oder US-Patent 4,442,790 offenbart.

Der Stand der Technik kann das Auftreten von Ungleichmäßigkeit in einer Entwicklungsrichtung in einer Zone hoher Bilddichte vermeiden, da die Entwicklungsfähigkeit erhöht ist, er hat jedoch ein Problem darin, daß Ungleichmäßigkeit in einer Entwicklungsbürstenrichtung in einem Abschnitt niedriger Bilddichte bleibt, insbesondere in einem Abschnitt mit einer Bild­ dichte D kleiner als 1 (eins) und in einem Rasterbild, das aus Gitter, Kreuzschraffur oder Linien aufgebaut ist, wenn ein Entwickler mit hohem Widerstand verwendet wird. Außerdem bestehen Probleme darin, daß das Gerät groß wird, da es zwei Entwicklungswalzen umfaßt, und daß eine Trommel mit großem Durchmesser verwendet werden muß und die Druck­ geschwindigkeit verringert wird, insbesondere wenn die Lichtreaktionsge­ schwindigkeit des lichtempfindlichen Körpers niedrig ist. Außerdem ist die Verlängerung der Lebensdauer des lichtempfindlichen Körpers und der Reinigungseinrichtung nicht ausreichend berücksichtigt, so daß weitere Ver­ besserung notwendig wird, um stabile Bilder für eine lange Zeit zu erhalten.

Fig. 8 sind Darstellungen zur Erläuterung von Bildfehlern, die oft in einem mit einem herkömmlichen elektrostatischen latenten Bild-Entwicklungsgerät erhaltenen Bild beobachtet werden.

Fig. 8(A) ist ein Druckbild eines ausgesparten weißen Bereichs 34 mit einer Linienbreite von 1 bis 2 mm in einem massiven schwarzen Bereich 33 von ca. 3 cm im Quadrat, und sowohl die Bewegungsrichtung der lichtempfindli­ chen Trommel als auch die relative Bewegungsrichtung der Entwicklungsbür­ ste sind in einer durch einen Pfeil in die Figur gezeigten Richtung. Dabei treten ein Schwinden des hinteren Endbereichs 35, eine Erscheinung, bei dem der hintere Endbereich des massiv schwarzen Bereiches 33 nicht klar entwickelt ist, und ein Fehlen des vorderen Endbereiches 36 auf, eine Erscheinung, bei der der hintere Endbereich des ausgesparten weißen Berei­ ches 34 schwer zu entwickeln ist. Diese Erscheinungen werden durch die relative Bewegungsrichtung der Entwicklungsbürste und einer elektrischen Feldlinie am Rand des Bildbereiches verursacht. Diese Erscheinungen werden z. B. auffällig, wenn die Bilddichte D ≦ 1,2 erfüllt, insbesondere bei einer niedrigen Bilddichte von D ≦ 1. Wenn die Entwicklungsfähigkeit auf eine hohe Bilddichte von D ≧ 1,2 erhöht ist, werden die Erscheinungen unauf­ fällig. Das Bild einer dünnen ausgesparten weißen Linie wird aber schwer reproduzierbar, und zusätzlich wird die Menge an verbrauchtem Toner groß.

Fig. 8(B) zeigt ein Beispiel eines Druckbildes von nahezu 100 dünnen Linien 37 von 10 mm Länge und 0, 1 mm Breite in einem Abstand von ca. 0,2 mm (die Gesamtbreite des Streifens dünner Linien ist ca. 30 mm), und eine fette Linie 39 von ca. 10 mm Länge und 3 mm Breite, die vor dem Streifen dünner Linien angeordnet ist. In diesem Fall ist das Schwinden des hinteren Endbereiches 38 gering in einem Gebiet hinter der fetten Linie 39. Diese Erscheinung wird durch die relative Bewegungsrichtung der Entwicklungsbürste, eine elektrische Feldlinie am Rand des Bildbereiches und im Träger des Entwicklers induzierte Ladung erzeugt. Diese Erscheinung wird z. B. auffällig, wenn die Bilddichte D kleiner als 1 (eins) ist. Wenn die Entwicklungsfähigkeit auf eine hohe Bilddichte erhöht ist, wird die Erscheinung unauffällig. Das Bild eines Streifens dünner Linien wird jedoch schwierig reproduzierbar.

Fig. 8(C) zeigt ein Beispiel eines fehlerhaften Bildes, das auftritt, wenn ein massiv schwarzer Bereich 41 in einem Gitter- oder Kreuzschraffurbereich 40 mit 100 bis 600 dots/Inch aufgezeichnet wird. In diesem Fall tritt zusätz­ lich zum oben beschriebenen Schwinden des hinteren Endbereichs eine Verringerung der Bilddichte im Randbereich des massiv schwarzen Bereichs oder ein weißgelassenes Ring- oder Randbild 42 auf, das im hinteren Bereich im Vergleich zu den beiden Seitenbereichen in lateraler Richtung und den Frontbereichen auffällig ist. Diese Erscheinung wird durch die relative Bewegungsrichtung der Entwicklungsbürste und einer elektrischen Feldlinie am Rand des Bildbereichs verursacht. Diese Erscheinung wird z. B. auffällig, wenn die Bilddichte D kleiner als 1 (eins) ist. Wenn die Entwicklungsfähigkeit auf eine hohe Bilddichte erhöht ist, wird die Erschei­ nung unauffällig. Das Bild eines Gitters oder einer Kreuzschraffur kann jedoch zerstört werden.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten die Bildfehler unter diversen Aspekten und fanden, daß der Bildfehler eng mit einem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der ersten Entwicklungswalze und des licht­ empfindlichen Körpers und einem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der zweiten Entwicklungswalze und des lichtempfindlichen Körpers zusam­ menhängt.

Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein elektrophotographisches Gerät zu schaffen, das in der Lage ist, eine gute Bildqualität zu erreichen, indem die oben erwähnten Fehler der herkömmlichen Technologie über­ wunden werden.

Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein vergleichsweise kleinfor­ matiges elektrophotographisches Gerät zu schaffen, das in der Lage ist, mit hoher Geschwindigkeit zu drucken, ohne daß die Größe des lichtempfindli­ chen Körpers erhöht ist.

Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein elektrophotographisches Gerät zu verwirklichen, das in der Lage ist, ein gleichförmiges Bild für einen langen Zeitraum zu liefern und die Lebensdauern von Blattelementen wie etwa Gummiblättern zu verlängern, die einen organischen photoelek­ trischen lichtempfindlichen Körper und eine Reinigungseinrichtung bilden.

Das oben erwähnte erste Ziel kann erreicht werden durch ein elektrophoto­ graphisches Gerät, das ein latentes Bild auf einem lichtempfindlichen Körper erzeugt, indem es den geladenen lichtempfindlichen Körper unter Verwen­ dung einer Belichtungseinrichtung belichtet und das latente Bild mit einem zweikomponentigen magnetischen Entwickler entwickelt, der einen magneti­ schen Träger und einen Toner als Hauptkomponenten umfaßt, unter Ver­ wendung einer ersten Entwicklungswalze und einer zweiten Entwicklungs­ walze, die in einander entgegengesetzte Richtungen gedreht werden und entlang einer Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers angeordnet sind, wobei die Bewegungsrichtung der ersten Entwicklungswalze der Bewe­ gungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers entgegengesetzt ist, und ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (S1 = Vd1/Vp) einer Umfangsgeschwin­ digkeit (Vd1) der ersten Entwicklungswalze zu einer Umfangsgeschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 0,5 bis 2,5 beschränkt ist und die Bewegungsrichtung der zweiten Entwicklungswalze gleich der Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers ist und ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (S2 = Vd2/Vp) einer Umfangsgeschwin­ digkeit (Vd2) der zweiten Entwicklungswalze zu einer Umfangsgeschwindig­ keit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 1,5 bis 3,5 beschränkt ist.

Das oben erwähnte zweite Ziel kann erreicht werden durch Inbeziehung­ setzen einer zum Drehen des lichtempfindlichen Körpers aus einer Belich­ tungsposition der Belichtungseinrichtung in eine Position zwischen der ersten Entwicklungswalze und der zweiten Entwicklungswalze erforderlichen Zeit zu einer Lichtreaktionsgeschwindigkeit des lichtempfindlichen Körpers.

Das oben erwähnte dritte Ziel kann erreicht werden durch ein elektrophoto­ graphisches Gerät mit einer Entwicklungseinrichtung zum Bilden eines Tonerbildes auf einem lichtempfindlichen Körper durch Bilden eines latenten Bildes, das belichtete Bereiche und unbelichtete Bereiche auf dem licht­ empfindlichen Körper kombiniert, durch Belichten des geladenen lichtemp­ findlichen Körpers unter Verwendung einer Belichtungseinrichtung und Ent­ wickeln der belichteten Bereiche mit einem Entwickler, der einen magneti­ schen Träger und einen Toner, feine Magnetitteilchen enthaltend, als Haupt­ komponenten hat, unter Verwendung einer ersten Entwicklungswalze und einer zweiten Entwicklungswalze, die in einander entgegengesetzte Richtungen gedreht werden und entlang einer Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers angeordnet sind; und mit einer Entwicklungseinrichtung zum Bilden eines Tonerbildes auf dem lichtempfindlichen Körper und einer Reinigungs­ einrichtung, die ein Blattelement zum Entfernen von auf dem lichtempfindli­ chen Körper nach dem Übertragen des Tonerbildes auf Druckpapier ver­ bleibenden Toner hat, welches so vorgesehen ist, daß es auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers drückt, wobei die Bewegungsrichtung der ersten Entwicklungswalze der Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers entgegengesetzt ist und ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (S1 = Vd1/Vp) einer Umfangsgeschwindigkeit (Vd1) der ersten Entwicklungs­ walze zu einer Umfangsgeschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 0,5 bis 2,5 beschränkt ist, die Bewegungsrichtung der zweiten Entwicklungswalze gleich der Bewegungsrichtung des lichtempfindli­ chen Körpers ist und ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (S2 = Vd2/Vp) einer Umfangsgeschwindigkeit (Vd2) der zweiten Entwicklungswalze zur Umfangsgeschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 1,5 bis 3,5 beschränkt ist; wobei die erste Entwicklungswalze und die zweite Entwicklungswalze auch eine Funktion des Entfernens von auf dem lichtempfindlichen Körper verbleibendem überflüssigen Toner in der Beziehung der Umfangsgeschwindigkeitsverhältnisse haben. Dadurch kann der Druck, mit dem das Blattelement auf den lichtempfindlichen Körper gedrückt wird, verringert werden und infolgedessen kann das Ausmaß des Abschleifens des lichtempfindlichen Körpers auch bei Verwendung eines Toners, der feine magnetische Teilchen enthält, auf nahezu 1 bis 3 µm pro 10⁵ Umdrehungen gedrückt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung, die die Konstruktion einer Ausgestaltung eines Laserdruckers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine Merkmalstabelle, die Bildzustands-Bewertungsergebnisse beim Laserdrucker aus Fig. 1 für unterschiedliche Umfangsgeschwindig­ keitsverhältnisse S2 zwischen einer zweiten Entwicklungswalze und einem lichtempfindlichen Körper (einer lichtempfindlichen Trommel) bei konstantem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis S1 zwischen einer ersten Entwicklungswalze und der lichtempfindlichen Trommel zusammenfaßt;

Fig. 3 ein Merkmalsdiagramm, das einen bevorzugten Abschnitt der Um­ fangsgeschwindigkeitsverhältnisse S1 und S2 bei einem Laserdrucker aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 eine Merkmalstabelle, die Bewertungsergebnisse des Verhältnisses F1/F2 der Gleitreibungskraft (Bürstkraft) F1 der ersten Entwick­ lungswalze gegen die lichtempfindliche Trommel und der Gleitrei­ bungskraft F2 der zweiten Entwicklungswalze gegen die lichtemp­ findliche Trommel und die anderen Merkmale des Laserdruckers aus Fig. 1 zusammenfaßt;

Fig. 5 ein Merkmalsdiagramm, das einen bevorzugten Bereich des Spaltes zwischen den zwei Entwicklungswalzen und der lichtempfindlichen Trommel bei dem Laserdrucker aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 6 ein Merkmalsdiagramm, das die Lichtreaktionscharakteristik des lichtempfindlichen Körpers und die eingestellte Position des Ent­ wicklungsgeräts zeigt;

Fig. 7 ein Diagramm, das eine Schaltung zum Anlegen einer Vorspannung im Laserdrucker aus Fig. 1 zeigt und

Fig. 8 Darstellungen, die das Aussehen von Bildfehlern bei einem her­ kömmlichen Gerät zeigen.

Nachfolgend wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen eine Ausge­ staltung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1 ist eine Darstellung, die die Konstruktion einer Ausgestaltung eines Laserdruckers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in der Figur gezeigt, wird eine lichtempfindliche Trommel 1 (nachfolgend einfach als "Trommel" bezeichnet) in eine durch einen Pfeil A gezeigte Richtung (im Uhrzeigersinn) gedreht, und um die Trommel 1 sind eine Ladeeinrichtung 2, ein Laserstrahl (ein optisches Schreibsystem) 3, ein Entwicklungsgerät 4, eine Übertragungseinheit 19 und eine Reinigungseinrichtung 29 in der Reihenfolge des elektrophotographischen Prozesses angeordnet. Nach gleich­ förmigem Laden der Trommel 1 unter Verwendung der Ladeeinrichtung 2 wird ein elektrostatisches latentes Bild durch den Laserstrahl 3 gebildet. Dabei ist die für die vorliegende Erfindung geeignete Drehgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) der Trommel 1 10 bis 50 cm/s, vorzugsweise 20 bis 40 cm/s. Dies liegt daran, daß bei einer niedrigen Geschwindigkeit unter 10 cm/s kaum ein Bildfehler auftritt und die erforderliche Entwick­ lungsfähigkeit bei einer hohen Geschwindigkeit von über 50 cm/s die maxi­ male Fähigkeit übersteigt.

Der Durchmesser der Trommel 1 ist 40 bis 150 mm. Der Durchmesser zum Verwirklichen eines schnellen und kleinen Druckers ist 50 bis 120 mm, vorzugsweise 60 bis 100 mm. Die Ladepolarität kann sowohl positiv als auch negativ sein, bei dieser Ausgestaltung ist die Ladepolarität positiv eingestellt. Die Ladespannung ist 500 bis 1000 V, z. B. ist die Trommel auf 700 V geladen. Das Belichtungsverfahren ist ein Bildschreibverfahren, d. h. ein Belichten von Bildabschnitten.

Ein auf der Trommel 1 gebildetes elektrostatisches Ladungsbild wird durch das Entwicklungsgerät 4 umkehrentwickelt, um ein Tonerbild mit positiver Polarität auf der Trommel 1 zu bilden. Es ist zwar möglich, ein Hinter­ grundbeleuchtungsverfahren als Belichtungsverfahren und ein Normalentwick­ lungsverfahren als Entwicklungsverfahren zu verwenden, doch übt die vor­ liegende Erfindung ihre Wirkung im Fall von Umkehrentwicklung aus.

Im Entwicklungsgerät 4 haben eine erste Entwicklungswalze 61, die in einer zur Bewegungsrichtung der Trommel 1 entgegengesetzten Richtung bewegt wird (ausgedrückt als Drehrichtungen werden beide im Uhrzeigersinn gedreht und folglich werden beide "in der gleichen Richtung" gedreht) und eine zweite Entwicklungswalze 62, die in einer Richtung gleich der Bewegungs­ richtung der Trommel 1 bewegt wird (ausgedrückt als Drehrichtungen werden beide in "zueinander entgegengesetzten" Richtungen gedreht), jeweils einzeln im Inneren befestigte Magnete 51, 52. Ein zweikomponentiger magnetischer Entwickler mit einem magnetischen Träger und einem (magneti­ schen oder nichtmagnetischen) farbigen Toner als Hauptkomponenten wird an die Entwicklungswalzen 61, 62 durch magnetische Kräfte dieser Magnete 51, 52 angezogen, und weiter wird der zweikomponentige magnetische Entwick­ ler jeweils durch die erste bzw. zweite Entwicklungswalze 61, 62 übertragen und mit der Trommel 1 in Kontakt gebracht, um das oben erwähnte latente Bild zu entwickeln.

Die magnetische Flußdichte eines Entwicklungsmagnetpols beträgt 700 bis 1200 Gauß, und nicht gezeigte Winkel vom Mittelpunkt des Entwicklungs­ magnetpols zu einer den Mittelpunkt der Trommel 1 und den Mittelpunkt der ersten und der zweiten Entwicklungswalze 61 bzw. 62 verbindenden Linie sind auf 0 bis 10 Grad an der Vorderseite der Drehrichtung bei der ersten Entwicklungswalze 61 und auf ± 10 Grad bei der zweiten Entwick­ lungswalze 62 eingestellt. Die Ladepolarität des Toners ist positiv, d. h. dieselbe wie die Ladepolarität der Trommel 1. Die übertragene Menge an Entwickler wird durch Spalte zwischen einem Regulierglied 8 und der ersten und der zweiten Entwicklungswalze 61, 62 eingestellt. Die erste Entwick­ lungswalze 61 ist an eine Vorspannungsleistungsquelle 71 angeschlossen, und die zweite Entwicklungswalze 62 ist an eine Vorspannungsleistungsquelle 72 angeschlossen. Beide Entwicklungswalzen sind mit positiven Spannungen beaufschlagt, die dieselbe Polarität wie der Toner haben. Wenn die Lade­ spannung V₀ der Trommel z. B. 700 V ist, werden Vorspannungen von 250 bis 600 V an die Entwicklungswalzen angelegt. Diese Vorspannungen können mit einer Wechselspannung von 100 Hz bis 10 kHz überlagert sein, und die wirksame Spannung ist 1/2 bis 1/4 der Gleichspannung.

Der Entwickler im Entwicklungsgerät 4 wird mit Hilfe eines Paars von Schraubenschnecken 11, 12 mit ausgeschnittenen Bereichen nach rechts und links, vor und zurück durchmischt. Beim Mischen haben die Schrauben­ schnecken 11, 12 eine Wirkung des Mischens und Verteilens des Toners im Entwickler und des Ladens, verglichen mit Schraubenschnecken einer ein­ fachen Form. Deshalb kann der Toner, wenn er von einer Zufuhrwalze 13 zugeführt wird, schnell im Entwickler verteilt und in kurzer Zeit auf eine erforderliche Ladungsmenge geladen werden, so daß es möglich ist, das Auftreten von Nebel in einem Nicht-Bildbereich oder ungleichförmiges Entwickeln bei der Tonerzufuhr zu vermeiden.

Der wie oben beschrieben gemischte Entwickler wird von der zweiten Entwicklungswalze angezogen und der durch den Spalt zwischen dem Regu­ lierglied 8 und der zweiten Entwicklungswalze 62 durchgegangene Entwickler führt die Entwicklung des latenten Bildes durch die zweite Entwicklungs­ walze 62 aus und wird dann in das Entwicklungsgerät 4 zurückgebracht. Der von dem Regulierglied 8 abgefangene Entwickler geht zur ersten Ent­ wicklungswalze 61, um von der ersten Entwicklungswalze 61 angezogen und übertragen zu werden. Der durch den Spalt zwischen dem Regulierglied 8 und der ersten Entwicklungswalze 61 durchgegangene Entwickler führt die Entwicklung des latenten Bildes durch die erste Entwicklungswalze 61 aus und wird dann durch einen Schaber 10 in das Entwicklungsgerät 4 zurück­ geführt.

Vom zweiten Entwicklungswalzenbereich abgefangener überschüssiger Ent­ wickler wird zum Schraubenschneckenbereich durch eine Führungsplatte 9 zurückgeführt. Bei einem Entwicklungsgerät mit einer Struktur, in der zwei Entwicklungswalzen wie oben beschrieben vertikal angeordnet sind, sind die Form und die Einbauposition der Führungsplatte 9 auch wichtig. Das heißt es ist notwendig, daß der von der Zufuhr zur zweiten Entwicklungswalze 62 abgefangene überschüssige Entwickler gleichmäßig zur ersten Entwicklungs­ walze 61 durch das Regulierglied 8 übertragen wird, und daß die auf den Entwickler wirkende Kraft klein ist, um die Last zu verringern, die zum Übertragen des Toners notwendig ist, wenn der von der Zufuhr zur ersten Entwicklungswalze 61 abgefangene überschüssige Entwickler zurückgeführt wird. Es ist deshalb bevorzugt, daß die Führungsplatte 9 im vorderen Endbereich einen gekrümmten Bereich hat, wie in der Figur gezeigt, um den überschüssigen Entwickler von der zweiten Entwicklungswalze 62 zur ersten Entwicklungswalze 61 zu führen, und daß der obere Bereich des gekrümmten Bereichs ungefähr in der Mitte zwischen den zwei Entwick­ lungswalzen positioniert ist, und daß die Form des gekrümmten Bereichs den Entwickler zeitweilig auf dem oberen Bereich halten kann.

Nicht nur der Toner, sondern auch der Träger haftet manchmal an der Trommel 1, wenn die Entwicklung durch die erste und die zweite Entwick­ lungswalze 61, 62 durchgeführt wird. In einem solchen Fall wird der an der Trommel 1 haftende Träger von einer Auffangwalze 63 angezogen, die einen festen Magneten 53 enthält und durch Drehung der Auffangwalze 63 zum Entwicklungsgerät 4 rückübertragen.

Um die Rückübertragung des Trägers zu fördern, ist die Auffangwalze 63 mit einer Vorspannungsleistungsquelle 73 verbunden, die dieselbe Polarität wie die der Ladespannung des lichtempfindlichen Körpers hat, und ist mit einer Spannung nahezu gleich der Ladespannung des lichtempfindlichen Körpers oder der Vorspannung der zweiten Entwicklungswalze 62 beauf­ schlagt. Das Vorsehen der Auffangwalze 63 ist wirksam, um Fehler der Übertragung oder Schäden des lichtempfindlichen Körpers durch an der Trommel 1 haftenden Träger zu vermeiden oder Streuen von Toner aus dem Entwicklungsgerät 4 zu verhindern. In einem Fall, wo zwei Entwicklungs­ walzen 61, 62 zum Entwickeln verwendet werden, wie im Fall dieser Ausgestaltung, hat die zweite Entwicklungswalze 62 eine Wirkung der Entfernung des haftenden Trägers. Deshalb ist es möglich, einen Plastikma­ gneten als Magneten 53 zu verwenden, oder eine kleine Auffangwalze 63 mit einem Durchmesser von knapp 10 mm zu verwenden. Es ist auch möglich, eine einfach leitfähige Walze ohne den Magneten 53 zu verwenden. Zusätzlich kann die Träger-Entfernungswirkung erhöht werden, wenn, ähnlich wie im Fall der ersten und zweiten Entwicklungswalze 61, 62, eine Wech­ selspannung der angelegten Gleichspannung überlagert ist.

Wenn bei der oben erwähnten Konstruktion des Entwicklungsgeräts 4 die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 1 20 bis 40 cm/s und der Durch­ messer der Trommel 1 60 bis 100 mm ist, dann ist der zum Erreichen einer hohen Entwicklungsfähigkeit in dem kleinen Entwicklungsgerät ge­ eignete Durchmesser der ersten und zweiten Entwicklungswalze 61, 62 1/3 bis 1/4 des Durchmessers der Trommel 1. Wenn z. B. der Durchmesser der Trommel 1 100 mm ist, ist bevorzugt, daß der Durchmesser der ersten und der zweiten Entwicklungswalze 25 bis 30 mm ist.

Indem das Entwicklungsgerät 4 in einer solchen Position eingestellt ist, daß der Winkel zwischen der Belichtungsposition des Laserstrahls 3 und der Mittelposition der Entwicklungswalzen 61, 62 ein Winkel Θ ist, d. h., daß die Bewegungszeit der Trommel 1 der Lichtreaktionszeit des lichtempfindli­ chen Körpers entspricht, ist es möglich, Platz effizient zu nutzen und das gesamte Gerät kompakt zu machen. Der Grund, weshalb das Gerät in einer solchen Konstruktion ausgebildet werden kann, ist, daß Umkehrentwicklung eingesetzt wird.

Beziehungen zwischen den Drehgeschwindigkeiten (Umfangsgeschwindigkeiten) der zwei Entwicklungswalzen 61, 62, den Entwicklungsspalten, den angeleg­ ten Vorspannungen, den Entwicklungsmagnetpolen, dem lichtempfindlichen Körper und dem Entwickler sollen später beschrieben werden. Es ist jedoch möglich, ein gleichförmiges Bild ohne Entwicklungsungleichmäßigkeit von einer niedrigen bis zu einer hohen Bilddichte zu erhalten, indem ein organi­ scher lichtempfindlicher Körper mit einer dicken Schicht von 20 bis 60 µm Dicke und ein halbleitender Entwickler verwendet werden, indem das Um­ fangsgeschwindigkeitsverhältnis der ersten Entwicklungswalze 61 auf einen kleinen Wert gleich oder kleiner als der der zweiten Entwicklungswalze 62 eingestellt wird, indem das Verhältnis zwischen der Gleitreibungskraft zwi­ schen der an der ersten Entwicklungswalze 61 aus dem Entwickler gebilde­ ten magnetischen Bürste und der Trommel 1 und der Gleitreibungskraft (Bürstkraft) zwischen der an der zweiten Entwicklungswalze 62 aus dem Entwickler gebildeten magnetischen Bürste und der Trommel 1 in einem Bereich von 1 bis 2 eingestellt wird, und indem die Vorspannung der ersten Entwicklungswalze 61 auf einen Wert in einem Bereich zwischen 100 und 70% der Vorspannung der zweiten Entwicklungswalze 62 eingestellt wird. Ferner kann bei dieser Ausgestaltung, die Umkehrentwicklung verwendet, die Lebensdauer des lichtempfindlichen Körpers verlängert werden, da es mög­ lich ist, das Auftreten einer Toner-Filmbildungserscheinung an der Trommel 1 durch das Auftreten einer Reinigungswirkung während der Entwicklung durch die erste Entwicklungswalze 61 zu verhindern.

Ein Druckpapierbogen 14 wird von Reibwalzen 15, 16 und einer Papierfüh­ rungsplatte 17 übertragen, während das Tonerbild auf der Trommel 1 und das Druckpapierblatt 14 positioniert werden, und das Tonerbild wird auf das Druckpapierblatt 14 unter der Wirkung einer Übertragungseinheit 19 über­ tragen. Die Papierführungsplatte 17 ist an einen Massewiderstand von 20 bis 100 MΩ angeschlossen, um zu verhindern, daß die zum Übertragen notwendige Ladung bei hoher Feuchtigkeit durch das Druckpapierblatt abfließt.

Eine hohe Gleichspannung von -4 bis -7 kV wird an die Übertragungseinheit 19 angelegt, und der Toner auf der Trommel 1 wird elektrostatisch auf die Vorderseite des Druckpapierblatts 14 angezogen, indem eine Ladung mit zur Polarität des Toners entgegengesetzter Polarität an die Rückseite des Druck­ papierblatts 14 angelegt wird. Während sich die Trommel 1 dreht, wird das Druckpapierblatt 14 von der lichtempfindlichen Trommel 1 abgeschält und getrennt, während von der Ladeeinrichtung (Übertragungseinheit 19) aufgebrachte Ladung von einer Entladeeinrichtung 20 zum Trennen entladen wird. Eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 200 bis 1000 Hz und einer effektiven Spannung von 4 bis 6 kV, überlagert mit einer Gleich­ spannung von 100 bis 500 V, ist an die Entladeeinrichtung 20 angelegt, um eine Wechselstromglimmentladung zu erzeugen. Während der oben beschrie­ benen Übertragung und Entladung wird Licht auf die Trommel 1 durch eine Löschlampe 21 gestrahlt, die an der Rückseite der Übertragungseinheit 19 angeordnet ist. Dadurch wird Ladung auf Bereichen der Trommel 1 zwi­ schen den Druckpapierblättern, die einem Endbereich des Druckpapierblatts entsprechen, abgebaut. Außerdem wird ein Teil der Ladung auf der Trom­ mel 1 entladen, wenn ein dünnes Druckpapierblatt verwendet wird, da Licht durch das dünne Papierblatt auf die Trommel 1 eingestrahlt wird.

Der Ladungsabbau auf der Trommel 1 bewirkt eine Verringerung der elektrostatischen Anziehungskraft zwischen dem Druckpapierblatt 14 und der Trommel 1 und trägt zur Trennung des Druckpapierblatts 14 von der Trommel 1 bei. Es ist bevorzugt, zusätzlich eine Löschlampe 24 zu verwenden, um auf der Trommel verbleibende Ladung zur Vorbereitung der nächsten Bilderzeugung zu beseitigen, oder es ist bevorzugt, zusätzlich eine Löschlampe 23 zu verwenden, um die elektrostatische Anziehungskraft zwischen dem Toner und dem lichtempfindlichen Körper weiter zu ver­ ringern und so die Effizienz der Beseitigung des verbleibenden Toners an einer Reinigungseinrichtung 29 zu verbessern. Auf jeden Fall ist die Ladepolarität durch die Übertragungseinheit 19 entgegengesetzt zu der Ladepolarität der Ladeeinrichtung 2, d. h. negativ im Fall dieser Ausgestal­ tung, wo die Ladepolarität des lichtempfindlichen Körpers positiv ist, und deshalb besteht eine Möglichkeit, daß der lichtempfindliche Körper mit entgegengesetzter Polarität, d. h. negativ, geladen werden kann. In einem solchen Fall kann die Trommel 1 nicht durch eine der Löschlampen ent­ laden werden, da die Trommel 1 üblicherweise keine Empfindlichkeit gegen die geladene Polarität aufweist. Da somit die Oberflächenspannung der Trommel 1 vor dem Laden durch die Ladeeinrichtung 2 nicht gleichförmig wäre, ist es notwendig, eine Ladevorrichtung 2 zu verwenden, die in der Lage ist, eine Ladespannung durch einen Schirm (Gitter) 2a zu steuern, das in der Nähe der Oberfläche der Trommel 1 angeordnet ist, wie in Fig. 1 gezeigt.

Nach dem Übertragen wird das Druckpapierblatt 14 durch einen Übertra­ gungsriemen 22 geführt und durch eine Fixiereinheit 25 erhitzt und gepreßt, um das Tonerbild auf dem Druckpapierblatt 14 zu fixieren. Die Fixier­ einheit 25 ist aufgebaut aus einer Heizwalze 27, z. B. mit einer Heizeinrich­ tung 28 darin, und einer auf die Heizwalze 27 gedrückten Gegenwalze 26. Auf der Oberfläche der Trommel nach der Übertragung verbleibender, überflüssiger Toner wird durch die Reinigungseinrichtung 29 entfernt und für die nächste Bilderzeugung verwendet.

Die Reinigungseinrichtung 29 ist aufgebaut aus einem Blattelement 30, z. B. einer Gummiplatte, einer Bürste 31, die sich dreht und dabei in Kontakt mit der Oberfläche der Trommel 1 ist, und einer Auswurfreinigungseinrichtung 32 zum Auswerfen des entfernten Toners.

Um die Lebensdauer des organischen lichtempfindlichen Körpers in einem Drucker mit einer solchen Konstruktion zu verlängern, ist es notwendig, daß die Filmdicke erhöht ist, daß die elektrophotographische Eigenschaft erhalten bleibt und daß die Abschleifrate in Kontakt mit dem Blattelement 30 klein ist. Um diese Anforderung zu erfüllen, sollte die Filmdicke 20 bis 60 µm, vorzugsweise 25 bis 50 µm sein. Dieser Dickenwert ist unter dem Ge­ sichtspunkt des schnellen und gleichförmigen Ladens des organischen licht­ empfindlichen Körpers mit einer Dielektrizitätskonstante von 3 bis 5 unter Verwendung der Ladeeinrichtung 2 und unter dem Gesichtspunkt des Unter­ drückens von Bild-Schwinden beim Entwickeln sowie unter dem Gesichts­ punkt des Abschleifens und der elektrophotographischen Eigenschaft bevor­ zugt.

Ferner ist erforderlich, daß ein Ausmaß des Abschleifens 1 bis 3 µm pro 10⁵ Umdrehungen beträgt und daß Bilder guter Qualität für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden. Um diese Anforderung zu erfüllen, ist es notwendig, einen Toner mit geringerem Abschleifeffekt in Kontakt mit dem Blattelement 30 zu verwenden. Wenn aber ein solcher Toner ver­ wendet wird, ist die Ladestabilität des Toners verringert und infolgedessen wird es schwierig, eine lange Lebensdauer des Toners zu erreichen. Ande­ rerseits ist es auch möglich, die Abschleifrate auf einen kleinen Wert zu verringern, indem der Druck des Blattelements 30 auf den lichtempfindlichen Körper verringert wird, doch treten dann Probleme mit Nebel in Hinter­ fläche, schwarzen Linien (Striemen), Filmbildung auf dem lichtempfindlichen Körper usw. aufgrund mangelhafter Reinigung (Durchrutschen) auf.

Die vorliegende Erfindung vermeidet das Auftreten solcher Probleme. Das heißt eine lichtempfindliche Trommel mit langer Lebensdauer, ein Entwick­ lungsmittel mit langer Lebensdauer und eine Reinigungseinrichtung mit langer Lebensdauer werden ohne Auftreten von Bildfehlern (Nebel in Hintergrund­ fläche, schwarze Linien, Schwinden) und Filmbildung auf dem lichtempfindli­ chen Körper erhalten, obwohl ein Toner mit guter Ladestabilität und eine Reinigungseinrichtung mit niedrigem Blatt-Druck verwendet werden.

Die in Fig. 8 gezeigten Bildfehler können beseitigt werden durch Verwen­ dung eines Entwicklers mit geringem spezifischen Widerstand mit einem dynamischen elektrischen spezifischen Widerstand von weniger als 10⁶ Ω. cm und durch Entwicklung mit zwei Entwicklungswalzen 61, 62, die in voneinander unterschiedliche Richtungen rotieren, wie in Fig. 1 gezeigt.

Es gibt die Probleme, daß in einem Bild geringer Dichte die Bildfehler nicht vollständig beseitigt werden können, daß die Lebensdauer des Entwick­ lers kurz ist, daß die Lebensdauer des lichtempfindlichen Körpers durch Entladung zwischen dem lichtempfindlichen Körper und den Entwicklungs­ walzen verkürzt ist, und daß ein Abfließen der Vorspannung auftreten kann. Ferner gibt es die Probleme, daß eine hohe Bilddichte nicht mit einem Entwickler mit hohem spezifischen Widerstand erreicht werden kann, und daß Defekte in einem Rasterbild mit einer Gitter-, Kreuzschraffur- oder dünnen Linienstruktur nicht beseitigt werden können. Bei einem organischen lichtempfindlichen Material (dielektrischem Material) mit einer Dielektrizitäts­ konstante von 3 bis 5 können die Defekte auftreten, wenn die Filmdicke unter 20 µm ist. Die vorliegende Erfindung verhindert die oben erwähnten Bildfehler und erzielt eine Verlängerung der Lebensdauern des Entwicklers und des lichtempfindlichen Körpers.

Erstens wird, wenn eine spezifische Dielektrizitätskonstante eines organischen Photoleiters in einem Bereich von 3 bis 5 liegt, die Filmdicke der organi­ schen Photoleiterschicht in einem Bereich von 20 bis 60 µm, vorzugsweise 25 bis 50 µm eingestellt. Dies liegt daran, daß die Lebensdauer des lichtempfindlichen Körpers durch Verringern des Kanteneffekts der elek­ trischen Feldlinien und Sicherstellen einer Toleranz gegen das Abschleifen des lichtempfindlichen Körpers durch den Entwickler und das Reinigungsblatt erhöht wird. Wenn die Dicke des lichtempfindlichen Körpers unter 20 µm ist, ist der Kanteneffekt stark, die oben erwähnten Bildfehler können auf­ treten und die Lebensdauer des lichtempfindlichen Körpers ist verkürzt. Wenn die Dicke des lichtempfindlichen Körpers 60 µm übersteigt, ist die Lichtreaktion verringert, die Restspannung wird groß und der lichtempfindli­ che Körper wird schwierig herzustellen. Die Probleme der Verringerung der Lichtreaktion und der Erhöhung der Restspannung, die durch die dicke lichtempfindliche Schicht verursacht werden, können gelöst werden durch ge­ eignetes Einstellen und Anpassen der Position Θ des Entwicklungsgeräts 4 und der Entwicklungsvorspannung.

Bei der vorliegenden Erfindung beträgt das Ausmaß des Abschleifens 1 bis 3 µm pro 10⁵ Seiten und die Lebensdauer der Trommel 1 kann durch Kombinieren des Entwicklungssystems und der Reinigungsvorrichtung wie oben beschrieben und unten noch zu beschreiben 2 × 10⁵ bis 10⁶ Seiten erreichen.

Der Träger des verwendeten Entwicklers ist ein Ferrit- oder Magnetit-Träger mit einer volumengemittelten Korngröße von 70 bis 120 µm, vorzugsweise 80 bis 100 µm. Wenn die volumengemittelte Korngröße unter 70 µm ist, ist die Menge an am lichtempfindlichen Körper haftendem Träger erhöht und die Fließfähigkeit des Entwicklers ist verringert. Wenn die volumenge­ mittelte Korngröße über 120 µm beträgt, ist die Bilddichte verringert und das Bild ist gestört.

Unter den oben beschriebenen Trägern können Träger mit einer Sättigungs­ magnetisierungsdichte in einem Bereich von 50 bis 100 emu/g (externes Magnetfeld von 3000 Oersted) verwendet werden. Wenn die Sättigungs­ magnetisierungsdichte unter 50 emu/g ist, ist der Entwickler schwierig zu übertragen. Wenn die Sättigungsmagnetisierungsdichte über 100 emu/g ist, wird die Steifigkeit der Entwicklungsbürste zu groß und beeinträchtigt die Bildqualität. Eine geeignete Stärke für die magnetische Flußdichte des Entwicklungsmagnetpols ist 700 bis 900 Gauß. Wenn wasserlösliche Ionen an der Oberfläche des Trägers haften, ist die Verwendung eines Trägers bevorzugt, der nach der Herstellung gespült und getrocknet wird, da die Änderung der Ladungsmenge des Toners über die Zeit groß ist im Verhält­ nis zu einer Anzahl von Druckvorgängen während einer Anfangsstufe der Verwendung des Entwicklers.

Der verwendete Toner ist ein Toner, der ein Harz, ein Färbematerial, ein Ladesteuerungsmaterial usw. enthält und eine volumengemittelte Korngröße von 5 bis 12 µm, vorzugsweise 8 bis 10 µm hat. Wenn die volumenge­ mittelte Korngröße unter 5 µm ist, ist der Toner schwierig herzustellen und die Fließfähigkeit des Entwicklers ist verringert. Wenn hingegen die volu­ mengemittelte Korngröße über 12 µm ist, ist die Auflösung verringert und folglich wird es schwierig, einen hochauflösenden Druck mit mehr als 16 Linien pro mm zu erhalten. Als Harz werden Styrol-, Acrylsäureharz, Butadien, Styrol-Acrylsäureharz-Copolymer, Polyester oder dergleichen verwendet. Styrol-Acrylsäureharz-Copolymer ist geeignet, da die Ladesteue­ rung relativ einfach ist.

Das Deckverhältnis der Bedeckung des Trägers mit einem Toner ist auf 0,2 bis 0,5, vorzugsweise 0,25 bis 0,4 eingestellt. Wenn das Deckverhältnis unter 0,2 ist, wird eine Tonerversorgungsmenge knapp und ein hochdichtes Bild kann nicht erhalten werden. Wenn hingegen das Deckverhältnis 0,5 überschreitet, können Schwierigkeiten wie etwa Verringerung der Ladungsauf­ baugeschwindigkeit, Hintergrundnebel, Streuen von Toner auftreten.

Die Ladungsmenge des Toners ist vorzugsweise 10 bis 25 µC/g (gemessen wird eine Ladungsmenge des entwickelten Toners auf dem lichtempfindlichen Körper). Zum Beispiel im Fall einer Toner-Korngröße von 8 bis 10 µm kann ein gutes Bild erhalten werden, wenn die Ladungsmenge des Toners 15 bis 20 µC/g ist. Wenn die Ladungsmenge des Toners unter 10 µC/g ist, haftet eine zu große Menge an Toner, und der Toner wird zerstreut. Wenn hingegen die Ladungsmenge des Toners über 25 µC/g ist, wird die Bilddichte knapp.

Um eine solche Ladungsmenge während eines langen Druckzeitraums (2 × 10⁵ bis 10⁶ Seiten) aufrechtzuerhalten, ist bevorzugt, daß leitfähige magneti­ sche feine Fe₃O₄-Teilchen (Magnetit, 50 bis 100 emu/g, externes Magnetfeld 1000 bis 3000 Oersted) auf die Toneroberfläche oder im Toner zugegeben werden. Das heißt um eine Hochgeschwindigkeitsentwicklung unter Ver­ wendung einer kleinen Menge an Entwickler wie etwa 1 bis 2 kg bei der vorliegenden Konstruktion des Entwicklungsgeräts durchzuführen, ist bevor­ zugt, daß das Entwickler mäßig gemischt wird, um eine Belastung des Entwicklers zu vermeiden, und die Drehgeschwindigkeit der Entwicklerwalzen ist so niedrig wie möglich gehalten um das Auftreten von Bildfehlern aufgrund einer Entwicklungsrichtung, wie in Fig. 8 zu beschreiben, zu ver­ meiden. Deshalb ist es notwendig, daß der Toner als Entwickler schnell geladen wird, wenn der Toner in das Entwicklungsgerät eingeführt wird, und daß die Ladungsmenge ohne Erhöhung konstantgehalten wird. Durch Durchführung diverser Versuche, um dieses Merkmal zu erreichen, wurde festgestellt, daß Magnetit mit einer Korngröße im Bereich von 0,05 bis 2 µm, vorzugsweise 0,2 bis 0,7 µm 0,1 bis 2 Gew.-% zur Toneroberfläche oder 0,5 bis 20 Gew.-% im Toner zugefügt werden sollte.

Der Entwickler hat eine Lebensdauer von 2 × 10⁵ bis 5 × 10⁵ Seiten pro 1 kg erreicht. Wenn die Korngröße kleiner als der obige Bereich ist oder der Zugabebereich kleiner als der obige Bereich ist, ist der Ladungsaufbau langsam, und die Veränderung der Ladungsmenge wird groß. Wenn hin­ gegen die Korngröße größer als der obige Bereich ist, treten die Probleme auf, daß das Ausmaß des Abschleifens des lichtempfindlichen Körpers durch das Blatt groß wird und daß die Änderung der Ladungsmenge groß wird.

Wenn die Menge des zugefügten Magnetits zu groß ist, wird die Ladungs­ menge klein und das Ausmaß des Abschleifens des lichtempfindlichen Kör­ pers wird zu groß, als daß es brauchbar wäre. Wenn die Menge des zu­ gefügten Magnetits im oben beschriebenen Bereich liegt, ist es möglich, das Ausmaß des Abschleifens des organischen Photoleiters auf 3 bis 10 µm pro 3 × 10⁵ Umdrehungen zu bringen, und folglich ist es möglich, daß der Lichtempfindliche Körper die Lebensdauer von 2 × 10⁵ bis 10 × 10⁵ Um­ drehungen erreichen kann. Dabei kann es möglich sein, SiO₂ (Siliziumdi­ oxid) oder TiO₂ (Titanoxid) mit 0, 1 bis 0,5 Gew.-% zusammen mit magne­ tischem Pulver zum Toner hinzuzufügen.

Der dynamische elektrische spezifische Widerstand des Entwicklers, der für die vorliegende Erfindung geeignet ist, liegt im Bereich von 10⁸ bis 10¹¹ Ω. cm, dabei liegt der dynamische elektrische spezifische Widerstand des Trägers im Bereich von 10⁷ bis 10¹⁰ Ω.cm. Dabei ist der dynamische elektrische spezifische Widerstand ein Wert, der aus einem Strom berechnet wird, der dadurch erhalten wird, daß eine Metalltrommel, z. B. eine Alumi­ niumtrommel anstelle der Trommel 1 verwendet wird und eine Gleichspan­ nung von 100 V unter Bedingungen des Übertragens des Entwicklers oder Trägers durch die Entwicklungswalzen 61, 62 und eines Spalts, einer Kon­ taktbreite und einer Kontaktlänge angelegt wird.

Es gibt einen für den dynamischen elektrischen spezifischen Widerstand geeigneten Entwicklungsspalt, wie später mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben wird. Wenn allerdings der dynamische elektrische spezifische Widerstand unter dem oben erwähnten Bereich liegt, treten Probleme wie etwa Beschädi­ gung des lichtempfindlichen Körpers durch Entladung, Abfließen der Vor­ spannung, Verringerung der Lebensdauer des Entwicklers (Zunahme der spezifischen Widerstandsänderung aufgrund des verbrauchten Toners) usw. auf. Wenn der dynamische elektrische spezifische Widerstand über dem oben erwähnten Bereich liegt, wird die Bilddichte knapp.

Es wird nun ein Ergebnis der Untersuchung der Drehgeschwindigkeiten der Entwicklungswalzen beschrieben, bei denen das Auftreten der in Fig. 8 beschriebenen Bildfehler in einem Fall unterdrückt werden kann, in dem der lichtempfindliche Körper und der Entwickler wie oben beschrieben verwendet werden.

Die Drehgeschwindigkeiten der Entwicklungswalzen, die in der Lage sind, das Auftreten der Bildfehler zu unterdrücken, sind in Beziehung mit einem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis S1 = Vd1/Vp einer Umfangsgeschwindig­ keit Vd1 der ersten Entwicklungswalze 61 zu einer Umfangsgeschwindigkeit Vp des lichtempfindlichen Körpers 1 und einem Umfangsgeschwindigkeits­ verhältnis S2 = Vd2/Vp einer Umfangsgeschwindigkeit Vd2 der zweiten Entwicklungswalze 62 zur Umfangsgeschwindigkeit Vp des lichtempfindlichen Körpers 1 untersucht worden. Die Richtungen der Umfangsgeschwindigkeits­ verhältnisse und die Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers 1 sind in Richtung des in Fig. 1 gezeigten Pfeils als (+) eingestellt.

Um Bildfehler aufgrund von Bewegungsrichtungen des Entwicklers in dem Fall zu vermeiden, daß die Entwicklung mit zwei in zueinander entgegen­ gesetzte Richtungen gedrehten Entwicklungswalzen 61, 62 durchgeführt wird, ist es besser, daß die Geschwindigkeiten relativ zur Geschwindigkeit der Trommel 1 in einander entgegengesetzte Richtungen eingestellt sind, d. h. S1 ≧ 0 und S2 ≧ 1, um einen Bereich, wo ein Bildfehler durch die erste Entwicklungswalze 61 auftritt, durch die zweite Entwicklungswalze 62 zu kompensieren. Fig. 2 zeigt experimentell bestätigt diverse Beispiele eines zulässigen Bereichs der Umfangsgeschwindigkeitsverhältnisse S1 und S2.

Um es in diesem Experiment einfach zu machen, Bildfehler zu beurteilen, ist die Entwicklungsvorspannung auf einen solchen Wert gesetzt, daß eine Bilddichte D des massiven schwarzen Bereichs 1,1 wird und die Bilddichte etwas hell wird. Die experimentellen Bedingungen sind wie folgt.
S: 1,5
Durchmesser des lichtempfindlichen Körpers: 100 mm
Dicke des organischen Photoleiters: 30 µm
Spezifische Dielektrizitätskonstante: ca. 3
Umfangsgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel Vp: 250 mm/s
Durchmesser der ersten und der zweiten Entwicklungswalze: 30 mm
Magnetische Flußdichten der Entwicklungsmagnetpole der ersten und der zweiten Entwicklungswalze: 900 Gauß
Winkel zwischen der ersten Entwicklungswalze und der lichtempfindlichen Trommel: 5°
Winkel zwischen der zweiten Entwicklungswalze und der lichtempfindlichen Trommel: 0°
Ladespannung der lichtempfindlichen Trommel: 650 V
Vorspannung b1 der ersten Entwicklungswalze: 300 V
Vorspannung b2 der zweiten Entwicklungswalze: 350 V
Entwickler-Träger:
Magnetit
Volumengemittelte Korngröße: 100 µm
Magnetische Sättigungsdichte: 90 emu/g
Dynamischer elektrischer spezifischer Widerstand: 1,5×10⁸ Ω.cm
Entwickler-Toner:
Volumengemittelte Korngröße: 9 µm
Ladungsmenge: 15 µC/g
Entwickler:
Tonerbedeckung 0,3
Dynamischer elektrischer spezifischer Widerstand: 1,2×10⁸ Ω.cm Fülldichte des Entwicklers am Entwicklungsabschnitt der ersten Entwicklungs­ walze: 41%
Fülldichte des Entwicklers am Entwicklungsabschnitt der zweiten Entwick­ lungswalze: 35%.

Bilder werden unter den oben erwähnten experimentellen Bedingungen erzeugt und auf das Schwinden eines vorderen Endes eines massiv schwar­ zen Bereiches (siehe Fig. 8(A)), Schwinden eines hinteren Endes eines massiv schwarzen Bereiches (siehe Fig. 8(A)), eines vorderen Endes eines ausgesparten weißen Bereiches (siehe Fig. 8(A)), eines hinteren Endes eines ausgesparten weißen Bereiches (siehe Fig. 8(A)), eines Streifens dünner Linien (siehe Fig. 8(B)), eines vorderen Endes eines massiv schwarzen Abschnitts in einer kreuzschraffierten Fläche (Fig. 8(C)) und eines hinteren Endes eines massiv schwarzen Bereiches in einer kreuzschraffierten Fläche (Fig. 8(C)) bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in Fig. 2 gezeigt, wobei ein ausgezeichnetes Bild mit der Note ○, ein gutes Bild mit der Note Δ und ein schlechtes Bild mit der Note × bewertet ist. Aus dem Bewertungsergebnis ist zu erkennen, daß der Bereich von S2, der in der Lage ist, ein taugliches Bild bei S1 = 1,5 zu liefern, 1,5 ≦ S2 ≦ 3,5, vorzugsweise 2 ≦ S2 ≦ 3 ist. Das heißt, der Bereich von S2, der in der Lage ist, ein taugliches Bild zu liefern, ist S2 = (S1+1) ± 0,5.

Es wurde durch ein Experiment bestätigt, daß wenn die Umfangsgeschwin­ digkeit der Trommel 1 auf 20 bis 40 cm/s eingestellt ist, eine kompatible Bedingung des ausgezeichneten Bereichs, erhalten unter den diversen experi­ mentellen Bedingungen mit einem Bereich von Entwicklungswalzen mit einer ausreichenden Entwicklungsfähigkeit und gleichzeitig der Fähigkeit, die Last bzw. Belastung durch Rotation so klein wie möglich zu halten, im Bereich von 0,5 ≦ S1 ≦ 2,5 und 1,5 ≦ S2 ≦ 3,5, vorzugsweise 0,5 ≦ S1 ≦ 2 und 1,5 ≦ S2 ≦ 2,5 liegt.

Wenn zu der obigen Beziehung eine Beziehung hinzugefügt wird, die in der Lage ist, den Reinigungseffekt herbeizuführen durch Einstellen einer Gleitrei­ bungskraft in der ersten Entwicklungswalze 61 gleich oder größer als die der zweiten Entwicklungswalze 62 durch Verschieben der relativen Ge­ schwindigkeiten d. h. die Bedingung, daß eine Differenz des Umfangsge­ schwindigkeitsverhältnisses der ersten Entwicklungswalze 61 zur Trommel 1 größer als eine Differenz des Umfangsgeschwindigkeitsverhältnisses der zweiten Entwicklungswalze 62 zur Trommel 1 (S1+1 ≧ S2-1) ist und die Bedingung, daß das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis der zweiten Entwick­ lungswalze 62 gleich oder größer als das der ersten Entwicklungswalze 61 eingestellt ist (S1 ≦ S2), um die Entwicklungsfähigkeit der zweiten Entwick­ lungswalze 62, die sich in derselben Richtung wie die Trommel 1 dreht, durch Erhöhen der Tonertransferkapazität zu erhöhen, kann ein in Fig. 3 gezeigter schraffierter Abschnitt erhalten werden. Ein rechteckiger Abschnitt in der Figur entspricht dem Abschnitt 0,5 ≦ S1 ≦ 2,5 und 1,5 ≦ S2 ≦ 3 5.

Andererseits ist ein Erhöhen der Gleitreibungskraft der magnetischen Bürste zum Erzeugen des Reinigungseffekts an der ersten Entwicklungswalze 61 oder eines geeigneten Schleifeffekts an der Trommel 1 nützlich, um Filmbil­ dung an der Trommel 1 zu verhindern und Nebel in einer Hintergrundfläche zu unterdrücken. Wenn jedoch die Gleitreibungskraft zu groß ist, treten manchmal Ungleichgewichte in den Bildfehlern oder ein übermäßiges Ab­ schleifen der Trommel 1 auf. Die Gleitreibungskraft kann verändert werden durch Variieren der Differenz der relativen Geschwindigkeiten oder der Entwicklerdichte in dem Entwicklungsbereich.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines experimentellen Ergebnisses, das diese Bezie­ hung untersucht. Bei diesem Experiment wird die Gleitreibungskraft ver­ ändert durch Variieren der Entwicklerdichte im Entwicklungsbereich. Die Gleitreibungskraft kann erhalten werden durch Anbringen eines Drehmo­ mentmessers an der Trommel 1 und Messen einer Änderung in der Dreh­ kraft der Trommel 1, wenn die erste Entwicklungswalze 61 oder die zweite Entwicklungswalze 62 betrieben wird. Die Gleitreibungskraft ist ausgedrückt auf Grundlage einer Einheitslänge der magnetischen Bürste.

Bei diesem Experiment sind die experimentellen Bedingungen auf S1 = 1,5, S2 = 2 und Gleitreibungskraft F2 der zweiten Entwicklungswalze 62 auf 7,33 gf/cm (Fülldichte 35%) eingestellt, und die anderen Bedingungen sind auf dieselben Werte wie im Experiment aus Fig. 2 eingestellt. Es ist aus der Figur klar, daß das Verhältnis (F1/F2) einer Gleitreibungskraft F1 der ersten Entwicklungswalze 61 zu einer Gleitreibungskraft F2 der zweiten Entwicklungswalze 62 vorzugsweise in einem Bereich von 0,9 bis 2,1, vorzugsweise 1,2 bis 1,6 eingestellt ist.

Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen Spalten der zwei Entwicklungswalzen zur Trommel. Der Spalt d1 der ersten Entwicklungswalze 61 ist auf einen Wert gleich dem Spalt der zweiten Entwicklungswalze 62 oder um 0,1 bis 0,5 mm breiter als der Spalt d2 (in Fig. 5 um 0,5 mm breiter als der Spalt d2) eingestellt. Diese Differenz ist verursacht durch die Leichtigkeit des Flusses des Entwicklers aufgrund der Differenz der Bewegungsrichtung zur Trommel 1. Der schraffierte Abschnitt in Fig. 5 zeigt den geeigneten Abschnitt.

Wenn ferner die zweite Entwicklungswalze 62 beim Einstellen des Entwick­ lungsgeräts 4 genau (z. B. ± 0,05 mm) positioniert ist, kann die Positionie­ rungsgenauigkeit der ersten Entwicklungswalze 61 beeinträchtigt sein (z. B. ± 0,1 mm). In der Figur gibt das Bezugszeichen a einen Bereich an, in dem ein Rand leicht vermieden werden kann, Bezugszeichen b gibt einen Bereich an, in dem hohe Bilddichte leicht sichergestellt werden kann, Bezugszeichen c gibt einen Bereich an, wo das Schwinden eines Endbereichs unterdrückt werden kann. Wenn der Spalt kleiner als 5 mm ist, ist der Toner schwie­ rig stabil zu übertragen. Deshalb ist bevorzugt, daß sowohl d1 als auch d2 in einem Bereich von 0,5 bis 1,5 mm eingestellt sind.

Es ist zwar der Entwicklungsspalt als Index berücksichtigt worden, es ist jedoch bevorzugt, die Fülldichte des Entwicklers oder des Trägers am Entwicklerspaltbereich zu berücksichtigen. Das heißt, wenn der Spalt auf denselben Wert wie im Fall von Fig. 3 eingestellt ist, ist die Fülldichte des Trägers an der ersten Entwicklungswalze 61 in einem Bereich vom gleichen Wert bis zum 1,5-fachen der Fülldichte an der zweiten Entwicklungswalze 62 eingestellt. Dadurch können die Entwicklungsfähigkeit, die Gleitreibungs­ kraft und die Reinigungswirkung an der ersten Entwicklungswalze 61 sicher­ gestellt werden. Genauer gesagt ist die Fülldichte des Trägers an der ersten Entwicklungswalze 61 auf 30 bis 60% und die Fülldichte des Trägers an der zweiten Entwicklungswalze 62 auf 15 bis 50% eingestellt.

Fig. 6 ist ein Kennliniendiagramm, das die Beziehung zwischen der Licht­ reaktionskennlinie der lichtempfindlichen Trommel und der Einstellposition des Zweiwalzen-Entwicklungsgeräts zeigt. Fig. 6 zeigt die Lichtreaktions­ kennlinie eines organischen lichtempfindlichen Körpers, der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die Zeit t an der Abszisse gibt die Bewegungszeit der lichtempfindlichen Trommel an, d. h. die Zeit, die seit der Zeit, zu der der lichtempfindliche Körper am Belichtungspunkt belichtet wird, verstreicht. Nach Belichten des lichtempfindlichen Körpers durch Abtasten mit einem Laserstrahl zur Zeit t = 0 fällt die Ladespannung ab und erreicht im Verlauf der Zeit einen konstanten Wert (Restwert), der einer Belichtungslichtmenge entspricht. Wenn jedoch die Belichtungslicht­ menge wie E₁, E₂, E₃,. . .E_n erhöht wird, erreicht der Restwert einen Wert, der nicht weiter abnimmt. Die Restpannung Vr in diesem Fall wird als sogenannte Sättigungs-Restspannung bezeichnet. Im allgemeinen ist die Belichtungslichtmenge auf einen Wert in einem Bereich eingestellt, in dem eine Kontrastspannung von 80 bis 100% von (V₀-V_r) erreichbar ist, und ein Zeitraum, in dem die Ladespannung auf 90 bis 100% des Werts abfällt, wird als Zeitraum vor dem Beginn der Entwicklung eingehalten. Das Einhalten dieses Zeitraums bedeutet jedoch das Einhalten eines großen Abstands von einer Belichtungsposition zur Entwicklungsposition, und folglich muß der Durchmesser der lichtempfindlichen Trommel und damit Größe und Kosten des Geräts erhöht werden. Andernfalls muß die Umfangsgeschwin­ digkeit der lichtempfindlichen Trommel verringert werden, und Hochge­ schwindigkeitsdrucken wird beschränkt.

Mit Bezug auf Fig. 6 wird eine Zeit t_r,, die einem Schnittpunkt der Ver­ längerung eines nahezu linear mit der Zeit abfallenden Abschnitts von V₀ (einer Verlängerung einer Verbindungslinie zwischen V₀ und (V₀-V_R)/e (wobei e = 2,718 ist)) mit einer Tangente eines Abschnitts mit einer Restspannung V_R (einer Sättigungs-Restspannung oder einem Wert nahe der Sättigungs-Restspannung) für eine eingestellte Lichtmenge (in der Figur E_n-1) entspricht, als Lichtreaktionszeit behandelt. Bei einem Druckgerät, das einen organischen lichtempfindlichen Körper und eine Blattreinigungseinrichtung kombiniert, beträgt das Abschleifen des lichtempfindlichen Materials des lichtempfindlichen Körpers 0,1 bis 1 µm pro 10⁴ Druckseiten. Wenn die lichtempfindliche Schicht mit einer Dicke über 25 µm, vorzugsweise 30 bis 60 µm ausgebildet ist, um einen lichtempfindlichen Körper mit langer Lebensdauer zu erhalten, ist die Lichtreaktionskennlinie beeinträchtigt und folglich wird die Lichtreaktionszeit t_r groß.

Außerdem ist die Lichtreaktionskennlinie beeinträchtigt, wenn die Temperatur der Umgebung bei Verwendung des Geräts niedrig ist (unter 15 °C, ins­ besondere unter 10°C), oder wenn die Feuchtigkeit der Umgebung, in der das Gerät verwendet wird, niedrig ist (unter 50%, insbesondere unter 30%), je nach verwendetem lichtempfindlichen Körper. Zum Beispiel wird die Lichtreaktionszeit t_r 0,1 s bis 0,3 s, was zu einem Problem beim Aufbau des Geräts führt.

Die vorliegende Erfindung schafft ein schnelles und kleines Druckgerät unter Verwendung eines lichtempfindlichen Körpers mit einer kleinen Lichtreak­ tionszeit, das in der Lage ist, einen kurzen Abstand zwischen der Belich­ tungsposition des Laserstrahls 3 und der ersten Entwicklungswalze 61 ein­ zustellen. Das heißt die Zeit von der Belichtung mit dem Laserlicht bis zum Erreichen des Punktes zwischen der ersten Entwicklungswalze 61 und der zweiten Entwicklungswalze 62 (der Winkel Θ) ist so eingestellt, daß sie t_r wird. Insbesondere ist es bevorzugt, den Winkel Θ mit der Lichtreak­ tionszeit t_r bei einer niedrigen Temperatur und niedriger Feuchte in Bezie­ hung zu setzen. Da die erste Entwicklungswalze 61 nahe am Entwicklungs­ bereich angeordnet werden kann, ist sie sehr wirksam, um ein Gerät zu ver­ wenden, das eine lichtempfindliche Trommel mit einem kleinen Durchmesser und zwei Entwicklungswalzen unter Hochgeschwindigkeits-Druckbedingungen kombiniert.

Da bei der Entwicklungswalze 61 die Umkehrentwicklung unter einer Bedin­ gung durchgeführt wird, wo die Spannung des lichtempfindlichen Körpers noch höher als ein gewünschter Wert ist, ist es beim Hochgeschwindigkeits­ drucken wichtig, die Entwicklungseffizienz zu erhöhen. Dieser Nachteil kann im Fall von Umkehrentwicklung unter Verwendung des Entwicklungs­ geräts gemäß der vorliegenden Erfindung kompensiert werden, bei dem die erste Entwicklungswalze in dieselbe Richtung wie die Drehrichtung des licht­ empfindlichen Körpers und die zweite Entwicklungswalze in die entgegen­ gesetzte Richtung gedreht wird. Mit anderen Worten ist in einem Fall, wo der lichtempfindliche Körper und die Entwicklungswalze in derselben Rich­ tung gedreht werden (der Entwickler und der lichtempfindliche Körper in dem Entwicklungsbereich werden in einander entgegengesetzte Richtungen bewegt), die Entwicklungsfähigkeit besser und der Nebel auf einer Hinter­ grundfläche ist geringer im Vergleich zu einem Fall, wo der lichtempfindli­ che Körper und die Entwicklungswalze in einander entgegengesetzte Richtun­ gen gedreht werden.

Andererseits wird bei der Entwicklung mit der zweiten Entwicklungswalze, die in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, wird das Bild glatt und gleichförmig. Bei dem Entwicklungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann das oben erwähnte Problem mittels der Restspannung verringert wer­ den, da das Entwicklungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung eine bessere Entwicklungseffizienz hat und in der Lage ist, gleichförmig zu entwickeln.

Ferner ist im Fall von Umkehrentwicklung die an die erste Entwicklungs­ walze angelegte Vorspannung auf einen Wert gleich der oder höher als die an die zweite Entwicklungswalze angelegte Vorspannung eingestellt. Zum Beispiel kann, indem die an die erste Entwicklungswalze angelegte Vor­ spannung um 20 bis 100 V höher als die an die zweite Entwicklungswalze angelegte Vorspannung eingestellt wird, die Entwicklungsfähigkeit erhöht werden. Durch Verwendung dieses Verfahrens ist es deshalb auch möglich, den Nachteil des Einstellens der Lichtreaktionszeit T_r zwischen den zwei Entwicklungswalzen zu beseitigen.

Wenn die Dicke der photoleitenden Schicht erhöht ist, tritt das Problem auf, daß die Bilddichte verringert ist, da die Restspannung (Ladespannung nach Belichtung) bei niedriger Temperatur groß wird. Deshalb wird bei der vorliegenden Erfindung folgendes Verfahren verwendet. Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine Vorspannungs-Anlegeschaltung für diesen Zweck zeigt.

Ein Widerstand 44 und ein Thermistor 46 sind mit einer Entwicklungsvor­ spannungs-Leistungsquelle 43 in Reihe, und ein Widerstand 45 ist mit dem Thermistor 46 parallel geschaltet. Der Widerstand 45 kann in manchen Fällen fortgelassen werden. Eine im Thermistor 46 erzeugte Spannung wird an die zwei Entwicklungswalzen 61, 62 angelegt. Dabei ist der Thermistor 46 so montiert, daß er in Kontakt mit einem Bereich in der Nähe des Entwicklungsgeräts 4, dem Entwicklungsgerät 4 oder einem Teil des Flusses des Entwicklers ist. Dadurch ändert sich der Widerstand des Thermistors in Abhängigkeit von der Temperatur des Entwicklers.

Die Temperatur der lichtempfindlichen Trommel 1 kommt im Betrieb des Druckers der Temperatur des Entwicklers nahe. Deshalb wird, wenn die Temperatur abnimmt, die Vorspannung erhöht und bewirkt so eine Kom­ pensation der Verringerung der Bilddichte. Durch Verwendung der Kon­ struktion mit am Entwicklungsgerät 4 einstückig angebrachtem Thermistor 46 ist es möglich, eine Entwicklungsgeräteinheit zu erhalten, die die Restspan­ nungsänderung aufgrund der Temperaturänderung der lichtempfindlichen Trommel 1 automatisch kompensieren kann.

Außerdem treten wenig Bildfehler auf, und ein gleichförmiges Bild hoher Qualität kann mit dem Entwicklungsgerät mit den zwei Entwicklungswalzen gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden, wie oben beschrieben, doch die Reinigungswirkung an der ersten Entwicklungswalze 61 auf den auf dem lichtempfindlichen Körper vor dem Entwickeln verbleibenden Toner ist sehr stark. Durch die Kombination mit der Reinigungsfähigkeit der Reini­ gungseinrichtung 29 ist es deshalb möglich, eine lange Lebensdauer des Blattelements und eine lange Lebensdauer und Verringerung des Abschleifens des lichtempfindlichen Körpers zu erreichen, ohne daß Schwierigkeiten wie Nebel auf einer Hintergrundfläche, Tonerfilmbildung auf dem lichtempfindli­ chen Körper usw. auftreten. Da es bevorzugt ist, daß der im Entwicklungs­ gerät gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Toner mit einem ma­ gnetischen Pulver versetzt ist, kommt es leicht vor, daß die Photoleiter­ schicht vom Reinigungsblattbereich abgeschliffen wird. Um zu vermeiden, daß die organische Photoleiterschicht abgeschliffen wird, ist es bevorzugt, den Druck des Blattes zu verringern. Wenn jedoch der Druck des Blatts niedrig ist, kann der anhaftende Toner nicht entfernt werden und verbleibt. Die Grenze des Drucks des Blatts ist, daß die Menge des verbleibenden Toners eine Sichtbarkeitsgrenze für Nebel auf einer Hintergrundfläche nicht übersteigt oder sich nicht ansammelt und einen Film auf der Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers bildet.

Bei der Untersuchung dieser Bedingung wurde herausgefunden, daß der Nebel auf einer Hintergrundfläche und die Filmbildung aufgrund der Reini­ gungswirkung an der Entwicklungswalze des Entwicklungsgeräts, insbesondere der ersten Entwicklungswalze 61, vermieden werden können, wenn die Anzahl der nach dem Reinigen verbleibenden Tonerteilchen ca. 100 bis 1000 Teilchen pro cm² ist, wenn die Menge an Toner vor dem Reinigen in einem Bereich von 0,5 bis 1 mg/cm² ist. Ferner wurde bestätigt, daß die obige Bedingung nicht die Belichtung unterbricht. Die Tonermenge von 0,5 bis 1 mg/cm² vor dem Reinigen ist der Fall, wo ein durch Entwickeln gebildetes Tonerbild den Reinigungsbereich erreicht, ohne übertragen worden zu sein. Ein solcher Fall entspricht dem Fall, wo ein Fleckenbild zum Erfassen einer Bilddichte zwischen Papierbögen gebildet ist, wenn eine Schwierigkeit im Papiertransport auftritt. Da ein entwickeltes Tonerbild beim tatsächlichen Drucken auf ein Papierblatt übertragen wird, gibt es keine Schwierigkeiten, auch wenn die Reinigungseffizienz nicht so gut ist. Wenn jedoch eine solche Leistung sichergestellt ist, treten keine Schwierig­ keiten auf, wenn ein Bild vollständig über ein Papierblatt gebildet ist oder sich über das Papierblatt hinaus erstreckt, oder wenn Fleckenbilder zum Erfassen einer Bilddichte kontinuierlich oder ohne Unterbrechung des tatsäch­ lichen Druckbetriebs erzeugt werden. Die Reinigungsleistung muß am Ende der Lebensdauer des Blatts sichergestellt sein.

Andererseits wurde die Beziehung zwischen der Reinigungsleistung, dem Ausmaß des Abschleifens des organischen lichtempfindlichen Körpers und der Lebensdauer des Blattes untersucht. Ein Experiment wurde durchgeführt unter Verwendung eines Toners, bei dem ein magnetisches Pulver auf Oberflächen des Toners zugesetzt war (volumengemittelte Toner-Korngröße von 8 µm, volumengemittelte Korngröße des magnetischen Pulvers von 0,4 µm, zugesetzte Menge von 0,5 Gew.-%), eines lichtempfindlichen Körpers mit einem Durchmesser von 100 mm (Zusammensetzung des Binders: Polycarbonatharz mit einem Molekulargewicht von ca. 10⁵), und eines Gegenkontakttyp-Blatts aus einem allgemein verwendeten Urethangummi mit einer Gummihärte von 70 ± 5 Grad, einer Dicke von 2 mm und einer Länge des freien Endes von 12 mm unter der Bedingung einer Tonermenge vor dem Reinigen von 0,8 mg/cm². Um die Menge an nach dem Reinigen verbleibendem Toner unter 100 Teilchen pro cm² zu drücken, war es notwendig, den längenbezogenen Blattdruck über 15 g/cm² einzustellen. In diesem Fall war das Ausmaß des Abschleifens des organischen lichtempfind­ lichen Körpers ca. 5 µm pro 10⁵ Umdrehungen und die Lebensdauer des Blattes war unter 10⁵ Umdrehungen.

Um die Menge an verbleibendem Toner unter 1000 Teilchen pro cm² zu drücken, war es notwendig, den längenbezogenen Blattdruck über 5 g/cm einzustellen. In diesem Fall war das Ausmaß des Abschleifens des organi­ schen lichtempfindlichen Körpers unter 1 µm pro 10⁵ Umdrehungen, und die Lebensdauer des Blatts war unter 3 × 10⁵ Umdrehungen. Ein ähnlicher Test wurde durchgeführt durch Verändern des magnetischen Pulvers des Toners im oben erwähnten Bereich. Das Ergebnis zeigte, daß um das Ausmaß des Abschleifens in dem Bereich von 1 bis 3 µm pro 10⁵ Umdrehungen zu bringen und dabei die oben erwähnte Reinigungsleistung sicherzustellen, es notwendig war, den längenbezogenen Blattdruck in einem Bereich von 5 bis 15 g/cm, vorzugsweise 8 bis 12 g/cm, einzustellen, und daß die Lebens­ dauer des Blatts nicht kürzer wurde als die Lebensdauer der Trommel.

Nachfolgend wird eine Bedingung für die Entwicklungsvorspannung zum Vereinbarmachen des Beseitigungseffekts des verbleibenden Toners mit der Entwicklungsfähigkeit des Entwicklungsgeräts beschrieben. Die Wirkung der Beseitigung des verbleibenden Toners nach dem Reinigen ist umso größer, je größer die Differenz zwischen der an die erste Entwicklungswalze 61 angelegten Vorspannung Vb1 und der Ladespannung V₀ des lichtempfindli­ chen Körpers ist. Dies liegt daran, daß die auf den Toner auf dem licht­ empfindlichen Körper vom lichtempfindlichen Körper zur Entwicklungswalze hin wirkende Kraft größer wird.

Wenn jedoch die Differenz zu groß wird, ist die Entwicklungsfähigkeit verringert. Da die Bewegungsrichtung der ersten Entwicklungswalze 61 entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers 1 ist, sind die Reinigungswirkung und die Entwicklungswirkung der ersten Ent­ wicklungswalze 61 stärker als die der zweiten Entwicklungswalze 62. Deshalb kann die Spannungsdifferenz relativ groß eingestellt werden.

Es wurde gezeigt, daß der verbleibende Toner zur ersten Entwicklungswalze 61 zurückgenommen und das Auftreten von Nebel auf einer Hintergrund­ fläche und die Filmbildung auf dem organischen lichtempfindlichen Körper vermieden werden kann, wenn der verbleibende Toner ca. 100 bis 1000 Teilchen pro cm² umfaßt, und daß eine Vorspannung Vb1, die in der Lage ist, eine praktikable Entwicklungsfähigkeit sicherzustellen, ca. 1/3 (ca. 35%) bis 2/3 (ca. 70%) der Ladespannung V₀ des lichtempfindlichen Körpers ist, wenn die Ladespannung V₀ 500 bis 1000 V ist. Es ist möglich, eine notwendige Bilddichte und ein gleichförmiges Bild durch Anlegen einer Vorspannung Vb2 an die zweite Entwicklungswalze 62 zu erhalten, die nicht niedriger als die Vorspannung der ersten Entwicklungswalze ist. Die Reproduzierbarkeit einer dünnen Linie kann in einen zulässigen Bereich der Verbreiterung oder Verschmälerung der Linie aufgrund der Lichtverteilung des Laserflecks gebracht werden, wenn (V₀-Vb) in einem Bereich von 1/3 bis 1/2 ist. Es ist deshalb bevorzugt, daß die Vorspannung Vb2 der zweiten Entwicklungswalze 62 wenigstens die obige Bedingung erfüllt. Ein weiteres bevorzugtes Verfahren hinsichtlich einer an die Entwicklungswalzen angelegten Vorspannung ist, daß an die erste und/oder die zweite Entwick­ lungswalze, vorzugsweise die erste Entwicklungswalze 61 und besonders bevorzugt beide angelegte Vorspannung auf eine niedrigere Spannung als eine Vorspannung während des normalen Druckbetriebs eingestellt ist, wenn der Drucker zu Beginn des Druckbetriebs in einem Initialisierungszustand, am Anfang eines Druckauftrags oder bei Wiederaufnahme des Druckens nach einer Unterbrechung des Druckens aufgrund von Papierverstopfung oder dergleichen ist. Dadurch ist es möglich, den verbleibenden Toner oder Schmutz schnell und sicher zu entfernen.

Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung ein elektrophotogra­ phisches Gerät schaffen, das in der Lage ist, Ungleichmäßigkeit der Ent­ wicklung aufgrund der Bewegungsrichtung der Entwicklungsbürste zu ver­ meiden und ein Bild mit guter Bildqualität auch dann wiederzugeben, wenn ein Rasterbild wiedergegeben wird, das eine Bilddichte D ≦ 1,0 hat oder aus Kreuzschraffur oder Linien aufgebaut ist, da die Bewegungsrichtung der ersten Entwicklungswalze der Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers entgegengesetzt ist und ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (S1 = Vd1/Vp1) einer Umfangsgeschwindigkeit (Vd1) der ersten Entwicklungs­ walze zu einer Umfangsgeschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 0,5 bis 2,5 beschränkt ist, und die Bewegungsrich­ tung der zweiten Entwicklungswalze gleich der Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers ist und ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (S2 = Vd2/Vp) einer Umfangsgeschwindigkeit (Vd2) der zweiten Entwicklungs­ walze zu einer Umfangsgeschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 1,5 bis 3,5 beschränkt ist.

Ferner kann die vorliegende Erfindung ein kleinformatiges elektrophotographi­ sches Gerät schaffen, das in der Lage ist, Hochgeschwindigkeitsdruck durchzuführen, ohne daß der Durchmesser des photoelektrischen lichtempfind­ lichen Körpers erhöht werden muß, da eine zum Drehen des lichtempfindli­ chen Körpers von einer Belichtungsposition des Belichtungsmittels zu einer Position zwischen der ersten Entwicklungswalze und der zweiten Entwick­ lungswalze erforderliche Zeit mit einer Lichtreaktionszeit des lichtempfindli­ chen Körpers in Beziehung gesetzt wird.

Ferner kann die vorliegende Erfindung die Lebensdauern des lichtempfindli­ chen Körpers und des Blattelements verlängern, da der Kontaktdruck des Reinigungs-Blattelements auf den lichtempfindlichen Körper auf einen niedri­ gen Druck verringert werden kann.

Claims (13)

1. Elektrophotographisches Gerät, das ein latentes Bild auf einem licht­ empfindlichen Körper durch Belichten des lichtempfindlichen Körpers mit Hilfe eines Belichtungsmittels bildet und das latente Bild mit einem zweikomponentigen magnetischen Entwickler, der einen magnetischen Träger und einen Toner als Hauptkomponenten umfaßt, mit Hilfe einer ersten Entwicklungswalze und einer zweiten Entwicklungswalze entwic­ kelt, die in einander entgegengesetzte Richtungen gedreht werden und entlang einer Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers angeord­ net sind, wobei
die Bewegungsrichtung der ersten Entwicklungswalze der Bewegungs­ richtung des lichtempfindlichen Körpers entgegengesetzt ist und ein Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (S1 = Vd1/Vp) einer Umfangsge­ schwindigkeit (Vd1) der ersten Entwicklungswalze zu einer Umfangs­ geschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 0,5 bis 2,5 beschränkt ist, und
die Bewegungsrichtung der zweiten Entwicklungswalze gleich der Bewe­ gungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers ist und ein Umfangsge­ schwindigkeitsverhältnis (S2 = Vd2/Vp2) einer Umfangsgeschwindigkeit (Vd2) der zweiten Entwicklungswalze zur Umfangsgeschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 1,5 bis 3,5 beschränkt ist.

2. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 1, bei dem das Umfangs­ geschwindigkeitsverhältnis (S1) der ersten Entwicklungswalze kleiner als das Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (S2) der zweiten Entwicklungs­ walze ist (S1 ≦ S2).

3. Elektrophotographisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem ein Verhältnis (F1/F2) einer Gleitreibungskraft (F1) zwischen einer magnetischen Bürste für Entwicklermittel und dem lichtempfindlichen Körper, gebildet an der ersten Entwicklungswalze, und einer Gleitrei­ bungskraft (F2) zwischen einer magnetischen Bürste für Entwicklermittel und dem lichtempfindlichen Körper, gebildet an der zweiten Entwick­ lungswalze, auf einen Bereich von 0,9 bis 2,1 beschränkt ist.

4. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 1, bei dem der licht­ empfindliche Körper aus einem organischen Photoleiter hergestellt ist, wobei eine spezifische Dielektrizitätskonstante des organischen Photolei­ ters auf einen Bereich von 3 bis 5 beschränkt ist und eine Filmdicke der organischen Photoleiterschicht auf einen Bereich von 20 bis 60 µm beschränkt ist.

5. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 1, bei dem ein dynami­ scher elektrischer spezifischer Widerstand des magnetischen Trägers auf einen Bereich von 10⁷ bis 10¹⁰ Ωcm beschränkt ist und ein dynami­ scher elektrischer spezifischer Widerstand des Entwicklers auf einen Bereich von 10⁸ bis 10¹¹ Ωcm beschränkt ist.

6. Elektrophotographisches Gerät mit einer Entwicklungseinrichtung zum Bilden eines Tonerbildes auf einem lichtempfindlichen Körper durch Erzeugen eines latenten Bildes, das belichtete Bereiche und unbelichtete Bereiche auf dem lichtempfindlichen Körper kombiniert, durch Belichten des geladenen lichtempfindlichen Körpers mit Hilfe eines Belichtungs­ mittels und Entwickeln der belichteten Bereiche mit einem Entwickler, der einen magnetischen Träger und einen Toner umfaßt, der feine Magnetitteilchen als Hauptkomponenten umfaßt, unter Verwendung einer ersten Entwicklungswalze und einer zweiten Entwicklungswalze, die in einander entgegengesetzte Richtungen gedreht werden und entlang einer Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers angeordnet sind; und einer Entwicklungseinrichtung zum Bilden eines Tonerbildes auf dem lichtempfindlichen Körper; und einer Reinigungseinrichtung mit einem Blattelement zum Entfernen von auf dem lichtempfindlichen Körper nach Übertragen des Tonerbildes auf Druckpapier verbleibendem Toner, das vorgesehen ist, um auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers zu drücken, wobei
die Bewegungsrichtung der ersten Entwicklungswalze der Bewegungs­ richtung des lichtempfindlichen Körpers entgegengesetzt ist und ein Um­ fangsgeschwindigkeitsverhältnis (S1 = Vd1/Vp) einer Umfangsgeschwindig­ keit (Vd1) der ersten Entwicklungswalze zu einer Umfangsgeschwindig­ keit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 0,5 bis 2,5 beschränkt ist;
die Bewegungsrichtung der zweiten Entwicklungswalze gleich der Bewe­ gungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers ist und ein Umfangsge­ schwindigkeitsverhältnis (S2 = Vd2/Vp) einer Umfangsgeschwindigkeit (Vd2) zu einer Umfangsgeschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 1,5 bis 3,5 beschränkt ist; und
die erste Entwicklungswalze und die zweite Entwicklungswalze auch eine Funktion zum Entfernen von überflüssigem, auf dem lichtempfindli­ chen Körper verbleibendem Toner im Verhältnis der Umfangsgeschwin­ digkeitsverhältnisse haben.

7. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 6, bei dem das Entfernen des überflüssigen Toners durch die erste Entwicklungswalze stärker als die durch die zweite Entwicklungswalze ist.

8. Elektrophotographisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 6, bei dem Entwicklungsvorspannungen an die erste und zweite Entwicklungs­ walze angelegt werden, wobei die an die erste Entwicklungswalze angelegte Vorspannung auf ca. 1/3 bis 2/3 einer Latentbildspannung der unbelichteten Bereiche eingestellt ist und eine an die zweite Entwick­ lungswalze angelegte Entwicklungsvorspannung auf eine höhere Spannung als die an die erste Entwicklungswalze angelegte Entwicklungsvorspan­ nung eingestellt ist.

9. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 6, bei dem das Blatt­ element angeordnet ist, um in Gegenkontakt zur Oberfläche des licht­ empfindlichen Körpers zu sein und der längenbezogene Druck des Blattelements, das gedrückt ist, um in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers zu sein, auf 5 bis 15 g/cm² eingestellt ist.

10. Elektrophotographisches Gerät nach Anspruch 6, bei dem eine volumen­ gemittelte Korngröße des Toners 5 bis 12 µm ist und die Anzahl der nach dem Reinigen des Toners mit einem Tonergewicht von 0,5 bis 1 mg/cm² auf dem lichtempfindlichen Körper verbleibenden Tonerteilchen ca. 100 bis 1000 Teilchen pro cm² am Ende der Lebensdauer des Blattelements ist.

11. Elektrophotographisches Gerät mit:
einem organischen lichtempfindlichen Körper mit einer Filmdicke von 20 bis 60 µm;
einer Ladeeinrichtung zum Laden des organischen lichtempfindlichen Körpers;
einer Belichtungseinrichtung zum Bilden eines latenten Bildes, das belichtete und unbelichtete Bereiche kombiniert, auf dem lichtempfindli­ chen Körper durch Belichten des geladenen lichtempfindlichen Körpers;
einer Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln der belichteten Bereiche unter Verwendung einer ersten Entwicklungswalze und einer zweiten Entwicklungswalze, die in einander entgegengesetzte Richtungen gedreht werden und entlang einer Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers angeordnet sind, und eines Entwicklers, der einen Toner, versetzt mit magnetischen feinen Teilchen mit 0,1 bis 2 Gew.-% für die Toneroberfläche oder magnetischen feinen Teilchen mit 0,5 bis 20 Gew.-% innerhalb des Toners enthält;
einem Reinigungsmittel mit einem Blattelement zum Entfernen von auf dem lichtempfindlichen Körper nach dem Übertragen des Tonerbildes auf Druckpapier verbleibendem Toner, das vorgesehen ist, um auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers zu drücken, wobei
die Bewegungsrichtung der ersten Entwicklungswalze entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers ist, ein Umfangs­ geschwindigkeitsverhältnis (S1 = Vd1/Vp) einer Umfangsgeschwindigkeit (Vd1) der ersten Entwicklungswalze zu einer Umfangsgeschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 0,5 bis 2,5 beschränkt ist;
die Bewegungsrichtung der zweiten Entwicklungswalze gleich der Bewe­ gungsrichtung des lichtempfindlichen Körpers ist, ein Umfangsgeschwin­ digkeitsverhältnis (S2 = Vd2/Vp) einer Umfangsgeschwindigkeit (Vd2) der zweiten Entwicklungswalze zu einer Umfangsgeschwindigkeit (Vp) des lichtempfindlichen Körpers auf einen Bereich von 1,5 bis 3,5 beschränkt ist;
eine an die erste Entwicklungswalze angelegte Entwicklungsvorspannung auf ca. 35 bis 70% einer Latentbildspannung der unbelichteten Bereiche beschränkt ist;
eine an die zweite Entwicklungswalze angelegte Entwicklungsvorspan­ nung auf eine höhere Spannung als die an die erste Entwicklungswalze angelegte Entwicklungsvorspannung beschränkt ist; und
ein längenbezogener Druck des Blattelements, das gedrückt ist, um in Kontakt mit der Oberfläche des lichtempfindlichen Körpers zu sein, auf 5 bis 15 g/cm² beschränkt ist.

12. Elektrophotographisches Gerät nach einem der Ansprüche 1, 6 und 11, wobei eine zum Drehen des lichtempfindlichen Körpers aus einer Be­ lichtungsposition des Belichtungsmittels in eine Position zwischen der ersten Entwicklungswalze und der zweiten Entwicklungswalze erforderli­ che Zeit zu einer Lichtreaktionszeit des lichtempfindlichen Körpers in Beziehung gesetzt ist.

13. Elektrophotographisches Gerät nach einem der Ansprüche 1, 6 und 11, bei dem wenigstens eine der an die erste und zweite Entwicklungswalze angelegten Entwicklungsvorspannungen in einer Initialisierungszeit auf einen niedrigeren Wert als während normaler Druckzeit eingestellt ist.