DE69220013T2

DE69220013T2 - Einkomponenten-entwickler verwendende entwicklungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69220013T2
Application number: DE69220013T
Authority: DE
Inventors: Kazunori Hirose; Masae Ikeda; Hideki Kamaji; Yukio Nishio
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-07-06
Filing date: 1992-07-06
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2012-07-07
Also published as: WO1993001530A1; EP0547238B1; EP0547238A1; KR970003015B1; DE69220013D1; KR930702708A; EP0547238A4; US5412458A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Entwicklungsgerät, welches ein auf einem Bildträger, wie etwa einem fotosensitiven Material oder einem Dielektrikum gehaltenes elektrostatisches Latentbild durch einen Monokomponenten- Entwickler entwickelt.
In elektronischen Fotokopiermaschinen, elektronischen Fotodruckern und anderen elektrostatischen Aufzeichnungsgeräten wird zuerst ein elektrostatisches Latentbild auf einem Bildträger, wie etwa einem fotosensitiven Material oder einem Dielektrikum gebildet. Das elektrostatische Latentbild wird mittels eines Entwicklers elektrostatisch als geladenes Tonerbild entwickelt, und dann wird das geladene Tonerbild elektrostatisch auf ein Aufzeichnungsmedium, wie etwa ein Aufzeichnungspapier übertragen. Es wird sodann auf dem Aufzeichnungsmedium durch Wärme, Druck, Licht usw. fixiert.
Im allgemeinen ist ein weit bekannter, in dem Entwicklungsprozeß verwendeter Entwickler ein Zweikomponenten-Entwickler, welcher aus einer Tonerkomponente (feine Partikel eines färbenden Harzes) und einer magnetischen Komponente (feine Magnetträger) besteht. Ein einen Zweikomponenten- Entwickler verwendendes Entwicklungsgerät ist mit einem Entwickler-Aufnahmebehälter, einem Rührer zum Umrühren des Zweikomponenten-Entwicklers in dem Entwickleraufnahmebehälter und zum Hervorrufen einer Reibungsladung zwischen den Tonerpartikeln und dem magnetischen Träger sowie einer Magnetwalze zum Anziehen eines Teils des magnetischen Trägers durch Magnetkraft und zum Bilden einer magnetischen Bürste, d.h. einer Entwicklungswalze ausgestattet. Ein Teil der Entwicklungswalze ist so angeordnet, daß er von dem Entwickleraufnahmebehälter freigegeben wird und dem Bildträger zugewandt ist. Tonerpartikel setzen sich elektrostatisch auf der auf dem Umfang der Entwicklungswalze ausgebildeten magnetischen Bürste ab. Eine Rotation der Entwicklungswalze bewirkt, daß die Tonerpartikel zusammen mit der magnetischen Bürste zu der Region transportiert werden, die dem Bildträger zugewandt ist, d.h. zu der Entwicklungsregion, wo das elektrostatische Latentbild entwickelt wird. Kurz gesagt hat der Magnetträger in dem Zweikomponenten- Entwickler zwei Funktionen:
(1) den Toner durch Reibung aufzuladen und
(2) den Toner zu der Entwicklungsregion zu transportieren.
Ein Entwicklungsgerät für einen Zweikomponenten-Entwickler hat den Vorteil, daß die Transportierbarkeit der Tonerpartikel (welche die Qualität des entwickelten Tonerbildes, d.h. die Qualität des aufgezeichneten Tonerbildes bestimmt) relativ ausgezeichnet ist. Um jedoch diese ausgezeichnete Toner-Transportierbarkeit aufrechtzuerhalten, muß das Verhältnis der Komponenten der Tonerpartikel und der Magnetträger innerhalb eines vorgegebenen Bereiches gehalten werden, und der magnetische Träger muß periodisch ersetzt werden. Die Tonerkomponente wird durch die Entwicklung verbraucht und muß deshalb in geeigneter Weise neu zugeführt werden. Auch der magnetische Träger muß ersetzt werden, wenn er sich verschlechtert hat.
Deshalb hat sich die Aufmerksamkeit auf ein Entwicklungsgerät konzentriert, welches einen Monokomponenten-Entwickler verwendet, der nur aus feinen Partikeln eines färbenden Harzes besteht, so daß das Entwicklungsgerät die schwierige Instandhaltung wie in dem Fall eines Zweikomponenten-Entwicklers nicht erfordert. Allerdings werden in dem Fall eines Monokomponenten-Entwicklers, insbesondere eines Monokomponenten-Entwicklers vom nicht magnetischen Typ die Fragen, wie die Tonerpartikel geladen werden und wie sie zur Entwicklungsregion transportiert werden, zu wichtigen Angelegenheiten. Das soll heißen, daß die Qualität des entwickelten Tonerbildes (d.h. die Qualität des aufgezeichneten Tonerbildes) weitestgehend durch die Ladecharakteristik der Tonerkomponente und der Transportierbarkeit der Tonerkomponente bestimmt wird.
In einem herkömmlichen, einen Monokomponenten-Entwickler verwendenden Entwicklungsgerät wird zum Transportieren des Toners zur Entwicklungsregion eine elastische Entwicklungswalze (die aus einem elektroleitfähigen synthetischen Gummimaterial, einem elektroleitfähigen porösen Synthetik- Gummimaterial usw. gebildet ist) verwendet. Die elastische Entwicklungswalze ist innerhalb des Toneraufnahmebehälters so angeordnet, daß ein Teil derselben von dem Toneraufnahmebehälter freigegeben wird, so daß er mit dem Bildträger in Berührung steht. Wenn die elastische Entwicklungswalze zu einer Rotation veranlaßt wird, dann setzen sich Toner partikel auf der rotierenden Umfangsoberfläche durch eine Reibungskraft ab, so daß eine Tonerschicht gebildet wird. Die Tonerpartikel werden auf diese Weise zur Entwicklungsregion transportiert. Um das elektrostatische Latentbild mit einer gleichförmigen Entwicklungsdichte zu entwickeln, muß allerdings die Dicke der Tonerschicht gleichförmig gehalten werden.
Es wurde deshalb von einer Klinge, einer Walze oder einem anderen Element zur Dickenregulierung für die elastische Entwicklungswalze Gebrauch gemacht. Diese entfernt überschüssigen Toner von der Tonerschicht und trägt dazu bei, die Tonerschicht gleichförmig zu machen. Was das Laden des Toners betrifft, so wird andererseits von statischer Reibungselektrizität auf der elastischen Entwicklungswalze oder dem Element zur Dickenregulierung Gebrauch gemacht; diese statische Reibungselektrizität wird jedoch leicht durch Änderungen in den Umweltbedingungen, wie beispielsweise der Temperatur und der Feuchtigkeit beeinflußt. Es ist deshalb eine Praxis, das Element zur Dickenregulierung aus einem leitfähigen Material zu bilden und eine Spannung mit einer vorgegebenen Polarität anzulegen, um zum Zeitpunkt der Regulierung der Dicke der Tonerschicht positiv eine Ladung auf die individuellen Tonerpartikel aufzubringen. Wenn eine statische Reibungselektrizität verwendet wird, dann werden selbstverständlich das Material der Tonerkomponente, das Material der elastischen Entwicklungswalze und das Material des Elementes zur Dickenregulierung so ausgewählt, daß eine vorgegebene Ladung mit der erwünschten Polarität auf die Tonerpartikel aufgebracht wird. Wenn eine Ladungsimplantierung verwendet wird, dann ist weiterhin das Material des Elementes zur Dickenregulierung auf ein elektroleitfähiges Material beschränkt.
Es wurde aufgezeigt, daß ein Problem mit dem Entwicklungsgerät für einen Monokomponenten-Entwickler, wie es oben erläutert wurde, darin besteht, daß es schwierig ist, die Gleichförmigkeit der Dicke der Tonerschicht durch das Element zur Dickenregulierung stabil über eine lange Periode aufrechtzuerhalten. Es wurde beispielsweise vorgeschlagen, als zur Durchführung einer Ladungsimplantierung geeignetes Element für die Dickenregulierung eine starre Metallklinge zu verwenden, welche eine scharfe Kante aufweist. Der Kantenbereich legt sich elastisch an die elastische Entwicklungswalze an, um die überschüssigen Tonerpartikel zu entfernen und dadurch die Tonerschicht gleichförmig in ihrer Dicke zu machen. Um die Gleichförmigkeit der Dicke der Tonerschicht zu gewährleisten, ist es erforderlich, eine Bearbeitungsgenauigkeit des scharfen Kantenbereiches von 2 µm oder weniger einzuhalten. Das liegt daran, daß die Abmessungen einzelner Tonerpartikel im allgemeinen von etwa bis etwa 10 µm betragen, so daß dann, wenn die Bearbeitungsgenauigkeit des Kantenbereiches über 2 µm liegt, auf der Oberfläche der Tonerschicht ungleichmäßige Streifen zurückgelassen werden. Diese Streifen erscheinen als weiße Streifen oder schwarze Streifen in dem aufgezeichneten Tonerbild. Auch wenn es möglich wäre, die Bearbeitungsgenauigkeit des scharfen Kantenbereiches der starren Metallklinge 2 µm oder darunter auszuführen, dann würde ein solcher Kantenbereich anfällig für Beschädigungen sein, und die Bearbeitungskosten würden auch extrem hoch werden, so daß es extrem schwierig wäre, diese zu vermarkten.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die flache Oberfläche einer starren Metallklinge oder die rotierende Oberfläche einer Metallwalze in Druckkontakt mit der elastischen Entwicklungswalze zu bringen, um den Druck auf die Tonerschicht zu regulieren. Es ist möglich, die flache Oberfläche oder die rotierende Oberfläche zu relativ niedrigen Kosten und mit einer hohen Genauigkeit zu bearbeiten; jedoch muß der Druck der Metallklinge oder der Metallwalze, der auf die elastische Entwicklungswalze aufgebracht wird, um die Dicke der Tonerschicht auf eine vorgegebene Dicke zu regulieren, beachtlich groß gemacht werden. Die Tonerpartikel werden deshalb dann zermahlen und können mit der flachen Oberfläche oder der rotierenden Oberfläche physisch fest verbunden werden. In diesem Fall werden ungleichmäßige Streifen auf der Oberfläche der Tonerschicht zurückbleiben, und diese Streifen werden in dem aufgezeichneten Tonerbild erscheinen. Es sei bemerkt, daß dann, wenn ein hartes Polymer-Material usw. als Material des Elementes zur Dickenregulierung verwendet wird, es nicht möglich ist, das Laden der Tonerpartikel durch Ladungsimplantierung zu steuern.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, ein Blattfederelement als metallisches Element zur Dickenregulierung zu verwenden, welches in der Lage ist, die Dicke der Tonerschicht über einen langen Zeitraum stabil zu regulieren, und welches mit relativ niedrigen Kosten und einer hohen Genauigkeit bearbeitet werden kann. Dieses Blattfederelement ist an seiner Vorderkante so abgefast, daß diese eine Abrundung bekommt. Die abgerundete Vorderkante wird durch die Federkraft des Blattfederelementes selbst elastisch gegen die elastische Entwicklungswalze angedrückt. Auf diese Weise wird die Dicke der Tonerschicht reguliert. Wenn ein solches Blattfederelement als Element zur Dickenregulierung der Tonerschicht eingesetzt wird, dann wird die Mehrheit des überschüssigen Toners von der auf dem Umfang der elastischen Entwicklungswalze gebildeten Tonerschicht durch die abgerundete Vorderkante des Blattfederelementes entfernt. Die flache Oberfläche des Blattfederelementes wird dann dazu verwendet, die Dicke der Tonerschicht zu regulieren. Auf diese Weise kann die auf die elastische Entwicklungswalze wirkende Andruckkraft der flachen Oberfläche relativ klein gemacht werden, und es ist so möglich, zu verhindern, daß die Tonerpartikel sich mit der flachen Oberfläche fest verbinden. Darüber hinaus können die hochgenaue Bearbeitung der flachen Oberfläche des Blattfederelementes und die hochgenaue Bearbeitung der abgerundeten Vorderkante desselben mit relativ geringen Kosten durchgeführt werden. Zusätzlich ist die abgerundete Vorderkante weitaus weniger anfällig gegen eine Beschädigung, verglichen mit dem scharfen Kantenbereich der oben erwähnten starren Metallklinge.
Allerdings besteht ein Problem mit dem oben erläuter ten Blattfederelement in der leichten Möglichkeit von Vibrationen des Blattfederelementes L und der daraus folgenden zyklischen Veränderung in der Dicke der Tonerschicht bei der Regulierung der Dicke dieser Tonerschicht. Wenn das Blattfederelement vibriert und die Dicke der Tonerschicht sich ändert, dann wird natürlich die Entwicklungsdichte des elektrostatischen Latentbildes beeinflußt. Außerdem wird in Bereichen, wo die Tonerschicht dicker geworden ist, die Ladung der Tonerpartikel ungenügend werden, und deshalb wird es eine Verschmutzung des Hintergrundbereiches des elektrostatischen Latentbildes durch die Tonerpartikel geben, d.h. eine sogenannte "Nebelbildung" ("fogging").
Andererseits muß auch mit einem Blattfederelement dann, wenn man die Dicke der Tonerschicht reguliert und die Tonerpartikel durch Ladungsimplantierung lädt, die Dicke der Tonerschicht gleich dem Durchmesser der Tonerpartikel gemacht werden. Mit anderen Worten sollte die Tonerschicht als eine einzige Lage von Tonerpartikeln ausgebildet werden. Der Grund ist, daß dann, wenn die Dicke der Tonerschicht größer als der Durchmesser der Tonerpartikel ist, die Tonerschicht Tonerpartikel enthalten wird, die nicht in der Lage sind, das Blattfederelement direkt zu berühren. Solche Tonerpartikel werden nicht ausreichend mit einer Ladung versehen, und die Ladungsmenge wird ungenügend werden. Natürlich sind Tonerpartikel mit ungenügender Ladung ein Grund für die Nebelbildung.
Auch offenbaren im Stand der Technik die JP-A- 63-202771 und die JP-U-59-147160 Entwicklungsgeräte für Monokomponenten-Entwickler, welche Steuerklingen zum Regulieren der Dicke der Tonerschicht auf der Entwicklungswalze aufweisen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Entwicklungsgerät zu schaffen, welches einen Monokomponenten-Entwickler verwendet, welcher aus nur einer Tonerkomponente besteht, wobei das Entwicklungsgerät so aufgebaut ist, daß es ein metallisches Blattfederelement als Element zur Dickenregulierung einsetzt, um eine Ladungsimplantierung der Tonerpartikel zu ermöglichen, wobei das Blattfederelement am Vibrieren beim Regulieren der Tonerschichtdicke gehindert wird.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Entwicklungsgerät zu schaffen, welches so aufgebaut ist, daß im wesentlichen die Gesamtheit der in der Tonerschicht enthaltenen Tonerpartikel ausreichend durch Ladungsimplantierung geladen werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Entwicklungsgerät zum Entwickeln eines auf einem Bildträger gehaltenen elektrostatischen Latentbildes durch einen Monokomponenten- Entwickler vorgesehen, wobei dieses Gerät umfaßt:
Einen Entwickler-Aufnahmebehälter zum Aufnehmen des Monokomponenten-Entwicklers;
eine elektroleitfähige, elastische Entwicklungswalze, die innerhalb des Entwickler-Aufnahmebehälters drehbar so angeordnet ist, daß ein Bereich derselben von dem Entwickler-Aufnahmebehälter freigegeben wird und den Bildträger berührt, wobei eine Rotation der Entwicklungswalze bewirkt, daß der Monokomponenten-Entwickler auf der Oberfläche derselben abgesetzt wird und auf dieser eine Monokomponenten- Entwicklerschicht bildet, wobei der Monokomponenten-Entwickler zum Entwickeln des auf dem Bildträger ausgebildeten Latentbildes zu dem Bildträger transportiert wird; und
ein elektroleitfähiges Blattfederelement zum Regulieren der Dicke der Monokomponenten-Entwicklerschicht auf der Entwicklungswalze, wobei ein Ende dieses Blattfederelementes in fester Verbindung durch ein drehbares, starres Trägerelement gehalten wird, und das andere Ende elastisch gegen die Entwicklungswalze angedrückt wird, wobei das Drehzentrum des starren Trägerelementes und die Ebene des Blattfederelementes im wesentlichen auf einer Tangente an die elastische Entwicklungswalze in einer Linie hintereinander ausgerichtet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante dieses anderen Endes des Blattfederelementes innerhalb einer vorgegebenen Distanz (d) von einer Kontaktlinie auf der Entwicklungswalze positioniert ist, wo eine Radialebene (SL) der Entwicklungswalze die Tangente senkrecht schneidet, auf welcher das Drehzentrum des starren Trägerelementes und die Ebene des Blattfederelementes im wesentlichen in einer Linie zueinander ausgerichtet sind.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe zur Wirkung gebracht werden kann, wird jetzt beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Laserdruckers, welcher ein Entwicklungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht, welche die Entwicklungswalze, das Blattfederelement und das starre Trägerelement des in Fig. 1 gezeigten Entwicklungsgerätes zeigt;
Fig. 3(a) und Fig. 3(b) schematische Ansichten, welche Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 4(b) eine schematische Ansicht, welche die Entwicklungswalze, das Blattfederelement und das starre Trägerelement des Entwicklungsgerätes zeigen, die gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet sind, während Fig. 4(a) und Fig. 4(c) schematische Ansichten sind, welche Vergleichsbeispiele zu der Konstruktion der Fig. 4(b) zeigen;
Fig. 5 eine Erläuterungsansicht eines Verfahrens zum Messen der Dicke der Tonerschicht auf der Entwicklungswalze durch Laser-Mikroscannen;
Fig. 6 ein Diagramm, welches die Ergebnisse der Messung der Tonerschichtdicke auf der Entwicklungswalze gemäß dem Meßverfahren der Fig. 5 für die Anordnungen der Fig. 4(a), Fig. 4(b) und Fig. 4(c) zeigt;
Fig. 7 eine Erläuterungsansicht eines Verfahrens zum Messen des Oberflächenpotentials der Entwicklungswalze durch ein Oberflächen-Potentiometer in dem Zustand, in welchem eine Tonerschicht auf der Oberfläche der Entwicklungswalze ausgebildet wird;
Fig. 8 ein Diagramm zum Erläutern des Trends der Ausgabe des Oberflächen-Potentiometers in dem Falle einer Messung des Oberflächenpotentials der Entwicklungswalze durch das Oberflächen-Potentiometer entsprechend dem in Fig. 7 illustrierten Verfahren;
Fig. 9(a), Fig. 9(b) und Fig. 9(c) Diagramme, welche die Ergebnisse der Messung zeigen, wenn man das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze in Übereinstimmung mit dem Meßverfahren der Fig. 8 für jede der Anordnungen der Fig. 4(a), Fig. 4(b) und Fig. 4(c) tatsächlich mißt;
Fig. 10(b) eine schematische Ansicht, welche die Entwicklungswalze, das Blattfederelement und das starre Trägerelement des Entwicklungsgerätes zeigt, welche entsprechend der vorliegenden Erfindung angeordnet sind, während Fig. 10(a) und Fig. 10(c) schematische Ansichten sind, welche Vergleichsbeispiele zu der Konstruktion der Fig. 10(b) zeigen;
Fig. 11 ein Diagramm, welches die Ergebnisse der Messung der Tonerschichtdicke auf der Entwicklungswalze gemäß dem Meßverfahren der Fig. 5 für die Anordnungen der Fig. 10(a), Fig. 10(b) und Fig. 10(c) zeigt;
Fig. 12(a), Fig. 12(b) und Fig. 12(c) Diagramme, welche die Ergebnisse der Messung zeigen, wenn man das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze in Übereinstimmung mit dem Meßverfahren der Fig. 8 für jede der Anordnungen der Fig. 10(a), Fig. 10(b) und Fig. 10(c) tatsächlich mißt;
Fig. 13 ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen dem Radius der abgerundeten Vorderkante des Blattfederelementes und der Aufzeichnungsqualität zeigt;
Fig. 14(a), Fig. 14(b) und Fig. 14(c) Diagramme, welche das Verhältnis zwischen der Andruck-Kontaktkraft des Blattfederelementes an der Entwicklungswalze und der Dicke der Tonerschicht für Blattfederelemente mit abgerundeten Vorderkanten von unterschiedlichem Radius zeigen;
Fig. 15 eine vergrößerte Ansicht, welche die aus dem in Fig. 1 gezeigten Entwicklungsgerät herausgenommene Entwicklungswalze, das Blattfederelement und das starre Trägerelement zeigt, wobei die Ansicht andere Merkmale entsprechend Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 16 eine schematische Ansicht, welche ein Trägergerät für das Blattfederelement zeigt, welches so ausgebildet ist, daß es einen Austausch des starren Trägerelementes für das Blattfederelement in dem Entwicklungsgerät ermöglicht;
Fig. 17 eine vergrößerte Teilansicht, welche eine Vergrößerung des Kontaktbereiches zwischen dem Blattfederelement des in Fig. 16 gezeigten Trägergerätes und der Entwicklungswalze zeigt;
Fig. 18 eine schematische Ansicht der Befestigung des das Blattfederelement haltenden starren Trägerelementes an dem in Fig. 16 gezeigten Trägergerät derart, daß die flexible Länge des Blattfederelementes gleich 2 mm ist;
Fig. 19 eine schematische Ansicht der Befestigung des das Blattfederelement haltenden starren Trägerelementes an dem in Fig. 16 gezeigten Trägergerät derart, daß die flexible Länge des Blattfederelementes gleich 3 mm ist;
Fig. 20 eine schematische Ansicht der Befestigung des das Blattfederelement haltenden starren Trägerelementes an dem in Fig. 16 gezeigten Trägerelement derart, daß die flexible Länge des Blattfederelementes gleich 4 mm ist;
Fig. 21 eine schematische Ansicht der Befestigung des das Blattfederelement haltenden starren Trägerelementes an dem in Fig. 16 gezeigten Trägerelement derart, daß die flexible Länge des Blattfederelementes gleich 5 mm ist;
Fig. 22 ein Diagramm, welches die Ergebnisse der Messung der Tonerschichtdicke auf der Entwicklungswalze gemäß dem Meßverfahren der Fig. 5 für die in Fig. 18 bis Fig. 21 gezeigten flexiblen Längen des Blattfederelementes zeigt;
Fig. 23 ein Diagramm, welches die Auswertung der Aufzeichnungsqualität zeigt, wenn eine durchgehende Aufzeichnung von 20.000 Bögen Aufzeichnungspapier für jede der flexiblen Längen der Blattfederelemente der Fig. 18 bis Fig. 21 zeigt;
Fig. 24 eine vergrößerte Ansicht, welche die aus dem in Fig. 1 gezeigten Entwicklungsgerät herausgenommene Entwicklungswalze, das Blattfederelement und das starre Trägerelement zeigt, wobei diese Ansicht andere Eigenschaften in Übereinstimmung mit Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung erläutert;
Fig. 25 eine schematische Ansicht, welche ein Trägergerät zeigt, welches so ausgebildet ist, daß es eine Justierung der Position des Blattfederelementes gegenüber der Entwicklungswalze des Entwicklungsgerätes ermöglicht;
Fig. 26 eine vergrößerte Teilansicht, welche eine Vergrößerung des Kontaktbereiches der in Fig. 25 gezeigten Entwicklungswalze und des Blattfederelementes zeigt, wobei diese Ansicht das Anordnungsverhältnis der Entwicklungswalze und des Blattfederelementes des Entwicklungsgerätes zeigt;
Fig. 27 eine vergrößerte Teilansicht gleich der Fig. 26, wobei diese Ansicht eine andere Anordnung der Entwicklungswalze und des Blattfederelementes des Entwicklungsgerätes zeigt;
Fig. 28 eine vergrößerte Teilansicht gleich der Fig. 26, wobei diese Ansicht noch eine andere Anordnung der Entwicklungswalze und des Blattfederelementes des Entwicklungsgerätes zeigt;
Fig. 29 ein Diagramm, welches die Ergebnisse der Messung der Tonerschichtdicke auf der Entwicklungswalze gemäß dem Meßverfahren der Fig. 5 für jede der Anordnungspositionen der verschiedenen Blattfederelementtypen zeigt, welche in Fig. 26 bis Fig. 28 illustriert sind;
Fig. 30 ein Diagramm, welches die Ergebnisse der Messungen der Nebelbildung auf der fotosensitiven Trommel zeigt, wenn man die Dicke der Tonerschicht auf der Entwicklungswalze gemäß dem Meßverfahren der Fig. 5 für jede der Anordnungspositionen der verschiedenen Blattfederelementtypen mißt, die in Fig. 26 bis Fig. 28 illustriert sind; und
Fig. 31(a) und Fig. 31(b) Diagramme, welche die Ergebnisse der Messung des Oberflächenpotentials der Entwicklungswalze für jede der Anordnungspositionen der verschiedenen Blattfederelementtypen zeigen, die in Fig. 27 und Fig. 28 illustriert sind.
Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen; ein Laserdrucker ist schematisch als ein Beispiel eines elektrostatischen Aufzeichnungsgerätes gezeigt, welches ein Entwicklungsgerät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet. Der Laserdrucker verwendet eine fotosensitive Trommel 10 als Bildträger. Die fotosensitive Trommel 10 hat eine lichtelektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise eine fotosensitive Filmschicht auf der Oberfläche eines aus Aluminium hergestellten zylindrischen Substrates. Das fotosensitive Material kann beispielsweise aus einem organischen fotosensitiven Material, einem fotosensitiven Silen-Material, einem fotosensitiven, amorphen Silizium-Material usw. hergestellt sein. In der dargestellten Ausgestaltung wird die fotosensitive Trommel 10 in der durch den Pfeil a angezeigten Richtung drehangetrieben. Die Rotationsgeschwindigkeit ist so eingestellt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der fotosensitiven Trommel 10 gleich 70 mm/s beträgt.
Der fotosensitiven Filmschicht der fotosensitiven Trommel 10 wird durch einen geeigneten Lader 12, beispielsweise einen Scorotron-Lader eine negative Ladung gegeben. Das Oberflächenpotential der geladenen Region wird beispielsweise auf -650 V gebracht. Es sei bemerkt, daß in der illustrierten Ausgestaltung von einem organischen fotosensitiven Material als dem fotosensitiven Material Gebrauch gemacht wird; demnach wird der fotosensitiven Trommel 10 eine negative Ladung gegeben. Wenn jedoch von einem fotosensitiven Silen-Material Gebrauch gemacht wird, dann wird der fotosensitiven Trommel 10 eine positive Ladung gegeben, und wenn von einem amorphen, fotosensitiven Silizium-Material Gebrauch gemacht wird, wird entweder eine negative oder eine positive Ladung gegeben. In der geladenen Region der fotosensitiven Trommel 10 wird durch eine Laserstrahl- Scaneinheit 14 ein elektrostatisches Latentbild gezeichnet. Diese Zeichnung des elektrostatischen Latentbildes wird dadurch ausgeführt, daß man einen von der Laserstrahl-Scaneinheit 14 emittierten Laserstrahl LB wiederholt eine Scanbewegung entlang der Mantellinienrichtung der fotosensitiven Trommel 10 erteilt und den Laserstrahl LB auf der Basis der binären Bilddaten beispielsweise von einem Textverarbeitungssystem oder Microcomputer ein- und ausschaltet. Die Ladungen der Orte, auf die der Laserstrahl LB fällt, werden abgezogen (das zylindrische Aluminiumsubstrat der fotosensitiven Trommel 10 ist geerdet), wodurch in der geladenen Region durch die Potentialdifferenz ein elektrostatisches Latentbild ausgebildet wird. Die Orte, wo die Ladungen durch die Bestrahlung des Laserstrahls LB abgezogen werden, werden Ladungsmulden genannt, deren Potentiale von etwa -650 V auf etwa -100 V angehoben sind (hier als Absolutwerte angenommen).
Das von der Laserstrahl-Scaneinheit 14 gezeichnete elektrostatische Latentbild wird durch das Entwicklungsgerät 16 als ein Bild aus geladenem Toner (geladenes Tonerbild) entwickelt. Das Entwicklungsgerät 16 ist mit einem Entwickler-Aufnahmebehälter 16a ausgestattet, welcher den aus lediglich der Tonerkomponente bestehenden Monokomponenten-Entwickler aufnimmt, sowie mit einer Entwicklungswalze 16b, welche in dem Entwickler-Aufnahmebehälter 16a angeordnet ist und welche so angeordnet ist, daß sie in der in der Figur durch den Pfeil angegebenen Drehrichtung rotiert. Als Monokomponenten-Entwickler vom nicht magnetischen Typ wird z.B. von einem Polyestertoner mit negativer Polarität Gebrauch gemacht, welcher einen Massewiderstand von 4 x 10¹&sup4; Ωcm und eine mittlere Partikelgröße von 12 µm hat. Ein Teil der Entwicklungswalze 16b wird von dem Entwickler-Aufnahmebehälter 16a freigegeben und wird gegen die fotosensitive Trommel 10 angedrückt. Die Welle der Entwicklungswalze 16b ist verbunden mit und wird angetrieben durch einen geeigneten Übertragungsgetriebezug (nicht gezeigt) zu der Antriebsquelle (nicht gezeigt) der fotosensitiven Trommel 10. Ferner wird die Entwicklungswalze 16b so drehangetrieben, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit gleich 175 mm/s ist, das ist etwa das 2,5-fache der Umfangsgeschwindigkeit (70 mm/s) der fotosensitiven Trommel 10. Die Entwicklungswalze 16b umfaßt eine elektrisch leitende elastische Walze, und sie ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden porösen Gummimaterial gebildet. Als ein solches elektrisches poröses Gummimaterial kann z.B. von einem porösen Polyurethan- Gummimaterial, einem porösen Urethan-Gummimaterial oder einem porösen Silikon-Gummimaterial Gebrauch gemacht werden, in das Kohlenruß usw. als ein eine Leitfähigkeit verleihendes Agens gemischt worden ist. In der vorliegenden Ausgestaltung ist von einem elektrisch leitenden porösen Urethan-Gummimaterial (durch Toyo Polymer hergestellt, Markenname Rubicel) Gebrauch gemacht worden. Die mittlere Porenabmessung dieses elektrisch leitenden porösen Urethan-Gummimaterials ist 10 µm, die Anzahl der Porenzellen ist 200 Zellen/Zoll, der Massewiderstand ist 10&sup4; bis 10&sup7; Ωcm und die Asker-C-Härte ist 23. Die aus diesem Material hergestellte Entwicklungswalze 16b hat eine überragende Tonerpartikel-Transportfähigkeit. Wenn die Entwicklungswalze 16b drehangetrieben wird, setzen sich die Tonerpartikel auf der rotierenden Oberfläche durch Reibungskraft ab, und es wird nach und nach eine Tonerschicht ausgebildet.
Das Entwicklungsgerät 16 ist mit einem Dickenregulierelement 16c zum Regulieren der Dicke der auf der Entwicklungswalze 16b ausgebildeten Tonerschicht auf eine vorgegebene Dicke ausgestattet. Dieses Dickenregulierelement 16c kann als ein Blattfederelement aus einem geeigneten metallischen Material gebildet sein. In dieser Ausgestaltung ist das Dickenregulierelement, d.h. die Blattfeder 16c aus rostfreiem Stahl (SUS304-CSP-3/4H) mit einer Dicke von 0,1 mm ausgebildet. Das Blattfederelement 16c ist an einem drehbaren starren Trägerelement 16d so befestigt, daß ein Ende desselben von dem Vorderende des starren Trägerelementes 16d absteht. Das starre Trägerelement 16d ist auf einer Welle 16e montiert, die drehbar zwischen den beiden Wänden des Entwickler-Aufnahmebehälters 16a gelagert ist. Ein geeignetes Federmittel, z.B. eine Schraubenfeder 16f wirkt auf das starre Trägerelement 16d, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Demzufolge wird das starre Trägerelement 16d elastisch in der durch den Pfeil in Fig. 1 angezeigten Richtung vorgespannt. Das vorstehende Ende des Blattfederelementes 16c wird mit einem linearen Andruck von beispielsweise 35 gf/cm gegen die Entwicklungswalze 16b angedrückt. Die Vorderkante des vorstehenden Endes des Blattfederelementes 16c ist abgefast, um dieses abzurunden. Der Radius der abgerundeten Vorderkante ist z.B. 0,05 mm. Wenn demnach die Entwicklungswalze 16b rotiert, wird die Mehrheit der überschüssigen Tonerpartikel durch die abgerundete Vorderkante des Blattfederelementes 16c von der nachfolgend ausgebildeten Tonerschicht entfernt. Dann reguliert die flache Oberfläche des Blattfederelementes 16c die Dicke der Tonerschicht. Auch wenn die Andruckkraft der flachen Oberfläche auf die Entwicklungswalze 16b verhältnismäßig klein ist, ist es möglich, die Dicke der Tonerschicht auf eine gewünschte Dicke zu regulieren, und es ist möglich, zu verhindern, daß die Tonerpartikel auf die flache Oberfläche fest aufgebracht werden.
Wenn das Entwicklungsgerät 16 im Betrieb ist, wird eine Spannung von ca. -400 V auf das Blattfederelement 16c aufgebracht, wodurch eine negative Ladungsimplantierung auf die Tonerpartikel der Tonerschicht positiv ausgeführt wird, so daß die Tonerpartikel mit einer negativen Ladung geladen werden. Andererseits wird eine Entwicklungsvorspannung von -300 V an die Entwicklungswalze 16b angelegt. Deshalb können sich die geladenen Tonerpartikel elektrostatisch auf der Region des elektrostatischen Latentbildes absetzen, ein Absetzen der geladenen Tonerpartikel auf dem Hintergrundbereich wird jedoch verhindert, und deshalb wird das elektrostatische Latentbild entwickelt. In der vorliegenden Ausgestaltung ist das Blattfederelement 16c aus rostfreiem Stahl hergestellt; andere metallische Materialien, beispielsweise Phosphorbronze, Kupfernickel, kaltgerolltes Stahlblech, eine Konstantmodus-Legierung, eine Berriliumkupfer-Legierung usw. können auch verwendet werden.
Das Entwicklungsgerät 16 ist ferner mit einer Tonerrückgewinnungs- und Zuführwalze 169, einem drehenden Rührer 16h und einem Tonerrührblatt 16i ausgestattet. Die Tonerrückgewinnungs- und Zuführwalze 169 ist vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Schwammaterial, beispielsweise einem elektrisch leitfähigen Schwammaterial mit etwa 40 Poren Zellen/Zoll und einem Massewiderstand von 10&sup4;Ωcm ausgeführt (hergestellt durch Bridgestone, Everlight TS-E). Die Walze 16g wird gegen die Entwicklungswalze 16b angedrückt und in der gleichen Richtung drehangetrieben wie die Entwicklungswalze 16b, so daß ihre Umfangsgeschwindigkeit gleich 228 mm/s beträgt. Die Tonerrückgewinnungs- und Zuführwalze 169 funktioniert in der Weise, daß sie von der Entwicklungswalze 16b den nicht für die Entwicklung des elektrostatischen Latentbildes verwendeten restlichen Tonerpartikel an einer Seite (der rechten Seite in Fig. 1) der Region des Andruckkontaktes mit der Entwicklungswalze 16b abschabt, und sie führt auf der entgegengesetzten Seite (der linken Seite der Fig. 1) der Andruckkontaktregion positiv Tonerpartikel der Entwicklungswalze 16b zu und lagert diese darauf ab. Ferner kann beispielsweise eine Spannung von -400 V an die Tonerrückgewinnungs- und Zuführwalze 16g angelegt werden. Auf diese Weise wird ein Eintreten von Tonerpartikeln in das Schwammaterial der Tonerrückgewinnungs- und Zuführwalze 16g elektrostatisch verhindert, und die Zuführung der Tonerpartikel zu der Entwicklungswalze 16b wird ebenfalls elektrostatisch durchgeführt. Der drehende Rührer 16h wird so drehangetrieben, daß die im Inneren des Entwickler-Aufnahmebehälters 16a befindlichen Tonerpartikel der Tonerzuführseite der Tonerrückgewinnungs- und Zuführwalze 16h zugeführt werden. Das Tonerrührblatt 16i wird so drehangetrieben, daß es die Totmasse des Entwicklers in dem Entwickler-Aufnahmebehälter 16a entfernt. Es sei bemerkt, daß in Fig. 1 die Bezugszahl 16j ein verformbares Dichtungsmaterial, z.B. einen weichen Schwamm bezeichnet. Der Ausfluß der Tonerpartikel wird durch das Dichtungsmaterial 16j verhindert.
Das durch den Entwicklungsprozeß gewonnene Bild aus geladenem Toner wird als nächstes elektrostatisch auf das Aufzeichnungsmedium, beispielsweise ein Aufzeichnungspapier P durch eine geeignete Übertragungseinrichtung, z.B. eine Corotron-Übertragungseinrichtung übertragen. Das heißt, eine Ladung mit einer Polarität, die dem geladenen Tonerbild entgegengesetzt ist (in diesem Fall eine positive Ladung) wird von der Corotron-Übertragungseinrichtung 18 auf das Aufzeichnungspapier P gegeben, wodurch das geladene Tonerbild elektrostatisch von der fotosensitiven Trommel 10 auf das Aufzeichnungspapier P übertragen wird. Das Aufzeichnungspapier P wird von einer (nicht gezeigten) Papierkassette ausgeliefert, sodann einmal an der Stelle eines Widerstandswalzenpaares 20, 20 angehalten. Wenn das Widerstandswalzenpaar zu einer vorgegebenen Zeitlage angetrieben wird, wird als nächstes das Aufzeichnungspapier P zwischen die fotosensitive Trommel 10 und die Corotron-Übertragungseinrichtung 18 eingeführt, wodurch das geladene Tonerbild von der fotosensitiven Trommel 10 auf das Aufzeichnungspapier P an einer vorgegebenen Stelle desselben übertragen wird. Unmittelbar nach dem Durchlaufen durch diesen Übertragungsprozeß gibt man dem Aufzeichnungspapier P durch einen Ladungseliminierer 22 eine negative Ladung, wodurch ein Teil der positiven Ladung des Aufzeichnungspapiers P neutralisiert wird; deshalb wird die elektrostatische Anziehungskraft zwischen dem Aufzeichnungspapier P und der fotosensitiven Trommel 10 geschwächt. Auf diese Weise wird das Aufzeichnungspapier P daran gehindert, durch die fotosensitive Trommel 10 elektrostatisch angezogen zu werden und sich mit dieser zu verwickeln. Als nächstes wird das Aufzeichnungspapier P zu einem Wärmefixierer 24 geschickt, wo das übertragene Tonerbild auf dem Aufzeichnungspapier P wärmefixiert wird. Der Wärmefixierer 24 umfaßt eine Heizwalze 24a und eine Stützwalze 24b. Wenn Aufzeichnungspapier P zwischen den beiden Walzen 24a, 24b hindurchpassiert, schmilzt das übertragene Tonerbild und wird auf dem Aufzeichnungspapier P sicher fixiert.
In Fig. 1 zeigt die Bezugszahl 26 eine Toner-Schabeklinge zum Entfernen restlicher Tonerpartikel, die auf der fotosensitiven Trommel 10 verblieben sind, ohne in dem Übertragungsprozeß von der fotosensitiven Trommel 10 auf das Aufzeichnungspapier P übertragen worden zu sein. Der von der Toner-Schabeklinge 26 entfernte Toner wird in einem Toner-Aufnahmebehälter 28 untergebracht. Die Bezugszahl 30 zeigt eine LED-Anordnung, die als Ladungs-Eliminierlampe funktioniert. Bei Verwendung der LED-Anordnung 30 wird die Restladung von der fotosensitiven Trommel 10 entfernt, wodurch der Scorotron-Lader 12 wieder eine gleichförmig negativ geladene Region auf dem Film aus fotosensitivem Material der fotosensitiven Trommel 10 ausbilden kann.
Das Drehzentrum des starren Trägerelementes 16d und die Ebene des Blattfederelementes 16c sind im wesentlichen auf einer Tangente an die Entwicklungswalze 16b angeordnet, wodurch eine Vibration des Blattfederelementes 16c beim Regulieren der Dicke der Tonerschicht verhindert werden kann. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist dann, wenn die Andruckkraft der Schraubenfeder 16f auf das starre Trägerelement 16d aufgehoben ist, das Drehzentrum des starren Trägerelementes 16d, d.h. das Zentrum der Welle 16e auf der Tangente an die Entwicklungswalze 16b positioniert, in welcher die Ebene des Blattfederelementes 16c liegt. Wenn dann die Dicke der Tonerschicht reguliert wird, dann ist die Reibungskraft F, die von der Entwicklungswalze 16b auf das Blattfederelement 16e übertragen wird, zum Drehzentrum des starren Trägerelementes 16d hin orientiert, so daß die Reibungskraft F nicht als Drehmoment auf das starre Trägerelement 16d wirkt; deshalb kann die Vibration des Blattfederelementes 16c wirksam verhindert werden.
Es wird jetzt auf Fig. 3(a) und Fig. 3(b) Bezug genommen; dort werden Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt. In diesen Figuren bezeichnet L das Blattfederelement, S den Träger des Blattfederelementes L und D die elastische Entwicklungswalze. Die freie Endkante der Blattfeder L ist abgefast, um dieser eine Abrundung zu geben. Die Blattfeder L wird von dem Träger S so gehalten, daß deren abgerundete freie Endkante dazu veranlaßt wird, elastisch gegen die elastische Entwicklungswalze D zu drücken. In dem Beispiel der Fig. 3(a) wird das Blattfederelement L gegen die elastische Entwicklungswalze D durch die Federkraft infolge der elastischen Verformung des Elementes selbst angedrückt. In dem Beispiel der Fig. 3(b) erhält der Träger S eine elastische Ablenkkraft von der Richtung, die durch den Pfeil A&sub1; angegeben ist, wodurch das Blattfederelement L gegen die elastische Entwicklungswalze D angedrückt wird. Auch mit einer solchen Anordnung und Konstruktion wird während der Rotation der elastischen Entwicklungswalze D die Mehrheit des überschüssigen Toners von der nachfolgend dort ausgebildeten Tonerschicht durch die abgerundete freie Endkante des Blattfederelementes L entfernt. Die Dicke der Tonerschicht wird dann durch die flache Oberfläche des Blattfederelementes L reguliert, so daß die Andruckkraft der flachen Oberfläche an die elastische Entwicklungswalze D relativ klein gehalten werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, daß Tonerpartikel fest auf die flache Oberfläche aufgebracht werden.
Allerdings tritt bei den in Fig. 3(a) und Fig. 3(b) gezeigten Blattfederelementen L während des Regulierens der Dicke der Tonerschicht eine Vibration auf, und deshalb verändert sich die Dicke der Tonerschicht zyklisch. In dem in Fig. 3(a) gezeigten Beispiel wird auf das Blattfederelement L während der Rotation der elastischen Entwicklungswalze D eine Reibungskraft F&sub1; in der tangentialen Richtung aufgebracht. Infolge der Reibungskraft bewegt sich die freie Endkante des Blattfederelementes L in der durch den Pfeil A&sub2; angegebenen Richtung nach oben und nach unten. Das Blattfederelement L vibriert deshalb in der durch den Pfeil A&sub3; angegebenen Richtung. Auch in dem in Fig. 3(b) gezeigten Beispiel wird auf das Blattfederelement L während der Rotation der elastischen Entwicklungswalze D eine Reibungskraft F&sub2; in der tangentialen Richtung aufgebracht. Infolge der Kraftkomponente F&sub3; der Reibungskraft F&sub2; wirkt ein Drehmoment auf den Träger S, wodurch der Träger S um die axiale Rotationslinie herum vibriert (Pfeil A&sub4;). Die Vibration beeinflußt natürlich das Blattfederelement L ebenso. Wenn das Blattfederelement L auf diese Weise vibriert, ändert sich die Dicke der Tonerschicht, und deshalb ist nicht nur die Entwicklungsdichte des elektrostatischen Latentbildes betroffen, sondern es wird auch die Ladung der Tonerpartikel an den Stellen, wo die Dicke der Tonerschicht größer ist, unzureichend, und es entsteht eine Nebelbildung.
Im Gegensatz dazu ist bei dem Gerät der vorliegenden Erfindung, wie oben schon erwähnt wurde, das Drehzentrum des starren Trägerelementes 16d im wesentlichen auf der Tangente des Blattfederelementes 16c und der Entwicklungswalze 16b angeordnet, so daß ein Vibrieren des Blattfederelementes 16c verhindert werden kann, wenn die Dicke der Tonerschicht reguliert wird. Der Ausdruck "im wesentlichen" bedeutet, daß dann, wenn die Vibration des Blattfederelementes 16c verhindert wird, das Drehzentrum des starren Trägerelementes 16d geringfügig von der Tangente an die elastische Entwicklungswalze 16b abweichen kann, in der das Blattfederelement 16c liegt. Das heißt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, daß dann, wenn die Andruckkraft der Schraubenfeder 16f auf das starre Trägerelement 16d aufgehoben wird, falls die Drehachse des starren Trägerelementes 16d auf der Tangente an die Entwicklungswalze 16b angeordnet ist, in welcher das Blattfederelement 16c liegt, die Andruckkraft der Schraubenfeder 16f das starre Trägerelement 16d beeinflußt. Deswegen ist auch dann, wenn das Drehzentrum des starren Trägerelementes 16d etwas von der Tangente an die Entwicklungswalze 16b abweicht, in welcher das Blattfederelement 16c liegt, möglich, eine Vibration des Blattfederelementes 16c zu verhindern.
Wie oben erklärt wurde, wird eine Vibration des Blattfederelementes 16c verhindert, wenn die Dicke der Tonerschicht reguliert wird, so daß die Dicke der Tonerschicht sich nicht ändert, sondern konstant gehalten wird. Deshalb kann man ein entwickeltes Tonerbild, d.h. ein aufgezeichnetes Tonerbild hoher Qualität erhalten. Die Erfinder führten verschiedene Versuche aus, um das in der Praxis zu bestätigen. Das wird im einzelnen weiter unten erläutert.
Zunächst ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, die Welle 16e auf einem Montagesitz 32 gelagert, welcher in der horizontalen Richtung versetzt werden kann, während das starre Trägerelement 16d an dem Montagesitz 32 angebracht oder von diesem abgenommen wird.
In dem Montagesitz 32 sind Langlöcher 32a ausgebildet. Durch diese Langlöcher 32a kann das starre Trägerelement 16d abnehmbar an dem Montagesitz 32 montiert werden, wobei Arretierschrauben 32b verwendet werden. So kann die Welle 16e in der horizontalen Richtung gegenüber dem starren Trägerelement 16d versetzt werden. Zuerst wird, wie in Fig. 4(b) gezeigt ist, das starre Trägerelement 16d so an dem Montagesitz 32 befestigt, daß die Tangente des Blattfederelementes 16c und der Entwicklungswalze 16b durch das Zentrum der Welle 16e hindurch verläuft. Unter diesen Bedingungen wird die Dicke der Tonerschicht reguliert. Als nächstes wird, wie in Fig. 4(a) gezeigt ist, die Welle 16e so versetzt, daß sie weit von dem starren Trägerelement 16 entfernt ist, das starre Trägerelement 16d wird an dem Montagesitz 32 befestigt, und unter diesen Bedingungen wird die Dicke der Tonerschicht reguliert. Es sei bemerkt, daß in Fig. 4(a) die Linie, welche den Kontaktpunkt zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b sowie das Zentrum der Welle 16e verbindet, einen Winkel von 5º gegenüber der Tangente an die Entwicklungswalze 16b bildet, in der das Blattfederelement 16c liegt. Dieser Winkel ist in angemessener Weise als ein Auslenkwinkel der Welle 16e von -5º definiert.
Als nächstes ist, wie in Fig. 4(c) gezeigt ist, die Welle 16e so versetzt, daß sie dem starren Trägerelement 16 nahe ist, das starre Trägerelement 16d ist an dem Montagesitz 32 befestigt, und unter diesen Bedingungen wird die Dicke der Tonerschicht reguliert. Es sei bemerkt, daß in Fig. 4(c) die Linie, welche den Kontaktpunkt zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b sowie das Zentrum der Welle 16e verbindet, einen Winkel von 5º gegenüber der Tangente an die Entwicklungswalze 16b bildet, in welcher das Blattfederelement 16c liegt. Dies ist ein Auslenkwinkel von 5º.
Die Dicke der Tonerschicht, die man unter den Bedingungen erhält, die jeweils in der Fig. 4(a), der Fig. 4(b) und der Fig. 4(c) gezeigt sind, wurde gemessen. Die folgenden Prozeduren wurden für diese Messung verfolgt:
(1) Die Dicke der Tonerschicht wurde unter den Bedingungen jeweils der Fig. 4(a), der Fig. 4(b) und der Fig. 4(c) reguliert. Dann wurde die Entwicklungswalze 16b vorsichtig aus dem Entwicklungsgerät 16 herausgenommen und auf ein Laserscanner-Mikromeßgerät 34 aufgesetzt, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Das Laserscanner-Mikromeßgerät 34 ist mit einer lichtemittierenden Einheit 34a und einer Lichtempfangseinheit 34b ausgestattet. Zentral zwischen diesen ist eine Bezugs-Abschirmwand 34c zum Blockieren eines Teils des von der lichtemittierenden Einheit 34a emittierten Laserstrahls angeordnet. In Fig. 5 ist die Tonerschicht, die auf dem Umfang der Entwicklungswalze 16b ausgebildet ist, in einer übertriebenen Weise illustriert, und sie ist durch das Bezugssymbol TL bezeichnet. Die Entwicklungswalze 16b ist gegenüber dem Laserscanner-Mikromeßgerät 34 so eingerichtet, daß die Stelle, wo die Dicke der Tonerschicht durch das Blattfederelement 16c reguliert wird und die fotosensitive Trommel 10 nicht erreicht, bei dem oberen Ende der Bezugs-Blockierwand 34c positioniert ist.
(2) Bei dieser Einrichtposition wird zuerst der Abstand L1 gemessen.
(3) Als nächstes wird bei in das Laserscanner-Mikromeßgerät 34 eingesetzter Entwicklungswalze 16b Stickstoffgas auf die Entwicklungswalze 16b geblasen, um die Tonerschicht vollständig von dieser zu entfernen. Der Abstand L2 wird sodann gemessen.
(4) Als nächstes wird die Dicke der Tonerschicht durch die Berechnung von L2-L1 berechnet.
(5) Die obengenannte Messung wird fünfmal unter den Bedingungen von jeder der Fig. 4(a), Fig. 4(b) und Fig. 4(c) wiederholt, und der Mittelwert der Dicke der Tonerschicht und die Änderung der Meßwerte werden aufgefunden.
Die obengenannten Meßergebnisse sind in dem Diagramm der Fig. 6 gezeigt. Wie aus diesem Diagramm klar wird, ist dann, wenn der Auslenkwinkel der Welle 16e gleich -5º ist (Fig. 4(a)), die makroskopische mittlere Tonerschichtdicke gleich 13,8 µm, und die Änderung 3 (wobei die Standardabweichung ist) ist ein großer Betrag von 7,3 µm. Wenn der Auslenkwinkel der Welle 16e +5º war (Fig. 4(c)), dann war die makroskopische mittlere Tonerschichtdicke gleich 8,7 µm und die Änderung 3 war gleich 4,5 µm. Wenn der Auslenkwinkel der Welle 16e gleich 0º betrug (Fig. 4(b)), d.h. wenn das Zentrum der Welle 16e auf der Tangente des Blattfederelementes 16c und der Entwicklungswalze 16b angeordnet war, war die makroskopische mittlere Tonerschichtdicke gleich 10,2 µm und die Änderung 3 war 2,2 µm.
Als nächstes wurde der Zustand des Auftretens von Vibrationen des Blattfederelementes 16c unter den Bedingungen jeweils der Fig. 4(a), Fig. 4(b) und Fig. 4(c) beobachtet. Es sei bemerkt, daß die hier in Frage stehenden Vibrationen des Blattfederelementes 16c sehr fein und mit dem Auge nicht feststellbar sind, so daß die Beobachtung indirekt durch das in Fig. 7 gezeigte Verfahren ausgeführt wurde. Die fotosensitive Trommel 10 wurde aus dem Entwicklungsgerät 16 entfernt, und an deren Stelle wurde ein Oberflächenpotentiometer 36 eingesetzt. Das Entwicklungsgerät 16 wurde betrieben, und das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 16b wurde gemessen, wodurch es möglich war, den Status des Auftretens der Vibrationen des Blattfederelementes 16c zu beobachten. In Fig. 7 bezeichnet Vb die Entwicklungsvorspannung von -300 V, die an die Entwicklungswalze 16b angelegt wurde, Vb1 bezeichnet die Ladungsimplantierspannung von -400 V, die an das Blattfederelement 16c angelegt wurde, und Vr bezeichnet die Spannung von -400 V, die an die Tonerrückgewinnungs- und Zuführwalze 16g angelegt wurde.
Wenn man unterstellt, daß keine Vibrationen bei dem Blattfederelement 16c auftreten, wenn das Entwicklungsgerät 16 der Figur 7 aktiviert und die Spannungen Vb, Vb1 bzw. Vr jeweils an die Entwicklungswalze 16b, das Blattfederelement 16c bzw. die Tonerrückgewinnungs und -Zuführwalze 169 angelegt werden, dann sollte das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 16b sofort auf Vbs ansteigen, wie in dem Diagramm der Fig. 8 gezeigt ist, und sich dort dann stabilisieren. Das liegt daran, weil das Blattfederelement 16c dazu gebracht wird, die Entwicklungswalze 16b gerade durch eine Tonerschicht mit einer vorgegebenen Dicke zu berühren; so muß das Oberflächenpotential Vbs von der bestimmten, an die Entwicklungswalze 16b angelegten Entwicklungsvorspannung Vb und dem Potential V&sub1; der Tonerschicht abhängen. Wenn andererseits unterstellt wird, daß Vibrationen bei dem Blattfederelement 16c auftreten (d.h. wenn unterstellt wird, daß das Blattfederelement 16c während des Vibrierens kontinuierlich gegenüber der dünnen Tonerschicht auf der Entwicklungswalze 16b vibriert), dann kann ein im wesentlichen direkter Kontakt örtlich zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b stattfinden. In diesem Fall wird ein Teil der Ladungsimplantierspannung ebenso wie die Entwicklungsvorspannung an die Entwicklungswalze 16b angelegt; so wird das Oberflächenpotential Vbs extrem instabil in seinem Zustand. Wenn der Betrieb des Entwicklungsgerätes 16 gestoppt wird und Vb, Vb1 und Vr auf den Massepegel zurückgehen (Null Volt), sollte das Oberflächenpotential schnell von Vbs auf das Potential Vt der Tonerschicht fallen.
Die Meßergebnisse des Oberflächenpotentials der Entwicklungswalze 16b unter den Bedingungen jeweils der Fig. 4(a), der Fig. 4(b) und der Fig. 4(c) sind in Fig. 9 gezeigt. Es sei bemerkt, daß in Fig. 9(a) die durch den Pfeil SL angezeigte Standardlänge 10 Sekunden entspricht. Das gilt auch für Fig. 9(b) und Fig. 9(c). Wie von jedem der Diagramme der Fig. 9(a) und der Fig. 9(c) klar wird, ist dann, wenn der Auslenkwinkel der Welle 16e gleich -5º und der Auslenkwinkel der Welle 16e gleich +5º sind, das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 16b im Scheitelbereich instabil. Dies zeigt, daß bei dem Blattfederelement 16c Vibrationen auftreten. Im Gegensatz dazu stabilisiert sich unter den Bedingungen der Fig. 4(b) dann, wenn der Auslenkwinkel der Welle 16e gleich 0º ist, das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 16b im Scheitelbereich. Dies zeigt, daß bei dem Blattfederelement 16c keine Vibrationen auftreten.
Bei einem Auslenkwinkel der Welle 16e von -5º wirkt dann, wenn das Blattfederelement 16c von der Entwicklungswalze 16b eine Reibungskraft in der tangentialen Richtung erfährt, eine der Kraftkomponenten in der Weise, das Blattfederelement 16c von der Entwicklungswalze 16b abzuheben. Das Blattfederelement 16c wird durch diese Abhebewirkung zum Vibrieren gebracht. Infolge dieser Vibration des Blattfederelementes 16b wird die Regulierkraft für die Dicke der Tonerschicht schwächer, und so wird die Dicke der Tonerschicht verhältnismäßig größer. Das stimmt mit den Ergebnissen des Diagramms der Fig. 6 überein. Das heißt, daß gleichzeitig mit dem Anwachsen der Dicke der Tonerschicht die mittlere Ladung der Tonerpartikel fällt. Das bedeutet, daß es unter den Tonerpartikeln Tonerpartikel gibt, die nahe bei einem ungeladenen Zustand sind. Diese ungeladenen Tonerpartikel verursachen eine Nebelbildung. Wenn bei einem auf -5º eingestellten Auslenkwinkel der Welle 16e eine Aufzeichnungsoperation unter einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (40ºC, relative Feuchtigkeit von 80% RH) ausgeführt wurde, dann entstand auf dem Aufzeichnungspapier eine Nebelbildung mit einer optischen Reflexionsdichte (OD) von mehr als 0,04. Außerdem traten Änderungen in der Aufzeichnungsdichte auf. Die Qualität des aufgezeichneten Tonerbildes war vermindert.
Wenn der Auslenkwinkel der Welle 16e gleich +5º war, und wenn das Blattfederelement 16c von der Entwicklungswalze 16b die Reibungskraft in der tangentialen Richtung erfuhr, dann wirkte eine der Kraftkomponenten in der Weise, daß das Blattfederelement 16c veranlaßt wurde, sich in die Entwicklungswalze 16b zu verhaken. Infolge dieser Verhakungswirkung vibrierte das Blattfederelement 16c. Infolge dieser Vibration des Blattfederelementes 16c wurde die Regulierkraft für die Dicke der Tonerschicht stärker, so daß die Dicke der Tonerschicht relativ kleiner wurde. Das stimmt mit den Ergebnissen des Diagramms der Fig. 6 überein. Wenn jedoch die Aufzeichnungsoperation tatsächlich mit dem auf +5º eingestellten Auslenkwinkel der Welle 16e ausgeführt wurde, dann entstand eine Nebelbildung mit einer optischen Reflexionsdichte (OD) von mehr als 0,04 auf dem Aufzeichnungspapier. Dieses Ergebnis scheint der oben gegebenen Erklärung zu widersprechen; wenn man jedoch das Auftreten einer Nebelbildung betrachtet, dann ist zu vermuten, daß das Blattfederelement 16c sich in die Entwicklungswalze 16b verhakt, daß sodann das Blattfederelement 16c sofort von der Entwicklungswalze 16b zurückprallt und daß zu dieser Zeit die Dicke der Tonerschicht größer wird und die mittlere Ladung dieses Bereiches der Tonerpartikel abfällt.
Wenn der Auslenkwinkel der Welle 16e gleich 0º ist, wird eine Vibration des Blattfederelementes 16c unterdrückt, und die Entwicklung kann stabil ausgeführt werden. Die Qualität des tatsächlich erhaltenen aufgezeichneten Tonerbildes war ausgezeichnet. Das heißt, die aufgezeichnete Dichte (OD), die unter Verwendung eines optischen Reflexionsdensitometers gemessen wurde, war 1,4. Die Ungleichmäßigkeit der Dichte (OD) war auch ein relativ kleiner Betrag von 0,1 oder weniger. Außerdem war die Dichte der Nebelbildung des Hintergrundbereiches auf dem Aufzeichnungspapier nicht wahrnehmbar (Nebelbildungsdichte OD ≤ 0,01).
In dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel war das Blattfederelement 13c ortsfest angeordnet, und die Position der Welle 16e wurde geändert. Ein ähnliches Experiment wurde für den Fall ausgeführt, bei welchem die Welle 16e ortsfest angeordnet und der Einstellwinkel des Blattfederelementes 16c geändert wurde. Das heißt, daß wie in Fig. 10 gezeigt, das starre Trägerelement 16d drehbar an der Welle 16e angebracht wurde, die in einer vorgegebenen Position fixiert wurde. Das Blattfederelement 16c wurde an dem starren Trägerelement 16d über einen Montagesitz 38 mit variablem Winkel gehalten. Mehr im einzelnen erläutert wird das Blattfe-. derelement 16c von dem Montagesitz 38 gehalten, und der Montagesitz 38 ist abnehmbar an dem starren Trägerelement 16d angebracht, indem Arretierschrauben 38b durch die darin ausgebildeten Langlöcher 38a hindurchgesteckt werden. Auf diese Weise ist die Winkelposition des Blattfederelementes 16c frei einstellbar. Zuerst wird, wie in Fig. 10(b) gezeigt ist, die Winkelposition des Blattfederelementes 16c so eingestellt, daß die Tangente der Entwicklungswalze 16b, auf welcher das Blattfederelement 16c liegt, durch das Zentrum der Welle 16e hindurchläuft. Unter diesen Umständen wurde die Dicke der Tonerschicht reguliert. Als nächstes wurde, wie in Fig. 10(a) gezeigt ist, der Montagesitz 38 in der Gegenuhrzeigerrichtung winkelversetzt, und die Dicke der Tonerschicht wurde unter diesen Bedingungen ebenfalls reguliert. Es sei bemerkt, daß in Fig. 10(a) die Linie, die den Kontaktpunkt zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b sowie die Welle 16e verbindet, einen Winkel von 5º gegenüber der Tangente des Blattfederelementes 16c und der Entwicklungswalze 16b bildet. Dieser Winkel ist in geeigneter Weise als ein Auslenkwinkel des Blattfederelementes 16c von -5º definiert. Ferner ist, wie in Fig. 10(c) gezeigt ist, der Montagesitz 38 in der Uhrzeigerrichtung winkelversetzt, und die Dicke der Tonerschicht wurde unter diesen Umständen ebenfalls reguliert. Es sei bemerkt, daß in Fig. 10(c) die Linie, die den Kontaktpunkt zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b sowie das Zentrum der Welle 16e verbindet, einen Winkel von 5º gegenüber der Tangente des Blattfederelementes 16c und der Entwicklungswalze 16b bildet. Dieser Winkel ist in geeigneter Weise als ein Auslenkwinkel des Blattfederelementes 16c von +5º definiert.
Die Dicke der Tonerschicht wurde unter den Bedingungen gemessen, die in jeder der Fig. 10(a), Fig. 10(b) und Fig. 10(c) gezeigt sind. Die Dicke wurde unter den gleichen Bedingungen wie in dem Fall der Fig. 4(a), Fig. 4(b) und Fig. 4(c) gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 11 dargestellt. Ferner wurde durch das gleiche Verfahren, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 16b auch unter den Bedingungen der jeweiligen Fig. 10(a), Fig. 10(b) und Fig. 10(c) gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 12 dargestellt. Es sei bemerkt, daß in Fig. 12(a) die durch den Pfeil SL angezeigte Standardlänge Sekunden entspricht. Das gleiche gilt für die Fig. 12(b) und die Fig. 12(c).
Wenn der Auslenkwinkel des Blattfederelementes 16c gleich -5º ist, dann ist, wie aus dem Diagramm der Fig. 11 klar wird, die mittlere makroskopische Tonerschichtdicke gleich 7,8 µm und die Änderung 3 nahm einen großen Betrag von 6,2 µm an. Wenn eine tatsächliche Aufzeichnungsoperation durchgeführt wurde, dann trat bei dem aufgezeichneten Tonerbild eine Dichtenungleichmäßigkeit einer optischen Reflexionsdichte (OD) von weniger als 1,3 auf. Ferner wurde die optische Reflexionsdichte (OD) der Nebelbildung über 0,03 bis zu einem Ausmaß, bei dem der Hintergrundbereich des Aufzeichnungspapiers geschwärzt wurde. Andererseits veränderte sich, wie in Fig. 12(a) gezeigt ist, das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 16b im Scheitelbereich heftig. Das ist dem Fall der Fig. 9(c) weitgehend ähnlich. Kurz gesagt glaubt man, daß dann, wenn der Auslenkwinkel des Blattfederelementes 16c gleich -5º war, in der gleichen Weise wie in dem Fall der Fig. 9(c) das Blattfederelement 16c eine Reibungskraft in der tangentialen Richtung von der Entwicklungswalze 16b erfuhr, und eine der Kraftkomponenten wirkte in der Weise, daß sie das Blattfederelement 16c zum Verhaken mit der Entwicklungswalze 16b veranlaßte, wodurch das Blattfederelement 16c vibrierte.
Wenn der Auslenkwinkel des Blattfederelementes 16c gleich +5º war, war die mittlere makroskopische Toner schichtdicke gleich 18,4 µm, und die Änderung 3 nahm einen großen Betrag von 4,6 µm an. Wenn eine tatsächliche Aufzeichnungsoperation durchgeführt wurde, dann sah man in dem aufgezeichneten Tonerbild eine Ungleichmäßigkeit der Dichte, und es trat eine Nebelbildung mit einer optischen Reflexionsdichte (OD) von weniger als 0,04 auf. Andererseits ist, wie in Fig. 12(c) gezeigt ist, sogar das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 16b im Scheitelbereich instabil. Das gleicht sehr weitgehend dem Fall der Fig. 9(a). Kurz gesagt glaubt man in der gleichen Weise wie im Fall der Fig. 9(a), daß das Blattfederelement 16c eine Reibungskraft in der tangentialen Richtung von der Entwicklungswalze 16b erfährt, und eine der Kraftkomponenten in der Weise wirkt, daß das Blattfederelement 16c von der Entwicklungswalze 16b abgehoben wird, wodurch das Blattfederelement 16c vibriert.
Wenn der Auslenkwinkel des Blattfederelementes 16c gleich 0º ist, dann ist die mittlere makroskopische Tonerschichtdicke gleich 10,2 µm, und die Änderung 3 beträgt 2,2 µm. Sogar bei einer tatsächlichen Aufzeichnungsoperation erhielt man als Druckdichte eine optische Reflexionsdichte (OD) von 1,4. Die Ungleichmäßigkeit der Dichte war auch ein kleiner Betrag von 0,1 oder weniger. Ferner war die Nebelbildungsdichte des Hintergrundbereiches des Aufzeichnungspapiers nicht feststellbar (Nebelbildungsdichte OD ≤ 0,01).
Wie oben erläutert wurde, ist die Vorderkante der schützenden Kante des Blattfederelementes 16c angefast, um diesem eine Abrundung zu geben, und der Radius des abgerundeten Vorderendes ist beispielsweise 0,05 mm in dieser Ausgestaltung. Der Radius dieser abgerundeten Vorderkante kann auch ein bedeutender Faktor für den Erhalt eines aufgezeichneten Tonerbildes von ausgezeichneter Qualität sein. Es wurde deshalb das folgende Experiment für die Beziehung des Radius R der abgerundeten Vorderkante und der Qualität des aufgezeichneten Tonerbildes durchgeführt.
Es wurden vier Blattfederelemente aus einem rostfreien Stahlblechmaterial mit einer Dicke von 0,02 mm (SUS 631-CSP-4/3H) vorbereitet. Unter diesen wurden drei Blattfederelemente an einem ihrer jeweiligen Endbereiche durch einen Super-Schleifstein angefast, um ihnen Radien der abgerundeten Vorderendbereiche von R = 0,10 mm, R = 0,07 mm und R = 0,03 mm zu geben. Das verbleibende Blattfederelement wurde nicht angefast. Unter Verwendung dieser vier Blattfederelemente wurde eine tatsächliche Aufzeichnung auf Aufzeichnungspapier durchgeführt, und die Qualität des aufgezeichneten Tonerbildes wurde ausgewertet. Das Experiment ist nachstehend zusammengefaßt:
(1) Das Zentrum der Welle 16e des starren Trägerelementes 16d wurde auf der Tangente an die Entwicklungswalze 16b positioniert, in welcher das Blattfederelement liegt.
(2) Die Blattfederelemente wurden in Kontakt mit der Entwicklungswalze 16b mit einem linearen Andruck von 40 gf/cm angedrückt.
(3) Die Entwicklungsprozesse wurden unter Umweltbedingungen ausgeführt, bei denen leicht eine Nebelbildung auftritt, d.h. bei einer Temperatur von 40ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 80 % RH.
(4) In den Entwicklungsprozessen wurden eine Entwicklung mit parallelen Schraffurlinienmustern, die aus einer großen Anzahl von Einpunkt-Schraffurlinien mit einem Winkel von 45º (Teilung zwischen den Schraffurlinien in horizontaler Richtung: 8 Punkte) und eine Entwicklung ganz in Weiß (keine Belichtung der fotosensitiven Trommel 10) durchgeführt. Die entwickelten Tonerbilder wurden auf Aufzeichnungspapier (A4-Format) übertragen und fixiert. Es sei bemerkt, daß bei der Entwicklung ganz in Weiß natürlich kein Tonerbild von der fotosensitiven Trommel 10 auf das Aufzeichnungspapier zu übertragen war.
(5) Für die Auswertung wurden das erste aufgezeichnete Tonerbild und das auf dem 20.000-sten Aufzeichnungsbogen aufgezeichnete Tonerbild ausgewählt.
Die Ergebnisse der Auswertung sind in dem Diagramm der Fig. 13 gezeigt. Es sei bemerkt, daß die horizontale Achse des Diagramms den Radius R der abgerundeten Vorderkante des Blattfederelementes zeigt. Die rechte vertikale Achse zeigt die Differenz zwischen dem Maximalwert (schwarzer Streifen) und dem Minimalwert (weißer Streifen) der mittleren optischen Reflexionsdichte (OD) einer Region mit einem Durchmesser von 4 mm der Aufzeichnung mit parallelen Schraffurlinienmustern. Die linke vertikale Achse zeigt den Wert der Nebelbildungsdichte der Aufzeichnung ganz in Weiß, die durch ein optisches Reflexionsdensitometer gemessen worden ist. Wie aus diesem Diagramm klar wird, war bei einer Aufzeichnung mit parallelen Schraffurlinienmustern in dem Fall einer Verwendung des Blattfederelementes ohne eine abgerundete Vorderkante (R = 0) die Differenz der mittleren Aufzeichnungsdichten ein großer Betrag von 0,08. Dieses war sehr viel höher als die mit dem Auge erkennbare Dichtedifferenz von 0,03. Schwarze Streifen und weiße Streifen von ungleichmäßiger Dichte wurden auf dem Aufzeichnungspapier beobachtet. Im Gegensatz dazu ergab sich in dem Fall der Blattfederelemente, die angefast waren, um ihnen eine Abrundung (R = 0,10 mm, R = 0,07 mm und R = 0,03 mm) zu vermitteln, daß die Differenz bei der Dichte auf unterhalb 0,03 gehalten werden konnte. Ferner erfuhr man bei der Aufzeichnung ganz in Weiß, die unter der Umweltbedingung hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (40ºC/80% RH) durchgeführt wurde, daß dann, wenn von dem Blattfederelement mit R = 0,10 mm Gebrauch gemacht wurde, die mit dem Auge erkennbare Grenze einer Dichtedifferenz von 0,01 (der Wert minus der optischen Reflexionsdichte (OD) des Aufzeichnungspapiers) überschritten wurde und leicht eine Nebelbildung auftrat. Kurz gesagt sollte dann, wenn man die Vorderkante des überstehenden Endes des Blattfederelementes 16b anfast, der Radius R innerhalb des folgenden Bereiches gehalten werden:
0,03 mm ≤ R ≤ 0,07 mm
Ferner wurde auch ein Experiment für die drei Arten von Blattfederelementen (R = 0,10 mm, R 0,07 mm, R = 0,03 mm) durchgeführt, welche so angefast wurden, daß man sah, wie die Dicke der Tonerschicht in dem Fall einer Änderung des linearen Andruckes gegenüber der Entwicklungswalze 16b sich ändert (d.h. der die Dicke der Tonerschicht regulierende Andruck). Die Ergebnisse sind in dem Diagramm der Fig. 14 gezeigt. Wie aus dem Diagramm klar wird, besteht der allgemeine Trend, daß dann, wenn der Radius R der abgerundeten Vorderkante des Blattfederelementes kleiner wird, die Dicke der Tonerschicht durch einen viel kleineren linearen Andruck dünn gehalten werden kann. Beispielsweise zeigt ein Blick auf die obere Grenze (0,07 mm) des Radius R der abgerundeten Vorderkante des Blattfederelementes, daß ein linearer Andruck von wenigstens 30 gf/cm gegenüber der Entwicklungswalze 16b erforderlich ist. Ferner wurden die drei angefasten Blattfederelemente im Hinblick auf die Qualität des aufgezeichneten Tonerbildes nach dem Einstellen der linearen Andrücke gegenüber der Entwicklungswalze 16b auf 12 gf/cm, 30 gf/cm, 45 gf/cm und 60 gf/cm und nach der Durchführung eines durchlaufenden Aufzeichnungsversuchs von 20.000 Bögen Aufzeichnungspapier (A4-Format) gleich wie im obenstehenden Fall ausgewertet. Als Resultat ergab sich, daß mit einem linearen Andruck von 60 gf/cm mit allen Blattfederelementen die Tonerpartikel in einem zermalmten Zustand fixiert wurden und schwarze Streifen sowie weiße Streifen mit einer maximalen Dichtedifferenz von 0,16 bei der Aufzeichnung mit parallelen Schraffurlinienmustern auftraten. Aus dem Obenstehenden ersah man, daß der lineare Andruck des Blattfederelementes 16c gegenüber der Entwicklungswalze 16b vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa 30 gf/cm bis etwa 45 gf/cm liegt.
Ferner wurde, wie in Fig. 15 gezeigt ist, in der vorliegenden Erfindung durch das folgende Experiment bestätigt, daß die flexible Länge FL des vorstehenden Endes des Blattfederelementes 16c (d.h. der Abstand von dem Vorderende des starren Trägerelementes 16d zur abgerundeten Vorderkante des Blattfederelementes 16c) eng mit der Regulierung der Dicke der Tonerschicht verbunden ist.
Zuerst wurde vor dem Experiment ein Trägergerät für das Blattfederelement 16c vorbereitet, wie es in Fig. 16 gezeigt ist. Dieses Trägergerät ist mit einer in einer vorgegebenen Position angeordneten festen Welle 40 und einem abnehmbar an der Welle 40 angebrachten starren Trägerelement 42 ausgestattet. Das Blattfederelement 16c ist in der gleichen Weise wie in dem Fall des starren Trägerelementes 16d auf dem starren Trägerelement 42 gelagert. Eine Schraubenfeder 44 ist vorgesehen, um auf das starre Trägerelement 42 einzuwirken, wodurch das Blattfederelement 16c mit einem vorgegebenen Andruck elastisch gegen die Entwicklungswalze 16b angedrückt wird. Das Drehzentrum des starren Trägerelementes 42, d.h. das Zentrum der festen Welle 40 ist auf der Tangente der Entwicklungswalze 16b positioniert, auf welcher das Blattfederelement liegt. Deshalb ist die auf das Blattfederelement 16c wirkende Reibungskraft F (Fig. 17) zu dem Zentrum der Welle 40 hin orientiert, so daß eine eine Vibration des Blattfederelementes 16c verursachende Kraftkomponente von der Reibungskraft F nie erzeugt wird. Das heißt, das in Fig. 16 gezeigte Trägergerät ist dem in Fig. 1 gezeigten Trägergerät für das Blattfederelement äquivalent.
Für das Experiment wurden vier Typen starrer Trägerelemente 42&sub1;, 42&sub2;, 42&sub3; bzw. 42&sub5; vorbereitet, wie sie in Fig. 18, Fig. 19, Fig. 20 bzw. Fig. 21 illustriert sind. Blattfederelemente 16c mit den gleichen Abmessungen wurden an diesen starren Trägerelementen angebracht, die Längen der Trägerarmabschnitte der starren Trägerelemente, d.h. der Abschnitte, welche das Blattfederelement 16c trugen, waren unterschiedlich. In Fig. 18 ist der Abstand von dem Drehzentrum des starren Trägerelementes 421 bis zum Vorderende des Trägerarmabschnittes gleich 23 mm, und die Länge des überstehenden Endes des Blattfederelementes 16c, welches über das Vorderende übersteht (die flexible Länge FL) ist gleich 2 mm. In Fig. 19 ist der Abstand vom Drehzentrum des starren Trägerelementes 42&sub2; bis zum Vorderende des Trägerarmabschnittes gleich 22 mm, und die flexible Länge FL des Blattfederelementes 16c ist gleich 4 mm. In Fig. 21 ist der Abstand vom Drehzentrum des starren Trägerelementes 42&sub4; bis zum Vorderende des Trägerarmabschnittes gleich 20 mm, und die flexible Länge FL des Blattfederelementes 16c ist gleich 5 mm. Es sei bemerkt, daß die Kontaktbreite CW (Fig. 15) zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b gleich 2,4 mm war.
Die Dicke der Tonerschicht wurde unter den Bedingungen reguliert, die jeweils in Fig. 18, Fig. 19, Fig. 20 bzw. Fig. 21 gezeigt sind. Die Dicke der Tonerschicht wurde dann durch das Laserscanner-Mikromeßgerät 34 der Fig. 5 gemessen. Die Messung der Dicke der Tonerschicht unter den Bedingungen der jeweiligen Fig. 18, Fig. 19, Fig. 20 bzw. Fig. 21 wurde fünfmal wiederholt. Die Ergebnisse der Messungen sind in dem Diagramm der Fig. 22 gezeigt. Wie aus dem Diagramm klar wird, war dann, wenn die flexible Länge FL des Blattfederelementes 16c gleich 5 mm war (Fig. 21), die mittlere makroskopische Dicke der Tonerschicht mit 12,7 µm relativ dick, und die Änderung 3 (wobei die Standardabweichung ist) war ein großer Betrag von 5,4 µm. Die Gründe dafür können so angenommen werden, daß dann, wenn die flexible Länge des Blattfederelementes 16c ansteigt, auch die Flexibilität ansteigt, so daß die Dickenregulierkraft für die Tonerschicht schwächer wird und Vibrationen leichter entstehen. Ferner wird nicht nur die makroskopische mittlere Dicke der Tonerschicht größer, sondern es gilt das gleiche für die Änderung derselben. Wie aus dem Diagramm der Fig. 22 klar wird, übersteigt dann, wenn die Änderung 5,4 µm wird, die Dicke der Tonerschicht oft die obere Grenze von 14,5 µm für die Aufrechterhaltung einer ausgezeichneten Qualität entwickelter Tonerbilder. Wenn die Dicke der Tonerschicht die obere Grenze von 14,5 uµm übersteigt, dann fällt die mittlere Tonerladung, und als Folge davon tritt leicht eine Nebelbildung auf.
Als nächstes wurde eine durchlaufende Aufzeichnung von 20.000 Bögen Aufzeichnungspapier (A4-Format) unter den Bedingungen jeder der Fig. 18 bis Fig. 21 durchgeführt, um die Aufzeichnungsqualität auszuwerten. Eine Aufzeichnung mit parallelen Schraffurlinienmustern, welche eine große Anzahl von Einpunkt-Schraffurlinien mit einem Winkel von 45º umfaßten (Teilung zwischen den Schraffurlinien in horizontaler Richtung: 8 Punkte), Aufzeichnungen ganz in Weiß (keine Belichtung der fotosensitiven Trommel 10) und Aufzeichnungen ganz in Schwarz (vollständige Belichtung der fotosensitiven Trommel 10) wurden auf den Aufzeichnungsbögen durchgeführt. Für die Auswertung wurde die Aufzeichnung auf dem ersten Bogen und die Aufzeichnung auf dem 20.000-sten Aufzeichnungsbogen ausgewählt.
Die Ergebnisse der Auswertung sind in dem Diagramm der Fig. 23 gezeigt. In dem Diagramm zeigen die weißen Quadrate die Dichtedifferenz ΔOD zwischen dem Maximalwert (schwarze Streifen) und dem Minimalwert (weiße Streifen) der mittleren optischen Reflexionsdichte (OD) einer Region mit einem Durchmesser von 4 mm für das Parallelschraffurmuster. Die schwarzen Kreise zeigen die durch ein optisches Reflexionsdensitiometer in einer Aufzeichnung ganz in Weiß gemessene Nebelbildungsdichte (OD). Wie aus dem Diagramm der Fig. 23 klar wird, wächst dann, wenn die flexible Länge des Blattfederelementes 16c kleiner als 3 mm ist, die Dichtedifferenz ΔOD sehr schnell. Nur wenn die flexible Länge des Blattfederelementes 16c gleich 2 mm ist (Fig. 18), werden schwarze Streifen und weiße Streifen mit einer großen Dichtedifferenz ΔOD von 0,08 bei der Aufzeichnung mit parallelen Schraffurmustern beobachtet. Diese Dichtedifferenz ΔOD gleich 0,08 ist größer als die mit dem Auge bemerkbare Dichtedifferenz ΔOD von 0,03. Wenn das Entwicklungsgerät auseinandergebaut und die Gründe untersucht wurden, wurde deshalb gefunden, daß sich Tonerpartikel auf der Dickenregulier-Oberfläche des Blattfederelementes 16c abgesetzt hatten und daß die Stellen, wo sich die Tonerpartikel abgesetzt hatten, mit dem Vorderende des Trägerarmabschnittes des starren Trägerelementes 421 zusammenfielen, welches an der Rückseite der Dickenregulierfläche angeordnet war. Was den Grund dafür betrifft, so wird deshalb, weil die flexible Länge des Blattfederelementes 16c kurz ist, die Flexibilität kleiner. Wie aus der Fig. 18 klar wird, ist ferner das Vorderende des Trägerarmabschnittes des starren Trägerelementes 42&sub1; in dem Kontaktbereich (CW = 2,4 mm) zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b angeordnet. Deshalb wird während der laufenden Aufzeichnung vßn 20.000 Bögen Aufzeichnungspapier das überstehende Ende des Blattfederelementes 16c so abgebogen, daß es durch die zwischen dieses Ende und die Entwicklungswalze 16b gedrückten Tonerpartikel leicht von der Entwicklungswalze abgehoben wird und so die Tonerpartikel zwischen diese gestopft werden. Man glaubt, daß die Tonerpartikel gegen die Dickenregulierfläche des Blattfederelementes 16c gequetscht werden und dort zur festen Haftung veranlaßt werden.
Wenn andererseits die flexible Länge FL des überstehenden Endes des Blattfederelementes 16c kleiner als 4 mm und mehr als die Kontaktbereichsbreite (CW = 2,4 mm) zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b war, dann wurde die Aufzeichnungsqualität als ausgezeichnet ermittelt. Sogar nach einer durchlaufenden Aufzeichnung von 20.000 Bögen Aufzeichnungspapier erhielt man eine ausreichende Aufzeichnungsdichte OD von 1,4. Sogar mit einer Aufzeichnung ganz in Schwarz war die Ungleichmäßigkeit der Dichte ein kleiner Wert von 0,10, und die Nebelbildungsdichte war ferner ein kleiner Wert, welcher mit dem Auge nicht feststellbar war (Nebelbildungsdichte OD ≤ 0,01: ein Wert, den man durch Subtrahieren der optischen Reflexionsdichte OD von 0,1 des Aufzeichnungspapiers erhielt). Kurz gesagt sollte dann, wenn die Kontaktbereichsbreite CW zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b gleich 2,4 mm ist, die flexible Länge FL des Blattfederelementes 16c innerhalb eines Bereiches von 2,4 mm bis etwa 4 mm ausgebildet werden.
Wie aus dem Diagramm der Fig. 22 klar wird, so ist dann, wenn die flexible Länge FL des Blattfederelementes 16c innerhalb des Bereiches von 2,4 mm bis 4 mm ist, die Dicke der Tonerschicht auf etwa 10 µm reguliert. Die Dicke von 10 µm entspricht im wesentlichen der mittleren Partikelabmessung der Tonerpartikel. Das bedeutet, daß die Tonerschicht zu einer einfachen Lage von Tonerpartikeln reguliert worden ist. In diesem Fall wird es möglich, individuelle Tonerpartikel durch Ladungsimplantierung mit einer ausreichenden Ladung zu laden, so daß das Auftreten einer Nebelbildung weitgehend unterdrückt werden kann.
Um die Dicke der Tonerschicht in geeigneter Weise zu regulieren, muß ferner in der vorliegenden Erfindung die abgerundete Vorderkante des überstehenden Endes des Blattfederelementes 16c innerhalb eines vorgegebenen Bereiches des Kontaktpunktes zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b positioniert werden. Das wurde durch das folgende Experiment bestätigt.
Wie in Fig. 24 gezeigt ist, muß dann, wenn die Linie, die senkrecht zu der Tangente zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b liegt und durch den Kontaktpunkt zwischen diesen beiden hindurch verläuft, zur Standardlinie SL gemacht wird, die abgerundete Vorderkante des überstehenden Endes des Blattfederelementes 16c zwischen einer Stelle gleich 0,3 mm weg von der Standardlinie SL an der stromaufwärtigen Seite der sich bewegenden Oberfläche der Entwicklungswalze 16b und einer Stelle gleich 0,5 mm weg von der Standardlinie an der stromabwärtigen Seite der sich bewegenden Oberfläche positioniert werden.
Zuerst wurde vor dem Experiment das Trägergerät des Blattfederelementes 16c, welches in Fig. 25 gezeigt ist, vorbereitet. Das Trägergerät wurde mit einer festen Welle 46 versehen, die in einer vorgegebenen Position angeordnet wurde, sowie mit einem starren Trägerelement 48, welches abnehmbar an der Welle 40 angebracht wurde. An diesem starren Trägerelement 48 wurde ein Montageelement 50 verstellbar angebracht, welches das Blattfederelement 16c befestigt und hält. Das Montageelement so ist an dem starren Trägerelement 48 durch Hindurchführen von Arretierschrauben 50b durch darin ausgebildete Langlöcher 50a angebracht, wodurch das Montageelement 50 in der Richtung senkrecht zu der Standardlinie SL verstellbar ausgebildet ist. Deshalb ist eine Justierung der Position des Blattfederelementes 16c mit Rezug auf die Standardlinie SL möglich. Die Schraubenfeder 38 ist so ausgebildet, daß sie auf das starre Trägerelement 48 einwirkt, wodurch das Blattfederelement 16c elastisch gegen die Entwicklungswalze 16b angedrückt wird. Das Drehzentrum der Welle 46 des starren Trägerelementes 48 ist auf der Tangente der Entwicklungswalze 16b positioniert, auf welcher das Blattfederelement 16c liegt. Kurz gesagt ist abgesehen von dem Punkt, daß eine Justierung der Position des Blattfederelementes 16c möglich ist, das Trägergerät der Fig. 25 dem in Fig. 1 gezeigten äquivalent.
In Fig. 25 zeigt das Bezugssymbol D die Koordinatenachse, die sich senkrecht mit der Standardlinie SL schneidet. Der Schnittpunkt bildet den Ursprung der Koordinaten. Die Position der abgerundeten Vorderkante des Blattfederelementes 16c mit Bezug auf die Standardlinie SL wird durch die Koordinatenachse D so spezifiziert, wie das Blattfederelement 16c über die Standardlinie SL übersteht. Wenn das überstehende Ende des Blattfederelementes 16c tatsächlich über die Standardlinie SL übersteht, wie in Fig. 25 gezeigt ist, dann wird der Abstand von der Standardlinie SL zu der abgerundeten Vorderkante als ein positiver Überstandsbetrag d definiert. Wenn das überstehende Ende des Blattfederelementes 16c tatsächlich nicht über die Standardlinie SL übersteht, dann wird der Abstand von der abgerundeten Vorderkante zu der Standardlinie SL als ein negativer Überstandsbetrag d definiert. Wenn die abgerundete Vorderkante des überstehenden Endes des Blattfederelementes 16c auf der Standardlinie SL positioniert ist, dann ist natürlich der Betrag des Überstandes als Null definiert.
Die Fig. 26 bis 28 zeigen jeweils eine Vergrößerung der abgerundeten Vorderkante des überstehenden Endes des Blattfederelementes 16c. In Fig. 26 ist der Überstandsbetrag d ein positiver Betrag, während in Fig. 27 und Fig. 28 die Überstandsbeträge d negative Beträge sind. Die Überstandsbeträge d&sub1; bzw. d&sub2; sind gleich -0,50 mm bzw. 0,30 mm. Der Bereich ist der gleiche wie der in Fig. 24 gezeigte.
In dem Experiment wurde das überstehende Ende des Blattfederelementes 16c so eingerichtet, daß es um sechs Beträge, nämlich -0,85 mm, -0,50 mm, 0 mm, 0,30 mm, 0,50 mm und 0,80 mm überstand. Die Dicke der Tonerschicht wurde durch das um diese Beträge überstehende Blattfederelement 16c reguliert, dann wurde die Dicke der Tonerschicht durch das Laserscanner-Mikromeßgerät 34 der Fig. 5 gemessen. Die Messung der Dicke der Tonerschicht wurde fünfmal für jeden der Überstandsbeträge wiederholt. Die Ergebnisse sind in dem Diagramm der Fig. 29 gezeigt. Die Nebelbildung an der fotosensitiven Trommel 10 wurde parallel zu der Messung der Dicke der Tonerschicht gemessen, indem man Flick-Klebeband auf die Oberfläche der fotosensitiven Schicht der fotosensitiven Trommel 10 klebte, dann das Band davon wieder abzog und die Klebeseite des Bandes mit einem optischen Reflexionsdensitometer vermessen hat. Die Ergebnisse sind in dem Diagramm der Fig. 30 gezeigt.
Wie in dem Diagramm der Fig. 29 gezeigt ist, so erkennt man, daß dann, wenn der Überstandsbetrag d über 0,8 mm ist (beispielsweise Fig. 26), die mittlere Dicke der Tonerschicht und auch die Änderung aus dem zulässigen Bereich von 6 bis 14,5 µm herausfallen, in welchem man eine ausgezeichnete Aufzeichnungsqualität noch erhält. Wie andererseits aus dem Diagramm der Fig. 30 klar wird, steigt dann, wenn d ≥ 0,3 mm ist, die Nebelbildungsdichte (OD) rapide an. Wenn der Überstandsbetrag d des Blattfederelementes 16c über d ≥ 0,3 mm ist, fällt der Abschabeeffekt der Tonerschicht durch die abgerundete Vorderkante ab, und die Tonermenge, welche durch das Blattfederelement 16c hindurchtritt, steigt an. Wenn die Dicke der Tonerschicht anwächst, fällt die mittlere Ladung der Tonerpartikel ab, und dies wird zu einem Grund von Nebelbildung.
Wie ferner durch das Diagramm der Fig. 30 gezeigt ist, steigt auch dann, wenn d ≤ -0,50 mm ist, die Nebelbildungsdichte rapide an. Wenn der Überstand des Blattfederelementes 16c kleiner als -0,50 mm ist, dann ist, wie durch das Diagramm der Fig. 29 gezeigt ist, die Dicke der Tonerschicht relativ klein. Das ist ein Effekt, welcher der obenstehenden Erklärung widerspricht. Als Grund dafür nimmt man an, daß dann, wenn d ≤ -0,50 mm ist, die abgerundete Vorderkante des Blattfederelementes 16c sich in die Entwicklungswalze 16b verhakt, wie in Fig. 28 gezeigt ist, so daß das Blattfederelement 16c heftig vibriert und es eine große Änderung in der Dicke der Tonerschicht gibt.
Aus den obenstehenden Ergebnissen ergibt sich, daß der Überstand d des Blattfederelementes 16c innerhalb des oben erwähnten vorgegebenen Bereiches eingestellt werden sollte, nämlich innerhalb des folgenden Bereiches:
0,50 mm (d&sub1;) ≤ d ≤ 0,3 mm (d&sub2;)
Dieser Bereich kann etwas um die Standardlinie SL herum, d.h. an dem Kontaktpunkt mit der Entwicklungswalze 16b infolge der Differenz im Durchmesser der Entwicklungswalze 16b wechseln. Wenn jedoch die abgerundete Vorderkante des Blattfederelementes 16c in der Nähe des Kontaktpunktes positioniert ist, dann ist diese Position in dem gewünschten Bereich enthalten, so daß keine Notwendigkeit besteht, den gewünschten Bereich des Überstandes des Blattfederelementes für jede einzelne Entwicklungswalze mit unterschiedlichem Durchmesser herauszufinden.
Als nächstes wurde das Auftreten von Vibrationen des Blattfederelementes 16c durch das in Fig. 7 gezeigte Verfahren geprüft, wenn der Überstand d des Blattfederelementes 16c kleiner als -0,50 mm ist. Die Ergebnisse der Messung des Oberflächenpotentials der Entwicklungswalze 16b in dem Fall, in welchem 0 ≤ d ≤ 0,3 mm ist und in dem d ≤ -0,50 mm ist, sind in Fig. 31 gezeigt. Wie aus dem Diagramm der Fig. 31(a) klar wird, stabilisiert sich dann, wenn 0 ≤ d ≤ 0,3 mm ist, das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 16b im Scheitelbereich. Das zeigt, daß keine Vibration an dem Blattfederelement 16c auftritt. Wenn im Gegensatz dazu d ≤ 0,50 mm ist, dann ist das Oberflächenpotential der Entwicklungswalze 16b im Scheitelbereich instabil. Das zeigt, daß an dem Blattfederelement 16c eine Vibration auftritt.
Ferner wurde die Aufzeichnungsqualität ausgewertet, indem man eine durchgehende Aufzeichnung von 20.000 Bögen Aufzeichnungspapier (A4-Formt) bei jedem der obengenannten Überstandsbeträge durchführte. Eine Aufzeichnung ganz in Schwarz (Belichtung der gesamten Oberfläche der fotosensitiven Trommel 10), eine Aufzeichnung ganz in Weiß (keine Belichtung der fotosensitlven Trommel 10) und eine Aufzeichnung mit parallelen Schraffurlinienmustern, die aus einer großen Anzahl von Einpunkt-Schraffurlinien mit einem Winkel von 45º bestehen (Teilung zwischen Schraffurlinien in horizontaler Richtung: 8 Punkte) wurden auf den Aufzeichnungsbögen durchgeführt. Für die Auswertung wurde die Aufzeichnung des ersten Aufzeichnungsbogens und die Aufzeichnung des 20.000-sten Aufzeichnungsbogens ausgewählt. Als Ergebnis ergab sich, daß schwarze Streifen und weiße Streifen bei der Aufzeichnung ganz in Schwarz und bei der Aufzeichnung mit parallelen Schraffurlinienmustern nur auftrat, wenn d = 0,80 mm war. Im Falle der Aufzeichnung der parallelen Schraffurlinienmuster wurde die Differenz zwischen dem Maximalwert (schwarzer Streifen) und dem Minimalwert (weißer Streifen) der mittleren optischen Reflexionsdichte OD* für eine Region mit einem Durchmesser von 4 mm ausgewertet, worauf eine mittlere Aufzeichnungsdichtedifferenz von 0,10 in der Aufzeichnung mit parallelen Schraffurlinienmustern nach der laufenden Aufzeichnung von 20.000 Bögen Aufzeichnungspapier auftrat. Das war sehr viel höher als die mit dem Auge erkennbare Dichtedifferenz von 0,03. Deshalb wurde das Entwicklungsgerät auseinandergenommen und der Grund wurde untersucht, worauf man fand, daß die Tonerpartikel sich auf der Dickenregulierfläche des Blattfederelementes 16c absetzten und daß die Stellen, wo die Tonerpartikel sich absetzten, mit der Stelle des Vorderendes des Montageelementes 50 zusammenfielen, welches an der Rückseite der Dickenregulierfläche positioniert war. Man glaubt, daß der Grund dafür ist, daß deshalb, weil der Überstandsbetrag d (0,80 mm) des Blattfederelementes 16c groß ist, der Kontaktpunkt zwischen dem Blattfederelement 16c und der Entwicklungswalze 16b sich übermäßig der Stelle des Vorderendes des Montageelementes 50 nähert und die Flexibilität des Blattfederelementes 16c verlorengeht. So biegt sich während der laufenden Aufzeichnung von 20.000 Bögen Papier der untere Abschnitt des Blattfederelementes 16c an der Stelle des Vorderendes des Montageelementes 50 so, daß er sich etwas von der Entwicklungswalze 16b entfernt, und die Tonerpartikel werden dazwischengestopft. Man glaubt, daß diese Tonerpartikel gegen die Dickenregulierfläche des Blattfederelementes 16c gequetscht werden und sich auf diesem absetzen. Mit einem Überstand von -0,50 mm ≤ d ≤ 0,3 mm wurde andererseits die Aufzeichnungsqualität als ausgezeichnet ermittelt. Sogar nach einer durchgehenden Aufzeichnung von 20.000 Bögen erhielt man eine ausreichende Aufzeichnungsdichte OD von 1,4. Ferner war die Ungleichmäßigkeit in der Dichte ein kleiner Wert von 0,10, und das sogar bei der Aufzeichnung ganz in Schwarz. Ferner war auch die Nebelbildungsdichte ein kleiner Wert, der mit dem Auge nicht zu erkennen war (Nebelbildungsdichte OD ≤ 0,01; den Wert erhielt man durch Subtrahieren der optischen Reflexionsdichte OD gleich 0,1 von Aufzeichnungspapier).

Claims

1. Entwicklungsgerät zum Entwickeln eines auf einem Bildträger (10) gehaltenen elektrostatischen Latentbildes durch einen Monokomponenten-Entwickler, wobei das Gerät umfaßt.

einen Entwickler-Aufnahmebehälter (16a) zum Aufnehmen des Monokomponenten-Entwicklers;

eine elektrisch leitfähige, elastische Entwicklungswalze (16b), die innerhalb des Entwickler-Aufnahmebehälters (16a) so drehbar angeordnet ist, daß ein Bereich derselben von dem Entwickler-Aufnahmebehälter (16a) freigegeben wird, um den Bildträger (10) zu berühren, wobei eine Rotation der Entwicklungswalze (16b) bewirkt, daß der Monokomponenten- Entwickler sich auf der Oberfläche derselben absetzt und eine Monokomponenten-Entwicklerschicht auf dieser bildet, wobei der Monokomponenten-Entwickler zum Entwickeln des auf dem Bildträger (10) ausgebildeten Latentbildes zu dem Bildträger (10) transportiert wird; und

ein elektrisch leitfähiges Blattfederelement (16c) zum Regulieren der Dicke der Monokomponenten-Entwicklerschicht auf der Entwicklungswalze (16b), wobei ein Ende dieses Blattfederelementes (16c) fest von einem drehbaren starren Trägerelement (16d) gehalten wird und das andere Ende elastisch gegen die Entwicklungswalze (16b) angedrückt wird, wobei das Drehzentrum des starren Trägerelementes (16d) und die Ebene des Blattfederelementes (16c) im wesentlichen auf einer Tangente an die elastische Entwicklungswalze (16b) auf einer Linieausgerichtet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante des anderen Endes des Blattfederelementes (16c) innerhalb einer vorgegebenen Distanz (d) einer Kontaktlinie auf der Entwicklungswalze (16b) positioniert ist, wo eine Radialebene (SL) der Entwicklungswalze (16b) die Tangente senkrecht schneidet, auf welcher das Drehzentrum des starren Trägerelementes (16d) und die Ebene des Blattfederelementes (16c) im wesentlichen in einer Linie hintereinander angeordnet sind.

2. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1, bei welchem die vorgegebene Distanz (d) von der Kontaktlinie und der Vorderkante des Blattfederelementes (16c) etwa 0,3 mm oder weniger in der Bewegungsrichtung der Entwicklungswalze (16b) und etwa 0,5 mm oder weniger in der entgegengesetzten Richtung ist.

3. Entwicklungsgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welchem die flexible Länge (FL), um die das andere Ende des Blattfederelementes (16c) sich von dem starren Trägerelement (16d) aus erstreckt, kleiner als 4 mm ist.

4. Entwicklungsgerät nach Anspruch 3, bei welchem die flexible Länge (FL) größer als die Kontaktbreite (CW) zwischen dem Blattfederelement (16c) und der Entwicklungswalze (16b) ist.

5. Entwicklungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem dann, wenn der elastische Andruckkontaktzustand des Blattfederelementes (16c) gegenüber der Entwicklungswalze (16b) aufgehoben wird, das Drehzentrum des starren Trägerelementes (16d) veranlaßt wird, mit der Tangente zusammenzufallen, auf welcher das Drehzentrum des starren Trägerelementes (16d) und die Ebene des Blattfederelementes (16c) im wesentlichen in einer Linie hintereinander angeordnet sind.

6. Entwicklungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Blattfederelement (16c) aus einem metallischen Material hergestellt und an eine elektrische Energiequelle angeschlossen ist, um beim Regulieren der Dicke der Monokomponenten-Entwicklerschicht dem Monokomponenten-Entwickler durch Ladungsimplantierung eine Ladung vorgegebener Polarität zu übertragen.

7. Entwicklungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die Entwicklungswalze (16b) aus einem elektrisch leitfähigen, porösen Gummimaterial hergestellt ist.

8. Entwicklungsgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem die Vorderkante des anderen Endes des Blattfederelementes (16c) angefast ist, um diesem eine Abrundung zu geben.

9. Entwicklungsgerät nach Anspruch 8, bei welchem der Radius (R) der abgerundeten Vorderkante im Bereich von 0,03 mm bis 0,07 mm liegt.