DE60320157T2

DE60320157T2 - Entwicklerträger mit Oberflächenvertiefungen, Entwicklungsapparat mit Entwicklerträger sowie Bilderzeugungsapparat mit diesem Entwicklungsapparat

Info

Publication number: DE60320157T2
Application number: DE60320157T
Authority: DE
Inventors: Junichi Ohta-ku Terai
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2023-02-05
Also published as: EP1333338A3; US20030170050A1; US6681092B2; JP2003295599A; CN1437078A; EP1333338A2; DE60320157D1; CN1251032C; EP1333338B1

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Erfindung beansprucht Priorität auf die japanische Patentanmeldung Nr. 2002-026842 , angemeldet beim japanischen Patentamt am 04. Februar 2002 und die japanische Patentanmeldung Nr. 2003-000118 , angemeldet beim japanischen Patentamt am 06. Januar 2003.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entwicklungsvorrichtung und einen Bilderzeugungsapparat, der die Entwicklungsvorrichtung umfasst, wie zum Beispiel einen Kopierer, einen Drucker, ein Faxgerät oder einen anderen ähnlichen Bilderzeugungsapparat und insbesondere auf einen Entwicklerträger in der Entwicklungsvorrichtung, der Entwickler hierauf trägt, um ein latentes Bild zu entwickeln, das auf einem Bildträger erzeugt wird.
Diskussion des Hintergrunds
Bei einer Hintergrund-Entwicklungsvorrichtung, die ein latentes Bild entwickelt, das auf einem Bildträger mit einem Entwickler in einem Bilderzeugungsapparat erzeugt wird, wie zum Beispiel einem Kopierer, einem Drucker, einem Faxgerät oder einem anderen ähnlichen Bilderzeugungsapparat, der Bilder bei einer hohen Geschwindigkeit oder einer mittleren Geschwindigkeit erzeugt, wird eine Oberfläche einer Entwicklungshülse als ein Beispiel eines Entwicklerträgers einer Sandstrahlbehandlung oder einer Rillenbehandlung ausgesetzt, um eine entsprechende Oberflächenrauigkeit weiterzugeben. Eine derartige Behandlung wird ausgeführt, um die Abnahme der Bilddichte zu verhindern, die durch den Entwickler verursacht wird, der verrutscht und auf der Entwicklungshülse zurückbleibt, die bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert.
In dem Fall der Sandstrahlbehandlung können Materialien einer Entwicklungshülse Aluminium, Blech, Edelstahl, leitender Kunststoff, etc. sein. In Anbetracht der Kosten und Genauigkeit der Form wird Aluminium allgemein als das Material der Entwicklungshülse verwendet. Wenn eine Oberfläche einer Entwicklungshülse, die aus Aluminium besteht, einer Sandstrahlbehandlung ausgesetzt wird, werden konkave/konvexe Abschnitte auf der Oberfläche der Entwicklungshülse durch Aufspulen von abreibenden Körnern auf der Oberfläche einer kalten Aluminiumröhre in einer Form einer Hülse ausgebildet, die bei einer hohen Temperatur extrudiert wurde. Die Oberflächenrauigkeit der Entwicklungshülse liegt im Allgemeinen in einem Bereich von etwa 5 μm bis 15 μm auf einer zehn Punkte mittleren Oberflächenrauigkeits(Rz)-Skala, welche in JIS (Japanese Industrial Standards) beschrieben wird. Bei der Entwicklungshülse, die einer Sandstrahlbehandlung ausgesetzt wird, wird der Entwickler, obwohl die Entwicklungshülse bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert, in konkaven/konvexen Abschnitten gefangen, die auf der Oberfläche der Entwicklungshülse ausgebildet sind, und dadurch wird das Verrutschen des Entwicklers auf der Oberfläche der Entwicklungshülse vermieden.
Jedoch werden in der Entwicklungshülse, die einer Sandstrahlbehandlung ausgesetzt wird, konkave/konvexe Abschnitte auf der Oberfläche der Entwicklungshülse mit der Zeit abgerieben, dadurch wird eine Entwicklerbeförderungsfähigkeit der Entwicklungshülse verschlechtert. Daher tritt ein Problem der Haltbarkeit und Lebensdauer der Entwicklungshülse auf. Ein derartiges Problem einer Lebensdauer kann verbessert werden, indem rostfreier Stahl als ein Material für eine Entwicklungshülse verwendet wird, der eine hohe Härte aufweist, oder durch Ausführen einer Härtebehandlung an einer Oberfläche der Entwicklungshülse. Jedoch erhöhen diese Ergebnisse die Kosten.
In dem Fall der Rillenbehandlung können Materialien einer Entwicklungshülse Aluminium, Blech, rostfreier Stahl, gleitender Kunststoff, etc. sein. In Anbetracht von Kosten und Genauigkeit wird, ähnlich wie bei der Sandstrahlbehandlung, im Allgemeinen Aluminium als das Material der Entwicklungshülse verwendet. Wenn eine Oberfläche einer Entwicklungshülse, die aus Aluminium besteht, einer Rillenbehandlung ausgesetzt wird, wird eine Aluminiumröhre in einer Form einer Hülse, die bei einer hohen Temperatur extrudiert wird, abgekühlt, und Rillen werden auf der Oberfläche der Aluminiumröhre in einer Form einer Hülse durch Verwenden eines Gesenks ausgebildet. Jede der Rillen weist typischerweise einen Querschnitt einer trapezförmigen Form, einer V-Form oder U-Form, etc. auf. Die Tiefe von jeder der Rillen, die von der Oberfläche der Entwicklungshülse aus gemessen wird, liegt bei etwa 0,2 mm. Die Anzahl von Rillen auf der Entwicklungshülse, die einen äußeren Durchmesser von zum Beispiel 25 mm aufweist, beträgt typischerweise 50. Bei der Entwicklungshülse, die einer Sandstrahlbehandlung ausgesetzt wird, wird Entwickler, obwohl die Entwicklungshülse bei einer hohen Geschwindigkeit rotiert, Entwickler in Hüllen gefangen, die auf der Oberfläche der Entwicklungshülse ausgebildet sind und dadurch wird das Verrutschen des Entwicklers auf der Oberfläche der Entwicklungshülse vermieden. Verglichen mit der Entwicklungshülse, die der Sandstrahlbehandlung ausgesetzt wird, werden Rillen selbst in einer langen Dauer der Verwendung nicht groß abgerieben und die Entwicklungshülse kann den Entwickler stabil befördern.
Jedoch treten in der Entwicklungshülse, die der oben beschriebenen Rillenbehandlung ausgesetzt wird, periodische Variationen typischerweise in einer Bilddichte auf, die durch Rillen verursacht werden, d. h. eine ungleichmäßige Dichte in einer Form eines Rillenabstands (nachstehend einfach als „rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte" bezeichnet). Im Allgemeinen verbessert sich, wenn eine Tiefe von Rillen zunimmt, die Entwicklerbeförderungsfähigkeit einer Entwicklungshülse, aber die rillenabstandsmäßige ungleichmäßige Dichte neigt dazu, aufzutreten. Andererseits neigt, wenn eine Tiefe von Rillen abnimmt, die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte nicht dazu, aufzutreten, aber die Entwicklerbeförderungsfähigkeit einer Entwicklungshülse verschlechtert sich. Speziell neigt in jüngster Zeit, da eine Bildreproduzierbarkeit aufgrund der verbesserten Bilderzeugungstechniken der Entwicklung verbessert wurden, wobei kleinpartikelförmiger Toner und Träger verwendet wurden, und eine Entwicklung durch eine Entwicklungsvorrichtung, welcher ein Bildträger und ein Entwicklerträger dicht beieinander bereitgestellt wurden, die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte dazu, aufzutreten.
Um das Auftreten einer rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte zu verhindern und eine Entwicklerbeförderungsfähigkeit einer Entwicklungshülse aufrechtzuerhalten, hat der Erfinder einer Entwicklungshülse vorgeschlagen, in welcher eine Tiefe von jeder der Rillen in einem optimalen Bereich eingestellt ist. Bei diesem vorgeschlagenen Entwicklerträger wird eine Tiefe von allen Rillen so eingestellt, um relativ kleiner als vorher zu sein, speziell in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm.
Jedoch trat, wenn eine Bilderzeugungsoperation durch Verwenden des oben beschriebenen vorgeschlagenen Entwicklerträgers ausgeführt wurde, eine ungleichmäßige Bilddichte in einer relativ langen Periode auf, entsprechend einer Umdrehung des Entwicklerträgers (hierin nachstehend als eine „periodische ungleichmäßige Bilddichte"). Als ein Grund für eine derartige periodische ungleichmäßige Bilddichte ist eine Exzentrizität des Entwicklerträgers angesehen worden, ein Umfang von Exzentrizität des Entwicklerträgers wurde gemessen. Jedoch war der gemessene Umfang an Exzentrizität des Entwicklerträgers nicht in einem Grad, welcher die periodische ungleichmäßige Bilddichte verursacht.
Daher ist es wünschenswert, einen Entwicklerträger bereitzustellen, der eine Vielzahl von Rillen auf einer Oberfläche hiervon aufweist und keine periodische ungleichmäßige Bilddichte verursacht.
EP 1 107 074 A2 bezieht sich im Allgemeinen auf einen Entwicklungsapparat zur ionografischen oder elektrofotografischen Bildgebung und Druckapparaten und -maschinen und insbesondere bezieht sich auf eine magnetische Entwicklungsrolle, die eine Edelstahlhülse aufweist. Eine bezogene magnetische Edelstahlentwicklungsrolle, die eine beschichtungsfreie Entwickler aufnehmende Oberfläche aufweist. Ein Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Entwicklungsrolle zieht sie aus rostfreiem Stahl durch einen Kaltziehprozess durch eine Form. Die rostfreien Stahlrollen werden so gezogen, um eine gewünschte gerillte Oberflächenende aufzuweisen, Durchmesser, Gradlinigkeit, Auslauf und anderen mechanischen Toleranzanforderungen.
JP 05-249833 bezieht sich auf eine Bilderzeugungsvorrichtung. Die Tiefe d, das Intervall (Mittelpunkt zu Mittelpunkt) P (der Abstand der Rille in der Drehrichtung der Entwicklungsrolle und die Breite W der Rillen auf den Oberflächen der Entwicklungsrollen werden so ausgebildet, um folgende Bedingungen zu erfüllen. Das Intervall P und die Breite W werden so eingestellt, dass die Anzahl n der Rillen, die sich durch ein identisches latentes Bild ziehen (n) ≥ 1,0 werden.
EP 0 387 036 A2 bezieht sich auf eine Entwicklungshülse für eine magnetische Bürstenentwicklungseinheit, die in einem Bilderzeugungsapparat, wie zum Beispiel einem elektrofotografischen Kopierer oder Ähnlichem verwendet wird. Eine Entwicklungshülse für eine magnetische Bürstenentwicklungseinheit, die mit einer Vielzahl von axialen parallelen Rillen bereitgestellt wird, die bei einem vorbestimmten Abstand in der Umfangsrichtung zur Oberfläche hiervon ausgebildet sind, ist offenbart. Sowohl die Rillen als auch der Grenzabschnitt zwischen jeder Rille und ihrer angrenzenden Umfangsoberflächenkurve graduell und sanft im Abschnitt in der Umfangsrichtung der Entwicklungshülse gebogen bzw. gekrümmt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend eines Aspekts der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung eines latenten Bildes, das auf einem Bildträger mit einem Entwickler erzeugt wird, einen Entwicklerträger, der konfiguriert ist, um den Entwickler von der Oberfläche des Entwicklerträgers zu tragen. Vorzugsweise werden eine Vielzahl von Rillen, die sich in einer longitudinalen Richtung des Entwicklerträgers erstrecken, auf der Oberfläche des Entwicklerträgers ausgebildet und eine Ungleichmäßigkeit (%) in einer Tiefe der Rillen auf der Oberfläche des Entwicklerträgers, die durch folgende Berechnung erhalten wird, beträgt ±40% oder weniger und vorzugsweise ±30% oder weniger: ±{(A – B)/2}/Cwobei A eine maximale Tiefe der Rillen ist, B eine minimale Tiefe der Rillen und C eine durchschnittliche Tiefe der Rillen.
Alternativ oder zusätzlich zu den obigen Merkmalen der Ungleichmäßigkeit in einer Tiefe der Rillen ist die Ungleichmäßigkeit in einer Tiefe der Rillen ±1% oder größer oder vorzugsweise ±5% oder größer.
Alternativ oder zusätzlich zu wenigstens einem der obigen Merkmale ist die Tiefe der Rillen auf der Oberfläche des Entwicklerträgers größer als 0,01 mm oder 0,02 mm und vorzugsweise größer als 0,05 mm. Alternativ oder zusätzlich zu wenigstens einem der oben erwähnten Merkmale ist die Tiefe der Rillen kleiner als 0,3 mm und vorzugsweise kleiner als 0,15 mm.
Alternativ oder zusätzlich zu wenigstens einem der obigen Merkmale weist der Entwicklerträger Rillen einer besonderen Form auf. Die Form ist vorzugsweise so, dass die Tiefen von den Kanten der Rillen in Richtung auf den tiefsten Teil der Rillen zunehmen. Vorzugsweise ist die Form V-fömig.
Alternativ oder zusätzlich zu wenigstens einem der oben erwähnten Merkmale ist der mittlere Volumenpartikel-Durchmesser von Toner kleiner als 10 μm und vorzugsweise kleiner als 8,5 μm. Zusätzlich oder alternativ zu wenigstens einem der oben erwähnten Merkmale ist der mittlere Volumendurchmesser der magnetischen Partikel kleiner als 100 μm oder kleiner als 80 μm und vorzugsweise kleiner als 60 μm.
Zusätzlich oder alternativ zu den oben erwähnten Merkmalen ist der Abstand der Rillen so, dass ihre entsprechenden Tonerbilder auf einem Bildträger einen Abstand von weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,8 mm und noch bevorzugter als 0,6 mm aufweist. Alternativ oder zusätzlich zu wenigstens einem der oben erwähnten Merkmale ist die räumliche Frequenz, die durch die Rillen bewirkt wird, 1,0 Zyklen/mm oder größer als 1,3 Zyklen/mm oder größer und vorzugsweise 1,5 Zyklen/mm oder größer.
Vorzugsweise weisen ein Entwicklerträger, eine Entwicklungsvorrichtung, ein Bilderzeugungsapparat und/oder eine Prozesspatrone wenigstens eines der oben erwähnten Merkmale auf.
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung noch deutlicher, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird. Die Bereiche sind unten erwähnt oder in den Ansprüchen, die die bevorzugten Bereiche darstellen. Jedoch werden breitere Bereiche als innerhalb des Geltungsbereiches der vorliegenden Erfindung betrachtet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und viele der begleitenden Vorteile hiervon wird leicht verstanden, da dieselben durch Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden, für welche Folgendes gilt:
1 ist eine schematische Ansicht einer Hauptauslegung eines Druckers entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Ansicht einer Auslegung einer Entwicklungsvorrichtung in dem Drucker von 1;
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teilquerschnitts einer Entwicklungshülse, gesehen aus der axialen Richtung der Entwicklungshülse;
4 ist eine Ansicht zum Erklären einer aussparungsabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte auf einem Aufzeichnungsblatt;
5 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Tiefe der Rillen auf der Entwicklungshülse zeigt und Bedingungen von rillenabstandsähnlicher ungleichmäßiger Dichte und einer Entwicklerbeförderungsfähigkeit, basierend auf experimentellen Ergebnissen;
6 ist eine Ansicht zum Erklären einer periodischen ungleichmäßigen Bilddichte;
7 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Tiefe der Rillen auf der Entwicklungshülse zeigt, einer Bilddichte und einem Umfang an Entwickler, der durch die Entwicklungshülse aufgetunkt wurde;
8 ist eine schematische Ansicht zum Erklären einer Ungleichmäßigkeit von einer Tiefe von Rillen der Entwicklungshülse;
9 ist eine schematische Ansicht zum Erklären von V-förmigen Rillen, die auf der Entwicklungshülse ausgebildet sind;
10 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Form der Rille auf der Entwicklungshülse und einer Bedingung von rillenabstandsähnlicher ungleichmäßiger Dichte basierend auf experimentellen Ergebnissen zeigt;
11 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einem Winkel zeigt, der zwischen zwei Linien einer V-förmigen Rille ausgebildet ist und Bedingungen der Entwicklerbeförderungsfähigkeit der Entwicklungshülse und einer rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte, basierend auf experimentellen Ergebnissen; und
12 ist eine schematische Ansicht zum Erklären einer räumlichen Frequenz eines Bildes, die durch die Rillen der Entwicklungshülse verursacht wurde;
13 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer räumlichen Frequenz eines Bildes zeigt, die durch die Rillen auf der Entwicklungshülse hervorgerufen wurde und einer Bedingung einer rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte, basierend auf experimentellen Ergebnissen;
14 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einem durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser von Toner und einer Bedingung von rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte basierend auf experimentellen Ergebnissen zeigt;
15 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einem durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser und einer Granularität eines Bildes zeigt; und
16 ist eine schematische Ansicht eines Druckers entsprechend eines alternativen Beispiels.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Detail Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen identische oder entsprechende Teile überall in den verschiedenen Ansichten bezeichnen.
Ein Laserdrucker (nachstehend als ein „Drucker" bezeichnet) als ein Beispiel eines Bilderzeugungsapparates, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet wird, wird beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht einer Hauptauslegung des Druckers entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bezug nehmend auf 1 umfasst der Drucker eine fotoleitende Trommel 1, die als ein Bildträger dient. Angeordnet um die fotoleitende Trommel herum sind eine Ladevorrichtung 2, eine Belichtungseinheit 3, ein Entwicklungsvorrichtung 4, eine Übertragungsvorrichtung 5, eine Reinigungsvorrichtung 7 und eine Entladungsvorrichtung 8, und zwar in der Reihenfolge der Drehrichtung der fotoleitenden Trommel 1, bezeichnet durch einen Pfeil auf der fotoleitenden Trommel 1.
Während sich die fotoleitende Trommel 1 dreht, wird die Oberfläche der fotoleitenden Trommel 1 durch eine Laderolle in der Ladevorrichtung 2 gleichmäßig geladen. Dann bestrahlt die Belichtungseinheit 3, die als eine Vorrichtung zum Erzeugen eines latenten Bildes dient, die geladene Oberfläche der fotoleitenden Trommel 1 mit einem Laserstrahl, dadurch wird ein elektrostatisch latentes Bild auf der fotoleitenden Trommel 1 erzeugt.
Die Entwicklungsvorrichtung 4 entwickelt das elektrostatisch latente Bild mit einem Entwickler einschließlich Toner und Träger und erzeugt ein Tonerbild auf der fotoleitenden Trommel 1. In Bezug auf die Entwicklungsbedingungen wird die Oberfläche der fotoleitenden Trommel 1, die mit ungefähr –700 V aufgeladen ist, dem Laserstrahl ausgesetzt, der von der Belichtungseinheit 3 emittiert wird und dadurch wird das Oberflächenpotenzial eines elektrostatisch latenten Bildabschnittes auf der fotoleitenden Trommel 1 um ungefähr –150 V abgeschwächt. Die Entwicklung wird ausgeführt, indem eine Entwicklungsspannung von –550 V von einer Entwicklungsvorspannungsstromquelle 11 auf eine Entwicklungsrolle 41 angelegt wird, die als ein Entwicklerträger in der Entwicklungsvorrichtung 4 dient.
Die Übertragungsvorrichtung 5, die eine Übertragungsband umfasst, Treiber- bzw. angetriebenen Rollen und eine Vorspannungsrolle, überträgt das Tonerbild von der Oberfläche der fotoleitenden Trommel 1 auf ein Aufzeichnungsblatt 6, das von einem Blattzuführungsfach befördert wird (nicht gezeigt). Das übertragene Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt 6 wird hierauf in einer Fixiervorrichtung (nicht gezeigt) fixiert. Die Reinigungsvorrichtung 7 reinigt Tonerrückstände, die auf der fotoleitenden Trommel zurückbleiben, nachdem das Tonerbild auf die fotoleitende Trommel 1 übertragen wurde, auf das Aufzeichnungsblatt 6. Anschließend wird die Oberfläche der fotoleitenden Trommel durch die Entladungsvorrichtung 8 gleichmäßig entladen, um für einen nächsten Bilderzeugungsprozess vorbereitet zu werden.
Um Variationen in der Bildqualität aufgrund von Veränderungen der Umweltbedingungen und der Zeit zu unterdrücken, wird eine Prozesssteuerung in dem Drucker ausgeführt. Speziell wird die Entwicklungsfähigkeit der Entwicklungsvorrichtung 4 beurteilt. Zum Beispiel wird ein latentes Bild aus Tonermustern auf der fotoleitenden Trommel 1 erzeugt und wird durch die Entwicklungsvorrichtung 4 mit einem Entwickler unter der Bedingung einer zuverlässigen Entwicklungsvorspannung entwickelt. Dann wird die Dichte des entwickelten Bildes durch einen optischen Sensor 9 detektiert und die Entwicklungsfähigkeit der Entwicklungsvorrichtung 4 wird durch eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 10 basierend auf dem detektierten Wert beurteilt. Durch Andern eines Zielwertes der Dichte des Toners in dem Entwickler, sodass die Entwicklungsvorrichtung 4 eine Zielentwicklungsfähigkeit entwickelt, kann eine Bildqualität auf einem vorbestimmten Niveau aufrechterhalten werden. Zum Beispiel steuert, wenn der Wert der Bilddichte des Tonermusters, das auf der fotoleitenden Trommel 1 erzeugt wurde, und durch den optischen Sensor 9 detektiert wurde, kleiner als ein Zielwert der Bilddichte ist, die CPU 10 eine Motorantriebsschaltung 12, um die Tonerdichte in dem Entwickler zu erhöhen. Wenn der Wert der Bilddichte des Tonermusters, das auf der fotoleitenden Trommel erzeugt wird, der durch den optischen Sensor 9 detektiert wird, größer als ein Zielwert der Bilddichte ist, steuert die CPU 10 die Motorantriebsschaltung 12, um die Tonerdichte in dem Entwickler abzusenken.
In dem Drucker von 1 wird die oben beschriebene Tonerdichte in dem Entwickler durch einen Tonerdichtesensor 48 detektiert, veranschaulicht in 2. Die Bilddichte des Tonermusters, das auf der fotoleitenden Trommel erzeugt wird, kann in geringem Ausmaß aufgrund der periodischen unebenen Bilddichte variieren, die durch die Entwicklungshülse 43 verursacht wird.
Als Nächstes wird eine Auslegung der Entwicklungsvorrichtung 4 beschrieben, Bezug nehmend auf 2. Die Entwicklungsvorrichtung 4 umfasst eine Entwicklungseinheit 4a und eine Tonernachfülleinheit 4b. Die Entwicklungseinheit 4a umfasst die Entwicklungsrolle 41, die dicht an der fotoleitenden Trommel 1 angebracht ist. Ein Entwicklungsbereich (D) ist an einer Position ausgebildet, wo sich die Entwicklungsrolle 41 und die fotoleitende Trommel gegenüberliegen.
Die Entwicklungsrolle 41 umfasst eine nichtmagnetische zylinderförmige Entwicklungshülse 43, die aus Aluminium, Blech, Edelstahl, leitendem Kunststoff, etc. besteht. Die Entwicklungshülse 43 wird durch einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) in einer Richtung gedreht, die durch einen Pfeil in 2 bezeichnet ist, d. h. in einer Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. In der Entwicklungshülse 43 ist eine Magnetrolle 44 in einer stationären Bedingung angebracht, um ein magnetisches Feld zu erzeugen, das bewirkt, dass der Entwickler in Form einer Magnetbürste auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 43 ansteigt.
Der Träger, der in dem Entwickler enthalten ist, wird dazu gebracht, in der Form einer Kette auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 43 entlang magnetischer Kraftlinien anzusteigen, die von der Magnetrolle 44 erzeugt werden. Der geladene Toner wird auf dem Träger in der Form von einer Kette angebracht, wodurch eine Magnetbürste ausgebildet wird. Die Magnetbürste wird in derselben Richtung befördert wie die Drehrichtung der Entwicklungshülse 43 (d. h. in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn), und zwar durch die Drehung der Entwicklungshülse 43. An der stromaufwärtigen Seite des Entwicklungsbereichs (D) in Bezug auf eine Richtung, in welcher die Entwicklungshülse 43 den Entwickler befördert, wird eine Abstreifklinge 45 bereitgestellt, um eine Höhe der Entwicklerbürste zu regulieren, das heißt, eine Tonermenge.
Die Entwicklungseinheit 4a umfasst weiter eine Entwicklerrührrolle 46 und ein Schaufelrad 47. Der Entwickler wird gemischt und durch die Entwicklerrührrolle 46 gerührt und wird durch das Schaufelrad 47 aufgetunkt. Die Entwicklungsrolle 41, das Schaufelrad 47 und die Entwicklerrührrolle 46 werden in einem Entwicklergehäuse 51 als ein Entwicklerunterbringungsglied untergebracht.
Wenn der Tonerdichtesensor 48 die Abnahme einer Tonerdichtung in dem Entwickler detektiert, die der fotoleitenden Trommel 1 zugeführt werden soll, wird Toner (T) von der Tonernachfülleinheit 4b in Richtung der Entwicklerrührrolle 46 zugeführt, indem eine Tonerzuführungsrolle 52 gedreht wird.
In der Entwicklungseinheit 4a ist ein Abstreifer 49 so angeordnet, dass ein Ende des Abstreifers 49 sich in der Ausdehnungsrichtung hiervon dicht an der Abstreifklinge 45 befindet und das andere Ende des Abstreifers 49 in der Ausdehnungsrichtung hiervon befindet sich oberhalb der Entwicklerrührrolle 46. Weiter wird eine drehbare Entwicklerbeförderungsschraube 50 an dem anderen Ende des Abstreifers 49 bereitgestellt.
In der oben beschriebenen Entwicklungseinheit 4a wird der Entwickler durch die Drehung des Schaufelrades 47 aufgetunkt und wird der Entwicklungsrolle 41 zugeführt. Die Entwicklungsrolle 41 trägt den Entwickler auf der Oberfläche hiervon unter dem Einfluss der Magnetkraft der magnetischen Rolle 44. Der Entwickler, der auf der Entwicklungsrolle 41 getragen wird, wie in die Richtung befördert, die durch den Pfeil in 2 bezeichnet ist, und zwar durch die Drehung der Entwicklungshülse 43, und die Dicke des Entwicklers auf der Entwicklungsrolle 41 wird durch die Abstreifklinge 45 so reguliert, um abzunehmen. Die Entwicklungsrolle 41 befördert den regulierten Entwickler zu dem Entwicklungsbereich (D), wo die Entwicklungsrolle 41 der fotoleitenden Trommel 1 gegenüberliegt. Der Entwickler, der durch den Entwicklungsbereich (D) hindurchgegangen ist, wird weiter durch die Entwicklungsrolle 41 zu einer Position befördert, wo die Magnetkraft der magnetischen Rolle 44 nicht wirkt, und fällt in Richtung des Entwicklergehäuses 51, angrenzend an das Schaufelrad 47. Der gefallene Entwickler wird wieder durch das Schaufelrad 47 gerührt.
Der Entwickler, der auf der Abstreifklinge 45 reguliert wird, wird in eine Richtung senkrecht zu dem Blatt von 2 befördert (d. h. in Richtung auf eine Rückseite der Entwicklungsvorrichtung in 2), und zwar durch eine Vielzahl von geneigten Flügeln 49a, die auf dem Abstreifer 49 bereitgestellt werden. Ein Entwicklungsweg (nicht gezeigt) wird an dem Ende des Abstreifers 49 in der Richtung senkrecht zu dem Blatt von 2 bereitgestellt, um den regulierten Entwickler zu der Entwicklerbeförderungsschraube 50 zu führen. Der Entwickler wird weiter durch die Entwicklerbeförderungsschraube 50 in Richtung auf eine Vorderseite der Entwicklungsvorrichtung 4 in 2 befördert und fällt durch Schlitze (nicht gezeigt), die gegenüber der Entwicklerrührrolle 46 bereitgestellt werden. Wie oben beschrieben, wird, da der Entwickler in Richtung auf die Rückseite und Vorderseite der Entwicklungsvorrichtung befördert wird, der Entwickler so gemischt, dass eine Tonerdichte in der Entwicklungseinheit 4a gleichmäßig wird. Weiter kann durch gleiches Einstellen eines Beförderungsumfangs des Entwicklers an den entsprechenden Rück- und Vorderseiten der Entwicklungsvorrichtung 4 die Verteilung des Entwicklers an der Entwicklungseinheit 4a passend aufrechterhalten werden.
Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung der Entwicklungshülse 43. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teilquerschnitts der Entwicklungshülse 43, gesehen aus der axialen Richtung der Entwicklungshülse 43. Eine Vielzahl von Rillen, die sich in der Längsrichtung der Entwicklungshülse 43 erstrecken, ist auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 43 zu gleichen Abständen ausgebildet. Im Allgemeinen verbessert sich, wenn die Tiefe der Rillen zunimmt, die Entwicklerbeförderungsfähigkeit der Entwicklungshülse 43. Jedoch neigt zum Beispiel eine rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte dazu, in etwa 1 mm Abständen aufzutreten, wie in 4 veranschaulicht. Andererseits tritt, da die Tiefe von Rillen abnimmt, neigt eine derartige rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte dazu nicht aufzutreten. Jedoch wird die Entwicklerbeförderungsfähigkeit der Entwicklungshülse 43 verschlechtert. Insbesondere neigt in jüngster Zeit, da eine Bildreproduzierbarkeit aufgrund der verbesserten Bilderzeugungstechnik der Entwicklung verbessert worden ist, die einen kleinpartikulären Toner und Träger verwendet und zur Entwicklung durch eine Entwicklungsvorrichtung, in welcher ein Bildträger und ein Entwicklerträger dicht beieinander bereitgestellt werden, die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte dazu, aufzutreten. Daher werden durch Einstellen der Tiefe von jeder der Rillen auf der Entwicklungshülse 43 kleiner als die einer Hintergrunds-Entwicklungshülse Probleme, wie minderwertige Entwicklerbeförderung und Auftreten von rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte überwunden. Speziell wird die Tiefe von jeder der Rillen der Entwicklungshülse 43 so eingestellt, um in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm zu sein.
Eine oder mehrere der mechanischen Bedingungen und Entwicklerbedingungen in dem Drucker sind vorzugsweise wie folgt:
<mechanische Bedingungen>

Lineargeschwindigkeit der fotoleitenden Trommel 1: 360 mm/sec (kann in einem Bereich von 100 bis 500 mm/sec eingestellt werden)
Lücke zwischen der Entwicklungshülse 43 und der fotoleitenden Trommel 1: 0,3–0,6 mm Lücke zwischen der Entwicklungshülse 43 und der Abstreifklinge 45: 0,3–0,6 mm
Äußerer Durchmesser der Entwicklungshülse 43: 25 mm (kann in einem Bereich von 16 bis 40 mm eingestellt werden)
Verhältnis einer Lineargeschwindigkeit der Entwicklungshülse 43 relativ zu einer Lineargeschwindigkeit der fotoleitenden Trommel 1: 2 (kann in einem Bereich von 1,5 bis 3 eingestellt werden)
Anzahl von Rillen der Entwicklungshülse 43, zum Beispiel: 100

Widerstand der Entwicklungshülse 43:	100 Ω oder weniger
Magnetkraft der magnetischen Rolle 44:	60–140 mT

Träger (Magnetit, Eisen oder Ferrite)	30 bis 80 μm
Toner
Menge an magnetischem Material:	15–50 Gewichts-%
Menge an Siliziumdioxid:	0,1–1,0 Gewichts-%
durchschnittlicher Volumenpartikel-Durchmesser:	5–9,5 μm
Tonerabdeckungsverhältnis des Trägers:	50 bis 120%
Lademenge des Toners (Q/M)	15 bis 50 μc/g

5 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Tiefe von Rillen und Bedingungen von rillenabstandsähnlicher ungleichmäßiger Dichte und einer Entwicklerbeförderungsfähigkeit basierend auf experimentellen Ergebnissen zeigt. Wie man von 5 sehen kann, neigt, wenn die Tiefe der Rillen auf der Entwicklungshülse 43 größer als 0,15 mm ist, selbst obwohl sich die Entwicklerbeförderungsfähigkeit der Entwicklungshülse 43 verbessert, die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte dazu, aufzutreten.
Der Grund für das Auftreten einer rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte wird wie folgt angesehen. Wenn die Tiefe der Rillen von der Entwicklungshülse 43 größer ist als 0,15 mm, wird ein elektrisches Feld zur Entwicklung zwischen der fotoleitenden Trommel 1 und den Rillen auf der Entwicklungshülse 43 abgeschwächt, wenn die fotoleitende Trommel den Rillen der Entwicklungshülse 43 an dem Entwicklungsbereich (D) gegenüberliegt, der zwischen der fotoleitenden Trommel 1 und der Entwicklungsrolle 41 ausgebildet ist. Als ein Ergebnis verschlechtert sich die Entwicklungsfähigkeit der Entwicklungsrolle 41 und dadurch nimmt eine Bilddichte eines entwickelten Tonerbildes auf einem Abschnitt auf der fotoleitenden Trommel 1 gegenüber den Rillen der Entwicklungshülse 43 ab.
Wenn die Tiefe der Rillen auf der Entwicklungshülse 43 kleiner als 0,05 mm ist, tritt die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte nicht auf, aber die Entwicklerbeförderungsfähigkeit der Entwicklungshülse 43 verschlechtert sich. Der Grund für die Verschlechterung der Entwicklerbeförderungsfähigkeit der Entwicklungshülse 43 wird so betrachtet, dass wenn die Tiefe der Rillen auf der Entwicklungshülse 43 kleiner als 0,05 mm ist, der Entwickler auf der Entwicklungshülse 43 abgleitet und der Umfang an Entwickler, der durch die Rillen befördert wird, nimmt ab. Somit können, indem die Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse 43 in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm eingestellt wird, das heißt relativ kleiner als eine Tiefe der Rillen einer Hintergrund-Entwicklungshülse, Probleme, wie zum Beispiel eine schlechtere Entwicklungsbeförderung und Auftreten von rillenabstandsähnlicher ungleichmäßiger Dichte, überwunden werden.
Verglichen mit konkaven/konvexen Abschnitten auf einer Oberfläche einer Entwicklungshülse, die durch eine Sandstrahlbehandlung ausgebildet wird, ist die Tiefe der Rillen als konkave Abschnitte auf der Entwicklungshülse 43 größer. Daher neigen, verglichen mit konkaven/konvexen Abschnitten auf einer Oberfläche einer Entwicklungshülse, die durch eine Sandstrahlbehandlung ausgeführt wird, die Rillen auf jeder der Entwicklungshülsen 43 nicht dazu, abzureiben. Weiter wird, selbst nachdem eine relativ lange Periode von Zeit vergangen ist, die Entwicklerbeförderungsfähigkeit der Entwicklungshülse 43 aufrechterhalten und dadurch kann eine stabile Bilddichte aufrechterhalten werden. Weiter kann, selbst wenn der Drucker bei hoher Geschwindigkeit druckt, die Entwicklungshülse 43 die Entwicklerbeförderungsfähigkeit aufrechterhalten. Weiter kann, da eine Bilddichte eines Tonermusters, das auf einer fotoleitenden Trommel 1 erzeugt wird, zum Zeitpunkt einer Prozesssteuerung stabilisiert werden und eine passende Prozesssteuerung kann ausgeführt werden.
Wie oben beschrieben, können, indem die Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse 43 in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm eingestellt wird, Probleme, wie zum Beispiel verschlechterte Beförderung und Auftreten von rillenabstandsähnlicher ungleichmäßiger Dichte überwunden werden.
Jedoch tritt, wenn eine Bilderzeugungsoperation ausgeführt wird, indem die Entwicklungshülse 43 verwendet wird, wie in 6 veranschaulicht, eine periodische ungleichmäßige Bilddichte auf dem Aufzeichnungsblatt 6 in relativ langen Intervallen von 30 mm bis 50 mm auf. Da der äußere Durchmesser der Entwicklungshülse 43 25 mm beträgt, beträgt die äußere Umfangslänge der Entwicklungshülse 43 78,5 mm. Da das Lineargeschwindigkeitsverhältnis der Entwicklungshülse 43 relativ zu der fotoleitenden Trommel 1 2 beträgt, die Länge etwa 39 mm auf einem Bild entspricht der einen Drehung der Entwicklungshülse 43. Daher entspricht die Periode von ungleichmäßiger Bilddichte, die auf dem Aufzeichnungsblatt 6 erzeugt wird, im Wesentlichen der Periode von einer Drehung der Entwicklungshülse 43. Da eine solche periodische ungleichmäßige Bilddichte oft durch die Exzentrizität einer Entwicklungshülse verursacht wird, maß der Erfinder einen Umfang der Exzentrizität der Entwicklungshülse 43. Der Umfang der Exzentrizität der Entwicklungshülse 43 war nicht so groß, um die periodisch unebene Bilddichte zu verursachen.
Wenn der Erfinder die Tiefe der Vielzahl von Rillen maß, die auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 43 ausgebildet sind, und zwar mit einem Laserstrahl, wurde eine Ungleichmäßigkeit in der Rillentiefe in der Umfangsrichtung der Entwicklungshülse 43 herausgefunden, wie in einer Kurve von 7 gezeigt. Außerdem wurde herausgefunden, dass bei den flachen Rillen die Menge an Entwickler, der durch die Entwicklungshülse abgestreift wurde, abnahm, wodurch eine Bilddichte eines Tonerbildes abnahm. Andererseits wurde herausgefunden, dass bei den tiefen Rillen die Entwicklermenge, die durch die Entwicklungshülse 43 abgestreift wurde, anstieg, wodurch eine Bilddichte eines Tonerbildes anstieg.
8 ist eine schematische Schnittdarstellung der Entwicklungshülse 43, die eine Ungleichmäßigkeit in der Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse 43 zeigt. Der Grund für die Ungleichmäßigkeit in Tiefen der Rillen, die auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 43 ausgebildet sind, wird wie folgt betrachtet. Die Rillen auf der Entwicklungshülse 43 werden durch Verwendung einer Druckgießform ausgebildet. In diesem Fall, wenn flache Rillen ausgebildet werden, wenn Rillen mit demselben Genauigkeitsgrad ausgebildet werden (d. h. innerhalb desselben Fehlers) wie in dem Fall des Ausbildens von tiefen Rillen, resultiert eine Ungleichmäßigkeit in der Tiefe der flachen Rillen darin, dass große, relativ zu den tiefen Rillen erhalten werden. Die Ungleichmäßigkeit (%) in einer Tiefe der Rillen auf der Entwicklungshülse 43 wird durch die folgende Berechnung erhalten: ±{(A – B)/2}/C × 100% (1)wo A eine maximale Tiefe der Rillen ist, B eine minimale Tiefe der Rillen und C eine durchschnittliche Tiefe der Rillen.
Wie man aus den Messergebnissen der Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse 43 sieht, gezeigt in 7, betrug die maximale Tiefe von Rillen 0,15 mm, die minimale Tiefe von Rillen betrug 0,05 mm und die durchschnittliche Tiefe von Rillen betrug 0,1 mm. Wenn diese Werte auf die Berechnung (1) angewendet wurden, wurde die Ungleichmäßigkeit (%) in einer Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse 43 wie folgt erhalten: ±{(0,15 – 0,05)/2}/0,1 × 100% = ±50%
Wenn die Ungleichmäßigkeit (%) in einer Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse 43 ±50% beträgt, tritt die periodische ungleichmäßige Bilddichte ähnlich einer, veranschaulicht in 6, typischerweise auf.
Der Erfinder bereitete drei Typen von Entwicklungshülsen vor, die eine Ungleichmäßigkeit in einer Tiefe von Rillen von ±20%, ±30% und ±40% aufweisen. Experimente für eine Bewertung von periodischer ungleichmäßiger Bilddichte wurden ausgeführt, indem eine Bilderzeugungsoperation unter Verwendung der drein obigen Typen von Entwicklungshülsen unter denselben Bedingungen ausgeführt wurde. Als ein Ergebnis war, wenn die Entwicklungshülse verwendet wurde, die eine Ungleichmäßigkeit in einer Tiefe der Rillen ±20% aufwies, die Menge des Entwicklers, die durch die Entwicklungshülse abgestreift wurde, stabil und ein Bild von guter Qualität wurde ohne periodische ungleichmäßige Bilddichte wurde erhalten.
Wenn die Entwicklungshülse verwendet wurde, die eine Ungleichmäßigkeit in einer Tiefe der Rillen von ±30% aufwies, wurde eine Ungleichmäßigkeit der Menge des Entwicklers, der durch die Entwicklungshülse abgestreift wurde, unterdrückt und eine periodische ungleichmäßige Bilddichte war unauffällig und auf einem erlaubbaren Niveau. Wenn die Entwicklungshülse verwendet wurde, die eine Ungleichmäßigkeit in der Tiefe der Rillen von ±40% aufwies, war der Betrag des Entwicklers, der durch die Entwicklungshülse abgestreift wurde, ungleichmäßig und ein Bild mit unauffälliger periodischer ungleichmäßiger Bilddichte wurde erhalten. Daher wurde herausgefunden, dass die Ungleichmäßigkeit (%) der Tiefe von Rillen auf der Entwicklungshülse vorzugsweise ±30% oder weniger war und noch bevorzugter ±20% oder weniger.
Wie oben beschrieben wurde, um die periodische ungleichmäßige Bilddichte zu verhindern, herausgefunden, dass es effektiv ist, dass die Ungleichmäßigkeit in der Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse verringert werden sollte. Jedoch führt die Abnahme einer Ungleichmäßigkeit in einer Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse, mehr als notwendig, zu einer Zunahme der Kosten. Es gibt zum Beispiel drei Verfahren der Rillenbehandlung für eine Oberfläche einer Entwicklungshülse, und zwar wie folgt: (1) eine Aluminiumröhre in einer Form einer Hülse, die bei einer hohen Temperatur ausgezogen wird, wird gekühlt und Rillen werden auf der Oberfläche der Aluminiumröhre in einer Form einer Hülse durch Verwendung einer Gussform ausgebildet; (2) eine Aluminiumröhre in einer Form einer Hülse wird in einer Schmelze herausgezogen, in welcher Rillen ausgebildet sind; (3) eine ausgezogene Aluminiumröhre in einer Form einer Hülse wird abgekühlt und Rillen werden auf der Oberfläche der Aluminiumröhre in einer Form einer Hülse durch Schneiden ausgebildet.
Um die Abnahme der Ungleichmäßigkeit in einer Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse zu verringern, ist das Verfahren des Ausbildens von Rillen durch Abschneiden das effektivste unter den oben beschriebenen drei Verfahren. Jedoch sind die Kosten zum Ausbilden von Rillen durch Schneiden viel höher als die des Ausbilden von Rillen durch Verwendung einer Gussform. Obwohl es sich unterscheiden kann, abhängig von der Anzahl von Rillen, die auf der Entwicklungshülse ausgebildet werden, sind die Kosten zum Ausbilden von Rillen durch Abschneiden ungefähr zwischen 20 bis 50 Mal höher als die des Ausbildens von Rillen durch Verwendung einer Gussform. In Anbetracht der Kosten zum Ausbilden von Rillen wird die Ungleichmäßigkeit in der Tiefe der Rillen der Entwicklungshülse 43 auf ±5% oder größer in dieser Ausführungsform eingestellt. Wenn dieser Wert (d. h. ±5% oder größer) akzeptabel ist, können Rillen auf der Oberfläche der Entwicklungshülse durch Verwenden einer Gussform zu geringeren Kosten ausgebildet werden.
In Bezug auf eine Form der Rille, die auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 43 ausgebildet ist, ist eine V-förmige Rille, veranschaulicht in 9, effektiv, um die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte zu verhindern. Experimente unter einer Bedingung der rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte werden ausgeführt, während die Form der Rillen auf der Entwicklungshülse 43 geändert wird. 10 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer Form der Rille zeigt, die auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 43 ausgebildet ist und eine Bedingung einer rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte, basierend auf experimentellen Ergebnissen. Wie man aus 10 sehen kann, war, verglichen mit Rillen einer trapezförmigen Form und einer U-Form die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte unauffällig in dem Fall der V-förmigen Rille.
Der Grund für diese experimentellen Ergebnisse wird wie folgt angesehen. Verglichen mit den Rillen von Trapezform und U-Form, die stark in Richtung des Bodens der Rillen geneigt sind, ist die Rille einer V-Form graduell in Richtung des Bodens der Rille geneigt. Wenn die Rillen der Entwicklungshülse 43 der fotoleitenden Trommel 1 bei dem Entwicklungsbereich (D) gegenüberliegen, wird das elektrische Feld zur Entwicklung in der Stärke graduell verändert und dadurch wird der Unterschied in einer Bilddichte unauffällig.
Weiter liegt ein Winkel, der zwischen zwei Linien der V-förmigen Rille ausgebildet ist, vorzugsweise in einem Bereich von 60 Grad bis 120 Grad, um die Entwicklerbeföderungsfähigkeit zu verbessern und um die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte zu vermeiden. 11 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einem Winkel zeigt, der zwischen zwei Linien der V-förmigen Rille ausgebildet ist und Bedingungen der Entwicklerbeförderungsfähigkeit der Entwicklungshülse 43 und der rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte, basierend auf experimentellen Ergebnissen. Wie man aus 11 sieht, verschlechtert sich, wenn der Winkel, der zwischen den zwei Linien der V-förmigen Rille ausgebildet ist, weniger als 60 Grad beträgt, die Entwicklerbeforderungsfähigkeit der Entwicklungshülse 43. Wenn der Winkel, der zwischen den zwei Linien der V-förmigen Rille ausgebildet ist, kleiner als 60 Grad ist, kann der Entwickler auf der Entwicklungshülse 43 verrutschen und die Entwicklermenge, die durch die Rillen auf die Entwicklungshülse 43 befördert wird, nimmt ab.
Wenn der Winkel, der zwischen den zwei Linien der V-förmigen Rille ausgebildet ist, größer als 120 Grad ist, neigt die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte dazu, unauffällig zu werden. Der Grund wird wie folgt angesehen. Wenn die fotoleitende Trommel 1 der Rille der Entwicklungshülse 43 gegenüberliegt, wird das elektrische Feld, das zwischen der fotoleitenden Trommel 1 und der Rille der Entwicklungshülse 43 erzeugt wird, abgeschwächt, was in einer Verschlechterung der Entwicklungsfähigkeit der Entwicklungsrolle 41 resultiert. In diesem Fall dehnt sich, da eine Breite der Rille weit ist, wenn der Winkel, der zwischen den zwei Linien der V-förmigen Rille ausgebildet ist, größer als 120 Grad beträgt, ein Bereich des entwickelten Bildes von niedriger Dichte aus, dadurch wird die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte unauffällig.
Aus den oben beschriebenen Gründen weist, um die Entwicklerbeförderungsfähigkeit zu verbessern und das Auftreten von rillenabstandsähnlicher ungleichmäßiger Dichte zu verhindern, die Entwicklungshülse 43 V-förmige Rillen auf der Oberfläche hiervon auf und der Winkel, der zwischen den zwei Linien der V-förmigen Rille ausgebildet ist, wird in einem Bereich von 60 Grad bis 120 Grad eingestellt.
Weiter wurde, basierend auf Experimenten, herausgefunden, dass, wenn eine räumliche Frequenz eines Bildes, die durch die Rillen auf der Entwicklungshülse 43 bewirkt wird, 1,5 Zyklen/mm oder größer ist, es effektiv war, um das Auftreten der Hülsen abstandsähnlicher ungleichmäßiger Dichte zu verhindern. 12 ist eine schematische vergrößerte Ansicht eines Bildes, das durch eine Entwicklungshülse auf dem Aufzeichnungsblatt 6 entwickelt wurde. Wie in 12 veranschaulicht, beträgt die räumliche Frequenz des Bildes 1,5 Zyklen/mm. Unter dieser Bedingung entspricht ein Abstand, der durch einen zweiköpfigen Pfeil (A) bezeichnet wird, in einem Bild auf dem Aufzeichnungsblatt 6 etwa 0,66 mm. Im Allgemeinen wurde gesagt, dass das bloße Auge für einen Abstand von etwa 1 mm am empfindlichsten ist. Daher neigt eine rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte dazu, in einem Bild, das einen Abstand von weniger als 1 mm aufweist (d. h. es eine große räumliche Frequenz aufweist), dazu, unauffällig zu sein.
13 ist eine Kurve, die eine Beziehung zwischen einer räumlichen Frequenz eines Bildes zeigt, die durch die Rillen auf der Entwicklungshülse 43 verursacht wird und einer Bedingung einer rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte, basierend auf experimentellen Ergebnissen. Ein Tonerbild, das auf der fotoleitenden Trommel 1 erzeugt wird, wird auf das Aufzeichnungsblatt 6 im Wesentlichen so übertragen, wie es ist. Dafür gleicht eine räumliche Frequenz (f) einer Anzahl von Rillen der Entwicklungshülse 43, die an der Oberfläche der fotoleitenden Trommel 1 von 1 mm Länge in einer Oberflächen bewegenden Richtung entlanggeht, und wird durch die folgende Berechnung erhalten: E × F/(G × n) (2)wo (E) ein Verhältnis einer Lineargeschwindigkeit der Entwicklungshülse 43 relativ zur Lineargeschwindigkeit der fotoleitenden Trommel 1 ist und (F) eine Anzahl von Rillen auf der Entwicklungshülse 43 ist und (G) ein äußerer Durchmesser der Entwicklungshülse 43 ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte verhindert, indem die räumliche Frequenz eines Bildes, die durch die Rillen der Entwicklungshülse 43 verursacht wird, auf 1,5 Zyklus/mm oder größer eingestellt wird. Speziell wird das Verhältnis einer Lineargeschwindigkeit der Entwicklungshülse 43 relativ zu der Lineargeschwindigkeit der fotoleitenden Trommel 1 (E) auf 2 eingestellt, die Anzahl von Rillen der Entwicklungshülse 43 (F) wird auf 100 eingestellt und der äußere Durchmesser der Entwicklungshülse 43 (G) wird auf 25 mm eingestellt. Wenn diese Werte auf die Berechnung (2) angewendet werden, wird die räumliche Frequenz (f) zu 2,5 Zyklus/mm erhalten. Unter dieser Bedingung kann das Auftreten der rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte effektiv unterdrückt werden.
14 ist eine Kurve, die ein Verhältnis zwischen einem durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser des Toners zeigt und eine Bedingung einer rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte, basierend auf experimentellen Ergebnissen. Im Allgemeinen neigt, wie in 14 veranschaulicht, wenn ein Bild erzeugt wird unter Verwendung von Toner, der einen durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser von 8,5 μm oder weniger aufweist, da die Reproduzierbarkeit eines Bildes merklich verbessert wird, die rillenabstandsähnliche ungleichmäßige Dichte dazu, unauffällig zu sein. In dem Drucker entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Bild hoher Qualität erzeugt werden, während das Auftreten einer rillenabstandsähnlichen ungleichmäßigen Dichte verbessert wird und eine Bildreproduzierbarkeit durch Verwendung der Entwicklungshülse 43 mit den oben beschriebenen Eigenschaften verbessert wird, selbst wenn der Toner, der einen durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser von 8,5 μm oder weniger aufweist, verwendet wird. Wenn Toner einen durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser von weniger als 4 μm aufweist, kann der Resttoner, der auf der fotoleitenden Trommel zurückbleibt, nicht entsprechend hiervon entfernt werden. Daher ist der durchschnittliche Volumenpartikel-Durchmesser 4 μm oder größer.
Weiter umfasst der Entwickler zur Verwendung in dem Toner entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ein magnetisches Teilchen, wie zum Beispiel einen Träger, der einen mittleren Volumenpartikel-Durchmesser von 60 μm oder weniger aufweist. Im Allgemeinen ist ein Zweikomponenten-Entwickler, der ein magnetisches Partikel umfasst, das einen durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser von etwa 70 μm aufweist, oft verwendet. Bei dieser Ausführungsform kann durch Verwenden des Entwicklers, der ein magnetisches Partikel umfasst, das einen durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser von 60 μm oder weniger umfasst, ein Bild hoher Qualität effektiv erhalten werden.
15 ist eine Kurve, die ein Verhältnis zwischen einem durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser und einer Granularität eines Bildes zeigt, das mit einem Entwickler erzeugt wird, der das magnetische Partikel umfasst. Drei Typen von Entwicklern, die magnetische Partikel von unterschiedlichem durchschnittlichem Volumenpartikel-Durchmesser umfassen, d. h. 80 μm, 60 μm und 40 μm, wurden zu einer Evaluation einer Granularität eines Bildes verwendet. Die Evaluation der Granularität eines Bildes erfolgte auf einer sechsstufigen Basis, wo das am meisten wünschenswerte Bild, das eine überragende Bildpunktreproduzierbarkeit aufweist, mit Stufe 5 bewertet wurde, und die am meisten unerwünschte Bild aufweisende minderwertige Bildpunktreproduzierbarkeit mit einer Stufe 0 evaluiert wurde. Wie man aus 15 sieht, betrug die Stufe des Bildes, wenn das magnetische Partikel verwendet wurde, das eine durchschnittliche Volumenpartikel-Durchmesser von 80 μm aufweist, 2 betrug, die Stufe des Bildes, wenn das magnetische Partikel verwendet wurde, das einen durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser von 60 μm aufwies, 3 betrug und die Stufe des Bildes, wenn das magnetische Partikel verwendet wurde, das einen durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser von 40 μm aufwies, 4 betrug. Es wurde herausgefunden, dass, wenn der durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser des magnetischen Partikels abnahm, ein Bild eine überragende Bildpunktreproduzierbarkeit aufwies. Somit kann eine hohe Bildqualität effektiv erreicht werden, wenn ein Bild unter Verwendung des Entwicklers erzeugt wird, der ein magnetisches Partikel umfasst, das einen durchschnittlichen Volumenpartikel-Durchmesser von 60 μm oder weniger aufweist.
16 ist eine schematische Ansicht eines Druckers entsprechend eines alternativen Beispiels. Der Drucker von 16 umfasst eine Prozesspatrone 80 in dem Hauptkörper des Druckers. Wie in 16 veranschaulicht, sind die fotoleitende Trommel 1, die Ladevorrichtung 2, die Entwicklungsvorrichtung 4, die Reinigungsvorrichtung 7 und die Entladungsvorrichtung 8 integral in der Prozesspatrone 80 untergebracht. Die Prozesspatrone 80 wird durch eine neue ausgetauscht, wenn ihre verwendbare Lebensdauer endet, und ist abnehmbar an dem Hauptkörper des Druckers angebracht. Daher kann die Wartung des Apparates und ein Austauschen von Teilen leicht und problemlos ausgeführt werden. Die Auslegung der Prozesspatrone 80 ist nicht auf die begrenzt, die in 16 gezeigt ist. Als eine alternative Auslegung kann die Prozesspatrone 80 integral wenigstens die fotoleitende Trommel und die Entwicklungsvorrichtung 4 unterbringen.
Die vorliegende Erfindung ist in Bezug auf die Ausführungsformen, wie in den Figuren veranschaulicht, beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und kann anderweitig praktiziert werden.
Die vorliegende Erfindung ist in Bezug auf einen elektrofotografischen Drucker als Beispiel eines Bilderzeugungsapparates beschrieben worden. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf andere Bilderzeugungsapparate, wie zum Beispiel einen Kopierer oder ein Faxgerät angewendet werden.
Zahlreiche zusätzliche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind angesichts der obigen Lehren möglich. Es versteht sich daher, dass innerhalb des Geltungsbereiches der angehängten Ansprüche die vorliegende Erfindung anders als hierin spezifiziert praktiziert werden kann.

Claims

Entwicklerträger (41) zum Tragen eines Entwicklers, um ein auf einem Bildträger (1) erzeugtes latentes Bild zu entwickeln, wobei auf der Oberfläche des Entwicklerträgers (41) mehrere Rillen, die sich in der axialen Richtung des Entwicklerträgers (41) erstrecken, ausgebildet sind und wobei die Ungleichmäßigkeit (%) der Tiefe der Rillen auf der Oberfläche des Entwicklerträgers (41), die durch die Formel ±{(A – B)/2}/C × 100%erhalten wird, ±30% oder weniger beträgt, wobei A eine maximale Tiefe der Rillen ist, B eine minimale Tiefe der Rillen ist und C eine durchschnittliche Tiefe der Rillen ist.
Entwicklerträger (41) nach Anspruch 1, wobei die Ungleichmäßigkeit (%) der Tiefe der Rillen ±5% oder mehr beträgt.
Entwicklerträger (41) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die Tiefe der Rillen gemessen ab der Oberfläche des Entwicklerträgers (41) im Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm liegt.
Entwicklerträger (41) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jede der Rillen einen V-förmigen Querschnitt hat.
Entwicklungsvorrichtung (4) zum Entwickeln eines auf einem Bildträger (1) erzeugten latenten Bildes mit einem Entwickler, die den Entwicklerträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfasst.
Entwicklungsvorrichtung (4) nach Anspruch 5, wobei der Entwickler Toner enthält, dessen durchschnittlicher Partikelvolumen-Durchmesser 8,5 μm oder weniger beträgt.
Entwicklungsvorrichtung (4) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Entwickler ein Zweikomponenten-Entwickler ist, der Toner und magnetische Partikel umfasst, und wobei der durchschnittliche Partikelvolumen-Durchmesser der magnetischen Partikel 60 μm oder weniger beträgt.
Bilderzeugungsvorrichtung, die umfasst: einen Bildträger (1), der konfiguriert ist, um ein Bild zu tragen, während er sich dreht; eine Vorrichtung (3) zum Erzeugen eines latenten Bildes, die konfiguriert ist, um auf einer Oberfläche des Bildträgers (1) ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen; und die Entwicklungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, die konfiguriert ist, um das elektrostatische latente Bild mit dem Entwickler zu entwickeln, um auf dem Bildträger (1) ein Tonerbild zu erzeugen, wobei der Entwicklerträger (41) konfiguriert ist, um den Entwickler auf einer Oberfläche des Entwicklerträgers (41) zu tragen, während er sich dreht, und wobei sich der Entwicklerträger (41) gegenüber dem Bildträger (1) befindet.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine räumliche Frequenz, die durch die Rillen des Entwicklerträgers (41) hervorgerufen wird und durch die Formel E × F/(G × π)erhalten wird, 1,5 Zyklen/mm oder mehr beträgt, wobei E ein Verhältnis der Lineargeschwindigkeit des Entwicklerträgers (41) relativ zu der Lineargeschwindigkeit des Bildträgers (1) ist, F die Anzahl der axial verlaufenden Rillen auf der Oberfläche des Entwicklerträgers (41) ist und G ein Außendurchmesser des Entwicklerträgers (41) ist.
Prozesspatrone (80) für die Verwendung in einer Bilderzeugungsvorrichtung, die umfasst: einen Bildträger (1), der konfiguriert ist, um ein Bild zu tragen, während er sich dreht; die Entwicklungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, die konfiguriert ist, um das elektrostatische latente Bild mit einem Entwickler zu entwickeln, um ein Tonerbild auf dem Bildträger (1) zu erzeugen, wobei der Entwicklerträger (41) konfiguriert ist, um den Entwickler auf einer Oberfläche des Entwicklerträgers (41) zu tragen, während er sich dreht, der Entwicklerträger (41) sich gegenüber dem Bildträger (1) befindet, der Bildträger (1) und die Entwick lungsvorrichtung (4) einteilig in der Prozesspatrone aufgenommen sind und die Prozesspatrone konfiguriert ist, um an der Bilderzeugungsvorrichtung lösbar befestigt werden zu können.
Prozesspatrone (80) nach Anspruch 10, wobei eine räumliche Frequenz, die durch die Rillen des Entwicklerträgers (41) hervorgerufen wird und durch die Formel E × F/(G × π)erhalten wird, 1,5 Zyklen/mm oder mehr beträgt, wobei E ein Verhältnis der Lineargeschwindigkeit des Entwicklerträgers (41) relativ zu der Lineargeschwindigkeit des Bildträgers (1) ist, F die Anzahl der axial verlaufenden Rillen auf der Oberfläche des Entwicklerträgers (41) ist und G ein Außendurchmesser des Entwicklerträgers (41) ist.