DE60034991T2

DE60034991T2 - Methode zum Transport von Entwickler

Info

Publication number: DE60034991T2
Application number: DE60034991T
Authority: DE
Inventors: Keiji Ohta-ku Okano; Koichi Ohta-ku Suwa; Masahiro Ohta-ku Yoshida; Hideki Ohta-ku Matsumoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2020-05-19
Also published as: KR20010020853A; DE60034991D1; CN1139008C; EP1054303A3; EP1054303B1; JP4463937B2; JP2001034051A; KR100359048B1; CN1274872A; EP1054303A2; US6370348B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entwicklungsvorrichtung zur Verwendung in einer Bildausbildung, die einen elektrofotografischen Prozess einsetzt, und auf eine Bildausbildungsvorrichtung, die mit dieser Entwicklungsvorrichtung versehen ist.
Stand der Technik
Wie in 10 gezeigt ist, ist als ein Beispiel einer derartigen Entwicklungsvorrichtung eine Entwicklungsvorrichtung, die einen Einkomponententoner (nachstehend als Toner bezeichnet), der ein Entwickler ist, bekannt geworden und ist zu praktischer Verwendung gelangt.
Eine derartige Entwicklungsvorrichtung ist mit einer Entwicklungshülse 3, die ein einen nicht magnetischen Entwickler tragendes Element ist, das auf einem Rohr ausgebildet ist, das aus Aluminium oder Edelstahl gefertigt ist, versehen und ein Magnet 4, der eine Vielzahl von magnetischen Polen N und S hat, die abwechselnd in seine Umfangsrichtung ausgebildet sind, ist fest innerhalb der Entwicklungshülse 3 angeordnet.
Die Oberfläche der Entwicklungshülse wird bearbeitet, um eine geeignete Oberflächenrauhigkeit zu haben, so dass eine gewünschte Menge an Toner getragen werden kann.
Eine elastische Klinge 8, die aus z.B. Urethangummi oder Silikongummi ausgebildet ist, ist als ein Entwicklerregulierelement an einem Stützplattenmetall (nicht gezeigt) an der Entwicklungshülse 3 fixiert und grenzt durch einen vorgegebenen Druck an die Umfangsfläche der Entwicklungshülse 3 an.
In einer derartigen Entwicklungsvorrichtung wird Toner 7, der durch die magnetische Kraft des Magnets 4 an der Entwicklungshülse 3 angezogen wird, auf der Entwicklungshülse 3 getragen, um durch Reibung aufgeladen zu werden; eine geeignete Menge des Toners 7 rutscht zwischen die Entwicklungshülse 3 und die elastische Klinge 8, um durch Reibung aufgeladen zu werden, während er durch die elastische Klinge 8 reguliert wird; und der Toner 7, der eine geeignete elektrische Ladung hat, die ihm gegeben ist, wird dann zu einem Entwicklungsbereich in der Nähe des Abschnitts getragen, in dem die Entwicklungshülse 3 der lichtempfindlichen Trommel 1 als ein ein latentes Bild tragendes Element gegenüber liegt, so dass der Toner 7 einer Entwicklung ausgesetzt ist.
Andererseits bewegt sich der Toner, der nicht einer Entwicklung ausgesetzt ist, zu dem oberen Abschnitt der elastischen Klinge 8, da die Entwicklungshülse 3 sich dreht und wieder in einen Tonerbehälter 6 zurückkehrt, der ein Entwicklerbehälter ist, so dass er in eine Richtung zirkuliert wird, die durch Pfeile in 10 angezeigt ist.
Ein Rührelement 10 als eine Rühreinrichtung ist ein Stangenelement, das eine kurbelartige Form hat, und seine beiden Enden dienen als eine Drehmitte, so dass das Rührelement in eine Richtung gedreht wird, die in 10 gezeigt ist.
Im übrigen ist es üblich, z.B. die Drehantriebskraft einer Antriebsquelle für die Entwicklungshülse 3 auf eine geeignete Drehzahl durch Verwendung eines Getriebezugs zu reduzieren, so dass das Rührelement 10 angetrieben wird, um gedreht und angewendet zu werden.
In einer derartigen Entwicklungsvorrichtung, die den magnetischen Einkomponententoner einsetzt, ist es bekannt, dass der Toner, der einen verhältnismäßig kleineren Partikeldurchmesser in dem Toner hat, der in dem Tonerbehälter enthalten ist, vorrangig verbraucht wird.
Wie z.B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 1-52182 offenbart ist, wird eine Ausbildung einer Trennwand in dem Tonerbehälter als eine Gegenmaßnahme vorgeschlagen, so dass eine kleine Kammer auf der Seite der Entwicklungshülse und eine Nachfüllkammer zum Nachfüllen des Toners in die kleine Kammer ausgebildet sind.
Dies kann verursachen, dass der Toner, der einen kleineren Partikeldurchmesser hat, vorrangig in der Anfangsstufe verbraucht wird und dass der mittlere Partikeldurchmesser des Toners in der kleinen Kammer steigt, aber der Toner in der kleinen Kammer ist mit dem Toner in der Nachfüllkammer im Gleichgewicht, um einen stabilen Übergang zu erreichen, wenn der Partikeldurchmesser des Toners in der kleinen Kammer ein vorgegebenes Niveau erreicht, wodurch verhindert wird, dass nach einer Weile der Partikeldurchmesser des Toners in der Nachfüllkammer steigt.
Wenn eine Trennwand in der Entwicklungsvorrichtung, die den magnetischen Einkomponententoner einsetzt, vorgesehen wird, wird jedoch die Tonerzirkulation in der Nähe der Entwicklungshülse 3 vergrößert, wie in 11 gezeigt ist, was den Vorteil der Trennwand 20 reduziert.
Das ist so, da die große Zirkulation des Toners 7 in dem Tonerbehälter 6 auf der Rückseite der Entwicklungshülse 3 verursacht, dass der Toner strömt, und der neue Toner zu der Entwicklungshülse 3 strömt, und ein Austauschen dieser Arten von Toner bedeutend wird, um ein Einströmen des Toners von dem oberen Abschnitt der Trennwand 20 zu provozieren.
Daher ist ein Einbau der Trennwand 20 in einer derartigen Entwicklungsvorrichtung schwierig.
Ferner führt in der vorstehend beschriebenen Entwicklungsvorrichtung eine kürzliche Reduzierung des Partikeldurchmessers des Toners, die auf das Hochqualitätsbild zielt, die die Reproduzierbarkeit je Punkt erhöht, zu einer derartigen Tendenz, dass die Anfangsbilddichte gesenkt wird. 12 ist ein Graph, der einen Anfangsbilddichteübergang zeigt, der durch einen Unterschied im mittleren Partikeldurchmesser des Toners in der vorstehend genannten Entwicklungsvorrichtung verursacht wird.
Wie in 12 gezeigt ist, wird, obwohl die Anfangsbilddichte in Bezug auf jeglichen Partikeldurchmesser in einer derartigen Entwicklungsvorrichtung dazu tendiert, gesenkt zu werden (was nachstehend als die Anfangsdichtesenkung bezeichnet ist), diese Tendenz auffallend, wenn der mittlere Partikeldurchmesser kleiner ist.
Das Anfangsdichteniveau ist nicht sehr bedeutend, wenn der mittlere Partikeldurchmesser nicht geringer als 8 μm ist, aber es kann in Frage kommen, dass dieses Niveau verbessert werden sollte, wenn der mittlere Durchmesser weniger als 8 μm oder insbesondere nicht mehr als 7 μm beträgt.
Gemäß einer Untersuchung der vorliegenden Erfinder ist als Grund für die Anfangsdichtesenkung aufgezeigt worden, dass der Toner, der einen verhältnismäßig kleinen Partikeldurchmesser in dem Toner hat, der in der Entwicklungsvorrichtung enthalten ist, dazu tendiert, bei der Stufe des in Gebrauch Bringens des Toners an der Entwicklungshülse konzentriert zu werden und die triboelektrische Verteilung des Toners, der auf die Entwicklungshülse geschichtet ist, hierdurch breit wird (ein Verhältnis des Toners, der die optimale Triboelektrizität zur Entwicklung hat, ist reduziert), womit die Entwicklungsfähigkeit reduziert ist. Da ein Vorhandensein des Toners, der einen kleinen Partikeldurchmesser hat, ein Problem wird, tritt dieses Phänomen erkennbar auf, wenn der mittlere Partikeldurchmesser des Toners kleiner wird.
Ferner ist ebenso aufgedeckt worden, dass ein derartiges Phänomen bedeutend wird, wenn Bilder von Mustern mit einem kleinen Verbrauch des Toners kontinuierlich ausgebildet werden (z.B. wird das Vollschwarz weiter dünn, unmittelbar nachdem die Bilder mit Vollweiß kontinuierlich ausgebildet worden sind).
D.h., da eine Menge des kleinen Tonerpulvers, das an der Entwicklungshülse aufgetragen ist, erhöht wird, wenn der Tonerverbrauch kleiner ist.
Daher kann eine Instabilität vorhanden sein, das eine Linienbreite, die Dichte und anderes des gedruckten Bildes abhängig von Mustern der Bilder, die in der vorstehend beschriebenen Entwicklungsvorrichtung auszubilden sind, variieren.
Als eine Einrichtung zum Verhindern einer derartigen Instabilität kann eine Vergleichmäßigung des Tonerpartikeldurchmessers (Ausscheiden des Partikeldurchmessers auf der Seite des feinen Pulvers während der Herstellung) in Betracht gezogen werden, aber dies verschlechtert ein Ausbeuteverhältnis während der Tonerherstellung, um die Kosten zu reduzieren, was keine praktikable Einrichtung sein kann.
Die US 5 287 151 offenbart eine Entwicklungsvorrichtung, in der ein Rührer intermittierend als eine Funktion einer Menge an Toner in dem Trichter auf der Grundlage der Förderfähigkeit, die in dem vorstehenden Experiment bestimmt ist, anzutreiben. Dieses Dokument offenbart ferner die Steuerung der Drehzahl und Frequenz und die Verwendung eines zusätzlichen Rührers.
In einer Entwicklungsvorrichtung, die in der JP 3 230 183 beschrieben ist, wird ein Rührer intermittierend in der Aufwärmzeit angetrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Fördern von Entwickler und eine Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, die fähig sind, eine stabile Entwicklung auszuführen, wenn Entwickler verwendet wird, der einen auf die Masse bezogenen mittleren Partikeldurchmesser hat, der nicht mehr als 7 μm beträgt.
Ein derartiges Verfahren ist in Anspruch 1 ausgeführt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Fördern von Entwickler und eine Entwicklungsvorrichtung zu schaffen, die verhindern können, dass eine Bilddichte gesenkt wird und unabhängig von einem Muster eines Bilds, das auszubilden ist, konstant zu erhalten, auch wenn ein Entwickler, der einen mittleren auf die Masse bezogenen Partikeldurchmesser von nicht mehr als 7 μm hat, eingesetzt wird.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen, ersichtlich.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht, die eine Bildausbildungsvorrichtung, die ein Verfahren zum Fördern des Entwicklers verwendet, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, die eine Entwicklungsvorrichtung, die in der Bildausbildungsvorrichtung vorgesehen ist, wie in 1 dargestellt, zeigt;
3 ist ein Zeitgebungsdiagramm, das eine Betriebszeitgebung einer Rühreinrichtung zeigt, die in der Entwicklungsvorrichtung vorgesehen ist, die in 2 in Bezug auf einen Bildausbildungsbetrieb dargestellt ist;
4 ist eine Schnittansicht, die die Entwicklungsvorrichtung in Fällen zeigt, in denen die Rühreinrichtung gestoppt ist;
5A ist ein Graph, der die Beziehung einer Menge zwischen einem Pulver eines Entwicklers auf einem Entwickler tragenden Element und einer Anfangsdichte eines Bilds in einer Bildausbildungsvorrichtung des Standes der Technik zeigt, die einen Entwickler einsetzt, der einen auf die Masse bezogenen mittleren Durchmesser von 5 μm hat; 5B ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Menge an feinem Pulver und der Anfangsdichte in der Bildausbildungsvorrichtung des Standes der Technik zeigt, die einen Entwickler einsetzt, der einen auf die Masse bezogenen mittleren Durchmesser von 8 μm hat; und 5C ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Menge an feinem Pulver und der Anfangsdichte eines Bilds in Fällen zeigt, in denen ein Rühren durch die Rühreinrichtung gestoppt ist;
6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Menge an feinem Pulver des Entwicklers auf dem Entwickler tragenden Element und der Anfangsdichte eines Bilds in Fällen zeigt, in denen die Rühreinrichtung intermittierend angetrieben wird, um zu drehen;
7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Menge an feinem Pulver des Entwicklers auf dem Entwickler tragenden Element und einer Dichte Δ zeigt;
8 ist eine Schnittansicht, die eine Entwicklungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine Schnittansicht, die eine Prozesskartusche gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine Schnittansicht, die eine Entwicklungsvorrichtung des Standes der Technik zeigt;
11 ist eine Schnittansicht, die eine Entwicklungsvorrichtung des Standes der Technik zeigt;
12 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Tonerpartikeldurchmesser und einem Anfangsbilddichteübergang eines Bilds zeigt; und
13 ist ein Graph, der A/B nach einem Drucken mit einem variierten Bildverhältnis zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bevorzugte Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Bildausbildungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen Bildausbildungsvorrichtungshauptkörper.
In einer derartigen Bildausbildungsvorrichtung, wie in 1 gezeigt, ist die Oberfläche einer lichtempfindlichen Trommel 1 als ein zylindrisches, ein latentes Bild tragendes Element, das sich in eine Richtung dreht, gleichförmig durch eine Ladungsvorrichtung 2 aufgeladen und ein latentes Bild wird dann auf der Oberfläche durch eine Exponiervorrichtung 102 ausgebildet.
Das latente Bild, das auf der lichtempfindlichen Trommel 1 ausgebildet ist, wird als ein Entwicklerbild durch Zuführen eines Entwicklers 7 auf die lichtempfindliche Trommel 1 durch Verwendung einer Entwicklungsvorrichtung visualisiert.
Es wird angemerkt, dass eine Vorspannungsversorgung (nicht gezeigt), die durch Überlagern einer Wechselstromvorspannung mit einer Gleichstromvorspannung erhalten wird, zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und einer Entwicklungshülse 3 angeschlossen ist, so dass eine geeignete Entwicklungsvorspannung zugeführt werden kann.
Unterdessen wird ein Übertragungsmaterial 104 als ein Aufzeichnungsmaterial durch eine Blattförderwalze 105, die mit dem Entwicklerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1 zu synchronisieren ist, durch eine Registrierwalze (nicht gezeigt) gefördert und dann zu einer Übertragungsvorrichtung 107 zugeführt.
Auf diese Weise wird das Entwicklerbild auf der lichtempfindlichen Trommel 1, das durch den Entwickler 7 visualisiert wird, auf das Übertragungsmaterial 104 durch die Übertragungsvorrichtung 107 übertragen.
Das Entwicklerbild, das auf das Übertragungsmaterial 104 übertragen worden ist, wird zusammen mit dem Übertragungsmaterial 104 zu einer Fixiervorrichtung 109 gefördert und die Fixiervorrichtung 109 gibt Wärme oder Druck auf das Entwicklerbild auf, so dass das Entwicklerbild fixiert wird, um ein aufgezeichnetes Bild zu sein.
Andererseits wird der Entwickler, der auf der lichtempfindlichen Trommel 1 nach einem Übertragungsprozess, ohne übertragen zu sein, verbleibt, von der lichtempfindlichen Trommel 1 durch eine Reinigungsvorrichtung entfernt, die eine Klinge 5 hat.
Danach wird die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 1 wieder durch die Ladungsvorrichtung 2 aufgeladen, um den vorstehend beschriebenen Prozess zu wiederholen. 2 zeigt einen schematischen Aufbau der Entwicklungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
Die Entwicklungsvorrichtung hat: einen Tonerbehälter als einen Entwicklerbehälter zum darin Fassen von Entwickler; eine Entwicklungshülse 3 als ein drehbares Entwickler tragendes Element, das so vorgesehen ist, um der lichtempfindlichen Trommel 1 gegenüberliegend zu sein, und das den Entwickler auf seiner Umfangsfläche trägt; und ein Rührelement 10 als eine drehbare Rühreinrichtung, die eine axiale Linie parallel zu einer axialen Richtung der Entwicklungshülse 3 hat und den Entwickler in dem Tonerbehälter 6 rührt.
Die Entwicklungshülse 3 ist eine nicht magnetische Aluminiumhülse, die einen Durchmesser von 16 mm (ϕ 16) hat, und hat eine Oberfläche, die mit einer Harzschicht beschichtet ist, die leitfähige Partikel enthält.
Eine Magnetwalze 4, die vier Pole in ihrer Umfangsrichtung hat, ist in der Entwicklungshülse 3 fixiert und vorgesehen.
Als ein einen Entwickler regulierendes Element 8 wird Silikongummi verwendet, so dass seine angrenzende Kraft relativ zu der Entwicklungshülse 3 30 gf/cm (30 × 10^–3 × 9,8 = 0,294 N/cm) bis 40 gf/cm (40 × 10^–3 × 9,8 = 0,392 N/cm) (angrenzende Last je 1 cm in eine Längsrichtung der Entwicklungshülse 3) wird.
Der Toner 7 ist ein magnetischer Einkomponententoner, der eine negative elektrostatische Eigenschaft hat.
Um den Toner 7 zu produzieren, werden Partikel magnetischen Materials, eines Mittels zum Steuern einer negativen Ladung und Wachs als seine Bestandteile zunächst verschmolzen und in einem korrosionsbeständigem Copolymer als ein Bindeharz geknetet; das geknetete Produkt wird abgekühlt und dann mit einer Hammermühle grob gemahlen; es wird ferner mit einer Strahlmühle grob gemahlen; das erhaltene grob gemahlene Produkt wird unter Verwendung der Windkraft klassifiziert, um ein klassifiziertes Pulver zu erhalten, das einen auf die Masse bezogenen mittleren Partikeldurchmesser von 6 μm hat; und ein feines Pulvermaterial aus einer hydrophoben Kieselerde wird zu einem klassifizierten Produkt gemischt, das den mittleren Partikeldurchmesser von 6 μm hat, unter Verwendung eines Henschel-Mischers, wodurch der Entwickler erhalten wird.
Zusätzlich wird als der Toner 7 der Entwickler, der den auf die Masse bezogenen mittleren Durchmesser in einem Bereich von 3,5 bis 7,0 μm (im Wesentlichen ungefähr 6 μm) hat, von dem vorstehend genannten Entwickler verwendet.
Hinsichtlich einer Entwicklungsvorspannung, die an der Entwicklungshülse angelegt ist, falls ein Spalt zwischen der lichtempfindlichen Trommel 1 und der Entwicklungshülse 3 von ungefähr 300 μm vorhanden ist, wird eine Wechselstromspannung, die eine rechtwinklige Welle Vpp von 1600 und eine Frequenz von 2200 Hz hat, mit einer Gleichstromspannung von –500 V, die anzulegen ist, überlagert.
Die lichtempfindliche Trommel 1 wird aufgeladen, um ein Ladungspotential Vd = –600 V und ein Potenzial an einem Laserexponierabschnitt Vl = –150 V zu haben, was in einer umgekehrten Entwicklung eines Vl Abschnitts resultiert.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Rührelement 10 intermittierend in Bezug auf eine Drehung der Entwicklungshülse 3 angetrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Steuerung auf eine derartige Weise bewirkt, dass das Rührelement 10 angetrieben wird, um jedes Mal, wenn die Bildausbildungsvorrichtung ein Drucken von 7 Seiten Drucken ausführt (7 mal je Bildausbildung), für eine Seite zu drehen.
3 zeigt eine Sequenz hinsichtlich der Steuerung über dem drehenden Antreiben des Rührelements 10.
Ein Stangenelement, das eine kurbelartige Form hat, wird als das Rührelement 10 verwendet und seine beiden Endabschnitte dienen als eine Drehmitte. Obwohl ein Verfahren zum Steuern eines Antriebs des Rührelements durch Vorsehen einer Antriebsquelle, die ausschließlich für das Rührelement verwendet wird, verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann ein Steuerantrieb des Rührelements wirksam eine Zufuhr des Toners zu der Entwicklungshülse einstellen und das Dichte senkende Phänomen verhindern, das durch das Einströmen einer großen Menge des neuen Toners verursacht wird, der an der Rückseite des Entwicklerbehälters vorgelegt wird.
Das Nachstehende beschreibt ein Ergebnis einer Untersuchung, die durch die gegenwärtigen Erfinder in Bezug auf das Rührelement und die Bildeigenschaften durchgeführt wurden.
Es wird vorausgesetzt, dass die Entwicklungsvorrichtung und die Bildausbildungsvorrichtung, die in dieser Untersuchung verwendet werden, die vorstehend beschriebenen Konfigurationen haben. Es wird angemerkt, dass detaillierte Untersuchungsbedingungen wie nachstehend sind.
(Untersuchungsbedingungen)

Untersuchungsumgebung: Temperatur von 23°C, Feuchtigkeit 60%
Prozessgeschwindigkeit der Bildausbildungsvorrichtung: 80 mm/s
Maximaler Drehkurvenkreisdurchmesser des Rührelements (D): 30 mm
Drehzahl des Rührelements: 12 U/min (12/60 = 0,2 1/s)

Zusätzlich hat der Toner, der in dieser Untersuchung verwendet wird, den auf die Masse bezogenen mittleren Partikeldurchmesser von 6,0 μm und sein Bestandteil des feinen Pulvers, das den auf die Masse bezogenen mittleren Partikeldurchmesser von nicht mehr als 3,0 μm hat, beträgt 13%.
(1) Druckmuster, Zahl der Blätter (Zahl der Blätter mit Größe A4) und Bilddichte
Zunächst wurde erst eine Zahl von Vollweiß gedruckten Blättern, eine Dichte bei Vollschwarz und eine Partikelgröße des Toners auf der Hülse unter Verwendung der Entwicklungsvorrichtung des Stands der Technik als ein Vergleichsbeispiel gemessen.
(Verfahren der Untersuchung)

1. Das vollschwarze Bild wird für 5 Bilder ausgebildet und die Bilddichte, der auf die Masse bezogene mittlere Partikeldurchmesser des Toners auf der Entwicklungshülse und eine Menge des feinen Pulvers werden gemessen.

Es wird angemerkt, dass ein Mcbeth Reflektionsdensitometer (durch Mcbeth Co. hergestellt) für die Dichtemessung verwendet wurde.
Ein Bildverhältnis des Druckmusters wurde dann geändert und ein Drucken wurde für 10 Seiten der Größe A4 ausgeführt. Danach wurden die Dichte bei Vollschwarz und die Partikelgröße des Toners auf der Hülse gemessen. 13 zeigt das Ergebnis. Es wurde ein Bildmuster wie beispielsweise dem von 10% eines Bildverhältnisses: eine horizontale Linie mit einem Punkt und neun Leerzeichen, 20% des gleichen: eine horizontale Linie mit zwei Punkten und acht Leerzeichen, verwendet. Nach einem Drucken eines Musters, das ein niedriges Bildverhältnis hat, wird A/B groß und die Bilddichte bei Vollschwarz wird gesenkt. Wenn das Bildverhältnis nicht mehr als ungefähr 20% beträgt, wird dieses Phänomen vorherrschend.
Es wird angemerkt, dass das Bildverhältnis ein Verhältnis einer Bildfläche, die auf jedem von einem Aufzeichnungsmaterial (Größe A4) ausgebildet ist, zu einer Papierfläche von einer Größe A4.
Ferner zeigt 5B ein Ergebnis der Untersuchung ähnlich zu der vorstehend Ausgeführten durch Verwendung des Toners, der die mittlere Partikelgröße von 8 μm hat. In diesem Fall ist, obwohl es eine derartige Tendenz gibt, dass eine Menge des feinen Pulvers auf der Entwicklungshülse durch das Passieren des Papiers, das ein Bild mit einem niedrigen Druckverhältnis darauf ausgebildet hat, erhöht ist und die Entwicklungsfähigkeit hierdurch verringert ist, die Reduzierung der Dichte klein. Ferner kann, da die Dichte nicht geringer als 1,4 ist, das ausreichende Qualitätsniveau erhalten werden.
Als die Bilddichte bei Vollschwarz kann ein Wert von nicht weniger als 1,40 einem Hochqualitätsbild genügen.
Ferner ist dieser Wert bestimmt, um die Dichte und die Menge des feinen Pulvers des nullten gedruckten Blatts anzeigen, dass in 5A und 5B gezeigt ist.

2. Nachdem die Bilder mit Vollweiß auf n Blättern ausgebildet sind, werden der auf die Masse bezogene mittlere Partikeldurchmesser und die Menge des feinen Pulvers des Toners auf der Entwicklungshülse gemessen. Das vollschwarze Bild wird dann auf einem Blatt ausgebildet, um die Bilddichte zu messen.

Im übrigen wird hinsichtlich der Messung des auf die Masse bezogenen mittleren Partikeldurchmessers und der Menge des feinen Pulvers des Toners an der Entwicklungshülse eine Tonerprobe auf der Entwicklungshülse gesammelt, um die Menge des feinen Pulvers zu messen und ein Coulter Multisizer (hergestellt durch Coulter Inc.) wird verwendet, um den Partikeldurchmesser zu messen.
Zusätzlich wird ein Mengenverhältnis der Partikeldurchmesser von nicht mehr als 3,0 μm (nicht mehr als M/2 unter der Annahme, dass der auf die Masse bezogene mittlere Partikeldurchmesser des Originaltoners M ist) als die Menge des feinen Pulvers bestimmt.
Ferner wird angenommen, dass die Menge des feinen Pulvers des Toners auf der Entwicklungshülse A (%) ist und die Menge des feinen Pulvers in dem Tonerbehälter B (%) ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist A = 13% erreicht.
(Ergebnisse)
5A zeigt das Ergebnis, das erhalten wird, wenn der auf die Masse bezogene mittlere Partikeldurchmesser von 6,0 μm verwendet wird.
Wie in 5A gezeigt ist, wenn das vollschwarze Bild ausgebildet wird, ist das feine Pulver an der Entwicklungshülse verbraucht und reduziert, und die Bilddichte ist hierdurch ausreichend erhöht. Ein passieren des Papiers, das das vollweiße Bild (Niedrigdruck) darauf ausgebildet hat, verursacht, dass die Menge an A des feinen Pulvers an der Entwicklungshülse erhöht wird, was beides reduziert, die Entwicklungsfähigkeit und die Bilddichte.
In der allgemeinen Entwicklungsvorrichtung des Stands der Technik ist A/B auf ungefähr 2,0 gesetzt.
Ferner ist gefunden worden, dass die Reduzierung des durchschnittlichen Partikeldurchmessers des Toners einen erheblichen Effekt einnimmt.
(2) Stopp des Rührens
5C zeigt ein Ergebnis, das durch Stoppen des Rührens erhalten wird, das durch Antreiben des Rührelements verursacht wird, um die Messung gleichermaßen wie vorstehend auszuführen.
Wie in 5C gezeigt ist, ist aufgedeckt worden, dass ein Stoppen des Rührens selten die Menge des feinen Pulvers des Toners an der Entwicklungshülse erhöht, obwohl das Blatt, das das Niedrigdruckbild darauf ausgebildet hat, durchgekommen ist, und dass die Bilddichte ausreichend hoch ist.
Ferner ist entdeckt worden, dass, wenn das Rühren durch das Rührelement gestoppt ist, die Tonerzirkulation in dem Tonerbehälter groß wird und in der Nähe der Entwicklungshülse sehr klein wird, wie in 4 gezeigt ist.
Andererseits wird, wenn das Rührelement in Verbindung mit einer Drehung der Entwicklungshülse dreht, da eine Drehung des Rührelements den Toner in dem Tonerbehälter auflockert, Luft in den Toner gemischt, um einen Spalt zu erzeugen, und eine Zirkulation des Toners wird groß, wie in 10 gezeigt ist, was einen Austausch mit dem Toner aktiviert, der von der Entwicklungshülse zurückkehrt.
Es kann in Betracht gezogen werden, dass der feine Toner dementsprechend auf der Entwicklungshülse gesammelt wird.
(3) Intermittierender Antrieb der Rührung
Die Partikelgrößenverteilung des Toners auf der Entwicklungshülse und Reduzierung der Bilddichte nach einem Passieren des vollwweißen Blattes wurde in Fällen untersucht, in denen das Rührelement intermittierend im Bezug auf eine Drehung der Entwicklungshülse angetrieben wurde.
Insbesondere wurde die Steuerung bewirkt, so dass das Rührelement angetrieben wurde, um jedes mal, wenn n Seiten gedruckt sind, für eine Seite zu drehen und die Bilddichte und A/B wurden nach einem Drucken von 20 Blättern des vollweißen Originalmanuskripts gemessen, in dem das Bildverhältnis 0 % beträgt. 6 zeigt das Ergebnis.
Bezugnehmend auf 6 ist gefunden worden, dass die Tonerschicht auf der Entwicklungshülse stabilisiert ist und eine Reduktion in der Bilddichte unterdrückt werden kann, wenn die Zeit, in der das Rührelement gestoppt ist, verlängert ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Steuerung ausgeführt, so dass das Rührelement angetrieben wird, um jedes Mal, wenn 7 Seiten gedruckt sind, für eine Seite zu drehen.
Wenn die Zeit zum Antreiben des Rührens gesteuert wird, so dass das Rührelement angetrieben wird, um jedes Mal, wenn 5 oder mehr Seiten gedruckt sind, für eine Seite zu drehen, kann eine Reduzierung in der Dichte ausreichend minimiert werden.
Obwohl die geeigneten Werte sich abhängig von einer Form des Tonerbehälters, einer Tonermenge, einer Druckgeschwindigkeit und einem Drehdurchmesser des Rührelements unterscheiden können, wenn die Steuerung zum Antreiben des Rührelements gesetzt ist, so dass die Menge des feinen Pulvers der Tonerschicht auf der Entwicklungshülse angemessen wird, kann eine Reduzierung der Dichte nach einem Drucken des Niedrigdruckmusters ausreichend unterdrückt sein, wodurch dies zu einer Stabilisierung führt.
Hinsichtlich der Steuerung des Rührens kann, neben dem Verfahren zum Antreiben, um eine vorgegebene Zahl von Umdrehungen zu verursachen, wenn eine Zahl von gedruckten Blättern einen gegebenen Wert wie in diesem Ausführungsbeispiel erreicht, ein Rühren angetrieben werden, wenn eine Zahl von Umdrehungen des entwicklertragenden Elements einen gegebenen Wert erreicht. Alternativ können zwei Arten von Information, d.h. eine Zahl von gedruckten Blättern und eine Zahl von Umdrehungen des entwicklertragenden Elements kombiniert werden, um das Rührelement anzutreiben.
Ferner kann, wenn die Steuerung bewirkt wird, so dass das Rührelement angetrieben wird, um für eine vorgegebene Anzahl von Malen zu drehen, wenn eine Zahl von Punkten zu entwickeln ist (eine Zahl von gedruckten Punkten eines gedruckten Bildes), z. B. ein integrierter Wert der Exponierzeit durch eine Exponiereinrichtung (Laserstrahlemittierzeit und dergleichen) einen vorgegebenen Wert erreicht, die geeignete Steuerung in Übereinstimmung mit einem Druckverhältnis eines gedruckten Bilds ausgeführt werden.
7 zeigt die Beziehung zwischen A/B und eine Reduzierung der Bilddichte Δ (die Dichte bei Vollschwarz des nullten vollweißen Blatts – die Dichte bei Vollschwarz nach Passieren von 20 vollweißen Bildern, die in 5 gezeigt ist). Es wird bestimmt, dass Δ von nicht mehr als 0,1 das Bildqualitätsniveau erfüllen kann.
Wie in 7 gezeigt ist, ist es ersichtlich, dass Δ ausreichend klein ist, wenn A/B ≤ 1,5 ist.
Die vorstehend genannte Untersuchung wurde durch Verwenden des Toners ausgeführt, der den ursprünglichen auf das Gewicht bezogenen mittleren Partikeldurchmesser von 0,5 μm und einen Bestandteil des feinen Pulvers, dessen Größe nicht mehr als 2,5 μm beträgt, von 16 hat. Wie gleichermaßen zu diesem Ausführungsbeispiel, wenn das Mengenverhältnis des Toners, der die Größe von nicht mehr als 2,5 μm hat, innerhalb des Bereichs von 1,0 ≤ A/B ≤ 1,5 ist, kann eine Reduzierung der Dichte nach einem Drucken des Niedrigdruckmusters ausreichend unterdrückt werden.
Ferner wurden die gleichen Vorteile in dem intermittierenden Antreiben des Rührelements erhalten.
Wie vorstehend beschrieben ist, unter der Annahme, dass der auf die Masse bezogene mittlere Partikeldurchmesser des ursprünglichen Toners M ist; ein Mengenverhältnis des Partikeldurchmessers von nicht mehr als M/2 des Toners, der auf die Entwicklungshülse aufgetragen ist, A(%) ist; und ein Mengenverhältnis des Partikeldurchmessers von nicht mehr als M/2 des Entwicklers in dem Tonerbehälter B(%) ist, wenn die Steuerung bewirkt wird, so dass ein Rühren intermittierend im Bezug auf eine Drehung der Entwicklungshülse angetrieben wird, wird die Tonerschicht in dem Bereich von 1,0 ≤ A/B ≤ 1,5 ausgebildet. Dementsprechend ist es möglich, zu verhindern, dass die Bilddichte nach einem Drucken des Niedrigdruckmusters gesenkt wird und die konstant stabile Dichte erhalten wird, obwohl der magnetische Einkomponentenentwickler, der den auf die Masse bezogenen mittleren Partikeldurchmesser von nicht mehr als 7 μm hat, verwendet wird.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Es wird angemerkt, dass gleiche Bezugszeichen gleiche Teile ähnlich zu diesen in dem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnen, um deren Erläuterung zu vermeiden.
Wie in 8 gezeigt ist, ist dieses Ausführungsbeispiel dadurch gekennzeichnet, dass ein Element 10, das von der Entwicklungshülse weit entfernt ist, gleichermaßen zu dem ersten Ausführungsbeispiel intermittierend angetrieben wird, ebenso wie dass das Rührelement, das am nächsten zur Entwicklungshülse ist, an dem Boden des Tonerbehälters angeordnet ist und sein Drehradius klein gesetzt ist, so dass dieser Antrieb mit dem der Entwicklungshülse verzahnt ist.
Da das Rührelement, das am nächsten zu der Entwicklungshülse ist, an dem Boden des Tonerbehälters angeordnet ist, und sein Drehradius klein gesetzt ist, ist es nicht fähig eine große Menge an neuem Toner zu der Entwicklungshülse zuzuführen, sogar wenn es dreht.
Der Toner in der Nähe der Entwicklungshülse kann vermischt werden, was jedoch eine Gleichmäßigkeit der Bilddichte weiter verbessern kann.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann jedoch gemäß diesem Ausführungsbeispiel verhindert werden, dass die Bilddichte nach einem Drucken des Niedrigdruckmusters gesenkt wird, um die konstant stabile Dichte zu erhalten, obwohl der magnetische Einkomponentenentwickler, der den auf die Masse bezogenen mittleren Partikeldurchmesser von nicht mehr als 7 μm hat, verwendet wird. Ferner kann die Gleichmäßigkeit der Dichte verbessert sein.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Es wird angemerkt, das gleiche Bezugszeichen Strukturen ähnlich zu diesen des ersten Ausführungsbeispiels bezeichnen, weshalb die Erläuterung weggelassen ist. Eine Charakteristik dieses Ausführungsbeispiels liegt darin, dass die Entwicklungshülse, die im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, in einer integralen Kartusche vorgesehen ist, die zusammen mit der lichtempfindlichen Trommel, der Reinigungseinrichtung und der Ladungsvorrichtung ersetzt werden kann.
9 zeigt ein Beispiel dieser integralen Kartusche.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Entwicklungsvorrichtung, die lichtempfindliche Trommel 1, die Reinigungsvorrichtung und die Ladungsvorrichtung 2 durch Verwenden einer äußeren Baugruppe 100 integriert, die als die integrale Kartusche bestimmt ist.
Die vorstehend beschriebene integrale Kartusche ist konstruiert, so dass die Lebensdauer ihrer Bestandteile im Wesentlichen gleichzeitig ablaufen, wenn der Toner 7 aufgebraucht ist.
Daher kann das konstant stabile Bild erhalten werden, während der Toner in der integralen Kartusche vorhanden ist, und die Entwicklungsvorrichtung, die lichtempfindliche Trommel, die Reinigungseinrichtung und die Ladungsvorrichtung sind integriert, was zu einem derartigen Vorteil führt, dass ein Anwender leicht die Kartusche ersetzen kann.
Wenn das Rührelement 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in der Entwicklungsvorrichtung innerhalb der integralen Kartusche aufgebraucht ist, kann ein derartiger Vorteil, wie dass die stabile Dichte erhalten werden kann, von der Anfangsstufe zu dem ursprünglichen Vorzug der integralen Kartusche hinzugefügt werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch geeignetes Ausbilden der Partikelgrößenverteilung der Entwicklerschicht, die auf dem Entwickler tragenden Element ausgebildet ist, verändert werden, dass die Bilddichte, die nach einem Drucken des Niedrigdruckmusters erhalten wird, gesenkt wird, sogar wenn der magnetische Einkomponententoner, der den auf die Masse bezogenen mittleren Partikeldurchmesser von nicht mehr als 7 μm hat, verwendet wird, und die Entwicklungsvorrichtung oder die Bildausbildungsvorrichtung, die die konstant stabile Dichte erzielen kann, kann geschaffen werden.

Claims

Verfahren zum Fördern von Entwickler (7) zu einem Entwickler tragenden Element (3) in einer Entwicklungsvorrichtung mit den Schritten: – Bereitstellen von Entwickler (7), der einen mittleren auf das Gewicht bezogenen Partikeldurchmesser M von nicht mehr als 7 μm in einem Entwickler enthaltenden Abschnitt (6) hat, wobei ein feines Pulver des Entwicklers ein Mengenanteil von Partikeldurchmessern von nicht mehr als M/2 ist; – intermittierendes Bewegen eines Rührelements (10), das in dem Entwickler enthaltenden Abschnitt (6) angeordnet ist, zum Rühren des Entwicklers (7); – Setzen einer Menge an feinem Pulver auf das Entwickler tragende Element (3) entsprechend der Beziehung A/B ≤ 1,5 durch Steuern der intermittierenden Bewegung des Rührelements (10) in Übereinstimmung mit einer Zahl an Umdrehungen des Entwickler tragenden Elements (3) oder in Übereinstimmung mit der Anzahl an gedruckten schwarzen Punkten, wobei A der Anteil von deinem Pulver an dem Entwickler tragenden Element (3) ist und B der Anteil von feinem Pulver in dem Entwickler enthaltenden Abschnitt (6) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei A und B eine Beziehung von 1,0 ≤ A/B erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Entwickler ein magnetischer Einkomponentenentwickler ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Bewegung des Rührelements eine Drehung ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Rührelement (10) sich unabhängig von dem Entwickler tragenden Element (3) dreht.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das Rührelement (10) sich jedes Mal bewegt, wenn die Zahl der gedruckten Blätter eine vorgegebene Zahl an Blättern erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein anderes Rührelement (12) an einer Position näher zu dem Entwickler tragenden Element (3) als das Rührelement (10) vorgesehen ist, wobei das andere Rührelement (12) mit dem Entwickler tragenden Element (3) zusammenwirkt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Rührelement (10) und das andere Rührelement (12) sich drehen und ein Radius der Drehung des anderen Rührelements (12) kleiner als ein Radius der Drehung des Rührelements (10) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Entwicklungsvorrichtung in einer Einheit mit einem Bild tragenden Element (1) ausgeführt ist und an einem Hauptkörper einer Bilderzeugungsvorrichtung abnehmbar anbringbar ist.