DE69332495T2

DE69332495T2 - Entwicklungsgerät

Info

Publication number: DE69332495T2
Application number: DE69332495T
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Osugi; Mitusnaga Saito; Chiaki Tanuma
Original assignee: TEC KK; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2013-09-09
Also published as: EP0587422A2; US5412456A; EP0587422A3; EP0587422B1; US5475477A; DE69332495D1

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft eine Entwicklungsvorrichtung, die in einer elektrofotografischen Einrichtung und einer elektrostatischen Aufzeichnungseinrichtung zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bilds in ein sichtbares Bild verwendet wird, insbesondere auf eine Entwicklungsvorrichtung zum Herstellen eines Bilds mit einer hohen Qualität mit einem Einzelkomponententoner.
Für ein Entwicklungsverfahren eines elektrostatischen latenten Bilds mit einem Entwicklungsmittel (Toner) des Einzelkomponententyps ist das Eindruckentwicklunsverfahren bekannt. Bei diesem Entwicklungsverfahren werden ein Halteelement für das elektrostatische latente Bild und ein Tonerträger bei einer relativen Oberflächengeschwindigkeit von im Wesentlichen Null in Kontakt gebracht (wie in dem United States Patent Nrs. 3,152,012 und 3,731,148 und den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nrs. SHO 47-13088 und SHO 47-13089 offenbart ist). Da in Übereinstimmung mit diesem Entwicklungsverfahren keine magnetischen Materialien benötigt werden, kann die Vorrichtung einfach und kompakt konstruiert werden. Zusätzlich können Farbtoner leicht verwendet werden.
Eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung in Übereinstimmung mit diesem Entwicklungsverfahren umfasst ein Halteelement für das eletrostatische latente Bild (z. B. eine fotoempfindliche Trommel), eine Ladeeinrichtung, eine Bildungseinrichtung für das elektrostatische latente Bild, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Transfereinrichtung und eine Fixiereinrichtung. Das Halteelement für das elektrostatische latente Bild bildet und hält ein elektrostatisches latentes Bild. Die Ladeeinrichtung lädt die Umfangsoberfläche des Halteelements des elektrostatischen latenten Bilds. Die Bildungseinrichtung für das elektrostatische latente Bild belichtet die Umfangsoberfläche des Halteelements des elektrostatischen latenten Bilds, welches gleichermaßen durch die Ladeeinrichtung in Übereinstimmung mit einem Bildinformationssignal geladen wird, und bildet ein elektrostatisches latentes Bild. Die Entwicklungsvorrichtung entwickelt das elektrostatische latente Bild auf der Umfangsoberfläche des Halteelements des elektrostatischen latenten Bilds durch die Bildungseinrichtung für das elektrostatische latente Bild in ein sichtbares Bild mit einem Entwicklungsmittel (Toner). Die Transfereinrichtung transferiert das sichtbare Tonerbild, das auf der Umfangsoberfläche des Halteelements für das elektrostatische latente Bild durch die Entwicklungsvorrichtung gebildet wird, an ein Aufzeichnungsmedium. Die Fixiereinrichtung fixiert das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium mit einem Druck und Wärme.
Jedoch wird in dem Eindruckentwicklungsverfahren der Tonerträger, der einen Toner auf seiner Umfangsoberfläche hält, mit dem Halteelement für das elektrostatische latente Bild unter Druck gesetzt oder kontaktiert, um so ein Bild zu entwickeln. Somit muss der Tonerträger eine elastische und elektroleitende Walze sein. Insbesondere dann, wenn das Halteelement für das elektrostatische latente Bild eine feste Substanz ist, muss der Tonerträger aus einem elastischen Material gebildet sein, um so zu verhindern, dass das Halteelement für das elektrostatische latente Bild beschädigt wird. Zusätzlich wird zur Bereitstellung eines Entwicklungselektrodeneffekts und eines Vorspanneffekts eine elektroleitende Schicht vorzugsweise auf der Umfangsoberfläche des Tonerträgers oder in der Nähe davon angeordnet, um so eine Vorspannung daran anzulegen. Der Toner wird von dem Tonerträger und einem Regulierungselement (Regulierungsklinge), die eine dünne Tonerschicht auf der Umfangsoberfläche des Tonerträgers bildet, über eine Reibung geladen. Somit muss das Regulierungselement mit der Umfangsoberfläche des Tonerträgers in Kontakt gebracht werden, so dass eine vorgegebene Ergreifungsspaltbreite bereit gestellt wird. In diesem Fall ist das Regulierungselement vorzugsweise aus einem durch Reibung ladbarem Material gebildet, so dass das Regulierungselement den Toner richtig lädt. Insbesondere in einem Umkehrentwicklungssystem (zur Verwendung in Laserdruckern, digitalen PPCs usw.), welches die Oberfläche eines fotoempfindlichen Materials (eines Halteelements für das elektrostatische latente Bild) negativ lädt und dann ein Bild mit einem Toner, der negativ geladen ist, entwickelt, werden ein Tonerträger und ein Regulierungselement, die aus Silikongummi gebildet sind, der positiv ladbar ist, in einem weit verbreiteten Maße verwendet.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion von Hauptabschnitten einer herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung zeigt. In der Figur ist ein Bezugszeichen 2 ein Tonerträger. Der Tonerträger 2 ist aus einer halbleitenden Walze konstruiert, auf der eine elastische Schicht gebildet ist. Ein Bezugszeichen 3 ist ein Regulierungselement. Das Regulierungselement 3 bildet eine negativ geladene dünne Tonerschicht auf der Umfangsoberfläche des Tonerträgers 2. In der Figur ist ein Bezugszeichen 4 ein Tonerzuführungselement, das einen Toner 5 an eine Umfangsoberfläche des Tonerträgers 2 liefert. Ein Bezugszeichen 6 ist ein Tonerbehälter, der den Toner 5 usw. speichert. Ein Bezugszeichen 7 ist ein Tonerrührelement. Ein Bezugszeichen 8 ist ein Abfalltoner-Sammelelement. Ein Bezugszeichen 9 ist ein Regulierungselement-Haltemechanismus, der das Regulierungselement 3 elastisch unter Druck setzt und hält. Ein Bezugszeichen 1 ist ein Halteelement für das elektrostatische latente Bild, der Entwicklungsvorrichtung gegenüberliegend.
In einem Bildherstellungsprozess der Entwicklungsvorrichtung wird die Umfangsoberfläche des Halteelements 1 für das elektrostatische latente Bild gleichmäßig von einer Ladeeinrichtung, wie beispielsweise einem Coronaladegerät (nicht gezeigt), geladen. Ein elektrostatisches latentes Bild entsprechend der Bildinformation wird von einer Bildungseinrichtung für das elektrostatische latente Bild, beispielsweise einem Laserlicht (nicht gezeigt), gebildet. Danach wird eine dünne Tonerschicht, die auf der Umfangsoberfläche des Tonerträgers 2 gebildet und gehalten wird, mit der Umfangsoberfläche des Halteelements 1 für das elektrostatische latente Bild in Kontakt gebracht. Somit wird ein sichtbares Bild durch den Toner 5 gebildet. Als nächstes wird das sichtbare Tonerbild, das auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 1 für das elektrostatische latente Bild gebildet ist, an ein Aufzeichnungsmedium durch eine Transfereinrichtung, beispielsweise ein Ladegerät des Korotoron-Typs (nicht gezeigt), transferiert. Das sichtbare Tonerbild wird auf dem Aufzeichnungsmedium durch eine Fixiereinrichtung (nicht gezeigt) fixiert. Somit wird ein vorgegebenes Bild gebildet.
Da der DTP (Desktop Publishing) Markt anwächst, werden andererseits Bilder mit Grafiken sowie Zeichen nötig. Somit wird eine Reproduzierbarkeit von Grauskalabildern wichtig. In dem voranstehend beschriebenen Entwicklungsverfahren, das einen Einzelkomponententoner verwendet, können Grauskalabilder nicht richtig reproduziert werden. Ein Faktor, der die Reproduzierbarkeit verschlechtert, ist ein Hülsengeist. Der Hülsengeist ergibt sich aus einem Hysterese-Phänomen, welches durch eine Entwicklungswalze als ein Tonerträger verursacht wird. Nachdem ein festes Bild gedruckt worden ist, wird z. B. dann, wenn eine Grauskalazone gedruckt wird, eine Differenz der Dichte zwischen dem festen Bild und dem Grauskalabild vorhanden sein. Somit tritt eine ungleichmäßige Dichte bei Intervallen auf der Umfangslänge der Entwicklungswalze auf. Die ungleichmäßige Dichte ist an einem Grauskalaabschnitt bemerkenswert. Diese ungleichmäßige Dichte verschlechtert insbesondere die Reproduzierbarkeit eines Bilds. Zum Bilden von Bildern mit einer hohen Qualität und mit einer hohen Reproduzierbarkeit muss somit das Problem des Hülsengeists als eine primäre Bedingung gelöst werden. Jedoch sind bislang keine geeigneten Gegenmaßnahmen gegen den Hülsengeist vorgenommen worden.
Wenn ein Bild Grafiken enthält, müssen diese zusätzlich genau gebildet bzw. hergestellt werden. Mit anderen Worten, wenn Zeichen gedruckt werden, wird eine ausreichende Bilddichte benötigt. Somit muss der Durchmesser von Tonerpartikeln relativ groß sein. Wenn andererseits ein Bild gedruckt wird, welches Grafiken enthält, müssen feine Linien genau reproduziert werden. Wenn somit ein Toner, dessen Partikeldurchmesser groß ist, verwendet wird, können sich Linien überlappen. Wenn eine Grafik gedruckt wird, muss infolgedessen ein Toner verwendet werden, dessen Partikeldurchmesser relativ klein ist. Um diese Anforderungen zu erfüllen wird gegenwärtig gerade eine Hochauflösungstechnologie entwickelt, die einen Toner verwendet, dessen Partikeldurchmesser klein ist. Mit anderen Worten, die Auflösung der Bildherstellungsvorrichtung wird von 300 Punkten/Inch auf 600 Punkten/Inch gerade verändert. Somit werden gerade Tonerpartikeldurchmesser von 10 um auf 7 bis 8 um geändert.
Mit der Verbesserung der Auflösung bei dem Drucken von Bildern ergeben sich jedoch mehrere Probleme. Ein typisches Problem ist, dass die Herstellung eines Toners, dessen Partikeldurchmesser klein ist, nicht einfach ist. Demzufolge wird ein Toner durch ein sogenanntes Zerkleinerungs- und Siebverfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird ein Harzblock, der als ein Tonermaterial gemischt und geknetet wurde, mechanisch zerkleinert und in Tonerpartikel mit erforderlichen Partikeldurchmessern gesiebt. Jedoch werden in dem herkömmlichen mechanischen Zerkleinerungs- bzw. Schleifverfahren Tonerpartikel mit Durchmessern von 7 um und 8 um nicht effektiv gesammelt. Mit anderen Worten, da Tonerpartikel, deren Durchmesser 10 um oder größer sind, von denjenigen, die durch die herkömmliche Zerkleinerungseinrichtung zerkleinert werden, entfernt werden, wird die Menge der Tonerpartikel mit kleineren Durchmessern sehr klein. Somit steigen die Herstellungskosten des Toners stark an.
In der Offenbarung der EP-A-205178 ist eine Entwicklungseinrichtung mit einem Einzelkomponententoner gewürdigt, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist. Der zweite Tonerträger war in dieser Einrichtung eine Bürste mit radialen Fasern. Diese Einrichtung löste die voranstehend identifizierten Probleme nicht.
Die vorliegende Erfindung ist eine Entwicklungsvorrichtung, wie in Anspruch 1 definiert.
Die Erfindung kann ein Bild mit hoher Qualität entwickeln, welches frei von einer ungleichmäßigen Dichte, von einer Vernebelung an Nicht-Bildabschnitten, und von dem Hülsengeist (welcher sich ansonsten aus dem Hysterese-Phänomen in der Entwicklungswalze ergibt) ist.
Die Vorrichtung umfasst eine Umschalteinrichtung zum relativen und selektiven Anordnen des ersten Tonerträgers oder des zweiten Tonerträgers, um sich der Umfangsoberfläche des Halteelements für das elektrostatische latente Bild anzunähern oder damit in Kontakt zu kommen und daran entweder den auf der ersten Umfangsoberfläche gehaltenen Toner oder ansonsten den auf der zweiten Umfangsoberfläche belassenen Toner, nachdem die auf der zweiten Umfangsoberfläche gehaltene Tonerschicht an die erste Umfangsoberfläche transferiert worden ist, zu transferieren.
Dieses Merkmal erlaubt der Entwicklungsvorrichtung unter Verwendung eines herkömmlichen Toners, unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens, sowohl ein scharfes Zeichenbild mit einer hohen Dichte als auch ein Grafikbild mit einer hohen Auflösung zu bilden.
Die Vielzahl von Tonerträgern werden umgeschaltet, um so ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Halteelement für ein elektrostatisches latentes Bild in ein sichtbares Bild zu entwickeln. Somit sind diese Tonerträger so angeordnet, dass dünne Tonerschichten auf den Tonerträgern mit dem Halteelement für ein elektrostatisches latentes Bild in Kontakt gebracht werden können oder an dieses hin bewegt werden können und dadurch die dünnen Tonerschichten an dem elektrostatischen latenten Bild angebracht werden bzw. an diesem anhaften. Der Einzelkomponententoner wird an die Tonerträger geführt und von einem herkömmlichen Tonerzuführungselement und dgl. geladen.
Wie in den Beispielen beschrieben ist eine Tonerträgereinrichtung aus wenigsten zwei Tonerträgern konstruiert. Ein Tonerträger lädt einen Toner. Der andere Tonerträger steuert die Dicke der dünnen Tonerschicht. Mit anderen Worten, zum Bilden bzw. Herstellen eines Bilds mit einer hohen Reproduzierbarkeit und Qualität muss das Problem eines Hülsengeists gelöst werden. Aus intensiven Studien, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, hat es sich ergeben, dass dann, wenn der Tonerträger aus wenigsten zwei funktionellen Elementen konstruiert ist, ein Einzelkomponententoner, der ein elektrostatisches latentes Bild in ein sichtbares Bild entwickelt, zufriedenstellend geladen wird und die Tonermenge (die Dicke der dünnen Tonerschicht) sehr leicht gesteuert werden kann. In dem herkömmlichen System ist die Partikelgrößenverteilung eines Einzelkomponententoners breit und Tonerpartikel mit einem kleinen Durchmesser verbleiben. Nachdem ein Bild entwickelt worden ist, bleibt somit eine große Menge von Tonerpartikeln auf der Umfangsoberfläche eines Tonerträgers. Infolgedessen ergibt sich eine Bildverschlechterung. Wenn jedoch in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Einzelkomponententoner, der auf der Umfangsoberfläche eines zweiten Tonerträgers geladen ist, an einen ersten Tonerträger transferiert wird, wird die Partikelgrößerverteilung scharf gesteuert. Nachdem das Bild entwickelt worden ist, wird die Menge von Tonerpartikeln, die auf dem ersten Tonerträger bleibt, der mit dem Halteelement des elektrostatischen latenten Bilds, in Kontakt gebracht wird oder auf dieses hin bewegt wird, stark verringert. Demzufolge erscheint es, dass ein stabiles Bild mit hoher Qualität, frei von einer ungleichmäßigen Bilddichte, einer Vernebelung und einer Verschlechterung, gebildet werden kann.
Als nächstes werden experimentelle Ergebnisse für die Partikelgrößenverteilung des Toners auf den zwei Tonerträgern in dem bevorzugten Beispiel der Erfindung beschrieben werden.
Fig. 2 zeigt ein Messergebnis der Partikelgrößenverteilung eines Toners auf dem zweiten Tonerträger. Fig. 3 zeigt ein Messergebnis der Partikelgrößenverteilung eines Toners auf dem ersten Tonerträger. In Fig. 2 stellt eine Linie (a) die Partikelgrößenverteilung des Toners auf dem zweiten Tonerträger dar, bevor ein Einzelkomponententoner an den ersten Tonerträger transferiert wird. Die Linie (b) stellt die Partikelgrößenverteilung des Toners dar, der von dem zweiten Tonerträger an den ersten Tonerträger transferiert wird. Die Linie (c) stellt die Partikelgrößenverteilung des Toners dar, der auf dem zweiten Tonerträger vorhanden ist, nachdem der Einzelkomponententoner an den ersten Tonerträger transferiert ist. In Fig. 3 stellt die Linie (a) die Partikelgrößenverteilung des Toners auf dem ersten Tonerträger dar, bevor der Einzelkomponententoner an einem elektrostatischen latenten Bild auf dem Halteelement für ein elektrostatisches latentes Bild angebracht ist bzw. anhaftet. Die Linie (b) zeigt die Partikelgrößenverteilung des Toners an, der an dem Halteelement für ein elektrostatisches latentes Bild anhaftet, nachdem der Toner von dem ersten Tonerträger transferiert worden ist. Die Linie (c) stellt die Partikelgrößenverteilung des Toners dar, der auf dem ersten Tonerträger vorhanden ist, nachdem der Einzelkomponententoner an dem Halteelement für das elektrostatische latente Bild angebracht worden ist. Aus den Figuren ergibt es sich klar, dass Partikel mit einem kleinen Durchmesser des Einzelkomponententoners, der auf der Umfangsoberflächer des zweiten Tonerträgers gehalten wird, auf dem zweiten Tonerträger vorhanden sind, nachdem der Einzelkomponententoner an den ersten Tonerträger transferiert worden ist. Wenn der Einzelkomponententoner von dem zweiten Tonerträger an den ersten Tonerträger transferiert worden ist, sind Tonerpartikel mit einem kleinen Durchmesser entfernt worden. Somit stimmt die Partikelgrößenverteilung des Toners, der an der fotoempfindlichen Trommel (dem Halteelement für das elektrostatische latente Bild) anhaftet, fast mit derjenigen des Toners, der an dem ersten Tonerträger anhaftet, überein. Da die Tonerträgereinrichtung aus zwei Tonerträgern konstruiert ist, kann sogar dann, wenn ein Einzelkomponententoner mit einer breiten Partikelgrößenverteilung verwendet wird, ein elektrostatisches latentes Bild auf der fotoempfindlichen Trommel mit Tonerpartikeln von relativ gleichem Durchmesser entwickelt werden.
Da zusätzlich die Tonerträgereinrichtung aus wenigsten zwei funktionellen Elementen konstruiert ist, kann das Material und die Konstruktion der Tonerträger und der Regulierungselemente in geeigneter Weise gewählt werden, so dass der Toner in geeigneter Weise geladen wird und seine Dicke konstant gesteuert wird. Mit anderen Worten, da mehr bevorzugte (optimale) Entwicklungsbedingungen gewählt und bestimmt werden können, kann ein stabiles Bild von hoher Qualität, frei von einer ungleichmäßigen Dichte und einer Vernebelung, immer und leicht gebildet werden.
Da die Entwicklungsvorrichtung ferner eine Vielzahl von Tonerträgern aufweist, kann sogar dann, wenn ein relativ kostengünstiger Toner mit einer breiten Partikelgrößenverteilung verwendet wird, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben, ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Halteelement für ein elektrostatisches latentes Bild in ein sichtbares Bild mit Tonerpartikeln einer richtigen Größe entsprechend einem gewünschten Bild entwickelt werden, da ein erster Tonerträger, der eine dünne Tonerschicht mit Tonerpartikeln eines relativ kleinen Durchmessers bildet, und ein zweiter Tonerträger, der eine dünne Tonerschicht mit Tonerpartikeln eines relativ großen Durchmessers bildet, selektiv für das Halteelement des elektrostatischen latenten Bilds umgeschaltet werden. Ohne Notwendigkeit eines kostenaufwendigen Toners mit einer schmalen Verteilung der Partikelgröße kann somit ein Bild mit einer hohen Auflösung gebildet werden.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich näher im Hinblick auf die folgende ausführliche Beschreibung einer am meisten bevorzugten Ausführungsform davon, wie in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion von Hauptabschnitten einer herkömmlichen Entwicklungsvorrichtung zeigt;
Fig. 2 einen Graph zum Erläutern einer Partikelgrößenverteilung eines Toners auf der Umfangsoberfläche eines zweiten Tonerträgers einer Entwicklungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 einen Graph zum Erläutern einer Partikelgrößenverteilung eines Toners auf der Umfangsoberfläche eines ersten Tonerträgers der Entwicklungsvorrichtung in Übereinstimmgung mit der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion von Hauptabschnitten der Entwicklungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer ersten Anordnung zeigt, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet;
Fig. 5 eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Konstruktion des ersten Tonerträgers der Entwicklungsvorrichtung der Fig. 4 zeigt;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion von Hauptabschnitten einer Entwicklungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einem anderen Beispiel der Vorrichtung der Fig. 4 zeigt;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion von Hauptabschnitten einer Entwicklungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einem Beispiel einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 eine teilweise perspektivische Ansicht, die die Konstruktion der ersten und zweiten Tonerträger einer Entwicklungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion von Hauptabschnitten einer Entwicklungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer zweiten Anordnung zeigt, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 eine erste Anordnung beschrieben werden, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion von Hauptabschnitten einer Bildherstellungsvorrichtung mit einer Entwicklungsvorrichtung zeigt. In Fig. 4 ist ein Bezugszeichen 10 ein Halteelement für ein elektrostatisches latentes Bild (z. B. eine organische fotoempfindlichen Trommel). Ein Bezugszeichen 11 ist ein Ladegerät (z. B. ein Ladegerät des Skorotron-Typs), welches die Umfangsoberfläche des Halteelements 10 für das elektrostatische latente Bild lädt. Ein Bezugszeichen 12 ist eine Belichtungseinrichtung (z. B. eine Laserlichtquelle), die ein elektrostatisches latentes Bild auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 10 für ein elektrostatisches latentes Bild entsprechend einer bestimmten Bildinformation bildet.
Die Entwicklungsvorrichtung 13 umfasst einen ersten Tonerträger 14, ein erstes Regulierungselement (erste Regulierungsklinge 14a), einen zweiten Tonerträger 15, ein zweites Regulierungselement (zweite Regulierungsklinge 15b), einen Tonerbehälter 16, eine Tonerzuführungswalze 17, und Energieversorgungen 18 und 19. Der erste Tonerträger 14 hält einen Einzelkomponententoner auf seiner Umfangsoberfläche und bewegt den Einzelkomponententoner relativ auf das elektrostatische latente Bild auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 10 für das elektrostatische latente Bild hin oder kontaktiert den Einzelkomponententoner damit, um das elektrostatische latente Bild in ein sichtbares Bild zu entwickeln. Das erste Regulierungselement 14a kommt in Kontakt mit dem ersten Tonerträger 14, um so hauptsächlich die Dicke einer dünnen Tonerschicht zu steuern, die auf der Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 14 gehalten wird. Der zweite Tonerträger 15 nähert sich relativ dem ersten Tonerträger 14 an oder kommt in einen Kontakt damit, um so den Einzelkomponententoner an die Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 14 zu transferieren. Das zweite Regulierungselement 15a kommt in einen Kontakt mit dem zweiten Tonerträger 15, um so das Laden des Einzelkomponententoners, der auf der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 15 gehalten wird, zu steuern. Der Tonerbehälter 16 speichert den Einzelkomponententoner. Die Tonerzuführungswalze 17 (als ein Tonerzuführungselement) liefert den Toner an die Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 15. Die Energieversorgungen 18 und 19 legen vorgegebenen Spannungen an den ersten bzw. zweiten Tonerträger 14 und 15 an.
Zusätzlich umfasst die Entwicklungsvorrichtung 13 eine Transfereinrichtung (z. B. eine Transferwalze) 22, eine Fixiereinrichtung (z. B. eine Erwärmungswalze) 23, und eine Abfalltoner- Sammeleinrichtung 24. Die Transfereinrichtung 22 transferiert das sichtbare Bild (Tonerbild), das auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 10 für das elektrostatische latente Bild gebildet ist, an ein Aufzeichungsmedium 21, das von einer Transporteinrichtung (nicht gezeigt) transportiert wird. Die Fixiereinrichtung 23 fixiert das Tonerbild, welches gerade an das Aufzeichnungsmedium 21 transferiert wird. Die Abfalltoner-Sammeleinrichtung 24 sammelt den verbleibenden Toner, der an der Umfangsoberfläche des Halteelements 10 für das elektrostatische latente Bild anhaftet, nachdem das Tonerbild transferiert worden ist.
Wie voranstehend beschrieben weisen der erste Tonerträger 14 und der zweite Tonerträger 15 jeweilige Funktionen auf. Der zweite Tonerträger 15 muss die Tonerpartikel gleichmäßig laden und Tonerpartikel entfernen, die nicht richtig geladen worden sind und die einen ungünstigen Effekt an dem letzten Entwicklungsgebiet ausüben können. Mit anderen Worten, der zweite Tonerträger 15 muss nur gleich geladene Tonerpartikel an den ersten Tonerträger 14 transferieren. Wie voranstehend beschrieben wird enthüllt, dass dann, wenn Tonerpartikel mit einem kleinen Durchmesser auf dem ersten Tonerträger 14 vorhanden sind, ein Entwicklungsspeicher stattfindet. Wenn ein festes Bild entwickelt wird, sind Tonerpartikel mit einem kleinen Durchmesser, die eine starke Anhaftungskraft aufweisen, auf der Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 14 vorhanden. Wenn eine nächste dünne Tonerschicht auf der verbleibenden dünnen Tonerschicht gebildet wird, werden die Tonerpartikel mit kleinem Durchmesser verhindern, dass die neue Tonerschicht richtig geladen wird. Wenn somit der Einzelkomponententoner von dem zweiten Tonerträger 15 an den ersten Tonerträger 14 transferiert wird, kann somit ein Entwicklungsspeicher stark verringert werden, wenn die Tonerpartikel mit kleinem Durchmesser nicht transferiert werden.
Um die obige Funktion zu erzielen müssen die Umfangsoberflächenspannungen des ersten Tonerträgers 14 und des zweiten Tonerträgers 15 in geeigneter Weise durch die Energieversorgungen 18 bzw. 19 angelegt werden. Tatsächlich ist die Umfangsoberflächenspannung des ersten Tonerträgers 14 vorzugsweise höher als diejenige des zweiten Tonerträgers 15. Wenn Tonerpartikel, die nicht richtig geladen sind, in dem Toner vorhanden sind, kann die Umfangsoberflächenspannung des ersten Tonerträgers 14 unter diejenige des zweiten Tonerträgers 15 abgesenkt werden, um so zu verhindern, dass Tonerpartikel an die Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 14 transferiert werden. Die Umfangsoberflächenspannungen des ersten Tonerträgers 14 und des zweiten Tonerträgers 15 werden, in Übereinstimmung mit der Kontaktierungsbreite davon, den Widerständen davon und so weiter, bestimmt.
Zusätzlich zu den voranstehend beschriebenen Bedingungen müssen die Oberflächenmaterialien davon richtig gewählt werden, um zu bewirken, dass der zweite Tonerträger 15 und die zweite Regulierungsklinge 15a stabil und effektiv den Toner per Reibung laden. Mit anderen Worten, in Übereinstimmung mit dem Unterschied der Arbeitsfunktionen des Toners und des Materials, welches in Kontakt damit ist, wird der Toner per Reibung geladen. Somit müssen die Oberflächenmaterialien des zweiten Tonerträgers 15 und der zweiten Regulierungsklinge 15a eine relativ große Arbeitsfunktion gegenüber einem Pigment des Toners aufweisen. Andererseits muss der erste Tonerträger 14 den Einzelkomponententoner, der von dem zweiten Tonerträger 15 transferiert wird, halten und den Toner an dem elektrostatischen latenten Bild anbringen bzw. anhaften. Alternativ muss auf einer Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 14 der Einzelkomponententoner mit der nächsten dünnen Tonerschicht gemischt werden, so dass die elektrischen Ladungsbeträge davon gleich werden. Um die Entwicklungscharakteristiken der dünnen Tonerschicht zu verbessern, die auf der Umfangsoberfläche des ersten Tonerträger 14 gebildet wird, muss der erste Tonerträger 14 mit dem Einzelkomponententoner in einen ohm'schen Kontakt gebracht werden. Das Oberflächenmaterial des ersten Tonerträgers 14 muss eine relativ niedrige Arbeitsfunktionsdifferenz gegenüber dem Toner aufweisen.
Somit müssen die Materialien des zweiten Tonerträgers 15 und der zweiten Regulierungsklinge 15a aus denjenigen gewählt werden, die zufriedenstellend für den Toner geladen werden können. Ein Beispiel des zweiten Tonerträgers 15 ist eine Metallwalze, beispielsweise eine Aluminiumoxydwalze mit einem äußeren Durchmesser von ungefähr 18 mm. Die Glätte der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 15, die die Transfer- und Entwicklungscharakeristiken des Toners beeinflusst, beträgt vorzugsweise 3 um Rz oder weniger. Wenn die Glätte der Umfangsoberfläche 3um Rz übersteigt, dann besteht die Tendenz, dass ein ungleichmäßiges Muster auf der Umfangsoberfläche bei einem abschließenden Bild auftritt. Die Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 15 mit einer Glätte von 3um Rz oder weniger kann leicht durch eine Oberflächen-Herstellungsbehandlung in Übereinstimmung mit einem Sandstrahlverfahren gebildet werden. Die zweite Tonerregulierungsklinge 15a wird durch Anbringen eines Chips auf einer Platte hergestellt. Der Chip wird durch Beschichten einer Schicht mit einer Ladeeigenschaft umgekehrt zu dem Toner auf einem elastischen Gummimaterial (beispielsweise Silikongummi oder Urethangummi) oder einem Harz mit einer Härte von 30 bis 80 in dem JIS-A Standard gebildet. Der Chip wird auf einem Endabschnitt einer dünnen Platte gebildet, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, einer Berilliumlegierung oder einer Phosphorbronze. Der Chip wird auf der zweiten Tonerregulierungsklinge 15a durch ein Verbindungs- bzw. Bondungs-Verfahren, einem Ergreifungsverfahren oder einem Eingriffsverfahren angebracht. Wenn der Toner negativ geladen ist und eine Umkehrentwicklung ausgeführt wird, kann tatsächlich die zweite Regulierungsklinge 15a durch Anbringen eines positiv ladbaren Silikongummis mit einer Härte von 70 in den JIS-A Standard an einem Endabschnitt einer Platte aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,1 bis 2 mm gebildet werden.
Der erste Tonerträger 14 muss gleichmäßig eine erste Tonerschicht auf seiner Umfangsoberfläche bilden. Somit muss die Beziehung zwischen dem zweiten Tonerträger 15 und dem Halteelement 10 für das elektrostatische latente Bild eingehend betrachtet werden. Die Umfangsgeschwindigkeit des ersten Tonerträgers 14 ist ungefähr 1, 1 bis 4 mal höher als diejenige des Halteelements 10 für das elektrostatische latente Bild. Die Umfangsgeschwindigkeit des zweiten Tonerträger 15 ist vorzugsweise 1, 1 bis 4 mal höher als diejenige des ersten Tonerträgers 14. Der Grund dafür ist, dass dann, wenn die Umfangsgeschwindigkeiten des ersten Tonerträgers 14 und des zweiten Tonerträgers 15 zu langsam sind, eine geeignete Menge des Einzelkomponententoners nicht an einem elektrostatischen latenten Bild angebracht werden kann. Wenn im Gegensatz diese Umfangsgeschwindigkeiten zu schnell sind, können die Antriebsquellen des ersten Tonerträgers 14 und des zweiten Tonerträgers 15 überlastet sein. Der Durchmesser des ersten Tonerträgers 14 ist vorzugsweise der gleiche wie derjenige des zweiten Tonerträgers 15.
Allgemein ist der erste Tonerträger 14 eine elektroleitende Gummiwalze. Wie in Fig. 5 gezeigt umfasst der erste Tonerträger 14 eine Metallwelle 14c, eine elastische Schicht 14d und eine elektroleitende Oberflächenschicht 14e. Die elastische Schicht 14d bedeckt die Umfangsoberfläche der Metallwelle 14c. Die elektroleitende Oberflächenschicht 14e bedeckt die Umfangsoberfläche der elastischen Schicht 14d. Anstelle von zwei Schichten der elastischen Schicht 14d und der elektroleitenden Oberflächenschicht 14e, kann nur die elastische Schicht 14d, die eine elektroleitende Schicht ist, verwendet werden. Die Gummihärte in dem JIS-A Standard des ersten Tonerträgers 14 ist vorzugsweise 50 oder weniger, so dass der erste Tonerträger 14 einen ausreichenden Kontaktdruck gegenüber dem zweiten Tonerträger 15 aufweist. Zusätzlich muss die Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 14 glatt sein, um so zu verhindern, dass der Einzelkomponententoner an dem ersten Tonerträger 14 anhaftet. Da zusätzlich der erste Tonerträger 14 in Kontakt mit der ersten Regulierungsklinge 14a, dem Halteelement 10 für das elektrostatische latente Bild, und dem zweiten Tonerträger 15 ist, findet ein permanenter Satz (%) (in JIS K 6301) der elastischen Schicht als Folge des Packungszustands und der Langzeitspeicherung in ungünstiger Weise statt. Wenn der permanente Satz 10% übersteigt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass ein ungleichmäßiges Bild bei Intervallen der Umfangslänge des ersten Tonerträgers 14 auftritt. Somit ist die elastische Schicht 14d vorzugsweise aus einem Material mit einem permanenten Satz von 10% oder weniger, vorzugsweise 5% oder weniger, gebildet.
Die Beziehung zwischen der Gummihärte und dem permanenten Satz der die elastische Schicht 14d bildet, ist, dass die größere Gummihärte umgekehrt proportional zu dem permanenten Satz ist. Beispiele der elastischen Substanz, die die Charakteristiken erfüllt, die für die elastische Schicht 14d benötigt werden, sind elektroleitender Urethangummi, elektroleitender EPDM-Gummi und Silikongummi. Der elektroleitende Urethangummi, der in dieser Ausführungsform verwendet wird, weist eine Härte von 30 auf, gemessen durch einen Härtetester des A Typs in Übereinstimmung mit JIS Standard K 6301. Der äußere Durchmesser der elastischen Schicht 14d betrug 18 mm. Zusätzlich wurde die elastische Schicht 14d, die aus dem elektroleitenden Urethangummi gebildet ist, parallel zu einer Walze aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 60 mm angeordnet, so dass die elastische Walze, die auf der Umfangsoberfläche der Metallwelle 14c gebildet ist, in Kontakt mit der Walze aus rostfreiem Stahl durch eine Walzenergreifungsbreite von 2 mm war. Eine Spannung von 100 V wurde zwischen die Metallwellen von diesen Walzen angelegt. Somit wies der elektroleitende Urethangummi einen elektrischen Widerstand von 3,4 · 10³ Ω.cm auf. Zu dieser Zeit war der permanente Satz (in Übereinstimmung mit JIS K 6301) 3,8%.
Da die leitende Oberflächenschicht 14e des ersten Tonerträgers (elektroleitende Gummiwalze) 14 direkt in Kontakt mit dem Toner und dem Halteelement 10 für das elektrostatische latente Bild ist, muss verhindert werden, dass sie durch Plastizierer, ein Vulkanisierungsmittel und Verarbeitungsöl verunreinigt werden. Die Glätte der Umfangsoberfläche der elektroleitenden Umfangsschicht 14e ist vorzugsweise 3 um Rz oder kleiner. Wenn die Glätte der Umfangsoberfläche der elektroleitenden Oberflächenschicht 14e 3 um Rz übersteigt, besteht eine Tendenz, dass ein ungleichmäßiges Muster auf der Umfangsoberfläche auf einem abschließendem Bild aufscheint. Die Glätte von 3 um Rz oder weniger der elektroleitenden Oberflächenschicht 14e kann leicht erreicht werden, indem die elektroleitende Oberflächenschicht 14e auf der Umfangsoberfläche der elastischen Schicht 14d dick ausgebildet wird und dann der äußere Durchmesser und die Oberflächenrauhigkeit davon in Übereinstimmung mit einem Sandstrahlverfahren oder dgl. gesteuert werden. Nachdem die elastische Schicht 14d auf die Umfangsoberfläche der Metallwelle 14e beschichtet worden ist, kann alternativ ein Beschichtungsmaterial mit einer geeigneten Viskosität auf die Umfangsoberfläche der elastischen Schicht 14d in Übereinstimmung mit einem Sprühbeschichtungsverfahren, einem Eintauchbeschichtungsverfahren, einem Messerkanten- Beschichtungsverfahren oder dgl. angebracht werden. In diesem Fall ist die Viskosität des Beschichtungsmaterials m der Reihenfolge des Sprühbeschichtungsverfahrens (am geringsten) < Eintauchbeschichtungsverfahrens (am zweitniedrigsten) ≤ Messerkanten-Beschichtungsverfahrens niedrig. Die Glätte von 3 um Rz oder weniger auf der Umfangsoberfläche der elektroleitenden Oberflächenschicht 14e kann erreicht werden, wenn T ≥ 10 · S in dem Sprühbeschichtungsverfahren und wenn T ≥ 5 · S sowohl in dem Eintauchbeschichtungsverfahren als auch dem Messerkanten-Beschichtungsverfahren ist, wobei die Dicke des Beschichtungsmaterials, das auf die Umfangsoberfläche der elastischen Schicht 14d geschichtet wird, T (um) ist und die Rauigkeit der Umfangsoberfläche der elastischen Schicht 14d S (um Rz) ist.
Tatsächlich wurde eine Vorratslösung eines elektroleitenden Polyurethanharz-Typs, in dem elektroleitende feine Kohlenstoffpartikel verteilt waren (Widerstand: 10³ Ω.cm), mit einer Verdünnungslösung gemischt, die durch Mischen von Methylethylketon (MEK) und Tetrahydrofuran (THF) mit einem Verhältnis von 1 : 1 erhalten wurde, so dass die Menge der Vorratslösung gleich zu der Menge der Verdünnungslösung war. Um die Verdünnungslösung mit einer umgekehrten Elektrizität zu dem Toner zu laden, sind 3 Gew.-% eines Ladesteuermittels eines Acrylharztyps zu der nicht verdünnten Lösung des elektroleitenden Beschichtungsmaterials des Polyurethanharz-Typs hinzugefügt worden. Somit betrug der Ladebetrag der Beschichtungslösung +603 nC.
Als nächstes wurde die Beschichtungslösung vollständig umgerührt. Die Beschichtungslösung wurde durch ein Eintauchverfahren auf die Umfangsoberfläche der elastischen Schicht 14d geschichtet, die aus einem elektroleitenden Urethangummi hergestellt war und mit einem Lösungsmittel abgewaschen war. Die Beschichtungslösung wurde bei einer Ziehgeschwindigkeit von 2,5 mm/s aufgeschichtet. Danach wurde die Beschichtungslösung für 30 min durch Luft getrocknet und dann bei 120ºC für 20 min erwärmt. Somit wurde der erste Tonerträger (elektroleitende Gummiwalze) 14 erzeugt. Die Dicke der elektroleitenden Schicht 14e betrug 70 bis 80 um. Der Widerstand zwischen der Metallwelle 14c und der elektroleitenden Schicht 14e betrug 10³ Ω.cm. Die Härte des Gummis betrug 35 (gemessen mit einem Härtetester des A Typs in Übereinstimmung mit JIS K 6301). die Oberflächenrauigkeit betrug 3 um Rz. Die erste Regulierungsklinge 14a wurde durch Anbringen eines Chips auf einer Fixierplatte hergestellt. Der Chip wurde durch Bilden einer Schicht mit der Umkehrladeeigenschaft wie der Toner auf einem elastischen Gummi (wie Silikongummi oder Urethangummi) oder einem Harz mit einer Härte von 30 bis 85 (in dem JIS-A Standard) hergestellt. Der Chip wurde auf einem Kantenabschnitt der Fixierplatte (beispielsweise einer Platte aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,1 bis 2 mm) durch ein Bondungs-Verfahren, Ergreifungsverfahren oder Eingriffsverfahren angebracht. Wenn der Toner negativ geladen wird und eine Umkehrentwicklung ausgeführt wird, dann wird tatsächlich ein positiv geladener Silikongummichip mit einer Härte von 70 (in dem HIS-A Standard) auf einem Kantenabschnitt einer Platte aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,1 bis 2 mm angebracht. Somit kann die erste Regulierungsklinge 14a hergestellt werden.
Als nächstes wird ein experimentelles Ergebnis der Bildherstellungsvorrichtung beschrieben, die die Entwicklungsvorrichtung 13 aufweist, die den ersten Tonerträger 14, die erste Regulierungsklinge 14a, den zweiten Tonerträger 15 und die zweite Regulierungsklinge 15a (in Fig. 4 gezeigt) umfasst. Mit der Bildherstellungsvorrichtung konnten Bilder mit einer hohen Qualität bzw. hergestellt werden. In dem Experiment wurde ein negativ ladbarer nicht magnetischer Einzelkomponententoner verwendet, der gebildet war aus 92 Gewichtsteilen aus Polyesterharz, 4 Gewichtsteilen Kohlenstoffpulver, 2 Gewichtsteilen eines Polypropylens mit einem niedrigen molekularen Gewicht, 2 Gewichtsteilen aus einem Metallkomplexdye, und 0,5 Gewichtsteilen von Zusatzsilika. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Toner betrug 10 um. Das Halteelement für das elektrostatische latente Bild (die organische fotoempfindlichen Trommel) 10 wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 50 mm/s gedreht. Das Halteelement für das elektrostatische latente Bild wurde auf eine Spannung von -500 V durch das Ladegerät (Corona-Ladegerät) 11 geladen. Danach wurde eine Bildinformation als ein elektrostatisches latentes Bild durch die Belichtungseinrichtung (Laserlichtquelle) 12 aufgezeichnet. Der erste Tonerträger 14 wurde bei einer ersten Geschwindigkeit von 60 mm/s in der umgekehrten Richtung des Halteelements 10 für das elektrostatische latente Bild gedreht. Der zweite Tonerträger 15 wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 100 mm/s in die umgekehrte Richtung des ersten Tonerträgers 14 gedreht. Somit wurde das elektrostatische latente Bild in ein sichtbares Bild entwickelt. Zu dieser Zeit wurde eine Spannung von -150 V an den ersten Tonerträger 14 durch die Energieversorgung 18 angelegt. Andererseits wurde eine Spannung von -200 V an den zweiten Tonerträger 15 durch die Energieversorgung 19 angelegt. Der erste Tonerträger 14 wurde an die Umfangsoberfläche des Halteelements 10 für das elektrostatische latente Bild gedrückt, um so eine vorgegebene Umkehrentwicklung auszuführen.
Als nächstes wurde das auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 10 des elektrostatischen latenten Bilds gebildete Tonerbild an das Aufzeichungsmedium 21 durch eine 6 kV DC Coronaentlandung der Transfereinrichtung 22 transferiert. Danach wurde das Tonerbild durch die Fixiereinrichtung 23 thermisch fixiert. Das sich ergebende Linienbild war klar, wohingegen das sich ergebende feste Bild eine gleiche hohe Dichte (1,4 auf einem Mcbeth-Densiometer) aufwies und frei von einer Nebelbildung war.
Zusätzlich wurde das sich ergebende Grauskalabild fast nicht von dem festen Bild beeinträchtigt. Somit wurde ein Bild mit hoher Qualität von der Vorrichtung gebildet.
Der erste Tonerträger 14 und der zweite Tonerträger 15 konstruierten einen Teil des Tonerbehälters 16. Zusätzlich waren die erste Regulierungsklinge 14a und die zweite Regulierungsklinge 15b direkt an dem Tonerbehälter 16 angebracht. Jedoch, wie in Fig. 6 gezeigt, kann der erste Tonerträger 14 teilweise nach außen freigelegt sein. Femer kann der zweite Tonerträger 15 in dem Tonerbehälter 16 angeordnet sein.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die die Konstruktion von Hauptabschnitten einer Bildherstellungsvorrichtung mit einer Entwicklungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Figur ist ein Bezugszeichen 30 ein Halteelement für ein elektrostatisches latentes Bild (z. B. eine organische fotoempfindliche Trommel). Ein Bezugszeichen 31 ist ein Ladegerät (z. B. ein Scorotron-Ladegerät), das die Umfangsoberfläche des Halteelements 30 für das elektrostatische latente Bild lädt. Ein Bezugszeichen 32 ist eine Belichtungseinrichtung (z. B. eine Laserlichtquelle), die ein elektrostatisches latentes Bild auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 30 für das elektrostatische latente Bild in Übereinstimmung mit einer Bildinformation bildet bzw. herstellt.
Die Entwicklungsvorrichtung 33 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform mit der vorliegenden Erfindung umfasst einen ersten Tonerträger 34, eine erste Regulierungsklinge 34a, einen zweiten Tonerträger 35, eine zweite Regulierungsklinge 35b, einen Tonerbehälter 36, eine Tonerzuführungswalze 37 und Energieversorgungen 38, 39 und 40. Der erste Tonerträger 34 hält einen Einzelkomponententoner auf seiner Umfangsoberfläche und bewegt den Einzelkomponententoner relativ an ein elektrostatisches latentes Bild auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 10 für das elektrostatische latente Bild oder kontaktiert den Einzelkomponententoner damit, um das elektrostatische latente Bild in ein sichtbares Bild zu entwickeln. Die erste Regulierungsklinge 34a kommt in einen Kontakt mit dem ersten Tonerträger 34 und steuert die Dicke einer dünnen Tonerschicht, die auf der Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 34 gehalten wird. Der zweite Tonerträger 35 transferiert den Einzelkomponententoner, der auf der Umfangsoberfläche gehalten wird, an die Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 34. Die zweite Regulierungsklinge 35a kommt in einen Kontakt mit dem zweiten Tonerträger 35 und steuert das Laden des auf der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 35 gehaltenen Toners. Der Tonerbehälter speichert den Einzelkomponententoner. Die Tonerzuführungswalze 37 führt den Toner auf die Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 34 zu. Die Energieversorgungen 38, 39 und 40 legen jeweilige Spannungen an den ersten Tonerträger 34, den zweiten Tonerträger 35 bzw. die Tonerzuführungswalze 37 an. In dieser Ausführungsform umfasst die Eintwicklungsvorrichtung 33 ferner eine Tonerträger-Umschalteinrichtung (nicht gezeigt), die den zweiten Tonerträger 35 relativ an das Halteelement 30 für das elektrostatische latente Bild annähert (daraufhin bewegt) oder den zweiten Tonerträger 35 damit kontaktiert.
Femer umfasst die Entwicklungsvorrichtung 33 auch eine Transfereinrichtung (z. B. eine Transferwalze) 42, eine Fixiereinrichtung (z. B. eine Erwärmungswalze), und eine Abfalltoner- Sammeleinrichtung (nicht gezeigt). Die Transfereinrichtung 42 transferiert ein sichtbares Bild (Tonerbild), das auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 30 des elektrostatischen latenten Bilds gebildet ist, an ein Aufzeichnungsmedium 41, das von einer Transporteinrichtung (nicht gezeigt) transferiert wird. Die Fixiereinrichtung fixiert das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium. Die Abfalltoner- Sammeleinrichtung sammelt den Abfalltoner, der an der Umfangsoberfläche des Halteelements 30 des elektrostatischen latenten Bilds anhaftet.
Der erste Tonerträger 34 und der zweite Tonerträger 35 weisen jeweils die voranstehend beschriebenen Funktionen auf. Somit muss das Material des zweiten Tonerträgers 35 unter Berücksichtung der Ladecharakteristiken und der Oberflächengestalt gewählt werden, so dass der zweite Tonerträger 35 in zufriedenstellender Weise den Toner zusammen mit der Tonerzuführungswalze 37 lädt und eine richtige Menge des Toners transferiert. Das Material der Tonerzuführungswalze 37 muss unter Berücksichtigung der Arbeitsfunktion und der ladbaren Charakteristiken gewählt werden, so dass die Reibungsladungsmenge gegenüber dem Material des Toners so groß wie möglich ist. Für das Material des zweiten Tonerträgers 35 muss das Material des ersten Tonerträgers 34 unter Berücksichtigung der Lade- und Transfercharakteristiken gewählt werden. Jedoch ist die Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 34 vorzugsweise glatter als diejenige des zweiten Tonerträgers 35.
Der zweite Tonerträger 35 wird mit der Tonerzuführungswalze 37 kontaktiert, so dass ein geeigneter Druck und eine geeignete Kontaktfläche erhalten werden. Die Bewegungsrichtung der Kontaktoberfläche des zweiten Tonerträgers 35 ist in der umgekehrten Richtung zu derjenigen der Tonerzuführungswalze 37. Somit wird der Toner über eine Reibung geladen. Zusätzlich hält der zweite Tonerträger 35 den Einkomponententoner auf seiner Umfangsoberfläche. Die zweite Regulierungsklinge 35a steuert das Laden und die Dicke des Einkomponententoners auf der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 35. Der Toner auf der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 35 wird mit der Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 34 in Kontakt gebracht. Zu dieser Zeit haften Tonerpartikel mit einem relativ kleinen Durchmesser an der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 35 an. Andererseits sind Tonerpartikel mit einem relativ großen Durchmesser an einem oberen Abschnitt der dünnen Tonerschicht vorhanden. Wenn ein geeignetes elektrisches Feld zwischen die Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 35 und die Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 34 angelegt wird, befinden sich Tonerpartikel mit dem relativ kleinen Durchmesser auf der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 35. Andererseits werden die Tonerpartikel mit dem relativ großen Durchmesser an die Umfangsoberfläche des ersten Tonerträger 34 transferiert. Wenn zu dieser Zeit das Halteelement 30 für das elektrostatische latente Bild mit dem ersten Tonerträger 34 in Kontakt gebracht wird oder an den ersten Tonerträger 34 angenähert wird, dann wird das elektrostatische latente Bild auf dem Halteelement 30 für das elektrostatische latente Bild mit dem Toner auf dem ersten Tonerträger 34 entwickelt. Somit wird das elektrostatische latente Bild in ein sichtbares Bild entwickelt. In diesem Fall werden Entwicklungscharakteristiken, die sich für ein Zeichenbild und ein festes Bild, das eine hohe Bilddichte erfordert, erreicht.
Wenn andererseits das Halteelement 30 für das elektrostatische latente Bild an den zweiten Tonerträger 35 angenähert (hinbewegt) oder mit dem zweiten Tonerträger 35 in Kontakt gebracht wird, indem die Tonerträger-Umschalteinrichtung verwendet wird, wird das elektrostatische latente Bild mit den Tonerpartikel des relativ kleinen Durchmessers auf der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 35 entwickelt. In diesem Fall kann ein kompliziertes Grafikbild und ein Bild mit einer großen Anzahl von schmalen Linien, die eine hohe Auflösung erfordern, hergestellt bzw. gebildet werden.
In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform verändert sich somit die Partikelgrößenverteilung des Einzelkomponententoners in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Tonerträgern. Durch Ändern der relativen Positionen des Halteelements 30 für das elektrostatische latente Bild und der Entwicklungsvorrichtung 33 und durch Kontaktieren oder Annähern des Halteelements 30 für das elektrostatische latente Bild mit dem oder an einem geeigneten Tonerträger, kann ein Bild entsprechend zu der Tonergröße entwickelt werden. Die Tonerträger-Umschalteinrichtung kann durch einen bekannten Mechanismus, beispielsweise einen Bewegungsmechanismus einer Entwicklungsvorrichtung zur Verwendung in einer elektrofotografischen Farbkopiermaschine, erreicht werden. Zusätzlich kann ein Prozess entsprechend zu dem Typ eines ausgegebenen Bilds ausgeführt werden. Wenn ein Aufzeichnungsmedium zweimal durch die Vorrichtung transportiert wird, kann ein Bild, welches Zeichen und Grafiken umfasst, ohne die Notwendigkeit eines speziellen Toners gebildet werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 ein reales Beispiel der Ausführungsform beschrieben. Der erste Tonerträger 34 und der zweite Tonerträger 35, die in Fig. 7 gezeigt sind, sind elektroleitende Gummiwalzen, die im Wesentlichen die gleichen wie der erste Tonerträger 14 sind, der in Fig. 5 gezeigt ist. Mit anderen Worten, um zu ermöglichen, dass das Halteelement 30 für das elektrostatische latente Bild in zufriedenstellender Weise in Kontakt mit dem Tonerträger kommt und eine ausreichende Kontaktbreite dazwischen aufweist, und um zu ermöglichen, dass zwei Tonerträger in einem zufriedenstellenden Kontakt miteinander kommen und eine ausreichende Kontaktbreite dazwischen aufweisen, ist die Gummihärte davon (in dem JIS-A Standard) vorzugsweise 50 oder weniger. Um zusätzlich zu verhindern, dass der Einzelkomponententoner an der Umfangsoberfläche des Tonerträgers oder dem Halteelement für das elektrostatische latente Bild anhaftet, muss die Umfangsoberfläche davon glatt sein. Somit, wie in Fig. 8 gezeigt, wird der erste Tonerträger 34 aus einer Metallwelle 34c, einer elastischen Schicht 34d und einer elektroleitenden Oberflächenschicht 34e konstruiert. Die Metallwelle 34c wird mit der elastischen Schicht 34d und der elektroleitenden Oberflächenschicht 34e beschichtet. Andererseits wird der zweite Tonerträger 35 aus einer Metallwelle 35c, einer elastischen Schicht 35d und einer Oberflächenschicht 35d aus einer elektroleitenden Substanz konstruiert. Die Metallwelle 35c wird mit der elastischen Schicht 35d und der elektroleitenden Oberflächenschicht 35e beschichtet. Das Material der elastischen Schichten 34d und 35e ist unter Umständen nicht elektroleitend. Da die elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e jedoch heruntergezogen und/oder verkratzt werden können, ist deren Material vorzugsweise elektroleitend. Die elastische Schicht 34d wird an die erste Regulierungsklinge 34a, das Halteelement 30 für das elektrostatische latente Bild und den zweiten Tonerträger 35 gedrückt. Die elastische Schicht 35d wird an die zweite Regulierungsklinge 35a, das Halteelement 30 für das elektrostatische latente Bild und den ersten Tonerträger 34 gedrückt. Wenn die elastischen Schichten 34d und 35d über eine lange Zeit in einem Druckkontaktzustand gehalten werden, findet somit ein permanenter Satz (permanent set) statt. Mit anderen Worten, wenn der Kompressionssatz in Übereinstimmung mit JIS K 6301 der elastischen Schichten 34d und 35d 10% übersteigt, dann tritt als Folge der Deformation der Tonerträger ein ungleichmäßiges Bild periodisch auf. Somit muss der Kompressionssatz der elastischen Schichten 34d und 35d 10% oder weniger, vorzugsweise 5% oder weniger, sein. Je größer die Gummihärte ist, desto kleiner ist zusätzlich der Kompressionssatz. Wenn die Materialien der Tonerträger gewählt werden, müssen somit diese Charakteristiken im Gleichgewicht sein.
In dieser Ausführungsform ist das Material, welches die Charakteristiken erfüllt, die für die elastischen Schichten 34d und 35d genötigt werden, elektroleitender Urethangummi. Zusätzlich erfüllen auch ein elektroleitender EPDM-Gummi und der elektroleitende Silikongummi die erforderlichen Charakteristiken. Somit können diese Materialien verwendet werden. Die Härte in Übereinstimmung mit JIS K 6301 der elastischen Schichten 34d und 35d, die aus einem elektroleitenden Urethangummi (gemessen durch einen Härtetester des A Typs) hergestellt wurden, betrug 30. Die äußeren Durchmesser der elastischen Schichten 34d und 35d waren ungefähr 18 mm. Der elektrische Widerstand des elektroleitenden Urethangummis wurde in der gleichen Weise wie derjenige des Tonerträgers 14 der ersten Ausführungsform gemessen. Der sich ergebende elektrische Widerstand betrug 3,2 · 10³ Ω.cm. Der Kompressionssatz des elektroleitenden Urethangummis (der in Übereinstimmung mit JIS K 6301 gemessen wurde) betrug 3,7%.
Da die elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e des ersten Tonerträgers 34 und des zweiten Tonerträgers 35 direkt in Kontakt mit dem Toner und dem Halteelement 30 des elektrostatischen latenten Bilds kommen, müssen die Materialien der elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e frei von einem Plastizierer, einem Vulkanisierungsmittel und einem Verarbeitungsöl sein, um zu verhindern, dass sie den Toner und das Halteelement 30 für das elektrostatische latente Bild verunreinigen. Die Glätte der elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e ist vorzugsweise 3 um Rz oder weniger. Wenn die Glätte 3 um Rz übersteigt, besteht die Tendenz, dass ein ungleichmäßiges Muster auftritt. Die Glätte von 3 um Rz oder weniger der Umfangsoberflächen der elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e kann in der gleichen Weise wie in der voranstehend beschriebenen Ausführungsform erreicht werden. Mit anderen Worten, die elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e werden auf den Umfangsoberflächen der elastischen Schichten 34d bzw. 35d dick ausgebildet. Danach werden der äußere Durchmesser und die Oberflächenrauigkeit von diesen Schichten durch ein Sandstrahlverfahren oder dgl. gesteuert. Alternativ kann die Oberflächenrauigkeit durch ein Sprühbeschichtungsverfahren, ein Eintauchbeschichtungsverfahren, ein Messerkanten-Beschichtungsverfahren oder dgl., die in der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform beschrieben wurden, anstelle einer derartigen Nachbehandlung gesteuert werden.
In dieser Ausführungsform wurden die elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e mit der selben Beschichtungslösung wie die elektroleitende Oberflächenschicht 14e des ersten Tonerträgers 14 der obigen ersten Anordnung durch ein Eintauchverfahren erzeugt. Mit anderen Worten, eine Verdünnungslösung wurde mit einer Vorratslösung eines elektroleitenden Beschichtungsmaterials des Polyurethanharz-Typs, in dem elektroleitende Kohlenstoffpartikel verteilt waren und das einen Widerstand von ungefähr 10³ Ω.cm aufwies, gemischt. Die Menge der Verdünnungslösung war die gleiche wie die Menge der Vorratslösung. Danach wurde eine Beschichtungslösung, die ein Ladesteuermittel eines Acrylharz-Typs enthielt, auf die Umfangsoberflächen der elastischen Schichten 34d und 35d, die aus einem elektroleitenden Urethangummi gebildet waren, aufgeschichtet und mit einem Lösungsmittel durch Eintauchverfahren gewaschen. Die Ziehgeschwindigkeit der Beschichtung betrug 2,5 mm/s. Nach der Beschichtung wurden die elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e für 30 min in Luft getrocknet.
Als nächstes wurden die elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e auf 100ºC über 20 min erwärmt. Die Dicke der elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e war in dem Bereich von 50 bis 60 um. Der Widerstand zwischen der Metallwelle 34e und der elektroleitenden Oberflächenschicht 34d und zwischen der Metallwelle 35e und der elektroleitenden Oberflächenschicht 35d betrug ungefähr 10³ Ω.cm. Die Gummihärte der elektroleitenden Oberflächenschichten 34e und 35e betrug 35 (gemessen durch den Härtetester des A Typs in Übereinstimmung mit dem JIS Standard K 6301) und die Oberflächenrauigkeit von 34e und 35e betrug 3 um Rz.
Das Material der ersten Regulierungsklinge 34a und der zweiten Regulierungsklinge 35a weist vorzugsweise die umgekehrte Ladepolarität des Toners auf. Zusätzlich muss das Material von diesen Regulierungsklingen 34a und 35a so gewählt werden, dass eine so große Lademenge wie möglich erhalten wird. Wenn die erste Regulierungsklinge 34a und die zweite Regulierungsklinge 35a negativ geladen werden, ist das Material davon vorzugsweise ein elastischer Gummi (wie Silikongummi oder Urethangummi) oder ein Harz mit einer Härte von 30 bis 85 (in dem JIS A Standard). In dieser Ausführungsform wurden die Regulierungsklingen durch integrales Bilden einer Klinge, die aus Silikongummi gebildet ist, und einem Fixierelement hergestellt. Das Abfalltoner-Sammelelement (nicht gezeigt) wurde auf einem Polyethylenfilm gebildet. Die Tonerzuführungswalze 17 wurde durch Beschichten einer Metallwelle mit einem elektroleitenden Schwamm gebildet.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 ein experimentelles Ergebnis der Entwicklungsvorrichtung 33 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform beschrieben. In dem Experiment wurde ein Bild unter den folgenden Bedingungen gebildet.
Wie bei dem Toner bei der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde ein Toner verwendet, gebildet aus 92 Gewichtsteilen Polyesterharz, 4 Gewichtsteilen Kohlenstoffpulver, 2 Gewichtsteilen Polypropylen mit einem niedrigen molekularen Gewicht, 2 Gewichtsteilen eines Metallkomplexdys, und 0,5 Gewichtsteile von additivem Silika. Der durchschnittliche Volumenkorndurchmesser des Toners betrug 10 um. Der Toner war ein negativ ladbarer nicht magnetischer Einzelkomponententyp. Die Umfangsgeschwindigkeit des Halteelements für das elektrostatische latente Bild (organische fotoempfindlichen Trommel) 30 betrug 50 mm/s. Die Umfangsoberfläche des Halteelements 50 für das elektrostatische latente Bild wurde gleichmäßig auf eine Spannung von -500 V geladen. Danach wurde eine Bildinformation durch ein Laserlicht aufgezeichnet, um so ein elektrostatisches latentes Bild zu bilden. Der erste Tonerträger 34 wurde bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 mm/s gedreht. Andererseits wurde der zweite Tonerträger 35 bei einer Umfangsgeschwindigkeit von 100 mm/s gedreht. Eine Spannung von -200 V wurde an den ersten Tonerträger 34 durch die Energieversorgung 38 angelegt. Eine Spannung von -250 V wurde an den zweiten Tonerträger 35 durch die Energieversorgung 39 angelegt. Durch Verwendung der Tonerträger-Umschalteinrichtung wurde der zweite Tonerträger 35 an die Umfangsoberfläche des Halteelements 30 für das elektrostatische latente Bild gedrückt. Somit wurde eine vorgegebene Umkehrentwicklung ausgeführt. Als nächstes wurde ein Tonerbild, das auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 30 für das elektrostatische latente Bild gebildet war, an ein Aufzeichnungsmedium 41 in einem 1,5 kV DC elektrischem Feld transferiert und dann wurde der Toner thermisch fixiert. Das sich ergebende Bild mit einer großen Anzahl von schmalen Linien war klar und frei von einer Vernebelung. Durch Verwendung der Tonerträger-Umschalteinrichtung wurde als nächstes der erste Tonerträger 34 an die Umfangsoberfläche des Halteelements 30 für das elektrostatische latente Bild gedrückt. Somit wurde eine vorgegebene Umkehrentwicklung ausgeführt. Die Umfangsgeschwindigkeit und die angelegte Spannung des ersten Tonerträgers 34 waren die gleichen wie diejenigen des zweiten Tonerträgers 35. Als nächstes wurde ein Tonerbild, das auf dem Halteelement 30 für das elektrostatische latente Bild gebildet war, in einem 1,5 kV DC elektrischem Feld an ein Aufzeichnungsmedium 41 transferiert und dann wurde der Toner thermisch fixiert. Das sich ergebende feste Bild und das Zeichenbild wiesen gute Charakeristiken auf.
Die Bilddichte betrug 1,4 oder mehr (gemessen durch ein Mcbeth-Densiometer). Da der erste Tonerträger 34 in die umgekehrte Richtung zu dem zweiten Tonerträger 35 gedreht wird, wie in Fig. 7 gezeigt, wurde die Drehrichtung davon umgedreht, wenn der Tonerträger umgeschaltet wurde.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können eine Vielzahl von Tonerträgern in der gleichen Richtung gedreht werden, um so die Konstruktion der Entwicklungsvorrichtung zu vereinfachen.
Fig. 9 zeigt die Konstruktion von Hauptabschnitten einer Bildherstellungsvorrichtung mit einer Entwicklungsvorrichtung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet. In der Figur ist ein Bezugszeichen 50 ein Halteelement für ein elektrostatisches latentes Bild (z. B. eine organische fotoempfindliche Trommel). Ein Bezugszeichen 51 ist ein Ladegerät (z. B. ein Ladegerät des Scorotoron- Typs), das die Umfangsoberfläche des Halteelements 50 für das elektrostatische latente Bild lädt. Ein Bezugszeichen 52 ist eine Belichtungseinrichtung (z. B. eine Laserlichtquelle), die eine bestimmte Bildinformation auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 50 für das elektrostatische latente Bild als ein elektrostatisches latentes Bild bildet. Ein Bezugszeichen 53 ist eine Entwicklungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Entwicklungsvorrichtung 53 umfasst einen zweiten Tonerträger 55, eine zweite Regulierungsklinge 55a, einen ersten Tonerträger 54 und eine erste Regulierungsklinge 54c, einen Tonerbehälter 56, eine Tonerzuführungswalze 57 und Energieversorgungen 58, 59 und 60. Der zweite Tonerträger 55 hält einen Einzelkomponententoner auf einer Umfangsoberfläche und bewegt den Einzelkomponententoner relativ auf das elektrostatische latente Bild auf der Umfangsoberfläche des Halteelements 50 für das elektrostatische latente Bild hin oder kontaktiert den Einzelkomponententoner damit, um das Bild in ein sichtbares Bild zu entwickeln. Die zweite Regulierungsklinge 55a kommt in einen Kontakt mit dem zweiten Tonerträger 55 und steuert das Laden und die Dicke des Einzelkomponententoners. Der erste Tonerträger 54 nähert sich relativ der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 55 an oder kommt in einen Kontakt damit, um den Einzelkomponententoner davon zu empfangen. Die erste Regulierungsklinge 54c kommt in einen Kontakt mit dem ersten Tonerträger 54 und löst den Toner, der auf der Umfangsoberfläche des ersten Tonerträger 54 gehalten wird, ab und sammelt diesen als eine Abfalltoner-Sammeleinrichtung. Der Tonerbehälter 56 speichert den Einzelkomponententoner. Die Tonerzuführungswalze 57 liefert den Toner auf die Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 55. Die Energieversorgungen 58, 59 und 60 legen jeweils Spannungen an den ersten Tonerträger 54, den zweiten Tonerträger 55 bzw. die Tonerzuführungswalze 57 an.
Zusätzlich umfasst die Entwicklungsvorrichtung 53 eine Transfereinrichtung (z. B. eine Transferwalze) 62, eine Fixiereinrichtung (z. B. eine Erwärmungswalze, die nicht gezeigt ist), und eine Abfalltoner-Sammeleinrichtung (nicht gezeigt). Die Transfereinrichtung 62 transferiert ein sichtbares Bild (Tonerbild), das auf der Umfangsoberfläche des Halteelement 50 für ein elektrostatisches latentes Bild gehalten wird, transportiert von einer Transporteinrichtung (nicht gezeigt), an ein Aufzeichnungsmedium 61. Die Fixiereinrichtung fixiert das transferierte Tonerbild an das Aufzeichnungsmedium 61. Die Abfalltoner-Sammeleinrichtung sammelt den übrigen Toner, der an der Umfangsoberfläche des Halteelements 50 für das elektrostatische latente Bild anhaftet.
Da wie voranstehend beschrieben der erste Tonerträger 54 und der zweite Tonerträger 55 jeweilige Funktionen aufweisen, weisen sie die folgenden Konstruktionen auf. Das Material des zweiten Tonerträgers 55 muss unter Berücksichtigung der Ladecharakteristiken und der Oberflächengestalt gewählt werden, so dass es in zufriedenstellender Weise den Toner zusammen mit der Tonerzuführungswalze 57 lädt und eine geeignete Menge eines Einkomponententoners transferiert. Das Material der Tonerzuführungswalze 57 muss unter Berücksichtigung der Arbeitsfunktion und der ladbaren Charakteristiken gewählt werden, so dass die Reibungsladungsmenge gegenüber dem Material des Toners so groß wie möglich ist. Wie bei dem Material des zweiten Tonerträgers 55 muss das Material des ersten Tonerträgers 54 unter Berücksichtigung der Lade- und Transfercharakteristiken gewählt werden. Jedoch ist die Glätte der Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 54 vorzugsweise höher als diejenige des zweiten Tonerträgers 55.
Der zweite Tonerträger 55 und die Tonerzuführungswalze 57, die den Toner daran liefert, müssen einen vorgegebenen Kontaktdruck und eine vorgegebene Kontaktfläche aufweisen. Die Bewegungsrichtung der Kontaktoberfläche des zweiten Tonerträgers 55 ist in der umgekehrten Richtung zu derjenigen der Tonerzuführungswalze 57, so dass der zweite Tonerträger 55 und die Tonerzuführungswalze 57 den Toner durch eine Reibung ausreichend laden. Der zweite Tonerträger 55 hält und transferiert den Toner. Die zweite Regulierungsklinge 55a steuert das Laden und die Dicke des gehaltenen und auf die Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 55 transferierten Toners. Danach kommt der Toner auf der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 55 in einen Kontakt mit der Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 54. Zu dieser Zeit haften Tonerpartikel mit einem relativ kleinen Durchmesser an der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 55 an. Andererseits sind Tonerpartikel mit einem relativ großen Durchmesser an einem oberen Abschnitt der dünnen Tonerschicht vorhanden. Wenn somit ein geeignetes elektrisches Feld zwischen die Umfangsoberflächen des zweiten Tonerträgers 55 und des ersten Tonerträgers 54 angelegt wird, sind die Tonerpartikel mit dem kleinen Durchmesser noch an der Umfangsoberfläche des zweiten Tonerträgers 55 angebracht. Andererseits werden die Tonerpartikel mit dem großen Durchmesser an die Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 54 transferiert. Die Tonerpartikel, die an die Umfangsoberfläche des ersten Tonerträgers 54 transferiert worden sind, werden von der ersten Regulierungsklinge 54c entfernt, so dass neuer Toner stabil transferiert werden kann. Somit ist bei dieser Konstruktion der Toner, der das elektrostatische latente Bild auf dem Halteelement 50 für das elektrostatische latente Bild entwickelt. Tonerpartikel mit kleinem Durchmesser, die zum Entwickeln des Bilds mit einer hohen Auflösung geeignet sind. Ein Experiment unter den gleichen Bedingungen wie bei der zweiten Ausführungsform wurde ausgeführt. Das experimentelle Ergebnis enthüllte, dass ein gutes Bild mit einer hohen Auflösung gebildet wurde.
Die Bildherstellungsvorrichtung mit der Entwicklungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wurde beschrieben. Der ähnliche Effekt wie bei dem nicht-magnetischen Einzelkomponententoner kann genauso mit einem magnetischen Einzelkomponententoner erhalten werden.
Wie voranstehend beschrieben, kann in Übereinstimmung mit der Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung immer ein stabiles Bild mit hoher Qualität frei von einer ungleichmäßigen Dichte und einer Vernebelung gebildet werden.
Zusätzlich kann in Übereinstimmung mit der Entwicklungsvorrichtung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem herkömmlichen kostengünstigen Toner mit einer breiten Partikelgrößenverteilung ein elektrostatisches latentes Bild auf dem Halteelement für das elektrostatische latente Bild in Übereinstimmung mit dem Typ des latenten Bilds entwickelt werden, da ein Tonerträger, der eine Schicht aus einem Toner mit Partikeln eines kleinen Durchmessers bildet, und ein anderer Tonerträger, der eine Schicht aus einem Toner mit Partikeln eines großen Durchmessers bildet, selektiv mit dem Halteelement für das elektrostatische latente Bild in Kontakt gebracht werden kann. Somit kann ein Bild mit einer hohen Auflösung gebildet werden, und zwar ohne die Notwendigkeit eines kostenaufwendigen Toners mit einer schmalen Partikelgrößenverteilung.

Claims

1. Entwicklungsvorrichtung (33) zum Entwickeln eines elektrostatischen latenten Bilds, das auf einem Halteelement (30) für elektrostatische latente Bilder gebildet ist, um ein sichtbares Bild mit einem Einzelkomponententoner zu bilden, wobei die Vorrichtung umfasst:

eine erste Tonerträgereinrichtung und eine zweite Tonerträgereinrichtung, wobei die erste Tonerträgereinrichtung umfasst:

einen ersten Tonerträger (34), der drehbar angeordnet ist, mit einer ersten Umfangsoberfläche zum Halten einer Schicht des Einzelkomponententoners; und

ein erstes Regulierungselement (34a), das die erste Umfangsoberfläche zum Regulieren der Tonerschichtdicke kontaktiert, und

wobei die zweite Tonerträgereinrichtung umfasst:

einen zweiten Tonerträger (35), der drehbar angeordnet ist, mit einer zweiten Umfangsoberfläche zum Halten einer Schicht des Einzelkomponententoners und zum relativen Annähern an den ersten Tonerträger (34) oder kontaktieren des ersten Tonerträgers (34), um so den Einzelkomponententoner an den ersten Tonerträger zu transferieren; und ein zweites Regulierungselement (35a), das die zweite Umfangsoberfläche kontaktiert, zum im Wesentlichen gleichen Laden des Einzelkomponententoners,

dadurch gekennzeichnet, dass die Entwicklungsvorrichtung (33) eine Umschalteinrichtung zum relativen und selektiven Anordnen des ersten Tonerträgers (34) oder des zweiten Tonerträgers (35), um sich einer Umfangsoberfläche des Halteelements (30) für elektrostatische latente Bilder anzunähern oder damit in Kontakt zu kommen und daran entweder den auf der ersten Umfangsoberfläche gehaltenen Toner oder ansonsten den auf der zweiten Umfangsoberfläche zurückgelassenen Toner zu transferieren, nachdem die Tonerschicht, die auf der zweiten Umfangsoberfläche gehalten wird, an die erste Umfangsoberfläche transferiert worden ist, umfasst.

2. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Tonerträger (34) in die umgekehrte Richtung zu dem zweiten Tonerträger (35) gedreht wird.

3. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Tonerzuführungselement (37) zum Zuführen des Einzelkomponententoners an den zweiten Tonerträger (35).

4. Entwicklungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Tonerzuführungselement eine Walze (37) ist, die drehbar die zweite Umfangsoberfläche kontaktiert, wobei die zweite Umfangsoberfläche in die umgekehrte Richtung zu derjenigen der Tonerzuführungswalze (37) gedreht wird.

5. Entwicklungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Umfangsgeschwindigkeit des zweiten Tonerträgers 1,1 bis 4 mal schneller als die Umfangsgeschwindigkeit des ersten Tonerträgers (34) ist.

6. Entwicklungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Umfangsoberfläche glatter als die zweite Umfangsoberfläche ist.

7. Entwicklungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die erste Tonerträgereinrichtung, die zweite Tonerträgereinrichtung und das Tonerzuführungselement jeweils eine Energieversorgung (38, 39, 40) zum Zuführen einer vorgegebenen Spannung aufweist.