DE19946672B4

DE19946672B4 - Entwicklungssystem

Info

Publication number: DE19946672B4
Application number: DE19946672A
Authority: DE
Inventors: Yasuo Hitachi Takuma; Yoshitaka Hitachinaka Fujinuma; Tomonari Hitachinaka Hokkyou; Masayasu Hitachi Anzai; Koji Hitachinaka Kato
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: DE19946672A1; US6330414B1

Abstract

Entwicklungssystem mit einer ersten Entwicklungswalze (1) und einer zweiten Entwicklungswalze (2), die drehend eine Bildentwicklungssubstanz (4) einem Bildträger (101) zuführen, der auf einer vorbestimmten Spur mit einem latenten Bild darauf rotiert,
wobei sich die erste Entwicklungswalze (1) im gleichen Sinne zur Rotationsrichtung des Bildträgers (101) bewegt,
wobei sich die zweite Entwicklungswalze (2) im entgegengesetzten Sinne zur Rotationsrichtung des Bildträgers (101) bewegt,
wobei die zweite Entwicklungswalze (2) bezüglich der ersten Entwicklungswalze (1) auf der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Rotationsrichtung des Bildträgers (101) angeordnet ist,
wobei jede der ersten und der zweiten Entwicklungswalzen (1, 2) eine stationäre magnetische Energiequelle (20a, 20b) in sich enthält, die einander benachbarte N- und S-Pole aufweist, die jeweils paarweise einen Polaritätsumkehrpunkt (E1, E2) auf der äußeren Oberfläche jeder Entwicklungswalze (1, 2) bilden,
wobei die Polaritätsumkehrpunkte (E1, E2) einander gegenüberliegend auf den Oberflächen der Entwicklungswalzen (1, 2) platziert sind, und...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bildaufzeichnungssystem, wie etwa einen elektrofotografischen Drucker, eine Kopiermaschine etc., und insbesondere auf ein Entwicklungssystem, das magnetische Entwicklungssubstanzen benutzt.
Das Bildaufzeichnungssystem, wie etwa ein elektrofotografischer Drucker, eine Kopiermaschine etc., erzeugt ein elektrostatisches, latentes Bild eines voreingestellten Potentials VR (und des bildfreien Bereichs eines voreingestellten Potentials V0) auf einem Bildträger, genannt fotoleitende Trommel, die nur in einer einzigen Richtung rotiert, es bringt eine Entwicklungssubstanz, Toner genannt, von einer Entwicklungseinheit auf, macht das latente Bild sichtbar und überträgt das Tonerbild auf das Aufzeichnungspapier. Herkömmlicherweise verwendet diese Art von elektrofotographischem Bildaufzeichnungssystem meistens eine Entwicklungseinheit, die einen 2-Komponentenentwickler verwendet, der den Toner und ein magnetisches Pulver enthält, das „Träger" genannt wird.
Gewöhnlich rührt diese Art von Entwicklungseinheit den genannten 2-Komponentenentwickler im Speichertank um. Der Toner und der Träger im Speichertank reiben kräftig aneinander und werden jeweils durch die voreingestellten Potentialgrößen aufgeladen. Diese geladene Entwicklungssubstanz wird aus dem Entwicklungssubstanztank an die Entwicklungseinrichtungen geliefert, die „Entwicklungswalzen" genannt werden, von denen jede eine Vielzahl von Magneten in sich enthält. Die geladene Entwicklungssubstanz wird auf die Oberflächen der Entwicklungswalzen hin angezogen und auf der Oberfläche der Entwicklungswal zen getragen. Die Entwicklungssubstanz auf der jeweiligen Entwicklungswalze wird durch eine Ablöseplatte, „Abstreifmesser" nivelliert.
Die Polaritäten der Magnete auf der drehungsmäßig stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Seiten relativ zum Abstreifmesser werden umgekehrt, um die Übertragbarkeit des Entwicklungssubstanz auf jede Entwicklungswalze zu steigern.
Als nächstes wird die auf der Entwicklungswalze befindliche Entwicklungssubstanz, die durch die Ablöseplatte nivelliert ist, drehungsmäßig so getragen, dass sie in Berührung mit der Oberfläche der fotoleitenden Trommel kommt. Gleichzeitig wird ein Vorspannpotential VB (im Folgenden „Entwicklungsvorspannung" genannt) an die Entwicklungswalzen angelegt, um nur Toner auf das latente Bild auf der Oberfläche der fotoleitenden Trommel zu übertragen. Als Folge davon wird das latente Bild auf der fotoleitenden Trommel sichtbar gemacht.
Weiter gibt es im Einzelnen drei Verfahren, um die Entwicklungssubstanz auf den Entwicklungswalzen in Berührung mit der Oberfläche der fotoleitenden Trommel zu bringen: das Verfahren des Rotierens der Entwicklungswalze in der gleichen Drehrichtung wie die der fotoleitenden Trommel (nachfolgend als „Vorwärtsrotation" bezeichnet), um die Entwicklungssubstanz zu übertragen; das Verfahren des Rotierens der Entwicklungswalze in einer Rotationsrichtung umgekehrt zu der Drehung der fotoleitenden Walze (nachfolgend als „Rückwärtsrotation" bezeichnet), um die Entwicklungssubstanz zu übertragen; und das Verfahren der Verwendung einer vorwärtsdrehenden Entwicklungswalze und einer rückwärtsdrehenden Entwicklungswalze, um die Entwicklungssubstanz zu übertragen.
Bei den oben beschriebenen Verfahren ist das Verhältnis zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der Entwicklungswalze zur Rotationsgeschwindigkeit der fotoleitenden Trommel (im Folgenden „Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis" genannt) im Allgemeinen größer als 1. Bei dem Entwicklungssystem, das einen 2- Komponentenentwickler verwendet, insbesondere bei dem Entwicklungssystem, das eine Rückwärtsrotations-Entwicklungswalze auf der umdrehungsmäßig stromaufwärts gelegenen Seite der fotoleitenden Trommel aufweist, wie es in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP 02-8308 84 (1990) offenbart ist, und das eine vorwärtsdrehende Entwicklungswalze auf der drehungsmäßig stromabwärts gelegenen Seite, die sich sehr nahe an der rückwärtsdrehenden Entwicklungswalze befindet, und ein Abstreifmesser zwischen den Entwicklungswalzen aufweist, wird die Entwicklungssubstanz in Masseform dem Abstreifmesser zugeführt, durch das Abstreifmesser in zwei Hälften für die beiden Entwicklungswalzen geteilt, und anschließend durch den Spalt zwischen dem Abstreifmesser und jeder Entwicklungswalze auf den Entwicklungswalzen aufgebracht. Bei diesem Verfahren ist das Abstreifmesser mit seiner Spitze der fotoleitenden Trommel zugekehrt angeordnet (an der stromabwärts gelegenen Seite der Entwicklungssubstanz relativ zu den zentralen Achsen der Entwicklungswalzen). Jedes Ende der Basisseite des Abstreifmessers und die Oberfläche jeder Entwicklungswalze bilden einen Spalt, in welchem sich die Entwicklungssubstanz anfüllt. Infolgedessen weist die Entwicklungssubstanz eine hohe Fülldichte auf, ehe sie an jede der genannten Entwicklungswalzen geliefert wird. In diesem Falle bleibt aber die überschüssige Entwicklungssubstanz, die nicht durch die Abstreifmesserspalte hindurchtritt, am Abstreifmesser in einem engen Spalt zwischen den Entwicklungswalzen zurück. Als Folge davon erfährt die Entwicklungssubstanz unerwünschte Spannungsbeanspruchungen, und dementsprechend wird die Nutzungsdauer der Entwicklungssubstanz kürzer.
Ein hierzu vorgeschlagenes Verfahren, offenbart in der unveröffentlichten japanischen Patentveröffentlichung JP 07-160123 A (1995), betrifft unter anderem das Platzieren des Abstreifmessers weiter weg von der Oberfläche der fotoleitenden Trommel (auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Entwicklungssubstanz relativ zu den zentralen Achsen der Entwicklungswalzen) sowie das Unterteilen des Durchflusses der Entwicklungssubstanz durch diese breiteren Abstreifmesserspalte.
Ein Verfahren zum Platzieren des Abstreifmessers auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Entwicklungssubstanz relativ zu den zentralen Achsen der Entwicklungswalzen (weiter weg von der Oberfläche der fotoleitenden Trommel) hat eine weniger stabile Zufuhr der Entwicklungssubstanz zu den Entwicklungswalzen als ein Verfahren des Platzierens des Abstreifmessers auf der stromabwärts gelegenen Seite der Entwicklungssubstanz relativ zu den zentralen Achsen der Entwicklungswalzen (näher zu der Oberfläche der fotoempfindlichen Trommel), weil der höhere Einfülldruck der Entwicklungssubstanz nicht vorhanden ist.
In dem Entwicklungssystem, bei dem das vordere Ende des Abstreifmessers, platziert auf der stromabwärts gelegenen Seite der Entwicklungssubstanz relativ zu den zentralen Achsen der Entwicklungswalzen, bleibt die überschüssige Entwicklungssubstanz, die nicht durch die Abstreifmesserspalte hindurchtritt, am Abstreifmesser in einem engen Spalt zwischen den Entwicklungswalzen zurück. Infolgedessen erfährt die Entwicklungssubstanz unerwünschte Spannungsbeanspruchungen und dementsprechend wird die Nutzungsdauer der Entwicklungssubstanz kürzer.
Des Weiteren ist in DE 44 42 828 A1 eine Entwicklungsvorrichtung offenbart, bei der Regulierungs-Abschnitte (E) und (F) eines Regulierungsteiles (6) für das Entwicklungsmittel gegenüber der lichtempfindlichen Trommel (7) angeordnet sind, in Bezug auf eine Linie, die die Mittelpunkte der Entwicklerwalze (5), die ihrerseits einen Mantel hat, der in einer Richtung "a" umläuft und einer Entwicklerwalze, die einen Mantel hat, die in einer Richtung "b" umläuft, verbindet. An beiden Enden des Regulierungsteiles für das Entwicklungsmittel sind jeweils Halteteile (10) vorgesehen, die an der Seitenplatte der Entwicklungsvorrichtung verschiebbar angebracht sind.
Zudem offenbaren US 5 557 731 A , DE 198 07 325 A1 und DE 196 09 104 A1 weitere Entwicklungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Entwicklungssystem dieses Entwicklungsverfahrens bereitzustellen, welches die gleichmäßige Zufuhr der Entwicklungssubstanz verstetigt und zu Bildern hoher Qualität führt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Entwicklungssystem mit einem Abstreifmesser zwischen einer rückwärtsdrehenden Entwicklungswalze und einer vorwärtsdrehenden Entwicklungswalze zu schaffen, das auf die Entwicklungssubstanz ausgeübte Spannungsbeanspruchungen verringert und die Nutzungsdauer der Entwicklungssubstanz verlängert und das eine festgelegte Menge an Entwicklungssubstanz den Entwicklungswalzen zur Erzielung von Bildern hoher Qualität gleichmäßig zuführt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Entwicklungssystem gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die oben genannten Probleme können durch Zuführen der Entwicklungssubstanz an das Paar von Entwicklungswalzen an einer Stelle beseitigt werden, wo sich die Polaritäten von Magnetpolen (unterschiedliche Polaritäten) stromaufwärts und stromabwärts des Abstreifmesser umkehren. (Nachfolgend wird diese Stelle als „Polaritätsumkehrposition" bezeichnet.) Weiter können im Einzelnen die oben genannten Probleme durch Platzieren des Abstreifmessers vor einer Schnittlinie gelöst werden, wo eine Linie, welche die zentrale Achse einer der Entwicklungswalzen und deren Polaritätsumkehrposition verbindet, auf eine Verbindungslinie trifft, welche die zentrale Achse der anderen Walze der Entwicklungswalzen und deren Polaritätsumkehrposition verbindet (auf der stromabwärts gelegenen Seite der Drehung des Entwicklungswalzenpaares).
Die genannten Probleme können durch die folgenden drei Konfigurationen (Art und Weisen) gelöst werden: Eine erste Konfiguration platziert das Abstreifmesser auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Entwicklungssubstanzflusses relativ zu den zentralen Achsen der rückwärtsdrehenden Entwicklungswalze und der vorwärtsdrehenden Entwicklungswalze, und unterteilt den Entwicklungssubstanzfluss zu den Entwicklungswalzen hin durch breitere Abstreifmesserspalte. Eine zweite Konfiguration besteht darin, das Abstreifmesser mit seiner Basisseite (auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Entwicklungssubstanzflusses) annähernd parallel zu derjenigen Linie zu platzieren, welche die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen verbindet. Eine dritte Konfiguration besteht darin, den Abstreifmesserspalt (auf der Seite derjenigen Entwicklungswalze, an die die Entwicklungssubstanz geliefert wird) größer als den Minimumspalt (Abstreifmesserspalt) auszubilden, der zwischen einem Ende des Abstreifmessers und der Oberfläche der Entwicklungswalze besteht, an die die Entwicklungssubstanz zuerst geliefert wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine teilweise vergrößerte schematische Ansicht eines Entwicklungssystems, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 schaubildlich das gesamte Entwicklungssystem, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 eine konzeptuelle Darstellung, die die Anordnung der magnetischen Pole in den Entwicklungswalzen erklärt;
4 eine Beziehung zwischen der Position der Magnetpole auf jeder Entwicklungswalze und der Menge an Entwicklungssubstanz, die gesteuert und an die Entwicklungswalzen befördert wird;
5 eine konzeptuelle Darstellung, die die Konfiguration des Abstreifmessers zeigt;
6 eine Beziehung der Magnetpolpositionen, die Anordnung des Abstreifmessers und die erforderlichen Mengen an Entwicklungssubstanz;
7 eine schaubildliche Ansicht, die den Übertragungspfad der Entwicklungssubstanz sowie die Anordnung der Entwicklungswalzen und der Transfermittel erläutert;
8 eine schaubildliche Ansicht, die den Übertragungspfad der Entwicklungssubstanz sowie die Anordnung der Entwicklungswalzen und der Transfermittel erläutert;
9 eine schaubildliche Ansicht, die die Benutzung einer Hilfsplatte eines Entwicklungssystems erklärt, das eine weitere Ausbildungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
10 eine schaubildliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform;
11 eine schematische Ansicht, die das Verhalten der Entwicklungssubstanz in der Nähe des Abstreifmessers erklärt;
12 eine Beziehung zwischen der Position der Magnetpole auf jeder Entwicklungswalze sowie der Menge an Entwicklungssubstanz, die gesteuert und an die Entwicklungswalzen befördert wird;
13 eine konzeptuelle Ansicht, welche die Anordnung des Abstreifmessers zeigt;
14 die Beziehung zwischen der Anordnung der magnetischen Pole in den Entwicklungswalzen und die Position des Polaritätsumkehrschnittpunktes F;
15 die Schnittansichten herkömmlicher und verbesserter Abstreifmesser;
16 ein schematisches Diagramm, welches erklärt, wie sich das Abstreifmesser biegt;
17 ein schematisches Diagramm, das die räumliche Anbringung des Abstreifmessers zeigt;
18 ein schematisches Diagramm, das die räumliche Anbringung des Abstreifmessers erklärt; und
19 ein schematisches Diagramm, das den Fluss der Entwicklungssubstanz in der Nähe des Abstreifmessers erläutert.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen im Einzelnen beschrieben. Bezug nehmend auf 1 und 2 wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 zeigt schaubildlich die vergrößerte Ansicht des Entwicklungssystems, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. 2 zeigt schaubildlich das gesamte Entwicklungssystem der ersten Ausführungsform.
Diese Ausführungsform bezieht sich auf ein Entwicklungssystem 104, das einen Bildträger 101, „fotoleitende Trommel" genannt, und zwei Entwicklungswalzen 1 und 2 aufweist, die der fotoleitenden Trommel 101 gegenüberliegend vorgesehen sind. Die Entwicklungswalze 2 ist bezüglich der ersten Entwicklungswalze 1 auf der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Rotationsrichtung A der fotoleitenden Trommel 101 platziert und dreht sich im entgegengesetzten Sinne zur Rotationsrichtung A der fotoleitenden Trommel 101. Die Entwicklungswalze 1 ist bezüglich der Entwicklungswalze 2 auf der stromaufwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Rotationsrichtung A der fotoleitenden Trommel 101 platziert und dreht sich im gleichen Sinne zur Rotationsrichtung A der fotoleitenden Trommel 101. Wenngleich diese Ausführungsform zwei Entwicklungswalzen 1, 2 verwendet, dient die Anzahl der Entwicklungswalzen nur zum Zwecke der Erläuterung und hat nicht den Zweck, die Grenzen der vorliegenden Erfindung zu definieren. Beispielsweise kann das Entwicklungssystem eine Anzahl von Entwicklungswalzen oberhalb der Entwicklungswalze 1 umfassen (auf der stromaufwärts gelegenen Seite der Rotation A der fotoleitenden Trommel 101), oder es kann eine Anzahl von Entwicklungswalzen unterhalb der Entwicklungswalze 1 umfassen (auf der stromabwärts gelegenen Seite der Rotation A der fotoleitenden Trommel 101). Weiter kann die fotoleitende Trommel, die der Bildträger der Ausführungsform ist, beispielsweise ein fotoleitendes Band sein, das auf einer speziellen Spur umläuft.
Das Entwicklungssystem 104 besitzt eine Teilungsplatte 3, „Abstreifmesser" genannt, das zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 angebracht ist. Bezug neh mend auf 1 ist das Abstreifmesser 3, um stets eine voreingestellte Menge an Entwicklungssubstanz 4a oder 4b auf der Oberfläche jeder Entwicklungswalze 1 oder 2 zu platzieren, örtlich so angeordnet, dass es Spaltbreiten G1 und G2 an den Grenzpositionen (bzw. Basiskanten) J1 und J2 (zwischen dem Ende der Basisseite des Abstreifmessers 3 und der Oberfläche jeder Entwicklungswalze) gibt. Im Folgenden wird dieser Spalt als „Abstreifmesserspalt" bezeichnet, und die Größen dieser Spalte werden durch die Symbole G1 und G2 ausgedrückt. Diese Ausführungsform verwendet ein metallisches Einzelblock-Abstreifmesser 3, um die Menge der Entwicklungssubstanzen 4a und 4b durch ein einziges Messer zu regulieren.
Bei der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform wird die Substanz zum Sichtbarmachen des latenten Bildes, „Entwicklungssubstanz" 4 genannt, und besteht aus einem magnetischen Pulver, „Träger" genannt, sowie einem Tonerpulver zum Sichtbarmachen der latenten Bilder auf der fotoleitenden Trommel 101. Das Gewichtsverhältnis (in Prozent) des Tonerpulvers zur gesamten Entwicklungssubstanz liegt zwischen 2% und 4%. Da der Drucker (hier nicht dargestellt), der dieses Entwicklungssystem benutzt, Toner in der Entwicklungssubstanz 4 nur dann verbraucht, wenn das Drucken im Gange ist, nimmt das Gewichtsverhältnis des Toners zur gesamten Entwicklungssubstanz im Entwicklungssystem 104 ab. Um die Entwicklungssubstanz 4 zu homogenisieren, enthält das Entwicklungssystem 104 dieser Ausführungsform der 2 Einrichtungen 7 und 8 zum Mischen und Umrühren der Entwicklungssubstanz 4 und des Toners 5, die von dem Tonerbehälter 9 in das Entwicklungssystem 104 gespeist werden. Die Misch- und Rühreinrichtungen 7 und 8 sind mit Schnecken ausgebildet. Die Einrichtung 7 dreht sich in der Pfeilrichtung C und befördert die Entwicklungssubstanz 4 von der Stirnseite des Entwicklungssystems 104 her zur Rückseite des Entwicklungssystems 104. Im Gegensatz dazu dreht die Einrichtung 8 in der Pfeilrichtung D und befördert die Entwicklungssubstanz 4 von der Rückseite des Entwicklungssystems 104 her zur Vorderseite des Entwicklungssystems 104. Dieses Mischen homogenisiert die Entwicklungssubstanz 4, die von der Rückseite des Entwicklungssys tems 104 zur Vorderseite desselben gemischt wird (um ein identisches Gewichtsverhältnis zu erzielen). Während dieses Mischens und Rührens seitens der Einrichtungen 7 und 8 reiben sich der Toner und der Träger in der Entwicklungssubstanz 4 aneinander; sie erzeugen Reibungselektrizität und haben jeweils entsprechend voreingestellte Ladungen. Die Ladung des Toners ist bei dieser Ausführungsform -10 μc/g bis -30 μc/g.
Nach dem Abstimmen zur Erzielung eines vorbestimmten Gewichtsverhältnisses und einer vorbestimmten Ladungsmenge wird die Entwicklungssubstanz 4 nach links hin (in 2) über die Einrichtung 6 zur Entwicklungswalze 2 durch die Rotation B der Einrichtung 6 bewegt.
Bezug nehmend auf 1 enthalten die Entwicklungswalzen 1 und 2 jeweils eine stationäre magnetische Einrichtung 20a mit Magnetstücken, die in der Reihenfolge N3, S4, N4, S5 und N5 polarisiert sind, sowie eine stationäre Magneteinrichtung 20b mit Magnetstücken, die in der Reihenfolge S1, N1, S2, N2 und S3 polarisiert sind. Weiter weisen die Entwicklungswalzen 1 und 2 jeweils drehbare Ummantelungshülsen 21a und 21b auf ihren äußeren Umfängen auf. Die Entwicklungssubstanz 4 in der Nähe der Entwicklungswalze 2 wird durch den Magnetpol S1 des Magnets 20b auf die Oberfläche der Hülse 21b gezogen und über die Magnetpole S1 und N1 zum Abstreifmesser 3 hin bewegt, während die Hülse 21b rotiert.
Die Entwicklungssubstanz 4b auf der Hülse 21b wird durch den Abstreifmesserspalt G2 in der Position J2 des Abstreifmessers 3 einreguliert und zu dem Entwicklungsbereich der Entwicklungswalze 2, die an der N2-Position angeordnet ist, über den Magnetpol S2 hin bewegt. Ein Teil der überschüssigen Entwicklungssubstanz, die durch das Abstreifmesser 3 angehalten wird, wird durch die magnetischen Kräfte der Magnetpole N3 und S4 der Magneteinrichtung 20a auf die Oberfläche der Hülse 21a gezogen. Indem die Hülse 21a rotiert, wird die Entwicklungssubstanz 4a auf der Hülse 21a durch den Abstreifmesserspalt G1 in der Regulierungsposition (bzw. an der Basiskante) J1 des Abstreifmessers 3 hindurchgetragen, auf eine vorbestimmte Menge reguliert, dann auf den Entwicklungsbereich der Entwicklungswalze 1, die an der N4-Position angeordnet ist, über den Magnetpol S4 zu bewegt. Ehe die fotoleitende Trommel 101 die Entwicklungsbereiche der Entwicklungswalzen 1 und 2 erreicht, werden Bildbereiche und bildfreie Bereiche auf der Oberfläche der fotoleitenden Trommel durch die Lade- und Expositionsprozesse (hier nicht veranschaulicht) gebildet und weisen vorbestimmte Potentiale auf. Eine Energieversorgung (hier nicht veranschaulicht) liefert eine Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungswalzen 1 und 2 und veranlasst nur den Toner in der Entwicklungssubstanz, sich zu den Bildbereichen auf der fotoleitenden Trommel 101 hin zu bewegen. Der Bildbereich auf der fotoleitenden Trommel 101 wird mit dem Toner sichtbar gemacht. Dieses Tonerbild wird durch einen Transferprozess (hier nicht veranschaulicht) auf Papier übertragen und durch einen Fixierprozess (hier nicht veranschaulicht) fixiert.
Um eine vorbestimmte Entwicklungsleistung durch das Entwicklungssystem 104 bei der seriellen Bilddruckoperation zu erhalten, ist es von großer Wichtigkeit, die überschüssige Entwicklungssubstanz auf der Entwicklungswalze 2 stetig auf die Entwicklungswalze 1 zu leiten. Dieses Verfahren wird im einzelnen unter Bezugnahme auf 3, welche die Anordnung von magnetischen Polen in den Entwicklungswalzen 1, 2 zum Ausdruck bringt, und in 4 erläutert, welche die Beziehung zwischen der Position der magnetischen Pole auf jeder Entwicklungswalze und der Menge an Entwicklungssubstanz deutlich macht, die durch das Abstreifmesser 3 reguliert wird.
Bezug nehmend auf 3 sind der Pol N1 in der Rotationsrichtung stromaufwärts der Entwicklungswalze 2, der Pol S2 in der Rotationsrichtung stromabwärts der Entwicklungswalze 2, und ein Punkt E2, an welchem sich die Polaritäten von N1. und S2 ändern („Polaritätsumkehrposition" genannt), jeweils symmetrisch zum Pol N3 in der Rotationsrichtung stromaufwärts der Entwicklungswalze 1, zum Pol S4 in der Rotationsrichtung stromabwärts der Entwicklungswalze 1 und einem Punkt E1 angeordnet, an welchem sich die Polaritäten von N3 und S4 um eine gerade Linie H herum ändern, die eine lotrechte Halbierungslinie eines Liniensegments ist, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet („Halbierungslinie" genannt). Diese Anordnung muss nicht immer vollständig symmetrisch sein. Sie können etwas in Richtung der Rotation jeder Entwicklungswalze verschoben sein. Falls die Entwicklungswalzen 1 und 2 an Polpositionen auf der linken Seite des Abstreifmessers 3 (auf der rotationsmäßig stromabwärts gelegenen Seite der Entwicklungswalzen 1, 2), d.h. bei S4 und S2 und ihrer Nähe gemäß der vorliegenden Ausführungsform, unterschiedliche Polaritäten N und S aufweisen, wird die Entwicklungssubstanz nicht an diesen Polpositionen übertragen. Dies ist nicht wünschenswert. Um dieses Problem zu lösen, sollte die Positionsanordnung der magnetischen Pole in den Entwicklungswalzen 1 und 2 relativ zum Abstreifmesser 3 annähernd symmetrisch um die symmetrische Linie H ausgebildet sein. Bei dieser Magnetpol-Konfiguration besitzen die magnetischen Pole N3 und N1 zur Rechten des Abstreifmessers 3 (auf der stromaufwärts gelegenen Seite) eine identische Polarität, und dementsprechend wird die Entwicklungssubstanz zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 nicht übertragen. Um diese Übertragung stabil auszubilden, nutzt die vorliegende Erfindung wirkungsvoll die genannten Polaritätsumkehrpositionen E1 und E2.
Dieses Verfahren wird weiter unten im Einzelnen erläutert. Die durch die Transfereinrichtung 6 in die Nähe der Entwicklungswalze 2 übertragene Entwicklungssubstanz wird durch den magnetischen Pol S1 auf die Hülse 21b gezogen und dann an den magnetischen Pol N1 herangebracht. Indem sich die Entwicklungswalze 2 dreht, wird die Entwicklungssubstanz vom magnetischen Pol N1 zum magnetischen Pol S2 getragen. Auf halbem Wege zur Position S2 heben sich die magnetischen Kräfte der Pole N1 und S2 auf einem Liniensegment gegenseitig auf, das von der zentralen Achse der Entwicklungswalze 2 zur Polaritätsumkehrposition E2 verläuft.
Da die Polaritätsumkehrposition E1 auf der Entwicklungswalze 1 zur Polaritätsumkehrposition E2 auf der Entwicklungswalze 2 symmetrisch um die symmetrische Linie H verläuft, treffen sich ein Liniensegment, das von der zentralen Achse der Entwicklungswalze 2 aus zu der Polaritätsumkehrposition E2 verläuft, und ein Liniensegment, das von der zentralen Achse der Entwicklungswalze 1 aus zu der Polaritätsumkehrposition E1 verläuft, auf der symmetrischen Linie H. Im folgenden wird dieser Schnittpunkt als Polaritätsumkehrschnittpunkt F bezeichnet.
Es wird Bezug genommen auf 11, welche das Verhalten der Entwicklungssubstanz in der Nähe des Abstreifmessers 3 erläutert. Auf der stromaufwärts gelegenen Seite zum Polaritätsumkehrschnittpunkt F ist die von der magnetischen Kraft der Entwicklungswalze 1 angezogene Entwicklungssubstanz nicht in Berührung mit derjenigen Entwicklungssubstanz, die durch die Magnetkraft der Entwicklungswalze 2 angezogen wird, und zwar aufgrund der magnetischen Rückstoßkräfte der Entwicklungswalzen 1 und 2, wie in 11 dargestellt. Im Gegensatz dazu ist die magnetische Rückstoßkraft am kleinsten im Polaritätsumkehrschnittpunkt F, und die durch die Entwicklungswalze 1 angezogene Entwicklungssubstanz ist in Berührung mit der Entwicklungssubstanz, die durch die Entwicklungswalze 2 angezogen wird. Weiter verlässt die durch die Entwicklungswalze 2 beförderte Entwicklungssubstanz ohne Weiteres den Bereich der durch die Entwicklungswalze 2 verursachten magnetischen Anziehungskraft und tritt in den Bereich der durch die magnetische Entwicklungswalze 1 verursachten magnetischen Anziehungskraft, da die Entwicklungssubstanz nach wie vor durch die Rotation der Entwicklungswalze 2 weitergeschoben wird. Daher kann die Entwicklungssubstanz, wenn der Polaritätsumkehrschnittpunkt F sich. rechts (auf der stromaufwärts gelegenen Seite) zum Abstreifmesser 3 befindet, leicht von der Entwicklungswalze 2 auf die Entwicklungswalze 1 übertragen werden. Im Gegensatz dazu kann im Fall, dass der Polaritätsumkehrschnittpunkt F links (auf der stromabwärts gelegenen Seite) zum Abstreifmesser 3 liegt, die zur Entwicklungswalze 2 hin gezogene Entwicklungssubstanz nicht kontinuierlich zu der Entwicklungssubstanz verlaufen, die von der Entwicklungswalze 1 angezogen wird. In folgedessen weist die Entwicklungswalze 1 eine unzureichende Entwicklungssubstanz auf.
4 zeigt die Beziehung zwischen den Mengen an Entwicklungssubstanz (gemessen), welche durch jeden Abstreifmesserspalt (zwischen dem Abstreifmesser 3 und den Entwicklungswalzen 1 oder 2) hindurchgetreten ist, und den Winkeln (Psi) der Polaritätsumkehrposition E (E1 oder E2), welche um die Zentralachse jeder Entwicklungswalze (1 oder 2) herum rotiert ist. Der Winkel (Psi) ist positiv, wenn die Polaritätsumkehrposition E1 (oder E2) der Entwicklungswalze 1 (oder 2) in Richtung der Rotation der Entwicklungswalze 1 (oder 2) bewegt wird, beginnend an einer Stelle, wo die Linie, welche die Polaritätsumkehrposition E1 (oder E2) und die Zentralachse der Entwicklungswalze 1 (oder 2) verbindet, zum Polaritätsumkehrschnittpunkt F hin verläuft. Die Messung erfolgt unter der Annahme, dass der Abstreifmesserspalt G1 (oder G2) zwischen dem Abstreifmesser und der Entwicklungswalze 1 (oder 2) eine Breite von 0,06 cm aufweist. Wie aus 4 hervorgeht, verfügt im Fall, dass der Winkel Psi 7,5 Grad beträgt und der Polaritätsumkehrschnittpunkt F zur Linken (auf der stromabwärts gelegenen Seite) des Abstreifmessers 3 befindet, die Entwicklungswalze 2 über eine genügende, zu übertragende Entwicklungssubstanz, was aber für die Entwicklungssubstanz auf der Entwicklungswalze 1 nicht zutrifft. Wenn der Winkel (Psi) 0 Grad ist oder negative Grade aufweist, d.h., wenn der Polaritätsumkehrschnittpunkt F sich zur Rechten (auf der stromaufwärts gelegenen Seite) der stromaufwärts gelegenen Seite des Abstreifmessers 3 befindet, haben beide Entwicklungswalzen 1 und 2 eine ausreichende Menge an Entwicklungssubstanz. Ausgehend von diesem Resultat platziert die vorliegende Erfindung den Polaritätsumkehrschnittpunkt F zur rechten Seite (auf der stromaufwärts gelegenen Seite) des Abstreifmessers 3, um die Entwicklungssubstanz kontinuierlich von der Entwicklungswalze 2 zur Entwicklungswalze 1 zu liefern.
Darüber hinaus ist die Menge an Entwicklungssubstanz, die das Abstreifmesser 3 passiert, auch durch die Regulierpositionen J1 und J2 des Abstreifmessers 3 be stimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Menge an Entwicklungssubstanz, die durch einen Spalt zwischen der Entwicklungswalze 2 und dem Abstreifmesser 3 hindurchtritt, nur durch die Regulierposition J2 bestimmt, unabhängig von der Position des Polaritätsumkehrschnittpunkts F. Wenn nämlich der Winkel (Psi) größer als etwa 10 Grad in 4 wird, hat die Entwicklungswalze 2 weniger Entwicklungssubstanz zu tragen. Ebenso nimmt in gleicher Weise die Menge der zu tragenden Entwicklungssubstanz ab, wenn der Winkel (Psi) kleiner als -12,5 Grad ist (hier nicht dargestellt). Was das Abstreifmesser 3 dieser Ausführungsform anbetrifft, befinden sich die Regulierpunkte J1 und J2, wenn der Winkel (Psi) -2,5 Grad beträgt, jeweils auf denjenigen Linien, welche die Polaritätsumkehrposition E1 (E2) der Entwicklungswalze 1 (2) und die zentrale Achse der Entwicklungswalze 1 (2) verbinden. Die größte Menge an Entwicklungssubstanz kann getragen werden, wenn der Winkel (Psi) über (-2,5 Grad) ±10 Grad liegt. In 3 sind die magnetischen Pole der Entwicklungswalzen 1 und 2 so angeordnet, dass die Winkel der Sektoren mit den Bögen N1-S2, N3-S4, E2-S2 und E1-S4 jeweils 60 Grad, 60 Grad, 30 Grad und 30 Grad (in dieser Reihenfolge) haben können.
Dementsprechend ist dieser Wert von plus oder minus 10 Grad ein Drittel des Winkels eines Sektors mit dem E1-S4-Bogen (E2-S2-Bogen) oder des E1-N3-Bogens (E2-N1-Bogen). In diesem Fall wird, wenn die Regulierungspunkte J1 und J2 auf die Linke (auf der stromabwärts gelegenen Seite) der Polaritätsumkehrpositionen E1 und E2 platziert werden, der Bereich für den genannten Polaritätsumkehrschnittpunkt F größenmäßig weiter auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Abstreifmessers 3. Um jedoch die auf die Entwicklungssubstanz ausgeübten Spannungen während der Regulierung durch das Abstreifmesser 3 zu verringern, platziert diese Ausführungsform die Regulierungspositionen J1 und J2 auf den Polaritätsumkehrpositionen E1 und E2, welche die schwächste magnetische Anziehung auf die Entwicklungswalze haben.
Die Form des Abstreifmessers 3 ist ebenfalls für die Platzierung des Polarisationsumkehrschnittpunktes F zur rechten Seite (auf der stromaufwärts gelegenen Seite) bei dieser Einstellung signifikant. Dies wird unter Bezugnahme auf 5 erläutert, welche die konzeptuelle Konfiguration des Abstreifmessers 3 veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 5 weist das Abstreifmesser 3 eine trapezförmige Seitenplatte 31 (in der Figur schraffiert) auf der Basisseite (die Seite stromaufwärts) des Abstreifmessers 3 auf (zur Rechten der Regulierungspositionen J1 und J2), um Abstreifmesserspalte G1 und G2 an den Regulierungspositionen J1 und J2 zu bilden. Diese Seitenplatte 31 dient zum Verstärken der Basiskanten des Abstreifmessers 3. Ohne diese Seitenplatte können die Basiskanten schnell beschädigt werden. Falls aber diese Seitenplatte 31 dick ist, wird es schwierig, den Polaritätsumkehrschnittpunkt F rechts (auf der stromaufwärts gelegenen Seite) vom Abstreifmesser 3 zu platzieren.
Nun sei das Folgende angenommen:

D1, D2:: Durchmesser (in Zentimetern) der Entwicklungswalzen 1 und 2 (D1 = D2)
W:: Abstand (in Zentimetern) zwischen den Umfängen der Entwicklungswalzen 1 und 2
G1, G2:: Abstreifmesserspalt (in Zentimetern) (G1 = G2)
θ1, θ2:: Winkel (in Grad), gebildet durch ein Liniensegment, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet, und ein Liniensegment, das die zentrale Achse der Entwicklungswalze 1 (oder 2) und eine Polaritätsumkehrposition E1 (oder E2) verbindet.

Der Abstand h zwischen den am weitesten rechts gelegenen Ende des Abstreifmessers 3 und einem Liniensegment, das die zentralen Achsen der Entwicklungs walzen 1 und 2 verbindet, muss kleiner sein als die folgende Einschätzung auf grund der geometrischen Anordnung der Komponenten: h = {(D1 + D2)/2 + W} sin θ1 sin θ2/sin (θ1 + θ2) (1)
In diesem Zustand ist die maximale Dicke Tmax der Seitenplatte 31 gegeben durch: Tmax = h – (D2/2 + G2) sin θ2
Der Abstand L zwischen dem Polaritätsumkehrpunkt F und jeder Entwicklungswalze ist gegeben durch: L = h/sin θ2 – D2/2,wobei θ1 und θ2 zwischen 0 und 90 Grad liegen (ohne 90 Grad einzubeziehen). Falls der Winkel θ1 und θ2 kleiner als 0 ist, kann der Polaritätsumkehrpunkt F links (auf der drehungsmäßig stromabwärts gelegenen Seite der Entwicklungswalzen) von den Regulierungspositionen J1 und J2 liegen. Falls der Winkel θ1 und θ2 kleiner als 0 ist, sofern die Regulierungspositionen J1 und J2 nicht auf den Polarisationsumkehrpunkten E1 und E2 liegen, kann der Bereich für den Polarisationsumkehrschnittpunkt F rechts enger (auf der stromaufwärts gelegenen Seite) des Abstreifmessers 3 sein. Weiter wird in diesem Falle der Raum für die vom Abstreifmesser 3 angehaltene Überschuss-Entwicklungssubstanz kleiner, und die Entwicklungssubstanz kann leicht komprimiert werden, was die auf die Entwicklungssubstanz ausgeübte Spannungsbeanspruchung steigert und die Nutzungsdauer der Entwicklungssubstanz verkürzt.
Wenngleich diese Ausführungsform eine trapezförmige Seitenplatte 31 verwendet, um die Entwicklungssubstanz wirkungsvoll den Abstreifmesserspalten G1 und G2 zuzuführen, kann sie auch eine gewölbte Seitenplatte sein. Die maximale Dicke Tmax der gebogenen Seitenplatte ist eine Länge zwischen der Basis und dem Gipfel des Bogens.
6 zeigt die Beziehung (ein Berechnungsergebnis) zwischen der Dicke Tmax der Seitenplatte 31 und den Winkeln θ1 (oder θ2) in der Formel (1) unter der Annahme, dass D = 3 (cm), W = 1 (cm) und G = 0,1 (cm) ist. Bei diesem Beziehungsverhältnis kann der Tmax-Wert in dem Maße größer werden, wie der Winkel θ größer wird. Wenn jedoch der Winkel θ größer wird, wird auch der Abstand L zwischen der Entwicklungswalze 2 und dem Polarisationsumkehrschnittpunkt F (veranschaulicht in 6) größer. Dieser Wert von L muss als eine Mindesthöhe betrachtet werden, die erforderlich ist, um die Entwicklungssubstanz von der Entwicklungswalze 2 zu der Entwicklungswalze 1 an die Polarisationsumkehrposition E2 der Entwicklungswalze 2 zu übertragen. Mit anderen Worten muss, wenn der Winkel θ groß ist, die Menge der an die Entwicklungswalze 2 beförderten Entwicklungssubstanz ebenfalls groß sein.
Die Menge der Entwicklungssubstanz wird durch die Beziehung zwischen der Entwicklungswalze 2 und der Übertragungseinrichtung 6 bestimmt. Die Höhe der Schicht der Entwicklungssubstanz an der Polarisationsumkehrposition E2 ist proportional der Menge der Entwicklungssubstanz. Dies ist deshalb der Fall, weil die Entwicklungssubstanz nicht durch eine magnetische Kraft an der Polarisationsumkehrposition E2 angezogen wird und die Entwicklungssubstanz gerade auf der Entwicklungswalze 2 ist, d.h., dass die Höhe der Entwicklungssubstanz-Schicht durch die Packungsdichte der Entwicklungssubstanz bestimmt wird. Wie in 7 dargestellt ist, welche schematisch den Transferpfad der Entwicklungssubstanz sowie die Anordnung der Entwicklungswalzen und der Übertragungseinrichtung verdeutlicht, verwendet diese Ausführungsform ein Flügelrad mit Schaufeln als Transfereinrichtung 6. Bei dieser Konfiguration befindet sich die Entwicklungssubstanz genau auf den Schaufeln des Flügelrades, ebenso wie sich die Entwicklungssubstanz auf der Polarisationsumkehrposition E2 befindet, und die Packungsdichte der Entwicklungssubstanz auf dem Flügelrad ist gleich derjenigen auf der Polarisationsumkehrposition E2. Daher muss die Summe der Schaufelhöhe und des Abstandes zwischen dem oberen Ende der Schaufel und der Oberfläche der Entwicklungswalze 2, d.h. das Transferpfadspiel Z, gleich oder größer als der Abstand L zwischen der Entwicklungswalze 2 und dem Polarisationsumkehrschnittpunkt F sein. Allerdings muss der Spielspalt Z wesentlich größer als der Abstand L sein, weil der Überschussanteil der durch die Entwicklungswalze 2 in die Nähe des Abstreifmessers 3 beförderten Entwicklungssubstanz der Entwicklungswalze 1 zugeführt wird. Als Ergebnis der bei dieser Ausführungsform durchgeführten Messung wurde gefunden, dass das Spiel Z mehr als 1,5 mal so groß wie der Abstand L sein muss, um reichlich Entwicklungssubstanz durch die Abstreifmesserspalte zwischen dem Abstreifmesser 3 und den Entwicklungswalzen 1 und 2 durchtreten zu lassen. Auf den magnetischen Polpositionen S2 und S4 in 3 sind die Zipfel der Entwicklungssubstanz entlang der magnetischen Kraftlinien 0,2 cm bis 0,3 cm hoch, selbst wenn die Abstreifmesserspalte G1 und G2 sehr klein sind (etwa 0,05 cm). Dementsprechend muss der Abstand W zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 mindestens 0,5 cm betragen. Wenn dies nicht der Fall. ist, werden die Zipfel der Entwicklungssubstanz auf den Entwicklungswalzen 1 und 2 beeinträchtigt, was unerwünscht ist. Wenn die magnetische Kraft auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 1000 Gauß beträgt, beläuft sich die empfohlene Dicke der Entwicklungssubstanzschicht auf 1,5 cm oder darunter. Weiter sollte zum Verringern der Rotationsbelastung der Entwicklungswalzen aufgrund der Gewichtszunahme der Entwicklungssubstanz die Dicke der Entwicklungssubstanzschicht 1 cm oder darunter betragen.
Da die Spielgröße Z (d.h., die Dicke der Entwicklungssubstanzschicht) größer als das 1,5-fache des Abstandes L sein muss, muss der Abstand W zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 kleiner als 2 cm sein, wenn die Schicht der Entwicklungssubstanz 1,5 cm hoch ist; oder sie muss unter 1,3 cm liegen, wenn die Schicht der Entwicklungssubstanz 1 cm hoch ist. Wenn der Abstand W zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 unter 1,3 cm liegt, muss der Abstand L eine Größe von 0,65 cm oder weniger haben, um genügend Entwicklungssubstanz durch die Abstreifmesserspalte (zwischen dem Abstreifmesser 3 und den Entwicklungswalzen 1 und 2) zu liefern. In diesem Fall muss der Abstand W zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 die Größe 0,5 cm oder mehr betragen, um der Höhe der Zipfel der Entwicklungssubstanz auf den Magnetpolpositionen S2 und S4 zu genügen. Im Fall von gewöhnlichen Entwicklungswalzen, deren Durchmesser D1 und D2 zwischen 2 cm und 5 cm liegen, muss der Winkel θ2 zwischen dem Liniensegment, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 miteinander verbindet, und einem Liniensegment, das die zentrale Achse der Entwicklungswalze 2 und die Polarisationsumkehrposition E2 miteinander verbindet, kleiner als 50 Grad sein, wenn die Durchmesser D1 und D2 die Größe 2 cm (D1 = D2) aufweist; und er muss kleiner als 45 Grad sein, wenn die Durchmesser D1 und D2 die Größe von 3 cm (D1 = D2) aufweisen; und er muss kleiner als 40 Grad sein, wenn die Durchmesser D1 und D2 die Größe 5 cm (D1 = D2) haben. Kurz gesagt muss der Winkel θ2 mindestens kleiner als 50 Grad sein und vorzugsweise kleiner als 40 Grad.
12 zeigt die Beziehung (das Messergebnis) zwischen der Menge der Entwicklungssubstanz, die durch den Abstreifmesserspalt G1 der Entwicklungswalze 1 hindurchtritt, und den Differenzen der Winkel Ψ1 und Ψ2 der Polarisationsumkehrpositionen E1 und E2 der Entwicklungswalzen 1 und 2, gedreht um die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen mit Winkeln von Ψ1. Die Winkel (Ψ1 und Ψ2) sind positiv, wenn die Polarisationsumkehrposition E1 (oder E2) der Entwicklungswalze 1 (oder 2) in Richtung der Rotation der Entwicklungswalze 1 (oder 2) bewegt wird, beginnend bei einer Position, an der die Linie, welche die Polarisationsumkehrposition E1 (oder E2) und die zentrale Achse der Entwicklungswalze 1 (oder 2) verbindet, zum Polarisationsumkehrschnittpunkt F läuft.
Diese Messung wurde unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Der Abstand zwischen dem am weitesten rechts befindlichen Ende (stromaufwärts gelegenes Ende) des Abstreifmessers 3 und dem Liniensegment, das die Verbin dung zwischen den zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 bildet, beträgt 0,9 cm.
Der Winkel, gebildet durch das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindende Liniensegment, und einem Liniensegment, das die regulierende Position J1. (J2) und die zentrale Achse der Entwicklungswalze 1 (2) verbindet, beträgt 28 Grad.
Der Durchmesser jeder Entwicklungswalze D1 (= D2) beträgt 3 cm.
Der Abstand zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 beträgt 0,7 cm.
Die Abstreifmesserspalte G1 und G2 zwischen dem Abstreifmesser 3 und den Entwicklungswalzen 1 und 2 betragen 0,065 cm.
Die Dicke der Schicht der von der Entwicklungswalze 2 zugeführten Entwicklungssubstanz beträgt 1 cm.
Als Ergebnis wird die optimale Menge an Entwicklungssubstanz, die durch den Abstreifmesserspalt G1 in der Nähe der Entwicklungswalze 1 hindurchtritt, wird erhalten: für die Winkeldifferenz Ψ1 – Ψ2 von unter -2,5 Grad, wenn der Winkel Ψ1 die Größe von 2,5 Grad aufweist; für die Winkeldifferenz Ψ1 – Ψ2 unter 2,5 Grad, wenn der Winkel Ψ1 den Wert 5 Grad aufweist; oder für die Winkeldifferenz Ψ1 – Ψ2 unter 0 Grad, wenn der Winkel Ψ1 den Wert -2,5 Grad aufweist.
Wie aus 13 zu ersehen ist, die konzeptuell die Konfiguration des Abstreifmessers 3 verdeutlicht, wird dieses Ergebnis dadurch erreicht, dass der Polarisationsumkehrschnittpunkt F nicht auf der symmetrischen Linie H liegt, die ein lotrechter Halbsektor eines Liniensegmentes ist, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet, falls die Winkel θ1 und θ2 unterschiedlich sind (Winkel gebildet durch ein Liniensegment, das die Polarisationsumkehrposi tion E1 und die zentrale Achse der Entwicklungswalze 1 verbindet, und durch das Liniensegment, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet; und ein Winkel gebildet durch ein Liniensegment, das die Polarisationsumkehrposition E2 und die zentrale Achse der Entwicklungswalze 2 verbindet, und durch das Liniensegment, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet). Dies kommt nämlich dadurch zustande, dass, wenn der Winkel θ1 kleiner als der Winkel θ2 ist (wie in 13 veranschaulicht), der Polarisationsumkehrschnittpunkt F unter der symmetrischen Linie H liegt und der Abstand L zwischen dem Polarisationsumkehrschnittpunkt F und der Entwicklungswalze 2 kleiner als derjenige Abstand wird, wenn θ1 und θ2 gleich groß sind. Auch bei dieser Ausführungsform (wie in 5 veranschaulicht), wird der Abstand h zwischen dem am weitesten rechts gelegenen Ende des Abstreifmessers 3 und dem Linienelement, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet, durch die Formel (1) in 5 ausgedrückt, und der Abstand L zwischen dem Polarisationsumkehrschnittpunkt F und der Entwicklungswalze 2 durch die Formel (3) in 5 ausgedrückt wird, wobei D1 und D2 die Durchmesser der Entwicklungswalzen 1 und 2 (in cm) sind. W ist der Abstand zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 (in cm); G1 und G2 sind Abstreifmesserspalte (in cm); und die Ziffern 1 und 2 bezeichnen die Entwicklungswalzen 1 und 2. Die Winkel θ1 und θ2 liegen zwischen 0 und 90 Grad (ohne 90 Grad einzubeziehen).
14(a) zeigt die Beziehung zwischen dem Winkelunterschied Ψ1 – Ψ2 und dem Abstand h, berechnet durch Zuweisung von θ1 und θ2 (erhalten aus θ1 = 23 ° + Ψ1 und θ2 = 23° + Ψ2 in 12) zu der Formel (1) in 5. 14(b) zeigt die Beziehung zwischen der Differenz der Winkel Ψ1 – Ψ2 und der Distanz L, berechnet durch Zuweisen von θ1 und θ2 (erhalten aus der Formel θ1 = 23 ° + Ψ1 und θ2 = 23° + Ψ2 in 12), zu der Formel (3) in 5. In 14(a) kann der Polarisationsumkehrschnittpunkt F, weil der Abstand zwischen den am weitesten rechts liegenden Ende (stromaufwärts gelegenes Ende) des Abstreifmessers 3 und dem Liniensegment, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet, die Größe 0,9 cm besitzt, nicht auf das am weitesten rechts liegende Ende (stromaufwärts gelegenes Ende) der Seitenplatte des Abstreifmessers 3 platziert werden, sofern nicht der berechnete Abstand h größer als 0,9 cm ist. Um diese Bedingung zu befriedigen, muss die Winkeldifferenz Ψ1 – Ψ2 unter -1,0 Grad liegen, wenn der Winkel Ψ1 die Größe 2,5 Grad besitzt; oder unter 4 Grad, wenn der Winkel Ψ1 die Größe 0 Grad besitzt; oder sie muss unter 7 Grad liegen, wenn der Winkel Ψ1 die Größe -2,5 Grad besitzt.
Weiter muss in 14(b), wenn der Abstand W zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 unter 1,3 cm liegt, wie oben erläutert wurde (W = 0,9 cm bei dieser Ausführungsform), der Abstand L 0,65 cm oder darunter aufweisen, um reichlich Entwicklungssubstanz durch die Abstreifmesserspalte hindurchzulassen. Diese Bedingung wird erfüllt, wenn die Winkeldifferenz Ψ1 – Ψ2 unter 3 Grad liegt, sofern der Winkel Ψ1 die Größe von 2,5 Grad besitzt; oder unter 2,5 Grad, sofern der Winkel Ψ1 den Wert 0 Grad besitzt, oder unter 1 Grad, sofern der Winkel Ψ1 den Wert -2,5 Grad besitzt.
Um beide Ergebnisse von 14(a) und 14(b) zu befriedigen, liegt die Winkeldifferenz Ψ1 – Ψ2 unter -1 Grad, wenn der Winkel Ψ1 den Wert 2,5 Grad besitzt; sie liegt unter 2,5 Grad, wenn der Winkel Ψ1 den Wert 0 Grad besitzt, oder sie liegt unter 1 Grad, wenn der Winkel Ψ1 den Wert -2,5 Grad besitzt, was dem Ergebnis in 12 gleicht. Auf diese Weise kann, selbst wenn die Einstellungen der Winkel θ1 und θ2 unterschiedlich sind, reichlich Entwicklungssubstanz durch die Abstreifmesserspalte im Fall hindurchtreten, dass der Polarisationsumkehrschnittpunkt F zur rechten Seite (auf der stromaufwärts gelegenen Seite) des am weitesten rechts liegenden Endes des Abstreifmessers 3 hin positioniert ist, sowie im Fall, dass der Abstand L kleiner als die der Entwicklungswalze 2 zugeführte Menge an Entwicklungssubstanz ist.
8 verdeutlicht schematisch den Transferpfad der Entwicklungssubstanz sowie die Anordnung der Entwicklungswalzen 1, 2 und der Transfereinrichtung 10 einer weiteren Ausführungsform. Diese Ausführungsform benutzt als Transfer einrichtung eine Magnetwalze 10, die funktional den Entwicklungswalzen 1 und 2 gleicht. Falls bei dieser Konfiguration die Spielgröße Z zwischen der Magnetwalze 10 und der Entwicklungswalze 2 größer ist als der Abstand L, wird den Entwicklungswalzen 1 und 2 durch die Abstreifmesserspalte ausreichend Entwicklungssubstanz zugeführt. Falls aber die Spielgröße Z kleiner als der Abstand L ist, wird die Menge der an die Entwicklungswalze 1 gelieferten Entwicklungssubstanz unzureichend (wie in 8 dargestellt). Dies rührt daher, dass die Packungsdichte der durch das Spiel Z hindurchtretenden Entwicklungssubstanz der Dichte der gerade auf der Entwicklungswalze 2 platzierten Entwicklungssubstanz gleicht. Daher muss auch bei dieser Ausführungsform die Spielgröße Z dem Abstand L zwischen dem Polarisationsumkehrschnittpunkt F und den jeweiligen Entwicklungswalzen 1 oder 2 entsprechen oder größer sein, oder sie muss vorzugsweise mehr als das 1,5-fache des Abstandes L betragen.
Weiter zeigt 9 schematisch den Transferpfad der Entwicklungssubstanz und die Anordnung der Entwicklungssubstanz sowie der Transfereinrichtung einer weiteren Ausführungsform, deren Transferpfad nicht von der Spielgröße Z zwischen der Entwicklungswalze 2 und der Magnetwalze 6 abhängt. Diese Ausführungsform enthält eine Hilfsplatte 11 zum Blockieren der Entwicklungssubstanz auf der Magnetwalze 6 über die Magnetplatte hinweg. Diese Hilfsplatte 11 dient dazu, der Entwicklungswalze 2 reichlich Entwicklungssubstanz zuzuführen, selbst wenn die Spielgröße Z klein ist. Weiter lässt es diese Hilfsplatte 11 zu, dass die Entwicklungssubstanz an. der Polarisationsumkehrposition E2 der Entwicklungswalze 2 höher ist (als der Abstand L). Dementsprechend kann reichlich Entwicklungssubstanz durch die Spalte zwischen dem Abstreifmesser 3 und den jeweiligen Walzen 1 und 2 hindurchtreten.
10 zeigt schematisch den Transferpfad der Entwicklungssubstanz sowie die Anordnung der Entwicklungswalzen 1, 2 und der Transfereinrichtung einer weiteren Ausführungsform, deren Transferpfad nicht vom Abstand Z zwischen der Entwicklungswalze 2 und der Magnetwalze 6 abhängt. Bei dieser Ausführungsform rotiert die Magnetwalze 6 in einer Richtung, die derjenigen der Magnetwalze in 8 und 9 entgegengesetzt ist. Bei dieser Konfiguration wird die Entwicklungssubstanz der Position S6 zugeführt, zur Position N6 hin befördert, wenn die Magnetwalze 6 rotiert, und sie wird auf die Entwicklungswalze 2 übertragen. Da der Abstand Z zwischen der Magnetwalze 6 und der Entwicklungswalze 2 relativ klein ist, kann nur die Menge an Entwicklungssubstanz durch dieses Spiel hindurchtreten, die kleiner als die auf der Entwicklungswalze platzierte Substanz ist. Da dieser Mechanismus so arbeitet wie die Hilfsplatte 11 in 9, um die Entwicklungssubstanz zu halten, wird somit ausreichend Entwicklungssubstanz der Entwicklungswalze 2 zugeführt, selbst wenn die der Position S6 zugeführte Entwicklungssubstanz nicht ausreicht. Weiter kann bei diesem Mechanismus die Schicht an Entwicklungssubstanz auf der Polarisationsumkehrposition E2 der Entwicklungswalze 2 höher als der Abstand L gemacht werden. Infolgedessen kann reichlich Entwicklungssubstanz durch die Abstreifmesserspalte (zwischen dem Abstreifmesser 3 und den jeweiligen Entwicklungswalzen 1 und 2) hindurchtreten.
Wenngleich die am weitesten rechts (stromaufwärts) liegende Seite des Abstreifmessers 3 bei den Ausführungsformen senkrecht zu der symmetrischen Linie H liegt, muss sie nicht exakt senkrecht zur symmetrischen Linie H verlaufen. Doch muss auch in diesem Fall der Polarisationsumkehrschnittpunkt F rechts (auf der stromaufwärts gelegenen Seite) zu dem am weitesten rechts liegenden Ende des Abstreifmessers platziert werden, und der Abstand L muss kleiner als die Menge an Entwicklungssubstanz sein, die der Entwicklungswalze 2 zugeführt wird.
Das Drucken bei der genannten Konfiguration erfolgt unter den folgenden Bedingungen:
Benutzen eines negativ geladenen OPC als fotoleitende Trommel 101,
Anlegen von -50 V an den Bildbereich auf der Oberfläche der fotoleitenden Trommel 101; Anlegen von -600 V an den bildfreien Bereich; und Anlegen eines Vorspannpotentials von 300 V an die Entwicklungswalzen 1 und 2;
Rotieren der fotoleitenden Trommel 101 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 30 cm/Sek. und der Entwicklungswalzen 1 und 2 mit einem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (zur fotoempfindlichen Trommel 101) von 1:9;
Einstellen eines Spiels (Abstand) von 0,1 cm zwischen der fotoleitenden Trommel 101 und den jeweiligen Entwicklungswalzen 1 und 2; Einstellen einer wahren Dichte des Trägers auf 5 Gramm/cm³; und Einstellen eines Gewichtsverhältnisses (in Prozent) von Toner in der Entwicklungssubstanz mit 2,5 %; und
Verwenden eines Abstreifmessers 3 aus Aluminium, dessen Young-Modul 7 × 10¹⁰ (N/m²) beträgt, und dessen Abmessungen denen in 15(a) angegebenen Werten entsprechen (30 cm tief).
Soweit nicht anders spezifiziert, liegen bei allen oben erläuterten Ausführungsformen folgende Maße vor:

Durchmesser D1 und D2 der Entwicklungswalzen 1 und 2: 3 cm

Abstand W zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2: 7 cm

Abstreifmesserspalte G1 und G2: 0,1 cm
Winkel θ1 und θ2, gebildet durch ein Linienelement, das jeweils die Polarisationsumkehrpositionen E1 und E2 mit den zentralen Achsen der jeweils entsprechenden Entwicklungswalzen verbindet, und einem Liniensegment, das die zentralen Achsen der jeweils entsprechenden Entwicklungswalzen verbindet: 38 Grad
Als Ergebnis des Druckens unter den obigen Bedingungen ist die Tonerdichte eines gedruckten Bildes in der longitudinalen Mitte des Abstreifmessers 3 kleiner als diejenige einer gedruckten Seite an jedem longitudinalen Ende des Abstreifmessers 3. Dies rührt daher, dass das Abstreifmesser 3 nach links hin (zur rotationsmäßig stromabwärts gelegenen Seite der Entwicklungswalzen 1 und 2) in der Mitte des Abstreifmessers 3 durch die Regulierkraft gebogen wird und infolgedes sen die Abstreifmesserspalte G1 und G2 enger gemacht werden. Bei der aktuellen Messung betrug die auf das Abstreifmesser 3 ausgeübte Verteilungsbelastung 98N (berechnet aus der auf den Motor für die Entwicklungswalzen 1 und 2 ausgeübten Belastung, und die Durchbiegung des Abstreifmessers 3 in der Mitte betrug etwa 0,1 cm.
16 erklärt schematisch, um wie viel (ΔG) sich der Abstreifmesserspalt G1 bewegt, wenn sich das Abstreifmesser 3 im longitudinalen Zentrum des Messers um δ durchbiegt. Die Bewegungsgröße ΔG wird durch die Formeln (5) ausgedrückt. Die Größe der Bewegung ΔG des Abstreifmessers 3 in 15(a) wird mit 0,04 cm ermittelt. Wenn das Abstreifmesser 3 (in 15(a)) aus rostfreiem Stahl benutzt wird, dessen Youngscher Modul 1,9 × 10¹¹ (N/m²) beträgt, hat die Durchbiegung „δ" den Wert 0,03 cm, und die Bewegung ΔG des Abstreifmesserspaltes G1 beträgt 0,02 cm, welche vergleichsweise groß sind.
Um das Abstreifmesser 3 am Durchbiegen zu hindern, wird das Abstreifmesser 3 so verbessert, dass es eine Verstärkungsplatte (Verstärkungsabschnitt) 40 von y cm Dicke aufweist, wie in 15(b) veranschaulicht ist. Infolgedessen wird das Abstreifmesser 3 selber länger. Bei dieser Ausführungsform ist die Breite y des Verstärkungsabschnittes 40 auf 0,2 cm gebracht, wenn man berücksichtigt, dass der Abstand W zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 die Größe von 7 cm aufweist und die Dicke der Schicht der Entwicklungssubstanz auf den jeweiligen Entwicklungswalzen 1 und 2 zwischen 0,2 cm und 0,3 cm dick ist. Wie in 17 dargestellt, ist das Abstreifmesser 3 so platziert, dass der Abstand zwischen dem stirnseitigen (am weitesten links gelegenen) Ende des Abstreifmessers 3 und der Oberfläche der fotoleitenden Trommel 101 (mit Radius r) gleich dem Abstand Gdev (Entwicklungsspalt) zwischen der Oberfläche der fotoleitenden Trommel 101 und der Oberfläche der jeweiligen Entwicklungswalzen 1 und 2 ist. Bei dieser Konfiguration wird die Länge B der Verstärkungsplatte 40 des Abstreifmessers 3 auf der linken Seite des Liniensegmentes, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet, ausgedrückt durch die Formel (6) in 17.
Die Länge des verbleibenden Teils des Abstreifmessers 3 (auf der rechten Seite des Liniensegments) wird durch die Formel (1) in 5 erhalten, unter Berücksichtigung der Positionsbeziehung zum Polaritätsumkehrschnittpunkt F.
Bei diesem Aufbau weist die Länge x des Abstreifmessers 3 die Größe von 2,3 cm auf, und die Durchbiegung „δ" und die Bewegung ΔG des Abstreifmesserspaltes beträgt jeweils entsprechend δ = 0,004 cm und ΔG = 0,002 cm, sofern das Abstreifmesser 3 aus Aluminium hergestellt ist, oder es ist δ = 0,002 cm und ΔG = 0,001 cm, wenn das Abstreifmesser 3 aus rostfreiem Stahl (SUS) hergestellt ist. Es zeigt sich deutlich, dass diese Konfiguration keinen Einfluss auf die Qualität des gedruckten Bildes hat. Bei diesem Aufbau wird jedoch ein Tonerhaufen 41, abgetrennt von der Entwicklungssubstanz, auf der oberen Oberfläche der Verstärkungsplatte 40 des Abstreifmessers 3 in dem Maße angetroffen, wie das Drucken voranschreitet (wie in 17 veranschaulicht). Dieser Tonerhaufen 41 ist unerwünscht, weil er über die Oberfläche der fotoleitenden Trommel 101 fallen kann und die gedruckten Bilder verfärbt.
Um diesen unerwünschten Tonerhaufen 41 zu verhindern, wird der Aufbau so geändert, dass die Entwicklungssubstanz auf der Entwicklungswalze 1 das Abstreifmesser 3 berühren kann und ständig die obere Oberfläche der Verstärkungsplatte 40 des Abstreifmessers 3 reinigt. Im wesentlichen wird die Breite y des Verstärkungsabschnittes 40 auf 0,3 cm gebracht, wenn der Abstand W zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 eine Größe von 0,7 cm besitzt und die Höhe der Schicht der Tonersubstanz der jeweiligen Entwicklungswalzen einen Wert zwischen 0,2 cm bis 0,3 cm erreicht.
Diese Konfiguration hat keinen Einfluss auf die Qualität des gedruckten Bildes (δ = 0,005 cm und ΔG = 0,003 cm, wenn das Abstreifmesser 3 aus Aluminium besteht, oder aber δ = 0,002 cm und ΔG = 0,001 cm, wenn das Abstreifmesser 3 aus rostfreiem Stahl besteht (SUS), und dies ohne dass sich irgendein Tonerhaufen auf der Verstärkungsplatte des Abstreifmessers 3 bildet.
Durch Anwenden des Abstreifmessers 3 dieser Konfiguration bei einem Entwicklungssystem, bei dem Entwicklungswalzen 1 und 2 Durchmesser D1 und D2 von 5 cm (Abstand W zwischen den Walzen) um 1,3 cm getrennt sind, haben wir Winkel θ1 und θ2 getestet (Winkel gebildet durch ein Liniensegment, das die Polaritätsumkehrposition E1 (E2) und die zentrale Achse der Entwicklungswalze 1, sowie durch das Liniensegment, das die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet); und wir haben die Länge x des Abstreifmessers 3 getestet, die in positionsmäßiger Beziehung zum Polaritätsumkehrschnittpunkt F einstellbar ist.
Als Ergebnis haben wir festgestellt, dass die Länge x des Abstreifmessers zwischen 1,5 cm und 2,6 cm liegen muss, und dass die Winkel θ1 und θ2 mindestens weniger als 40 Grad haben müssen, wenn die Entwicklungswalzen 1 und 2 einen Durchmesser von 5 cm aufweisen, unabhängig davon, ob das Abstreifmesser aus rostfreiem Stahl (SUS) oder Aluminium hergestellt ist.
Wenn weiter die Entwicklungswalzen 1 und 2 einen Durchmesser von 3 cm besitzen und das Abstreifmesser aus rostfreiem Stahl (SUS) besteht, haben wir festgestellt, dass die Länge x des Abstreifmessers zwischen 0,9 cm und 2,1 cm liegen muss, und dass die Winkel θ1 und θ2 mindestens weniger als 40 Grad betragen müssen. Ähnlich haben wir gefunden, dass, wenn die Entwicklungswalzen 1 und 2 einen Durchmesser von 3 cm haben und das Abstreifmesser aus Aluminium besteht, die Länge x des Abstreifmessers zwischen 1,6 cm und 2,1 cm liegen muss, und dass die Winkel θ1 und θ2 zwischen 20 und 40 Grad haben müssen.
Wenn weiter die Entwicklungswalzen 1 und 2 einen Durchmesser von 2 cm haben und das Abstreifmesser aus rostfreiem Stahl (SUS) hergestellt ist, haben wir festgestellt, dass die Länge x des Abstreifmessers zwischen 1,0 cm bis 1,8 cm betra gen muss, und dass die Winkel θ1 und θ2 zwischen 20 und 40 Grad liegen müssen. Wenn jedoch das Abstreifmesser aus Aluminium besteht, können wir keinerlei Optimalwerte für x, θ1 und θ2 finden.
Von diesen Messergebnissen ausgehend können wir zur Verkleinerung des Entwicklungssystems unter Benutzung kleinerer Entwicklungswalzen empfehlen: 1,0 cm bis 2,1 cm als Länge x des Abstreifmessers, 20 Grad bis 40 Grad als Winkel θ1 und θ2, und rostfreien Stahl (SUS) mit Youngschem Modul von 10¹¹ N/m² als Material des Abstreifmessers.
Das Drucken erfolgte in Anbetracht der obigen Daten unter der folgenden Bedingung:
Benutzen des Entwicklungssystems, veranschaulicht in den 1 bis 14;
Benutzen einer negativ geladenen OPC als fotoleitende Trommel 101;
Anlegen von: -50 V an den Bildbereich auf der Oberfläche der fotoleitenden Trommel 101, -600 V an den bildfreien Bereich, und ein Vorspannpotential von 300 V an die Entwicklungswalzen 1 und 2;
Rotieren der fotoleitenden Trommel 101 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 30 cm/Sek. und der Entwicklungswalzen 1 und 2 mit einem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (zur fotoleitenden Trommel 101) von 1,9;
Einstellen eines Spiels (Abstand) von 0,1 cm zwischen der fotoleitenden Trommel 101 und den jeweiligen Entwicklungswalzen 1 und 2, einer wahren Dichte des Trägers von 5 Gramm/cm³, und eines Gewichtsverhältnisses (in Prozent) von Toner in der Entwicklungssubstanz von 2,5%.
Als Ergebnis konnten wir gedruckte Bilder hoher Qualität erhalten, die gleichmäßig ist, mit einer Reflexionsdichte des körperlichen Bildes von 1,3 oder mehr, und frei von Bildqualitätsunterschieden in der longitudinalen Richtung des Abstreifmessers und matte Stellen an den longitudinalen Enden des Abstreifmessers.
Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 19 erläutert, die schematisch den Fluss der Entwicklungssubstanz in der Nähe des Abstreifmessers verdeutlicht.
Die Entwicklungssubstanz 4 der Transfereinrichtung 6 wird auf der Entwicklungswalze 2 von der Polposition S1 zur Polposition N1 befördert, dann auf die Grenzposition J2 des Abstreifmessers 3 (in Richtung auf S2) in Pfeilrichtung weiterbefördert, wenn die Entwicklungswalze 2 rotiert. Auf der Position J2 wird ein Teil der Entwicklungssubstanz durch den Spalt zwischen dem Abstreifmesser (J2) und der Entwicklungswalze 2 (wie durch den Pfeil 202 dargestellt) befördert, und der andere Teil der Entwicklungssubstanz wird durch die Entwicklungswalze 1 entlang der stromaufwärts gelegenen Seite des Abstreifmessers nach oben geführt (wie durch den Pfeil 203 veranschaulicht).
In diesem Fall wird der Raum für die Ablenkung des Entwicklungssubstanzflusses zwischen den Entwicklungswalzen 1 und 2 breiter, weil diese Ausführungsform das Abstreifmesser 3 auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Entwicklungssubstanzflusses platziert (weg von der Linie, welche die zentralen Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet). Darüber hinaus kann der Pfad für den abgeleiteten Entwicklungssubstanzfluss breiter gemacht werden, weil die am weitesten rechts gelegene Seite des Abstreifmessers 3 annähernd parallel zu dem Liniensegment platziert wird, welches die Achsen der Entwicklungswalzen 1 und 2 verbindet. Bei diesem Mechanismus wird die Entwicklungssubstanz niemals in einem schmalen Raum auf der stromaufwärts gelegenen Seite stagnieren, was die Blockierungsbeanspruchung auf die Entwicklungssubstanz verringert und die Nutzungsdauer der Entwicklungssubstanz verlängert.
Wenngleich die Entwicklungssubstanz in der Richtung des Pfeils 202 (entlang der Oberfläche der Entwicklungswalze 2) mit konstanter Geschwindigkeit befördert wird, und zwar aufgrund der Rotation der Entwicklungswalze 2, bewegt sich die Entwicklungssubstanz in der Richtung des Pfeils 203 langsamer als sie sich von der Entwicklungswalze 2 aus nach oben fortbewegt, und zwar aufgrund des Einflusses der Schwerkraft und der gegen die am weitesten rechts gelegene Seite (stromaufwärts gelegene Seite) wirkende Reibung des Abstreifmessers 3. In extremen Fällen (falls die Entwicklungssubstanz lange in der Pfeilrichtung 203 wandern muss, oder falls die am weitesten rechts gelegene Seite (stromaufwärts gelegene Seite) des Abstreifmessers 3 zu lang ist, kann die Entwicklungssubstanz nicht bis zu der Entwicklungswalze 1 gelangen.
Falls die am weitesten rechts gelegene Seite (stromaufwärts gelegene Seite) des Abstreifmessers 3 länger als 15 mm ist, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der jeweiligen Entwicklungswalzen 1 und 2 den Wert von 660 mm/Sek. aufweist, haben wir festgestellt, dass die Menge an Entwicklungssubstanz, welche die Entwicklungswalze 1 erreicht, nicht konstant ist. Daher verwendet diese Ausführungsform 10 mm als die Länge der am weitesten rechts gelegenen Seite (stromaufwärts gelegene Seite) des Abstreifmessers 3.
Die in die Nähe der Entwicklungswalze 1 in Pfeilrichtung 203 beförderte Entwicklungssubstanz wird auf die Oberfläche der Entwicklungswalze 1 durch die magnetische Kraft der Entwicklungswalze 1 gezogen. Obwohl diese Bewegung der Entwicklungssubstanz an diesem Punkt den kleinsten Wert aufweist, wird sie erneut durch die Rotationskraft der Entwicklungswalze 1 in Richtung des Pfeils 204 beschleunigt.
Wie oben erläutert ist die Geschwindigkeit der Entwicklungssubstanz, die den Punkt J1 des Abstreifmessers 3 passiert, etwas langsamer als die Geschwindigkeit der Entwicklungssubstanz, die den Punkt J2 des Abstreifmessers passiert, obwohl sie durch die Rotation der Entwicklungswalze 1 erneut beschleunigt wird. Daher ist die Kraft der den Punkt J1 passierenden Entwicklungssubstanz kleiner als die Kraft der den Punkt J2 passierenden Entwicklungssubstanz, und dementsprechend ist die Menge der Entwicklungssubstanz, die den Punkt J2 passiert, kleiner als die Menge der Entwicklungssubstanz, die den Punkt J1 passiert.
Aus unseren Erfahrungen haben wir gewusst, dass die Menge an Entwicklungssubstanz, die der vorwärts drehenden Entwicklungswalze zugeführt wird, gleich derjenigen der Entwicklungssubstanz sein soll, die der rückwärts drehenden Entwicklungswalze zugeführt wird, um im Entwicklungssystem Bilder hoher Qualität unter Benutzung eines Satzes von vorwärts drehenden und rückwärts drehenden Entwicklungswalzen zu erhalten. Daher bildet diese Ausführungsform den Abstreifmesserspalt G1 zwischen dem Abstreifmesser 3 und der Entwicklungswalze 1 größer als den Abstreifmesserspalt G2 aus, der zwischen dem Abstreifmesser 3 und der Entwicklungswalze 2 gebildet ist (wie in 1 dargestellt), um die Mengen an Entwicklungssubstanz zu vergrößern, die die Punkte J1 und J2 passieren.
Bei der obigen Konfiguration führen wir das Drucken unter folgenden Bedingungen durch:
Benutzen einer negativ geladenen OPC als fotoleitende Trommel 101;
Anlegen von: -50 V an den Bildbereich auf der Oberfläche der fotoleitenden Trommel 101; Anlegen von -600 V an den bildfreien Bereich und Anlegen eines Vorspannpotentials von 300 V an die Entwicklungswalzen 1 und 2;
Rotieren der fotoleitenden Trommel 101 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 300 mm/Sek. sowie der Entwicklungswalzen 1 und 2 mit dem Umfangsgeschwindigkeitsverhältnis (zur fotoleitenden Trommel 101) von 2,1;
Einstellen eines Spiels (Abstand) von 0,8 mm zwischen der fotoleitenden Trommel 101 und den jeweiligen Entwicklungswalzen 1 und 2; eines Abstreifmesserspaltes G2 von 0,6 mm; eines Abstreifmesserspaltes G1 von 0,7 mm; und eines Gewichtsverhältnisses (in Prozent) von Toner in der Entwicklungssubstanz von 2,5%.
Als Ergebnis konnten wir gedruckte Bilder hoher Qualität erzielen, die uniform sind; weiter eine Reflexionsdichte des körperlichen Bildes von 1,3 oder mehr aufweisen; und keine matten Stellen an den longitudinalen Enden des Abstreifmessers während einer langen Zeitperiode haben.
Ein Entwicklungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, das ein Abstreifmesser zwischen zwei Entwicklungswalzen aufweist, kann immer eine stetige Menge an Entwicklungssubstanz den Entwicklungswalzen für gedruckte Bilder hoher Qualität zuführen.

Claims

Entwicklungssystem mit einer ersten Entwicklungswalze (1) und einer zweiten Entwicklungswalze (2), die drehend eine Bildentwicklungssubstanz (4) einem Bildträger (101) zuführen, der auf einer vorbestimmten Spur mit einem latenten Bild darauf rotiert, wobei sich die erste Entwicklungswalze (1) im gleichen Sinne zur Rotationsrichtung des Bildträgers (101) bewegt, wobei sich die zweite Entwicklungswalze (2) im entgegengesetzten Sinne zur Rotationsrichtung des Bildträgers (101) bewegt, wobei die zweite Entwicklungswalze (2) bezüglich der ersten Entwicklungswalze (1) auf der stromabwärts gelegenen Seite in Bezug auf die Rotationsrichtung des Bildträgers (101) angeordnet ist, wobei jede der ersten und der zweiten Entwicklungswalzen (1, 2) eine stationäre magnetische Energiequelle (20a, 20b) in sich enthält, die einander benachbarte N- und S-Pole aufweist, die jeweils paarweise einen Polaritätsumkehrpunkt (E1, E2) auf der äußeren Oberfläche jeder Entwicklungswalze (1, 2) bilden, wobei die Polaritätsumkehrpunkte (E1, E2) einander gegenüberliegend auf den Oberflächen der Entwicklungswalzen (1, 2) platziert sind, und mit einer Teilungsplatte (3) zum Regulieren der Bildentwicklungssubstanz (4) für die erste und die zweite Entwicklungswalze (1, 2) auf eine voreingestellte Menge, wobei die Teilungsplatte (3) eine Basisseite auf der stromaufwärts gelegenen Seite in Bezug auf den Fluss der Bildentwicklungssubstanz (4) relativ zu der Verbindungslinie zwischen den zentralen Achsen der ersten und zweiten Entwicklungswalze (1, 2) aufweist, die Bildentwicklungssubstanz (4) zwischen der ersten und der zweiten Entwicklungswalze (1, 2) führt, und eine Basiskante an einer Grenzposition (J1, J2) an jedem Ende der Basisseite aufweist, die die Menge an Bildentwicklungssubstanz (4) reguliert, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Winkel (ψ) zwischen der Linie, welche die jeweilige Basiskante und die zentrale Achse der entsprechenden Entwicklungswalze (1, 2) verbindet, und der Linie, welche den jeweiligen Polaritätsumkehrpunkt (E1, E2) und die zentrale Achse der entsprechenden Entwicklungswalze (1, 2) verbindet, in einem Bereich von (-2,5°) ± 10° liegt.
Entwicklungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Abstand (Z) zwischen einer Übertragungseinrichtung (6), insbesondere einer Magnetwalze (10), welche die Bildentwicklungssubstanz (4) an die zweite Entwicklungswalze (2) liefert, und der Oberfläche der zweiten Entwicklungswalze (2) größer ist als ein Abstand (L) zwischen der äußeren Oberfläche der zweiten Entwicklungswalze (2) und dem Polaritätsumkehrschnittpunkt (F), welcher ein Schnittpunkt ist zwischen einer Linie durch die zentrale Achse der ersten Entwicklungswalze (1) und deren der Basiskante (J₁) gegenüberliegenden Polaritätsumkehrpunkt (E₁) und einer Linie durch die zentrale Achse der zweiten Entwicklungswalze (2) und deren der Basiskante (J₂) gegenüberliegenden Polaritätsumkehrpunkt (E₂).
Entwicklungssystem nach den Ansprüchen 1 und 2, wobei der Abstand (Z) zwischen einer Übertragungseinrichtung (6), welche die Bildentwicklungssubstanz (4) an die zweite Entwicklungswalze (2) liefert, und der Oberfläche der zweiten Entwicklungswalze (2) mehr als das 1,5-fache des Abstandes (L) zwischen dem Polaritätsumkehrschnittpunkt (F) und der äußeren Oberfläche der zweiten Entwicklungswalze (2) beträgt.
Entwicklungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem ein Abstand (W) zwischen der ersten und der zweiten Entwicklungswalze (1, 2) 0,5 cm bis 2,0 cm, und insbesondere 0,5 bis 1,3 cm beträgt.
Entwicklungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die erste und die zweite Entwicklungswalze (1, 2) einen Durchmesser von 2 cm bis 5 cm besitzen, wobei die erste und die zweite Entwicklungswalze (1, 2) derart angeordnet sind, dass ein Winkel θ₂ und ein Winkel θ₁ kleiner als 50 Grad, und vorzugsweise kleiner als 40 Grad sind, wobei der Winkel θ₂ gebildet wird durch ein Liniensegment, das den Polaritätsumkehrschnittpunkt (F) und die zentrale Achse der zweiten Entwicklungswalze (2) verbindet, und durch ein Liniensegment, das die zentralen Achsen der ersten und der zweiten Entwicklungswalzen (1, 2) verbindet, und wobei der Winkel θ₁ gebildet durch ein Liniensegment, das den Polaritätsumkehrschnittpunkt (F) und die zentrale Achse der ersten Entwicklungswalze (1) verbindet, und das Liniensegment, das die zentralen Achsen der ersten und der zweiten Entwicklungswalzen (1, 2) verbindet.
Entwicklungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 5, bei dem eine Hilfseinrichtung (11) vorgesehen ist in der Nähe eines Übertragungselementes (6), insbesondere einer Magnetwalze (10), welches die Bildentwicklungssubstanz (4) an die zweite Entwicklungswalze (2) überträgt, um den Fluss der Bildentwicklungssubstanz (4) auf dem Übertragungselement (6) mit Hilfe der Hilfseinrichtung (11) zu blockieren, und um die Menge der Bildentwicklungssubstanz (4) zu steigern, welche die zweite Entwicklungswalze (2) erreicht, wobei sich das Übertragungselement (6) im entgegengesetzten Sinne zur Rotationsrichtung der zweiten Entwicklungswalze (2) dreht.
Entwicklungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 6, wobei die Teilungsplatte (3) mit einem Verstärkungsabschnitt (40) versehen ist, welcher sich auf der stromabwärts gelegenen Seite der Rotationsrichtung einer der Entwicklungswalzen (1, 2) in Richtung des Bildträgers (101) erstreckt.
Entwicklungssystem nach Anspruch 7, wobei ein Abstand (B) kleiner oder gleich der Hälfte des Radius (D1/2, D2/2) der ersten oder der zweiten Entwicklungswalze (1, 2) ist, wobei der Abstand (B) der Abstand ist zwischen dem am weitesten stromabwärts gelegenen Ende des Verstärkungsabschnittes (40) und der Linie durch die zentralen Achsen der ersten und zweiten Entwicklungswalzen (1,2).
Entwicklungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 8, wobei die Länge (X) der Teilungsplatte (3) 1 cm bis 2,1 cm beträgt.
Entwicklungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die erste und die zweite Entwicklungswalze (1, 2) einen Durchmesser von 2 cm bis 5 cm besitzen und ein Winkel θ₂ und ein Winkel θ₁ zwischen 20 Grad bis 40 Grad beträgt, wobei der Winkel θ₂ gebildet wird durch ein Liniensegment, das den Polaritätsumkehrschnittpunkt (F) und die zentrale Achse der zweiten Entwicklungswalze (2) verbindet, und durch ein Liniensegment, das die zentralen Achsen der ersten und der zweiten Entwicklungswalzen (1, 2) verbindet, und wobei der Winkel θ₁ gebildet durch ein Liniensegment, das den Polaritätsumkehrschnittpunkt (F) und die zentrale Achse der ersten Entwicklungswalze (1) verbindet, und das Liniensegment, das die zentralen Achsen der ersten und der zweiten Entwicklungswalzen (1, 2) verbindet.
Entwicklungssystem nach den Ansprüchen 1 bis 10, wobei die Teilungsplatte (3) aus einem Material hergestellt ist, dessen Youngscher Modul 7 × 10¹⁰ N/m², 10¹¹ N/m² oder 1,9 × 10¹¹ N/m² beträgt.
Entwicklungssystem nach Anspruch 1, wobei die Teilungsplatte (3) derart angeordnet ist, dass die Basisseite an der stromaufwärts gelegenen Seite annähernd parallel zu der Linie ist, welche die zentralen Achsen der ersten und der zweiten Entwicklungsachse (1, 2) verbindet, wobei der kleinste Spalt (G1), der zwischen der ersten Entwicklungswalze (1) und der entsprechenden Basiskante (J1) der Teilungsplatte (3) ausgebildet ist, breiter ist als die der kleinste Spalt (G2), der zwischen der zweiten Entwicklungswalze (2) und der entsprechenden Basiskante (J2) der Teilungsplatte (3) ausgebildet ist.