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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Entwicklungseinrichtung zum Einsatz in einer
Bilderzeugungsvorrichtung, die ein statisches latentes Bild sichtbar
macht, das unter Verwendung von Tonerteilchen, die ein Färbungsmaterial
bilden, auf einem ein latentes Bild tragenden Element erzeugt ist.
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2. Beschreibung der einschlägigen Technik
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Eine
Bilderzeugungsvorrichtung unter Verwendung eines elektrofotografischen
Verfahrens, wie es für Kopiergeräte, Drucker
usw. verwendet wird, ist mit einer Entwicklungseinrichtung versehen,
die so aufgebaut ist, dass sie auf der Oberfläche eines lichtempfindlichen
Elements, das ein ein latentes Bild tragendes Element ist, ein statisches
latentes Bild erzeugt und dann ein Entwicklungsmaterial wie Tonerteilchen
(ein Färbungsmaterial)
zum lichtempfindlichen Material führt, damit an diesem die Tonerteilchen
selektiv anhaften, um das latente Bild sichtbar zu machen.
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Das
durch Entwickeln des statischen latenten Bilds, das auf dem lichtempfindlichen
Element ausgebildet ist, erhaltene Tonerbild wird auf ein Übertragungsmaterial übertragen,
das aus einem Blatt usw. besteht. Danach ist ein Teil der Tonerteilchen,
die nicht für
einen Übertragungsprozess
genutzt werden, auf der Oberfläche
des lichtempfindlichen Elements verblieben. Diese überflüssigen Rest-Tonerteilchen
werden von der Oberfläche
des lichtempfindlichen Elements entfernt, um dafür zu sorgen, dass die folgende
Bilderzeugung wiederholt ausgeführt
werden kann. Demgemäß ist die
Entwicklungseinrichtung mit einer Reinigungsvorrichtung zum Entfernen
derartiger Rest-Tonerteilchen
von der Oberfläche
des lichtempfindlichen Elements, nachdem der Übertragungsprozess beendet
wurde, versehen. Die durch die Reinigungs vorrichtung entfernten überflüssigen Rest-Tonerteilchen
werden dann in einem in der Reinigungsvorrichtung vorhandenen Tonerbehälter gesammelt.
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Wenn
eine mit einer derartigen Entwicklungseinrichtung versehene Bilderzeugungsvorrichtung,
wie sie oben beschrieben ist, kleiner ausgebildet wird, wird der
Raum zum Installieren einer Bilderzeugungseinrichtung um das lichtempfindliche
Element herum kleiner. Demgemäß benötigt der
jüngere
Trend zu Bilderzeugungsvorrichtungen kleinerer Abmessungen hin notwendiger
und starker Weise eine kleinere Entwicklungseinrichtung.
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Insbesondere
sammelt eine Entwicklungseinrichtung, wie sie oben beschrieben ist,
die mit einer Entwicklungswalze vom Magnetbürstentyp zum Transportieren
eines Entwicklungsmaterials aus Toner und magnetischen Trägerteilchen
zu einem dem lichtempfindlichen Element entsprechenden Entwicklungsgebiet
unter Verwendung einer magnetischen Kraft Rest-Entwicklerteilchen
im Entwicklerbehälter,
nachdem ein Entwicklungsprozess beendet wurde. Zu diesem Zweck wird
der gesammelte Entwickler einmal vollständig von der Entwicklungswalze
abgetrennt, um die Entwicklung zu stabilisieren, und dann werden
neue Entwicklerteilchen, die ausreichend gerührt und gemischt wurden, der
Entwicklungswalze zugeführt.
Demgemäß ist der
Entwicklungsprozess zum Sichtbarmachen eines latenten Bilds stabilisiert,
wodurch sichtbare Bilder (Tonerbilder) hoher Qualität erhalten
werden können.
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Beim
Stand der Technik wird, nachdem durch die Entwicklungswalze ein
Entwicklungsprozess ausgeführt
wurde, die Spitze einer Abschabeeinrichtung mit der Oberfläche der
Entwicklungswalze in Kontakt gebracht, damit gesammelte Entwicklerteilchen
zwangsweise fehlerfrei von der Entwicklungswalze abgetrennt werden.
Bei einem derartigen Entwickler-Abtrennmechanismus werden jedoch,
da die Spitze der Abschabeeinrichtung gegen die Entwicklungswalze
drückt,
Tonerteilchen aufgeschmolzen, und sie haften an der Oberfläche der
Entwicklungswalze an, was zu Problemen führt, z. B. dem Ansteigen des
Potenzials und einem Absinken der Entwicklerzuführkraft. So wird der Entwicklungszustand
von Bildern durch diese Faktoren deutlich beeinflusst, was dazu
führt,
dass eine stabile Entwicklung verhindert wird.
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Um
derartige Störungen
zu vermeiden, ist daher in einem Magnet in einer unmagnetischen,
zylindrischen, die Entwicklungswalze bildenden Entwicklungshülse eine
ungerade Anzahl von Magnetpolen vorhanden, die so angeordnet sind,
dass in einem Gebiet, in dem Entwicklerteilchen von der Entwicklungswalze
abgetrennt werden, nachdem ein Entwicklungsprozess beendet ist, benachbarte
Magnetpole dieselbe Polarität aufweisen.
Demgemäß sind Entwicklerteilchen
frei von der Magnetkraft, und sie werden auf natürliche Weise von der Entwicklungswalze
abgetrennt. Dies ist die Hauptvorgehensweise zum Vermeiden der obigen
Probleme.
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Z.
B. ist, wie es in der 7 dargestellt
ist, eine Entwicklungseinrichtung 72, die dazu verwendet
wird, ein auf einem lichtempfindlichen Element 71 ausgebildetes
statisches latentes Bild sichtbar zu machen, so angeordnet, dass
sie dem lichtempfindlichen Element 71 gegenübersteht,
das ein ein latentes Bild tragendes Element ist. Die Entwicklungseinrichtung 72 ist
mit einer drehbaren Entwicklungswalze 74 versehen, die
insbesondere der Öffnung
eines Tonerbehälters 73 zugewandt
ist, die einen aus Toner und Träger
bestehenden Entwickler enthält.
Die Entwicklungswalze 74 liegt an der Öffnung des Tonerbehälters 73 teilweise
frei, wobei sie beabstandet vom lichtempfindlichen Element 71 angeordnet
ist.
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Die
Entwicklungswalze 74 ist so aufgebaut, dass sie über einen
Magnet 74b in einer unmagnetischen, zylindrischen Entwicklungshülse 74a verfügt. Der
Magnet 74b besteht, wie dargestellt, aus einer ungeraden Anzahl
von Magnetpolen: einem Entwicklungspol N1, der dem Entwicklungsgebiet
entspricht; einem Zuführpol S1
und einem Sammelpol S3 benachbart zueinander, wobei der Entwicklungspol
N1 zwischen ihnen liegt; einem Magnetkraft-Verteilungseinstellpol
N2 benachbart zu diesen Magnetpolen S1 und S3; einem Entwicklerabtrennpol
N4, einem Hilfszuführpol
S2 benachbart zum Pol N4; und einem Ansaug- oder Anziehpol S3 zum Anziehen
von Entwickler auf der Oberfläche
der Entwicklungswalze. In einem derartigen Magnet 74b sind
sieben Pole vorhanden. Die Magnetkraft wird an den Magnetpolen N3
und N4 beinahe null, wobei die Polarität von N3 und N4 dieselbe wie
die jeweiliger benachbarter Pole ist. Demgemäß wird der Entwickler auf natürliche Weise
von der Entwicklungswalze 74 abgetrennt.
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Entsprechend
dem oben beschriebenen Entwicklerabtrenngebiet ist eine Rühr- & Zuführwalze 75 vorhanden.
Die wie eine Schraube ausgebildete Walze 75 wird dazu verwendet,
Entwickler zu rühren
und zuzuführen.
Diese Rühr-
und Zuführwalze 75 rührt sowohl
Toner- als auch Trägerteilchen,
die ihr zugeführt
werden, auf ausreichende Weise, um sie geeignet zu laden. Die Walze 75 liefert
gerührte
Entwicklerteilchen zur Entwicklungswalze 74. Dabei haften
die neuen Entwicklerteilchen an den Magnetpolen des Anziehpols N3
im Magnet 74b an, so dass der Entwickler dem nächsten Prozess
zugeführt
wird.
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Die
Menge des durch die Entwicklungswalze 74 angezogenen und
zugeführten
Entwicklers wird durch ein Begrenzungselement (Rakel) 77 auf
eine vorbestimmte Menge um den Magnetkraft-Einstellpol N2 herum begrenzt.
Der begrenzte und von der Entwicklungswalze 74 entfernte
Entwickler wird zur Rühr- & Zuführwalze 75 zurückgeliefert,
wobei er über
die Oberseite einer Sammelplatte 78 läuft. Der Entwickler wird gerührt und erneut
der Entwicklungswalze 74 zugeführt. Der am Begrenzungselement 77 vorbeilaufende
Entwickler wird dem Entwicklungspol N1 über den Zuführpol S1 zugeführt, der
unmittelbar vor ihm liegt, so dass er zum Entwickeln eines weiteren
latenten Bilds verwendet wird.
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Der
Entwickler wird am Entwicklungspol N1 wie ein Bürstenhaar in der Richtung der
Magnetkraftlinie angehoben, und er reibt am lichtempfindlichen Element 71,
um dadurch ein latentes Bild zu entwickeln. Nach diesem Entwicklungsprozess
wird der Entwickler über
den Sammelpol S3 dem Abtrennpol N4 zugeführt und demagnetisiert und
von der Oberfläche
der Entwicklungshülse 74a abgetrennt.
Dann wird der Entwickler durch die der Entwicklungshülse 74a gegenüberstehende
Rühr- & Entwicklungswalze 75 gerührt.
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Die
Magnetpolrichtung, die Magnetkraft und die Anzahl der Pole des Magnets 74b,
die einen Weg zum Umwälzen
und Zuführen
des Entwicklers zur Entwicklungsposition und dann zur Abtrennposition
im Tonerbehälter 73 bilden,
werden unter Berücksichtigung
des Systemgleichgewichts festgelegt, wobei insbesondere die Prozessgeschwindigkeit
berücksichtigt
wird). Wenn die Prozessgeschwindigkeit hoch ist, wird manchmal Entwickler
dem Entwicklungsgebiet zugeführt,
bevor er ausreichend gerührt
und vermischt ist. Demgemäß wird der
Toner zum Entwickeln verwendet, während seine Aufladung unzureichend
ist und die Tonerdichte wird nicht auf einem festgelegten Wert gehalten.
Im Ergebnis besteht die Tendenz der Entstehung einer Schleierbildung
im Bild sowie von Problemen wegen unzureichender Dichte.
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Außerdem wird,
wenn der Durchmesser der Rühr- & Entwicklungswalze 75 verkleinert
wird und nur eine Walze verwendet wird {im Allgemeinen werden zwei
Walzen verwendet), um einer kleineren Einrichtung gerecht zu werden,
der Entwickler der Entwicklungswalze 74 zugeführt, bevor
der zugeführte
Toner in der Längsrichtung
der Rühr- & Entwicklungswalze 75 ausreichend
gerührt
und vermischt ist. Im Ergebnis treten eine Schleierbildung im Bild
und unzureichende Dichte häufiger
auf.
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Um
derartige Probleme zu lösen,
werden im Allgemeinen die Formen der Schraube und der Blätter der Rühr- & Entwicklungswalze 74 neu
entworfen. Z. B. ist es bereits bekannt, dass dann, wenn die Spitze
eines Walzenblatts mit Entwickler in Kontakt gelangt, der aufgrund
der Magnetkraft an der Entwicklungswalze anhaftet, die Menge geladener
Entwicklerteilchen in diesem Abschnitt unmittelbar ansteigt, so
dass beim Entwickeln eines Halbtonbilds eine Ungleichmäßigkeit
der Dichte erscheint. Wenn z. B., wie es in der 11 dargestellt ist, ein Tonerbild nach
einem Entwicklungsprozess auf ein Paar übertragen wird, erscheinen
im Halbtonbild Streifen 79, die jeweils voneinander verschiedene
Dichten aufweisen.
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Es
existiert eine andere Gegenmaßnahme,
um die obigen Probleme zu verhindern: es wird die Rotationsgeschwindigkeit
der Rühr- & Entwicklungswalze 75 erhöht. Durch
diese Gegenmaßnahme
wird jedoch eine hohe Belastung auf den Entwickler ausgeübt. Demgemäß muss die
Rotationsgeschwindigkeit der Walze 75 unter Berücksichtigung
verschiedener Gleichgewichtszustände
festgelegt werden. Auch war es selbst dann, wenn die obigen Gleichgewichtszustände vollständig untersucht
wurden, schwierig, stabile Entwicklungseigenschaften zu erzielen,
da sich die Entwickler-Verdichtungseigenschaften durch Umgebungsbedingungen
einschließlich
der Temperatur, der Feuchtigkeit und der durch die erhöhte Drehzahl
der Rühr- & Entwicklungswalze 75 erzeugte
Wärme änderten.
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Ferner
kann Entwickler an der Außenumfangsfläche der
Entwicklungswalze 74 nicht zufriedenstellend ausgetauscht
werden, wenn die Magnetpole gemäß dem Stand
der Technik am Magnet 74b so angeordnet sind, wie es in
der 7 dargestellt ist.
Wenn sich die Tonerteilchen von der Entwicklungswalze 74 im
Entwicklungsgebiet zu einem statischen latenten Bild bewegen, wird
demgemäß der Verbrauch
von Toner auf der Oberfläche
des Entwicklers im äußersten
Teil gestartet. Demgemäß treten
viele Geisterbilder auf (Geisterbild: Effekt, der dafür sorgt,
dass ein Tonerbild heller oder dunkler wird, da abhängig von
der im Entwicklungsgebiet verbrauchten Tonermenge beim nächsten Prozess
ein Muster als Gedächtnisbild
erscheint). Um eine Entwicklungseinrichtung mit kompakter Größe auszubilden,
ergeben sich hierfür
viele Probleme. Außerdem
wird, schließlich,
die Konfiguration der Entwicklungseinrichtung kompliziert.
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Im
Fall einer Entwicklungseinrichtung unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers
werden die Positionen der Magnetpole und die Magnetkraftverteilung
des Magnets empfindlich geändert,
da die Magnetpole des internen Magnets einander beeinflussen. Daher
ist es nicht einfach, die Magnetkraft hinsichtlich der Funktion
jedes Abschnitts auf der Entwicklungswalze zu verteilen. Die Beziehung
zwischen der Funktion jedes Abschnitts der Entwicklungswalze und
der Funktion des Gesamtmagnets ist noch nicht geklärt.
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Die
Magnetkraft jedes der Magnetpole variiert abhängig nicht nur von der Verteilung
der Magnetkraft des Magnets sondern auch abhängig vom Magnetismus der Trägerteilchen
und der Menge des Trägers,
wie er an die Oberfläche
der Entwicklungswalze angezogen wird, wenn die im Entwickler liegenden
Trägerteilchen dazwischen
liegen. Außerdem
variiert, abhängig
von der Drehzahl der Hülse,
die sich unabhängig
vom in der Entwicklungswalze vorhandenen Magnet dreht, der Bewegungs-
oder Übergangszustand
der Magnetkraft deutlich. Dies ist durch Versuche gut bekannt. Der
Mechanismus ist jedoch noch nicht offenbart.
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Im
geprüften
japanischen Gebrauchsmuster JP-U 3-50536 (1991) ist es offenbart,
dass der Magnet, der in die Entwicklungshülse der Entwicklungswalze eingebaut
ist, die die oben beschriebene Entwicklungseinrichtung bildet, so
aufgebaut ist, dass ein flacher Magnetpol an einem jeder Funktion
entsprechenden Ort vorhanden ist und die Magnetkraft und die Magnetflussverteilung
festgelegt werden, wobei dann die auf den Entwickler wirkenden Belastungen
verringert sind, während
der Entwickler (ein Gemisch aus Toner und Träger) zur Entwicklungshülse geliefert
wird, wobei auch der Anteil angehobenen Entwicklers begrenzt ist
und der Entwickler von de Entwicklungswalze getrennt wird und im
Tonerbehälter
gesammelt wird.
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Ferner
ist im Official Report zur Veröffentlichung
JP-B2 6-93153 (1994) eines geprüften
japanischen Patents ein Verfahren zum Verhindern eines Verstreuens
und Herunterfallens von Toner- und Trägerteilchen im Entwicklungsgebiet
durch Einstellen eines zusammengesetzten Magnetfeldvektors (Magnetfeldkomponentenvektor,
wie er dadurch erhalten wird, dass die Magnetfeldkomponente in der
radialen Richtung und diejenige in der tangentialen Richtung zusammengesetzt
werden) über
dem Spitzenwert der Magnetfeldkomponente in der radialen Richtung
auf der Hülse
des Entwicklungspols um denjenigen des Magnets herum, mit einer
Einstellung des Bereichs innerhalb von 45° ausgehend vom Zentrum des Entwicklungspols
herum offenbart.
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Ferner
ist im japanischen Patent mit der Nummer JP-B2 2505800 ein Verfahren
zum Stabilisieren des Packungszustands von sowohl Toner- als auch
Trägerteilchen
durch Abschwächen
der Magnetdichte-Verteilungskurve auf der stromabwärtigen Seite
in stärkerer
Weise als auf der stromaufwärten
Seite in der Zuführrichtung
des Entwicklers, im Hinblick auf die Verteilung des Entwickler-Zuführmagnetpols,
offenbart.
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In
den letzten Jahren wurden auch, während die Verarbeitungsvorgänge in Kopiergeräten und
Druckern immer schneller wurden, Technologien zum Gewährleisten
eines bestimmten Entwicklungsfunktionsvermögens im Entwicklungsgebiet
bei einer Entwicklungseinrichtung erforderlich. Eine dieser Technologien
besteht darin, den Außendurchmesser
der Entwicklungswalze immer größer zu machen,
um dadurch die Klemmweite (Bereich, in dem Entwickler bei einem
Entwicklungsprozess in Kontakt gelangt) zwischen dem lichtempfindlichen
Element und der Entwicklungswalze im Entwicklungsgebiet größer zu machen.
Wegen dieser Vergrößerung ist
auch die Anzahl der Magnetpole des Festmagneten in der die Entwicklungswalze
aufbauenden Hülse
erhöht.
Außerdem
wird es, wenn die Anzahl der Magnetpole des Festmagnets zunimmt,
auch kompliziert, jeweilige Parameter der Magnetpolrichtung, der
Magnetkraft und der Anzahl der Magnetpole festzulegen. Um dies zu
verbessern, ist es demgemäß erforderlich,
den Entwickler und den Funktionsmechanismus des Gesamtmagnets zu
untersuchen. Demgemäß können durch
das Anordnen der Magnetpole und durch die Magnetkraftkonfiguration
des Magnets in der Entwicklungseinrichtung, wie sie in den obigen
Patentveröffentlichungen
beschrieben ist, die obigen Probleme nicht mehr gemeistert werden.
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Nachfolgend
werden daher Probleme bei der in der 7 dargestellten
bekannten Entwicklungseinrichtung detailliert beschrieben.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben,
wie bei der in der 7 dargestellten
Entwicklungseinrichtung die Bildqualität abhängig von einer Änderung
der Tonerdichte beeinträchtigt
wird. In der 8 ist der
Tonerbehälter 73 nicht
dargestellt. Als Erstes wird beschrieben, wie Entwickler in der
Entwicklungseinrichtung fließt.
- (1) Von einem Tonerzuführteil (z. B. einer Tonerkassette)
zugeführte
Tonerteilchen werden mit Trägerteilchen
in einem Entwickler mittels der Rühr- & Entwicklungswalze 75 gerührt und
vermischt. Dadurch wird der Toner anfänglich geladen.
- (2) Nach dem anfänglichen
Laden wird der Entwickler durch den Anziehpol N3 des Festmagnets 74b in
der unmagnetischen Entwicklungshülse 74a angezogen.
Dabei reibt der Entwickler stark zwischen dem Anziehpol N3 und der
Rühr- & Entwicklungswalze 75,
wie es in der 9 dargestellt
ist, wodurch der Entwickler an der Rühr- & Entwicklungswalze 75 stärker als
an der Entwicklungswalze 74 geladen wird (er wird an der
Spitze jedes angehobenen Abschnitts des Entwicklers stärker geladen).
- (3) Tonerteilchen im Entwickler reiben an der Rühr- & Entwicklungswalze 75,
um gemeinsam mit Trägerteilchen
geladen zu werden, und sie werden dann entsprechend der Drehung
der Entwicklungshülse 74b nach Beendigung
des Prozesses (2) dem Rakel 77 zugeführt. Später wird ein Verifizierbeispiel
dazu beschrieben, wie der Entwickler zugeführt wird. Wie es in den 2A bis 2C dargestellt ist, wird der Entwickler
gedreht und wiederholt bewegt, wenn er sequenziell den nächsten Pol
auf der stromabwärtigen
Seite in der Rotationsrichtung der Entwicklungshülse zugeführt wird. Dabei wird jeder
angehobene Abschnitt des Entwicklers als Einheit angesehen.
- (4) Das Intervall zwischen der Entwicklungshülse 74a und dem Rakel 77 wird
durch Versuch auf eine vorbestimmte Dicke festgelegt. Der Pol N2
und der Pol S1 werden der Reihe nach von der stromaufwärtigen Seite
in der Rotationsrichtung der Entwicklungshülse 74a mit dem Rakel 77 dazwischen
so festgelegt, dass auf der Entwicklungshülse 74a eine festgelegte
Entwicklermenge festgehalten wird.
- (5) Der Entwickler, der am Rakel 77 vorbeigelaufen
ist, wird mit geeigneter Dicke in das Entwicklungsgebiet geführt. Dann
wird der Entwickler dadurch gedreht, um ein statisches latentes
Bild auf dem lichtempfindlichen Element entsprechend zu entwickeln.
Nach dieser Entwicklung wird der Entwickler im Tonerbehälter 73 gesammelt.
- (6) Der Entwickler, der in den Tonerbehälter zurückgekehrt ist, wird zwischen
den Magnetpolen N4 und N3 des Magnets 74b von der Oberfläche der
Entwicklungshülse 74a abgetrennt.
Dann wird der Entwickler erneut durch die Rühr- & Entwicklungswalze 75 gerührt, um
dadurch die Menge der an der Oberfläche jedes der Trägerteilchen
anhaftenden Tonerteilchen auf eine feste Menge einzustellen. So
wird der Prozess (1) wiederholt.
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Wenn
bei den Prozessen (1) und (2) der Entwickler einmal am Pol N1 vorbeiläuft, wird
der Toner in ihm entsprechend einem auf dem lichtempfindlichen Element 71 ausgebildeten
statischen latenten Bild zum lichtempfindlichen Element 71 bewegt.
In diesem Fall startet die Tonerbewegung im angehobenen Abschnitt
des Entwicklers, der näher
am lichtempfindlichen Element 71 liegt. Wenn der Zwischenraum
zwischen dem lichtempfindlichen Element 71 und der Entwicklungshülse 74a kleiner
als der angehobene Abschnitt des Entwicklers ist, sieht die Spitze
des Entwicklers abgebrochen aus, während sie mit der Entwicklungshülse in Kontakt steht.
Nachdem jedoch der angehobene Abschnitt des Entwicklers auf der
Oberfläche
der Entwicklungshülse 74a das
Entwicklungsgebiet verlassen hat, ändert er seine Höhe und Menge,
während
er sich bewegt. Demgemäß wird der
Zustand des Entwicklers 80 der Folgende, nachdem er das
Entwicklungsgebiet verlassen hat: die Tonerdichte wird am lichtempfindlichen
Element 71, d. h. einem Abschnitt entfernt von der Oberfläche der Entwicklungshülse 74a,
niedrig, und sie wird an der Oberfläche der Entwicklungshülse 74a hoch,
wie es in der 8 dargestellt
ist.
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Im
obigen Zustand wird der Entwickler der Rühr- & Entwicklungswalze 75 entsprechend
der Drehung der Entwicklungshülse 74a zugeführt. Wenn
der Entwickler den Sammelpol S3 erreicht, haftet in einem Abschnitt
entfernt von der Oberfläche
der Entwicklungshülse 74a mehr
Entwickler an, bei dem viel Toner an jedem der Trägerteilchen
anhaftet. Außerdem
findet sich, wenn der Entwickler zur Rührwalze hin transportiert wird,
Entwickler, in dem mehr Toner an jedem der Trägerteilchen anhaftet, stärker auf
der Oberfläche
der Entwicklungshülse 74a,
und der Entwickler wird von der Oberfläche derselben zwischen dem
Abtrennpol N4 und dem Anziehpol N3 abgetrennt. An der Rühr- & Entwicklungswalze 75 werden
neue Entwicklerteilchen zugeführt,
wobei die oben beschriebenen Prozesse (1) bis (6) wiederholt werden.
So wird der Entwickler in der Entwicklungseinrichtung umgewälzt und
zugeführt.
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Dabei
haftet, wie es in der 8 dargestellt
ist, ein Teil der Tonerteilchen 79 an der Oberfläche der Entwicklungshülse 74a zwischen
dem Abtrennpol N4 und dem Anziehpol N3 an, wodurch sich aufgrund
der anhaftenden Tonerteilchen 79 eine dünne Hautschicht bildet. Außerdem werden,
beim Stand der Technik, die Tonerteilchen im Entwickler 80 an
der Rühr- & Entwicklungswalze 75 (entfernt
vom Außenumfang
der Entwicklungshülse)
viel stärker
geladen, da der Entwickler am Entwickler-Anziehpol N3 an der Rühr- & Entwicklungswalze 75 reibt,
wie es in der 9 dargestellt
ist. Der Entwickler wird in diesem Zustand wiederholt zum nächsten Pol
gedreht und bewegt, wie es in den 2A bis 2C dargestellt ist. Dabei
wird jeder angehobene Abschnitt als Einheit angesehen.
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Wenn
der Entwickler 80 den Entwicklungspol N1 erreicht, gelangt
Entwickler, in dem Tonerteilchen stärker geladen sind, zum lichtempfindlichen
Element 71 (entfernt von der Oberfläche der Entwicklungshülse 74a).
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Demgemäß werden,
wenn die Magnetpole genau wie beim in der 7 dargestellten bekannten Magnet angeordnet
sind, zur Entwicklung im Entwicklungsgebiet solche Tonerteilchen
verwendet, die stärker
partial geladen sind, nachdem sie an der Rühr- & Entwicklungswalze 75 rieben.
Dies führt
dann zu einem Problem, dass Ungleichmäßigkeiten und Schleierbildungen
deutlich in Bildern auftreten. Dies gilt auch für die Entwicklungseinrichtung,
wie sie in jeder der obigen Patentveröffentlichungen beschrieben
ist.
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Ferner
steigt, wenn der Sammelpol S3 um die Oberseite (am dichtesten an
der Führung)
der Führung 73a des
Tonerbehälters 73 vorhanden
ist, der Druck, der dafür
sorgt, dass der Entwickler mit der Führung 73a in Kontakt
gelangt, an, wodurch der Toner häufiger
verstreut und herausgeblasen werden kann.
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Wenn
der Entwickler dem Anziehpol N3, der der Rühr- & Entwicklungswalze 75 zugewandt
ist, nicht ausreichend zugeführt
wird, sorgt dies für
eine Entwicklungsungleichmäßigkeit
entsprechend der Drehung des Blatts der Rühr- & Entwicklungswalze 75 (mit
einer Breite entsprechend der Dicke des Blatts der Walze), wodurch
sich die Ungleichmäßigkeit
der Halbtondichte verringert. Demgemäß erscheinen in Bildern ungleichmäßige, streifenförmige Mäanderabschnitte,
wie es in der 11 dargestellt
ist, als Entwicklungsungleichmäßigkeit,
wie sie bei bekannten Entwicklungseinrichtungen erscheint.
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Es
zeigte sich, dass ein derartiger Effekt dann auftreten konnte, wenn
nur eine Rühr- & Entwicklungswalze
verwendet wurde, um ein Hochgeschwindigkeitsgerät mit hoher Prozessgeschwindigkeit
und Rührkonstruktion
zu vereinfachen.
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Ferner
erscheint, wenn das Intervall zwischen dem Abtrennpol N4 und dem
Anziehpol N3 groß ist,
auf der Oberfläche
der Entwicklungshülse 74a zwischen
den Polen N4 und N3 eine zusammengesetzte Magnetfeldkomponente (abstoßende Magnetkraft) 81,
die ursprünglich
nur über
eine schwache Magnetkraft verfügt, wie
es in der 10 dargestellt
ist. Demgemäß wird der
Entwickler nicht vollständig
von der Oberfläche
der Entwicklungshülse 74a abgetrennt,
und demgemäß wird der
Entwickler nicht vollständig
durch neuen ersetzt. Dies sorgt für eine Ungleichmäßigkeit
des Bilds und ein Verstreuen von Toner.
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Eine
Entwicklungseinrichtung für
Bilderzeugungsvorrichtungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1 ist aus US-A 5,103,765 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Unter
diesen Umständen
hat der Erfinder die optimierte Anordnung der Magnetpole eines Magnets
als Ergebnis einer Untersuchung eines Mechanismus zum Zuführen von
Entwickler herausgefunden, und es ist eine Aufgabe der Erfindung,
eine Entwicklungseinrichtung zu schaffen, mit der die obigen Probleme
im Stand der Technik gelöst
sind.
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Durch
die Erfindung ist eine Entwicklungseinrichtung zum Einsatz in einer
Bilderzeugungsvorrichtung mit Folgendem geschaffen:
einem Entwicklungsbehälter, der
einen Entwickler, bestehend aus Toner und Trägerpartikeln, enthält,
einer
zylindrischen Entwicklungswalze, die in dem Entwicklungsbehälter vorgesehen
ist, und die in Rotationsbewegungen versetzbar ist; und
einem
Magnet, der in der Entwicklungswalze vorgesehen ist, um den Entwickler
auf die Oberfläche
der Entwicklungswalze zu saugen,
wobei die Entwicklungseinrichtung
in der Bilderzeugungsvorrichtung zusammen mit einem Trägerelement
für ein
statisch latentes Bild vorgesehen ist, auf dem ein statisch latentes
Bild auszubilden ist, und das dazu benutzt wird, um das statisch
latente Bild sichtbar zu machen, wobei
der Magnet eine ungerade
Anzahl von magnetischen Polen aufweist, die in Rotationsrichtung
der Entwicklungswalze angeordnet sind,
wobei die magnetischen
Pole umfassen:
einen Entwicklungsmagnetpol, der dem Trägerelement
für das
statisch latente Bild gegenüberliegt;
einen
magnetischen Pol zum Trennen des Entwicklers und einen Magnetpol
zum Ansaugen eines Entwicklers, die sequenziell stromaufwärts bezüglich der
Rotationsrichtung des Entwicklungsmagnetpols angeordnet sind und
dieselbe Polarität
aufweisen; und
eine gerade Anzahl an Magnetpolen, die stromabwärts bezüglich der
Rotationsrichtung des Entwicklungsmagnetpols zwischen dem Entwicklungsmagnetpol
und dem Magnetpol zum Trennen des Entwicklers angeordnet sind;
wobei
die Rotationsgeschwindigkeit der Entwicklungswalze und die Beabstandung,
Stärke
und Richtung der magnetischen Kraft, die durch die Magnetpole erzeugt
werden, so gewählt
werden, dass der Toner von dem Entwickler auf der Oberfläche der
Entwicklerwalze zu dem Trägerelement
für das
latente Bild übertragen
wird bei einer Position, bei der sich die Entwicklungswalze nahe
bei dem Trägerelement
für das
latente Bild befindet, wenn das Trägerelement für das latente
Bild ein darauf ausgebildetes elektrostatisches Bild aufweist;
dadurch
gekennzeichnet, dass
die Rotationsgeschwindigkeit der Entwicklungswalze
und die Beabstandung, Stärke
und Richtung der magnetischen Kraft, die durch die magnetischen
Pole erzeugt werden, weiterhin so gewählt werden, dass das Ansteigen
bzw. Anheben des Entwicklers, der auf der Oberfläche der Entwicklungswalze haftet,
zwischen benachbarten Magnetpolen so klein wie möglich ist; der Entwickler eine
kettenähnliche
Rotation auf der Oberfläche der
Entwicklungswalze beim Passieren eines jeden Magnetpols erfährt; und
das Gebiet des Entwicklers, das die geringste Ladung aufweist, mit
der Oberfläche
der Entwicklungswalze in der Nähe
des Magnetpols zum Trennen des Entwicklers zusammentrifft.
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Gemäß der oben
beschriebenen Konfiguration wird der Entwickler nach Beendigung
des Entwicklungsprozesses im Tonerbehälter gesammelt, und er wird
an einer Abtrennposition, insbesondere an einer Position, an der
benachbarte Magnetpole dieselbe Polarität aufweisen, von der Oberfläche der
Entwicklungshülse
abgetrennt. In diesem Fall ist der zur Entwicklung verwendete Entwickler
an der Oberfläche
der Entwicklungshülse
positioniert, und er wird abgetrennt, während ein Abschnitt mit niedriger
Tonerdichte der Oberfläche der
Entwicklungshülse
zugewandt ist. Demgemäß ist das
Auftreten des Effekts, dass Tonerteilchen auf der Oberfläche der
Entwicklungshülse
verbleiben, deutlich verringert, so dass sich an der Oberfläche der
Entwicklungshülse
kaum eine Tonerschicht ausbildet. Demgemäß werden die Dichte und der
Ladungszustand des Toners im Entwickler beim Entwicklungsvorgang
stabilisiert. So können
Faktoren verhindert werden, die die Qualität von Bildern beeinträchtigen,
wie eine Bildungleichmäßigkeit,
eine Schleierbildung usw.
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Die
Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass eine magnetische
Kraft, die durch die Magnetpole zwischen dem Entwicklungsmagnetpol
und dem Magnetpol zum Trennen des Entwicklers erzeugt wird, so stark
ist, dass ein Anhäufen
bzw. Anheben des Entwicklers so klein wie möglich wird.
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Gemäß der oben
beschriebenen Konfiguration kann der Entwickler sicher mit einer
Minimalkonfiguration von Magnetkräften zugeführt und gesammelt werden, und
wenn der Entwickler gesammelt wird, kann ein Verstreuen von Toner
verhindert werden, zu dem es dadurch kommt, dass Entwickler gegen
die Führung
des Tonerbehälters
schlägt.
In diesem Fall kann der Entwickler sicher zugeführt werden, und es ist zu erwarten, dass
der Effekt deutlicher auftritt, wie er durch die auf die oben beschrieben
Weise aufgebaute Entwicklungseinrichtung erzielt wird.
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Die
Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetpole eine
gerade Anzahl von Magnetpolen umfassen, die stromaufwärts bezüglich der
Rotationsrichtung des Entwicklungsmagnetpols und zwischen dem Entwicklungsmagnetpol
und dem Magnetpol zum Trennen des Entwicklers angeordnet sind.
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Da
die erfindungsgemäße Entwicklungseinrichtung
auf die oben beschriebene Weise aufgebaut ist, sammelt sich, wenn
der Entwickler dem Entwicklungsgebiet zugeführt wird, stark geladener Entwickler
an der Oberfläche
der Entwicklungshülse,
so dass der stabil geladene Entwickler am ein latentes Bild tragenden
Element reibt. Demgemäß erfolgt
der Entwicklungsvorgang zufriedenstellend. Wenn z. B. ein latentes
Halbtonbild entwickelt wird, wird es geeignet ohne jegliche Streifen
entwickelt, die durch eine dichte Ungleichmäßigkeit von Toner, wie in der 11 dargestellt, verursacht
wären.
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Die
Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass die Entwicklungseinrichtung
ferner über
ein Rotationselement verfügt,
das so angeordnet ist, dass es der Entwicklungshülse in Bezug auf die entgegengesetzte
Seite des ein latentes Bild tragenden Elements zugewandt ist, um
den Entwickler zu rühren
und ihn der Entwicklungshülse
zuzuführen;
wobei
das Rotationselement dafür
sorgt, dass der Entwickler am höchsten
geladen wird.
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Eine
derartige Konfiguration verbessert auch den obigen Effekt weiter.
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Die
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine magnetische Kraft,
die durch den magnetischen Pol zum Trennen des Entwicklers erzeugt
wird, stärker
ist als eine magnetische Kraft, die durch den magnetischen Pol zum
Ansaugen des Entwicklers erzeugt wird.
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Da
die Konfiguration dergestalt ist, wie es oben beschrieben ist, kann
der Entwickler sicher von der Entwicklungshülse abgetrennt werden, wenn
er nach Beendigung eines Entwicklungsprozesses im Tonerbehälter gesammelt
wird. So wird der Entwickler durch neue Entwicklerteilchen ausgetauscht,
die ausreichend gerührt
und gemischt wurden, und er wird einem weiteren Entwicklungsprozess
zugeführt.
Demgemäß ist der Effekt
weiter verbessert, wie er durch die oben beschriebene Entwicklungseinrichtung
erzielt wird.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung
wird die Anordnung der Magnetpole des die Entwicklungswalze aufbauenden
Magnets geändert.
Anders gesagt, sind die Magnetpole des Magnets geeignet angeordnet,
so dass es möglich
ist, den Entwicklungszustand zu stabilisieren. Demgemäß sind Bilder
hoher Qualität
verfügbar.
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Ein
auf hohem Potenzial liegender Anteil des Entwicklers, der ein Toneranteil
hoher Dichte ist, wird nach Beendigung eines Entwicklungsprozesses
sicher abgetrennt. So wird verhindert, dass an der Oberfläche der
Entwicklungswalze Tonerteilchen anhaften, und der Entwickler kann
durch neuen ersetzt werden, bei dem sowohl die Menge als auch die
Ladungsrate von Tonerteilchen festgelegt sind, wodurch die Entwicklung
sehr gut stabilisiert wird.
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Ferner
sind der Winkel zwischen Magnetpolen und die Magnetkraft jedes Pols
geeignet eingestellt, um dadurch den Effekt deutlicher zu verbessern,
wie er durch die oben beschriebene Entwicklungseinrichtung erzielt
wird.
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Da
die Magnetkraft im Gebiet geeignet eingestellt ist, in dem der Entwickler
von der Entwicklungswalze abgetrennt wird, ist es möglich, den
oben beschriebenen Effekt deutlicher zu verbessern.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Andere
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen deutlicher werden.
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1 veranschaulicht eine Konfiguration
einer erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung,
die einem ein latentes Bild tragenden lichtempfindlichen Element
gegenübersteht.
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2A bis 2C veranschaulichen, wie Entwickler auf
der Entwicklungswalze, die ein Element der Entwicklungseinrichtung
ist, gedreht/zugeführt
wird.
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3 veranschaulicht eine Beziehung
zwischen der Tonerdichte im Entwickler und der Zuführung desselben,
um die erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung
zu erläutern.
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4A bis 4C veranschaulichen einen Zustand der
Magnetkraft und einen Zustand des Winkels jedes Pols des eine Entwicklungswalze
aufbauenden Magnets, um die zweite Ausführungsform der Erfindung zu
erläutern.
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5 veranschaulicht eine Beziehung
zwischen einem Zustand geladener Tonerteilchen im Entwickler und
der Zuführung
desselben, um die dritte Ausführungsform
der Erfindung zu erläutern.
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6 veranschaulicht, wie der
Entwickler zugeführt
wird, um die vierte Ausführungsform
der Erfindung zu erläutern.
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7 ist eine Konfiguration
einer Entwicklungseinrichtung unter Verwendung einer bekannten Konfiguration
von Magnetpolen.
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8 veranschaulicht eine Beziehung
zwischen der Tonerdichte im Entwickler und wie dieser bei der in
der 7 dargestellten
bekannten Entwicklungseinrichtung zugeführt wird.
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9 veranschaulicht eine Beziehung
zwischen einem Zustand geladener Tonerteilchen im Entwickler und
wie dieser bei der in der 7 dargestellten
bekannten Entwicklungseinrichtung zugeführt wird.
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10 veranschaulicht, wie
die Magnetkraft in einem Abtrenngebiet des in der 7 dargestellten Entwicklers verteilt
ist.
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11 veranschaulicht, wie
bei der in der 7 dargestellten
bekannten Entwicklungseinrichtung bei Halbtonentwicklung ein Bild
erzeugt wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben.
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Die
erste bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung
wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Die 1 ist eine Schnittansicht
der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung,
die insbesondere einem lichtempfindlichen Element gegenübersteht,
das in einer Bilderzeugungsvorrichtung als ein ein latentes Bild
tragendes Element verwendet wird. Die 2A bis 2C veranschaulichen, wie
ein Entwickler in der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung
auf der Oberfläche
einer Entwicklungswalze gedreht und zugeführt wird. Die 3 veranschaulicht, wie der Entwickler
fließt,
insbesondere, wie er hinsichtlich einer Tonerdichte zugeführt wird,
um die erste Ausführungsform
der Erfindung de tailliert zu beschreiben.
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In
der 1 ist ein lichtempfindliches
Element 1 mit Trommelform beinahe im Zentrum des Gehäuses der
Bilderzeugungsvorrichtung angeordnet, und es wird mit einer festen
Drehzahl in der Richtung eines Pfeils drehend angetrieben, wenn
ein Bild erzeugt wird. Auf diesem lichtempfindlichen Element ist
ein statisches latentes Bild ausgebildet. Um dieses lichtempfindliche
Element 1 herum sind verschiedene Bilderzeugungsprozess-Einrichtungen
(nicht dargestellt) so angeordnet, dass sie ihm jeweils gegenüberstehen.
Hinsichtlich der den Bilderzeugungsprozess bildenden Vorrichtung
sind in der 1 nur das
lichtempfindliche Element 1 und eine erfindungsgemäße Entwicklungseinrichtung 2 dargestellt.
Die verschiedenen Einrichtungen zum Erzeugen von Bildern sind eine
Ladeeinheit zum Laden der Oberfläche
des lichtempfindlichen Elements 1 auf gleichmäßige Weise;
ein optisches System, das ein Bild mittels diesem entsprechendem
Licht aufstrahlt (nicht dargestellt); eine erfindungsgemäße Entwicklungseinrichtung 2,
die dazu verwendet wird, ein statisches latentes Bild sichtbar zu
machen, wie es nach Belichtung durch das optische System auf dem
lichtempfindlichen Element 1 ausgebildet ist; eine Übertragungseinheit
zum Übertragen
des entwickelten Bilds (Tonerbilds) auf ein nach Bedarf zugeführtes Blatt
Papier; eine Abtrenn-Ladeeinheit zum Abtrennen des Papiers vom lichtempfindlichen
Element 1 nach dem Übertragungsprozess;
eine Reinigungsvorrichtung, die eine von Bildverarbeitungsvorrichtungen
ist, die dazu verwendet werden, restliches Entwicklungsmaterial
(Toner), das auf der Oberfläche des
lichtempfindlichen Elements 1 nach Beendigung des Übertragungsprozesses
verblieb, zu entfernen; eine Statikladung-Beseitigungseinrichtung
zum Beseitigen geladener Teilchen, die auf der Oberfläche des
lichtempfindlichen Elements 1 verblieben, usw., die alle
in dieser Reihenfolge in der Rotationsrichtung des lichtempfindlichen
Elements 1 angeordnet sind.
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Viele
Blätter
Papier sind z. B. auf einer Schale oder einer Kassette aufgestapelt.
Ein Blatt des bevorrateten Papiers wird durch eine Papierzuführeinrichtung
in das Übertragungsgebiet,
das dem lichtempfindlichen Element 1 zugewandt ist, wo
die Übertragungseinheit
angeordnet ist, transportiert. Dabei wird das Papier so zugeführt, dass
es mit dem Vorderende des auf der Oberfläche des lichtempfindlichen
Elements 1 ausgebildeten Tonerbilds ausgerichtet ist. Das
Papier wird, nachdem das Bild übertragen
wurde, in der Übertragungs/Abtrennladeeinheit
vom lichtempfindlichen Elements 1 abgetrennt, und dann
wird es in eine Fixiervorrichtung geführt.
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Die
Fixiervorrichtung fixiert ein auf ein Blatt Papier übertragenes
Tonerbild als dauerhaftes Bild. Die Fixiervorrichtung verfügt über eine
Heizwalze auf der dem Tonerbild gegenüberstehenden Seite, wobei diese Heizwalze
auf eine Temperatur zum Aufschmelzen des Toners und zum Fixieren
des Tonerbilds erwärmt
wird. Die Fixiervorrichtung verfügt
auch über
eine Andruckwalze, die gegen die Heizwalze gedrückt wird und dazu verwendet
wird, dass das Papier in engen Kontakt mit der Heizwalze gelangt.
Das diese Fixiervorrichtung durchlaufende Papier wird über eine
Auswerfrolle zur Außenseite
der Bilderzeugungsvorrichtung ausgeworfen.
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Andererseits
verfügt
die Entwicklungseinrichtung 2, wie es detailliert in der 1 dargestellt ist, über eine
drehend angeordnete Entwicklungswalze 4 sowie eine Rühr- & Entwicklungswalze 5 zum
Zuführen und/oder
Rühren
des Entwickler, wie er in ihrem diesen aufnehmenden Tonerbehälter 3 enthalten
ist. Im Tonerbehälter 3 auf
der rechten Seite in der 1 sind
auch eine Schraubenwalze 6 usw. zum Zuführen von in den Tonerbehälter 3 geliefertem
Toner nach Bedarf vorhanden.
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Die
Entwicklungswalze 4 verfügt über einen Magnet 4b aus
vielen Magnetpolen innerhalb einer zylindrischen, unmagnetischen
Hülse 4a.
Die Hülse 4a wird
drehend in der Richtung eines Pfeils angetrieben. Der Magnet 4b ist
im Allgemeinen fixiert. Insbesondere ist ein Entwicklungspol N1
des Magnets 4a an einer Öffnung des Tonerbehälters 3 so
positioniert, dass er dem lichtempfindlichen Element 1 zugewandt
ist. Demgemäß wird der
Entwickler aufgrund der Magnetkraft des Magnets 4b an die
Hülse 4a angezogen,
und er wird durch die Drehung derselben zum Entwicklungsgebiet transportiert,
das dem lichtempfindlichen Element 1 zugewandt ist. Dann
wird der Entwickler an der Position des Pols N1 des Magnets 4b wie
ein Bürstenhaar
angehoben, und er reibt an der Oberfläche des lichtempfindlichen
Elements 1, um dadurch ein statisches latentes Bild zu
entwickeln, das an der Oberfläche
des lichtempfindlichen Elements 1 ausgebildet ist.
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Der
Entwickler besteht aus zwei Komponenten, z. B. Toner und einem magnetischen
Träger.
Der Toner wird durch einen Vorgang wie das Rühren der Rühr- & Entwicklungswalze 5 gerieben
und geladen, um dadurch am Träger
anzuhaften. Dann wird der Entwickler an die Oberfläche der
Hülse 4a angezogen,
um dem Entwicklungsgebiet zugeführt
zu werden. Ein Teil des Entwicklers wird, bevor er dem Entwicklungsgebiet
zugeführt wird,
durch ein Begrenzungselement (Rakel) 7 entfernt, damit
die Menge des angezogenen Entwicklers fixiert ist. Anders gesagt,
ist das Rakel 7 an seinem einen Ende am Tonerbehälter 3 befestigt,
und es ist am anderen Ende mit einem bestimmten Abstand zur Hülse 4a angeordnet,
und der an diesem Rakel 7 vorbeilaufende Entwickler wird
auf eine feste Menge begrenzt.
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Gemäß der oben
beschriebenen Konfiguration wird der Entwickler im Tonerbehälter 3 durch
die Rühr- & Entwicklungswalze 5 ausreichend
gerührt,
damit der Toner im Entwickler mit einer vorbestimmten Polarität, z. B.
positiver Polarität,
geladen wird. Dieser geladene Entwickler wird aufgrund der Funktion
der Rühr- & Entwicklungswalze 5 der
Entwicklungswalze 4 zugeführt. Dann wird der Entwickler
an die Entwicklungswalze 4 angezogen, z. B. magnetisch,
und er wird der Entwicklungsposition zugeführt.
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Der
Entwickler, der in einem Entwicklungsprozess nicht verwendet wird,
wird im Tonerbehälter 3 gesammelt
und von der Entwicklungswalze 4 abgetrennt und durch die
Rühr- & Entwicklungswalze 5 gerührt und erneut
dem Entwicklungsprozess zugeführt.
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung
beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Der
Magnet 4b der Entwicklungswalze, wie sie in der erfindungsgemäßen Entwicklungseinrichtung 2 verwendet
wird, besteht aus einer ungeraden Anzahl von Magnetpolen (sieben
Polen), die an einer der Entwicklungshülse 4a zugewandten
Fläche
angeordnet sind. Bei der Erfindung besteht für die Anzahl der Magnetpole
keine spezielle Beschränkung,
jedoch ist es zwingend, den Magnet 4b aus einer ungeraden
Anzahl von Magnetpolen, mindestens fünf Polen oder mehr, aus Gründen, die
später
detailliert beschrieben werden, aufzubauen.
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Genauer
gesagt, besteht der Magnet 4b aus einem dem Entwicklungsgebiet
gegenüberstehenden Entwicklungspol
N1, einem Zuführpol
S1 benachbart zum Pol N1, um dem Entwicklungspol N1 Entwickler zuzuführen, einem
Sammelpol S4 zum Sammeln des Entwicklers im Tonerbehälter nach
Beendigung eines Entwicklungsprozesses, wobei die Pole S1 und S4
so angeordnet sind, dass sie den Pol N1 einbetten, einem Magnetkraft-Verteilungseinstellpol
N2 benachbart zum Pol S1 zum Begrenzen der Menge des anhaftenden
Entwicklers, einem Hilfssammelpol N3 benachbart zum Pol S4, um den
Entwickler weiter zuzuführen,
um ihn zu sammeln, und einem Anziehpol S2 benachbart zum Pol N2,
um den durch die Rühr- & Entwicklungswalze 5 zugeführten Entwickler
anzuziehen, und einem Abtrennpol S3 benachbart zum Pol N3, um den
gesammelten Entwickler von der Entwicklungshülse 4a abzutrennen.
-
Anders
gesagt, ist gemäß der Erfindung,
und in der Rotationsrichtung der Entwicklungshülse 4a gesehen, eine
geradzahlige Anzahl von Magnetpolen im Magnet 4b, bis zum
Abtrennpol S3, einschließlich
des Entwicklungspols N1, angeordnet. Da für die Magnetpole eine derartige
Konfiguration verwendet ist, liegen, wenn der Entwickler vom Abtrennpol
S3 abgetrennt wird, ein Abschnitt mit hoher Tonerdichte und ein
Abschnitt mit hohem Tonerladepotenzial im Entwickler entfernt von
der Entwicklungshülse 4a,
so dass es deutlich verhindert ist, dass Toner an der Entwicklungshülse 4a anhaftet
und auf dieser verbleibt. Diese Funktion wird später detaillierter beschrieben.
Demgemäß kann die
Konfiguration einen Effekt dahingehend verhindern, dass die Oberfläche der
Entwicklungshülse
durch Resttoner bedeckt ist, und demgemäß kann eine überflüssige Ladung usw.
entfernt werden, um dadurch Faktoren einer Bildungleichmäßigkeit
usw. zu lösen.
-
Nachfolgend
wird ein Untersuchungsergebnis zum detaillierten Erläutern der
obigen Beschreibung beschrieben.
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Wenn
der Tonerbehälter 3 einen
Zweikomponentenentwickler enthält,
wie oben beschrieben, sind Tonerteilchen in einem zum Herstellen
monochromer Bilder verwendeten Entwickler hauptsächlich die Tonerteilchen im
Entwickler auf der Entwicklungshülse 4a,
die wie ein Magnetbürstenhaar
auf der Seite des Potenzials des latenten Bilds ausgebildet sind,
d. h., die im Entwicklungsgebiet ausgebildet sind und am lichtempfindlichen
Element 1 reiben.
-
Allgemein
gesagt, wird, wie es in den 2A bis 2C dargestellt ist, der Entwickler
durch die Magnetkraft des Magnets 4b in der Entwicklungshülse 4a und
seine Lademenge an der Oberfläche
der Entwicklungshülse 4a gehalten.
Der Entwickler wird so aufgrund der Drehung der Entwicklungshülse 4a mit
einer Zentrifugalkraft gedreht. Dabei hebt sich der Träger im Entwickler 10,
der selbst magnetisiert ist, wie eine Kette auf der Entwicklungshülse 4a an.
-
Andererseits
wird, entsprechend der Drehung der Entwicklungshülse 4a, der wie ein
Bürstenhaar
angehobene Entwickler 10 durch die Magnetpole (zwischen
N1 und S4) des festen Magnets 4b schräg gestellt (aufgrund der Magnetfeldkomponente
und der Geschwindigkeitskomponente der Entwicklungshülse), wo durch
der Entwickler 10 gedreht und bewegt wird.
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Die
Drehung des wie ein Bürstenhaar
angehobenen Entwicklers wurde in einem Versuch unter Verwendung
einer Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugungskamera (Photron Co.: Faft
Ultima uv) auf Grundlage eines derartigen Konzepts untersucht. Mittels
des Kamerabilds wurde geklärt,
dass die bürstenartig
angehobenen Trägerteilchen
vor und hinter jedem Magnetpol im Entwicklungsgebiet wie eine Kette
gedreht/angehoben wurden und sie an jedem Magnetpol (N1, S4 usw.)
sehr ähnlich
einer Spitze vertikal zur Entwicklungshülse 4a angehoben wurden.
-
Ferner
wurden, um es deutlich zu machen, dass der Entwickler durch eine
Magnetpolkomponente gedreht wurde, schwarze Tonerteilchen ausreichend
mit magnetischen Trägerteilchen
vermischt und gerührt,
um geladen zu werden, und dann wurden rote Tonerteilchen an der
Oberfläche
der Entwicklungshülse 4a oder
der Spitze des angehobenen Abschnitts des Trägers zum Anhaften gebracht.
Danach wurde die Entwicklungshülse 4a gedreht.
Dann wurde der Zustand des Entwicklers auf der Oberfläche des
Außenumfangs
des Entwicklers und auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 4a geprüft, wobei
sich herausstellte, dass sich rote Tonerteilchen am Außenumfang
des Entwicklers in einem Abschnitt um die Spitzenkraft jedes Magnetpols
herum sammelten und sich roter Toner abwechselnd an der Oberfläche der
Entwicklungshülse 4a sammelte.
Dies stimmte mit Zeichnungsdaten überein, wie sie durch die Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugungskamera
erfasst wurden.
-
Ferner
wurde der Zustand im Tonerbehälter 3 entlang
dem Visualisierungsweg unter Verwendung der Kamera geprüft, wobei
sich ergab, dass der Entwickler aufgrund eines N-Pols oder eines
S-Pols des Magnets 4b in der Entwicklungshülse 4a sicher
gedreht wurde. Außerdem
wurde der Entwickler in einem Abschnitt mit abstoßendem Magnetfeld
(S3–S2)
und einem Abschnitt, in dem die Magnetfeldkomponente in der radialen Richtung
der Entwicklungshülse 4a klein
(beinahe null) war, von der Oberfläche der Entwicklungshülse 4a abgetrennt.
-
Um
die Probleme beim Stand der Technik zu lösen, wurden die Anordnung der
Magnetpole, insbesondere diejenige des Magnets 4b der Entwicklungswalze 4,
sowie die Drehung des Entwicklers und geometrische Formen innerhalb
der Entwicklungseinrichtung untersucht, wie oben beschrieben. Nachfolgend
wird beschrieben, wie der Entwickler bei der Erfindung zugeführt wird.
- (1) Ein Entwicklungsprozess wird entsprechend
einem Potenzial eines statischen latenten Bilds ausgeführt, das
im Entwicklungsgebiet (um den Entwicklungspol N1 herum) auf dem
lichtempfindlichen Element 1 ausgebildet ist, und dann
wird der Entwickler gesammelt und entsprechend der Drehung der Entwicklungshülse 4a sequenziell
in den Tonerbehälter 3 transportiert.
- (2) Dabei ist das Zentrum sowohl des Sammelpols 54 als
auch des Hilfssammelpols N3, die zum Sammeln von Entwickler verwendet
werden, geringfügig
gegenüber
einer Position verschoben, an der die Pole S4 und N3 am dichtesten
bei der unteren Führung 3a des
Tonerbehälters 3 liegen.
Ferner wird der Entwickler durch den Abtrennpol S3 zugeführt und
gesammelt, dessen Zentrum in der Richtung des Tonerbehälters 3 positioniert
ist.
- (3) Während
der Entwickler am Abtrennpol S3 vorbeiläuft, wird er im Gebiet zwischen
S3 und S2, wo in der Entwicklungshülse 4a keine Magnetpole
angeordnet sind, von der Oberfläche
der Entwicklungshülse 4a abgetrennt,
so dass der Entwickler mit neu zugeführtem Entwickler vermischt
wird und durch die Rühr- & Entwicklungswalze 5 gerührt wird.
Demgemäß wird die
Menge der Tonerteilchen so eingestellt, dass immer eine feste Menge
an der Oberfläche
des Trägers
anhaftet.
- (4) Der gerührte
Entwickler wird durch die Magnetkraft des Anziehpols S2 auf der
Entwicklungshülse 4a festgehalten,
und er wird dann durch den Magnetkraft-Verteilungseinstellpol N2
sequenziell in das Rakel 7 transportiert.
- (5) Um den Entwickler auf der Entwicklungshülse 4a ohne große Belastungen
in den Zwischenraum zwischen dem Rakel 7 und der Entwicklungshülse 4a zu
bringen, wird die Magnetkraft des Magnetkraft-Verteilungseinstellpols
N2 in der radialen Richtung so eingestellt, dass sie an der Oberfläche des
Rakels 7, die der Außenumfangsfläche der
Entwicklungshülse 4a zugewandt
ist, verringert ist.
- (6) Danach wird der Entwickler vom Zuführpol S1 zum Entwicklungspol
N1 bewegt, um den anfänglichen Prozess
(1) zu wiederholen.
-
Bei
der Erfindung wird der den Entwicklungspol N1 verlassende Entwickler
wie eine Kette angehoben, wie es oben beschrieben ist. Dann wird,
wie es in den 2A bis 2C dargestellt ist, der Entwickler
sequenziell zu den nächsten
Polen S4, N3 und S3 bewegt, während
er gedreht wird und sich in Einheiten einer Kette wiederholt bewegt.
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben,
wie die in Entwickler enthaltenen Tonerteilchen aufgebraucht werden.
Der Entwickler 10 reibt am lichtempfindlichen Element 1,
insbesondere dann, wenn er dem Entwicklungsgebiet zugeführt wird,
d. h. einer dem Entwicklungspol N1 gegenüberstehenden Position. So werden
die Tonerteilchen an ein statisches latentes Bild übertragen.
Demgemäß werden,
am Entwicklungspol N1, die Tonerteilchen im wie eine Kette angehobenen
Entwickler an einer Position stärker
verbraucht, die am weitesten von der Entwicklungshülse 4a entfernt
ist, wie es oben beschrieben ist. Dabei bewirkt der Entwickler 10,
dass die Tonerdichte an einer Position entfernt von der Entwicklungshülse 4a stärker als
an einer Position dicht an derselben verringert ist.
-
Dann
gelangt, im Gegensatz zum Entwicklungspol N1, wenn der Entwickler 10 zum
Sammelpol S4 bewegt wird, ein Abschnitt des in der Kette verbrauchten
Toners mit geringerer Dichte zur Oberfläche der Entwicklungshülse 4a.
Dann wird der Entwickler 10 entsprechend demselben Prinzip
zum Hilfssammelpol N3 bewegt. Schließlich erreicht der Entwickler 10 den
Abtrennpol S3, und ein Abschnitt in der Kette mit niedrigerer Tonerdichte
gelangt zur Oberfläche
der Entwicklungshülse 4a.
-
Demgemäß muss,
um den Abschnitt mit niedrigerer Tonerdichte innerhalb der Kette
an der Oberfläche der
Entwicklungshülse 4a zu
positionieren, wenn der Entwickler (mit Kettenform) den Abtrennpol
S3 erreicht, eine gerade Anzahl von Magnetpolen zwischen dem Entwicklungspol
N1 und dem Abtrennpol N3 in der Rotationsrichtung der Entwicklungshülse 4a im
Magneten 4b innerhalb derselben, die die Entwicklungswalze 4 bildet,
angeordnet sein. Dies wird aus der obigen Beschreibung deutlich
erkennbar.
-
Wenn
die Magnetpole auf die oben beschriebene Weise angeordnet sind und
ein kettenförmiger
Entwickler mit einer Dichteungleichmäßigkeit im Entwicklungsgebiet
(um den Entwicklungspol N1 herum) bis zum Abtrennpol S3 transportiert
wird, ist der Abschnitt mit niedrigerer Tonerdichte an der Oberfläche der
Entwicklungshülse
positioniert. Demgemäß wird der
Entwickler 10 an einer Position, an der die Magnetkraft
in der radialen Richtung zwischen dem Abtrennpol S3 und dem Anziehpol
S2 beinahe null wird, von der Entwicklungshülse 4a getrennt. Dabei
verbleibt kein Toner auf der Oberfläche der Entwicklungshülse 4a.
-
Im
Ergebnis wird der Entwickler 10 am nächsten Anziehpol S2 ersetzt,
und nur Entwickler, der durch die Rühr- & Entwicklungswalze 5 gleichmäßig geladen
wurde, haftet an der Entwicklungshülse 4a an, wodurch eine
Schleierbildung in Bildern und ein Verstreuen von Toner deutlich
verringert sind.
-
Zweite Ausführungsform
-
Bei
der obigen Ausführungsform
sind die Probleme im Stand der Technik gelöst, d. h., dass ein Ziel der
Erfindung dadurch erreicht ist, dass eine gerade Anzahl von Magnetpolen
zwischen dem Entwicklungspol N1 und dem Abtrennpol S3 im die Entwicklungswalze 4 bildenden
Magnet 4b angeordnet ist.
-
Bei
dieser zweiten Ausführungsform
werden die Anordnung von Magnetpolen und auch die Stärke der Magnetkraft
jedes dieser Magnetpole zum Stabilisieren der oben beschriebenen
Effekte beschrieben.
-
Die 4A bis 4C zeigen die Verteilung der Magnetkraftdichte
sowohl des Zuführpols
S4 als auch der Pole N3, wenn der Entwickler im Tonerbehälter 3 gesammelt
wird, nachdem ein Entwicklungsprozess beendet wurde. Anders gesagt,
können,
wenn der Entwicklungsgebiet gedreht und geeignet bewegt wird, wie
es in der 3 dargestellt
ist, nachdem ein Entwicklungsprozess beendet wurde, die bei der
ersten Ausführungsform beschriebenen
zufriedenstellenden Effekte erwartet werden. Demgemäß bilden
die Magnetkraft und der Winkel derselben zum Drehen und Bewegen
des Entwicklers sehr bedeutende Faktoren. Demgemäß können die folgenden günstigen
Effekte erzielt werden, wenn die Magnetkraft und der Winkel derselben
geeignet eingestellt werden.
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Als
Erstes wird die Stärke
einer Magnetkraft beschrieben. Hinsichtlich dieser Magnetkraftstärke wurde in
einem Versuch der minimale Grenzwert geklärt, der es ermöglicht,
dass der Entwickler kettenartig angehoben wird und der angehobene
Entwickler gedreht und bewegt wird.
-
Die
Magnetkraftstärke
wurde zwischen entgegengesetzten Polen (N- und S-Pol) auf viele
Arten variiert, um ein Gebiet aufzufinden, in dem sich der Entwickler
wie eine Kette drehen sollte. Dabei wurde der Winkel (Magnetkraftwinkel)
vom Zentrum der Entwicklungswalze 4 zwischen zwei Polen
auf 30° eingestellt
und der Durchmesser derselben betrug 25 mm. Die Magnetkraftstärke wurde
zwischen beiden Polen identisch eingestellt. Der Test wurde mit
Schritten von 50 Gauss innerhalb eines Magnetkraftbereichs von 0
bis 200 Gauss und mit Schritten von 100 Gauss innerhalb eines Magnetkraftbe reichs
von 200 bis 1.000 Gauss ausgeführt.
-
Die
Drehung des kettenartig angehobenen Entwicklers wurde im Versuch
unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugungskamera
(Photron Co.: Faft Ultima uv) überprüft.
-
Durch
die Kamera wurde geklärt,
dass der angehobene Abschnitt des Entwicklers bei 100 Gauss und darüber auftrat.
Die kettenartige Drehung des Entwicklers war jedoch nicht gleichmäßig und
die Drehung war unzureichend. Bei einer Magnetkraft von 200 Gauss
und darüber
war die kettenartige Drehung gleichmäßig. Die 4B zeigt eine Verteilung der Magnetkraftdichte
bei 100 Gauss. Demgemäß sind im
Fall magnetischer Kräfte
die Drehung und die Bewegung eines Entwicklers durch einen Magnetwinkel
beschränkt.
Bei ungefähr 100
Gauss existierte jedoch ein Abschnitt, der bei der wechselseitigen
Magnetkraftverteilung durch keinerlei Magnetkraft beeinflusst war.
So wurde der Entwickler nicht geeignet gedreht und bewegt.
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Ferner
wurde der Winkel (Magnetkraftwinkel) vom Zentrum der Entwicklungswalze 4 zwischen
entgegengesetzten Magnetpolen (N- und S-Pol) auf verschiedene Werte
geändert,
um ein Gebiet aufzufinden, in dem es möglich war, den Entwickler mit
kettenartiger Drehung auszubilden. Dabei wurde die Magnetkraftstärke der
zwei Pole auf 400 Gauss eingestellt, und der Durchmesser der Entwicklungswalze 4 betrug
25 mm, wie oben beschrieben. Der Versuch wurde mit Schritten von
5° innerhalb
eines Magnetkraftwinkels von 5 bis 20° sowie mit Schritten von 10° innerhalb
eines Magnetkraftwinkels von 20 bis 100° ausgeführt.
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Die
Drehung des kettenartig angehobenen Entwicklers wurde beim Versuch
unter Verwendung einer Hochgeschwindigkeits-Bilderzeugungskamera
(Photron Co.: Faft Ultima uv) überprüft.
-
Durch
die Kamera wurde es geklärt,
dass eine kettenartige Drehung des Entwicklers bei 10° oder darüber auftrat.
Die kettenartige Drehung des Entwicklers war jedoch nicht gleichmäßig und
die Drehung war unzureichend. Bei einem Bereich eines Magnetkraftwinkels
von 50 bis 80° war
die kettenartige Drehung gleichmäßig. In
diesem Fall war es bei 90° und
darüber
schwierig, Entwickler zuzuführen.
Die 4C zeigt die Verteilung
der Magnetkraftdichte bei einem Winkel von 10° zwischen Magnetpolen. Jedoch
wurde bei einer derartigen Verteilung der Entwickler nicht gedreht
und bewegt. So wurde der Entwickler nicht gedreht, wie es in der 3 dargestellt ist.
-
So
wurde bewiesen, dass die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Effekte
stärker
verbessert werden können,
wenn die Magnetkraftstärke
des Magnets 4b in der die Entwicklungswalze 4 bildenden Entwicklungshülse 4a und
der Winkel (Magnetkraftwinkel) ausgehend vom Zentrum der Entwicklungswalze 4 geeignet
eingestellt werden.
-
In
diesem Fall muss z. B., wenn der Entwickler nach Beendigung eines
Entwicklungprozesses der Entwickler-Abtrennposition (zwischen den
Polen S3 und S2) im Tonerbehälter 3 zugeführt wird,
der Entwickler fehlerfrei durch Drehung/Bewegung zugeführt werden.
Demgemäß kann,
wenn der Entwickler 10 so gedreht und zugeführt wird,
wie es in den 2A bis 2C dargestellt ist, der auf
der Oberfläche
der Entwicklungshülse 4a verbliebene
Entwickler, nachdem der Toner aufgebraucht wurde, fehlerfrei von
der Hülse
abgetrennt werden, wie es in der 3 dargestellt
ist. Demgemäß sind die
oben beschriebenen Effekte zu erwarten, wenn der Winkel zwischen
Magnetpolen und die Magnetkraftstärke geeignet eingestellt werden.
-
Hinsichtlich
des Magnets 4b werden die Magnetkraft und jeder Polwinkel
so eingestellt, dass der Entwickler 10 geeignet gedreht
und zugeführt
wird, wie es in den 2A bis 2C dargestellt ist. In diesem
Fall sollte die Magnetkraft auf den Minimalwert zum Drehen und Zuführen des
Entwicklers eingestellt werden. Anders gesagt, wird die Magnetkraft
minimiert, um ein Verstreuen von Toner zu verhindern, wenn der Entwickler
auf eine untere Führung 3a des
Tonerbehälters 3 trifft,
wenn der Entwickler gesammelt wird. So können die oben beschriebenen
Effekte erzielt werden.
-
Dritte Ausführungsform
-
Als
Nächstes
wird eine andere Ausführungsform
der Erfindung zum Lösen
der Probleme im Stand der Technik beschrieben. Bei dieser Ausführungsform
erfolgt eine Konzentration auf die Anordnung der Magnetkräfte des
Magnets 4b zum Stabilisieren der Bildqualität durch
Stabilisieren des Entwicklungsprozesses unter Verwendung insbesondere
der Entwicklungswalze 4.
-
Anders
gesagt, ist bei dieser Ausführungsform
eine gerade Anzahl von Magnetpolen zwischen dem Anziehpol S2 und
dem Entwicklungspol N1, wie in der 1 dargestellt,
angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung der Magnetpole können Bilder
stabil ohne Beeinträchtigung
entwickelt werden. Nachfolgend werden Einzelheiten einer derartigen
Verarbeitung beschrieben.
-
Als
Erstes wird der Fluss des Entwicklers beschrieben, insbesondere
wie der Entwickler in der in der 1 dargestellten
Entwicklungseinrichtung 2 zugeführt wird.
- (1)
Der durch die Rühr- & Entwicklungswalze 5 gerührte Entwickler
wird durch den Anziehpol S2 magnetisch an der Entwicklungshülse 4a gehalten,
und er wird dann durch den Magnetkraft-Verteilungseinstellpol N2
in das Rakel 7 transportiert.
- (2) Um den Entwickler auf der Entwicklungshülse 4a durch einen
Zwischenraum zwischen dem Rakel 7 und der Entwicklungshülse 4a mit
geringen Belastungen hindurchzuschicken, sind die Magnetpole so
angeordnet, dass die Magnetkraft in der radialen Richtung auf der
Fläche
des Rakels 7, die der Außenumfangsfläche der
Entwicklungshülse 4a gegenübersteht,
verringert ist.
- (3) Der Entwickler wird vom Zuführpol S1 zum Entwicklungspol
N1 bewegt, und es wird ein Entwicklungsprozess entsprechend dem
Potenzial des statischen latenten Bilds des lichtempfindlichen Elements 1 im Entwicklungsgebiet
(um den Entwicklungspol N1 herum) ausgeführt. Dann wird der Entwickler
entsprechend der Drehung der Entwicklungshülse 4a sequenziell
in den Tonerbehälter,
der mit der Rühr- & Entwicklungswalze 5 versehen
ist, geführt
und dort gesammelt.
- (4) Das Zentrum jedes Zuführpols
S4 und des Pols N3 ist gegenüber
der Position verschoben, an der der Pol der unteren Führung des
Tonerbehälters 3 am
nächsten
liegt. Außerdem
wird der Entwickler durch den Abtrennpol S3, dessen Zentrum in der
Richtung des Tonerbehälters 3 liegt,
in einem Trichter geführt
und dort gesammelt.
- (5) Während
der Entwickler am Abtrennpol S3 vorbeiläuft, wird er im Gebiet zwischen
den Polen S3 und S4, wo an der Entwicklungshülse 4a keine Magnetpole
vorhanden sind, von der Entwicklungshülse 4a abgetrennt.
Dann rührt
die Rühr- & Entwicklungswalze 5 den
Entwickler mit neu zugeführtem
Entwickler, um die Menge des an der Oberfläche des Trägers anhaftenden Toners auf
einen festen Wert einzustellen.
- (6) Der durch die Rühr- & Entwicklungswalze 5 ausreichend
gerührte
Entwickler wird durch den Anziehpol S2 auf der Entwicklungshülse 4a gehalten,
um den anfänglichen
Prozess (1) zu wiederholen.
-
Bei
der Erfindung wird, wie es in der 5 dargestellt
ist, der Entwickler 10 am Anziehpol S2 an der Rühr- & Entwicklungswalze 5 gerieben,
um den Toner im Entwickler 10 an einer Position entfernt
von der Oberfläche
der Entwicklungshülse 4a stärker zu
laden. Dann wird der Entwickler 10 jedesmal dann, wenn
er zugeführt
wird und durch jeden Pol eingeschränkt wird, an jedem Pol kettenartig
angehoben und jede der Ketten wird gedreht, wie es bei der ersten
Ausführungsform
beschrieben ist. Demgemäß wird der
Toner, der an der Rühr- & Entwicklungswalze 5 gerieben
hat und stark geladen wurde, um die Oberfläche der Entwicklungshülse 4a herum
positioniert, und es wird verhindert, dass dieser hoch geladene
Toner zum Entwickeln beim Entwicklungsprozess verwendet wird.
-
Ferner
ist, wenn der Entwickler 10 nach Beendigung des Entwicklungsprozesses
den Abtrennpol S3 erreicht, dieser hoch geladene Toner am weitesten
entfernt von der Oberfläche
der Entwicklungshülse 4a positioniert.
Demgemäß verbleibt
dieser hochgeladene Toner an einer Position, an der die Magnetkraft
in der radialen Richtung zwischen dem Abtrennpol S3 und dem Anziehpol
S2 null wird, nicht auf der Oberfläche der Entwicklungshülse zurück.
-
Wenn
die Magnetpole des Magnets 4b auf die oben beschriebene
Weise angeordnet sind, wird der Toner im Entwickler, der an der
Rühr- & Entwicklungswalze 5 gerieben
wird, am Anziehpol S2 hochgeladen, und er wird im Entwicklungsprozess
nicht verwendet. Demgemäß ist eine
Dichteungleichmäßigkeit,
wie sie in Bildern eines Halbtonoriginals erscheint, wesentlich
verringert. Anders gesagt, sind die in der 11 dargestellten Streifen beseitigt,
so dass Bilder hoher Qualität
erhalten werden können.
-
Ferner
ist, nachdem der Entwicklungsprozess beendet ist, dieselbe Anzahl
von Magnetpolen im Magnet 4b wie bei der ersten Ausführungsform
vorhanden. Außerdem
haftet, da hochgeladener Toner an einer Position, an der die Magnetkraft
beinahe null ist, vollständig
von der Oberfläche
der Entwicklungshülse 4a der Entwicklungswalze 4 getrennt
ist, nur der durch die Rühr- & Entwicklungswalze 5 ausreichend
gleichmäßig gerührte Entwickler
am nächsten
Anziehpol S2 an der Entwicklungshülse 4a an. Demgemäß sind Probleme
im Stand der Technik wie eine Ungleichmäßigkeit und eine Schleierbildung
in Bildern deutlich verringert.
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Vierte Ausführungsform
-
Als
Nächstes
wird die vierte Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die 6 beschrieben. Diese Ausführungsform
dient zum Verringern von Schäden
am Entwickler, insbesondere einer Beeinträchtigung des Entwicklers am
Rakel 7, das speziell die Entwicklermenge beschränkt.
-
Zu
diesem Zweck ist bei dieser Ausführungsform,
wie es in der 6 dargestellt
ist, ein Zwischenraum d zwischen der Rühr- & Entwicklungswalze 5 und
der Entwicklungshülse 4a auf
ungefähr
1,4 mm eingestellt. Dies, da die Größe ungefähr an einen Bereich angepasst
ist, in dem die Rühr- & Entwicklungswalze 5 am
Anziehpol S2 mit der Spitze des angehobenen Abschnitts des Entwicklers
in Kontakt gelangen kann.
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Wenn
der Abstand d enger als dieser Bereich ist, wird die Menge des am
Anziehpol S2 anhaftenden Entwicklers extrem verringert. Demgemäß ist die
Entwicklungsfunktionsfähigkeit
im Entwicklungsgebiet beeinträchtigt,
was dazu führt,
dass die Bilddichte verringert ist. Wenn dagegen der Abstand d größer als
der genannte Bereich ist, kann die am Anziehpol S2 anhaftende Entwicklermenge
nicht begrenzt werden. Demgemäß kann das
Rakel 7 die Entwicklermenge, d. h. die Schichtdicke (an
der Entwicklungshülse 4a anhaftende Entwicklermenge)
nicht mehr auf einem festen Wert halten, was zu einer Ungleichmäßigkeit
in der Dichte von Bildern führt.
Außerdem
wird der Entwickler, der an einer Position abgetrennt wurde, an
der die Magnetkraft in der radialen Richtung zwischen dem Abtrennpol
S3 und dem Anziehpol S2 beinahe null ist, nicht an der Rühr- & Entwicklungswalze 5 gesammelt.
So haftet der Entwickler direkt am Anziehpol S2 an, so dass Entwickler nicht
gleichmäßig durch
neuen ersetzt werden.
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Da
der Entwickler zwischen entgegengesetzten Polen (N- und S-Pole)
eine kettenartige Drehung ausführt,
wenn seine Bewegung mit dem Konzept der oben beschriebenen dritten
Ausführungsform
in Einklang steht, ist zwischen diesen entgegengesetzten Polen eine
gerade Anzahl von Magnetpolen angeordnet, um zu verhindern, dass
Toner, der durch die Rühr- & Entwicklungswalze 5 an
seiner Spitze hoch geladen wurde, zur Entwicklung im Entwicklungsgebiet
verwendet wird.
-
Um
dies effektiver zu gestalten, sollte zwischen dem Anziehpol S2 und
dem Entwicklungspol N1 kein anderes Element als die Rühr- & Entwicklungswalze 5 vorhanden
sein, um den Entwickler stärker
zu laden.
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Wenn
z. B. ein Rakel 7 und ein anderes plattenartiges Element
wie eine Stromplatte 8 zum Zurückliefern des Entwicklers zur
Rühr- & Entwicklungswalze 5,
nachdem er von der Entwicklungshülse 4a entfernt
wurde, stark gegen einen Teil um den angehobenen Abschnitt des Entwicklers
herum gedrückt
wird, um die Menge zu beschränken,
der Entwickler einem hohen Druck ausgesetzt, was eine Verdichtung
hervorruft. Demgemäß haftet
der Toner an, und die Trägerteilchen
werden schneller aufgebraucht (ein Effekt, dass Toner nicht am Träger anhaftet).
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Unter
Verwendung der Rühr- & Entwicklungswalze 5 als
Element zum effektivsten Laden des Entwicklers dann, wenn die Anzahl
der bei der dritten Ausführungsform
beschriebenen Magnetpole auf diese Weise verwendet wird, können die
oben beschriebenen Effekte stärker
verbessert werden.
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Fünfte Ausführungsform
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Um
die Effekte bei jeder der Ausführungsformen
stärker
zu verbessern, muss der Entwickler an einer Position, an der die
Magnetkraft in der radialen Richtung zwischen dem Abtrennpol S3
und dem Anziehpol S2 beinahe null wird, vollständig abgetrennt werden. Demgemäß kann der
Entwickler, wie er nach Beendigung eines Entwicklungsprozesses gesammelt
wird, fehlerfrei von der Oberfläche
der Entwicklungshülse 4a abgetrennt
werden, und demgemäß kann der
durch die Rühr- & Entwicklungswalze 5 gerührte und
neu auf einen festen Pegel geladene Entwickler mit einer festen
Anhaftmenge von Tonerteilchen der Entwicklungshülse 4a zugeführt werden.
Im Ergebnis kann der Entwicklungszustand sehr stark stabilisiert
werden, wodurch eine Ungleichmäßigkeit
eines Bilds und der Dichte verhindert ist und auch das Auftreten
von Streifen in Halbtonbildern verhindert ist. So stehen Bilder
hoher Qualität
zur Verfügung.
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Bei
dieser Ausführungsform
wurde ein Versuch dahingehend ausgeführt, dass eine Konzentration
auf die Beziehung von Magnetkräften
zwischen dem Abtrennpol S3 und dem Anziehpol S2, die das Funktionsvermögen zum
Abtrennen des Entwicklers deutlich beeinflussen, erfolgte.
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Die
bei diesem Versuch verwendete Entwicklungswalze 4 war eine
Walze gemäß den in
der Tabelle 1 dargestellten Parametern. Der Effekt der Entwicklungswalze
wurde durch ein Halbton-Probenbild geprüft. Außerdem verwendete der Versuch
eine Entwicklungswalze 74, bei der Magnetpole auf dieselbe
Weise wie bei der in der 7 dargestellten
bekannten Entwicklungseinrichtung angeordnet waren.
-
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Die
beim Versuch erhaltenen Bilder wurden in fünf Stufen bewertet. "1" wurde für ein Bild vergeben, dessen
Qualität
hinsichtlich der Bildungleichmäßigkeit
innerhalb der Probenbilder beim Versuch am schlechtesten war, und "5" wurde für ein Bild vergeben, dessen
Qualität
ohne Ungleichmäßigkeit
hervorragend war.
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Die
Stärke
der Magnetkraft von jedem anderen Pol als dem Abtrennpol N4 und
dem Anziehpol N3 wurde wie folgt eingestellt: Entwicklungspol N1
auf 1.000 Gauss, Zuführpol
S1 auf 800 Gauss, Einstellpol N2 auf 450 Gauss, Hilfspol S2 auf
550 Gauss und Sammelpol S3 auf 900 Gauss. Jeder der Magnetpole wurde
auf dieselbe Weise so angeordnet, dass für die Magnetpole keine Parameterunterschiede
auftraten.
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Aus
dem Versuchsergebnis zeigte es sich, dass die Magnetkraft in der
Entwicklungswalze Ungleichmäßigkeiten
in Bildern dann beseitigte, wenn die Magnetkraft des Abtrennpols
N4 höher
als diejenige des Anziehpols N3 war, wodurch eine zufriedenstellende
Bildqualität
gewährleistet
wurde. Außerdem
wurde untersucht, welcher Faktor effektiv war, um den Entwickler
an einer Position, an der die Magnetkraft in der radialen Richtung
zwischen dem Abtrennpol N4 und dem Anziehpol N3 beinahe null wird,
effektiv abzutrennen, wenn die Magnetkraft des Abtrennpols N4 höher als
diejenige des Anziehpols eingestellt wurde, was auf Grundlage des
Versuchsergebnisses erfolgte.
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Als
Erstes wird die Magnetkraftverteilung zwischen dem Abtrennpol N4
und dem Anziehpol N3 wie folgt variiert: Wenn die Magnetkraft des
Abtrennpols N4 höher
als diejenige des Anziehpols N3 eingestellt wird, wird die Magnetkraft
in der radialen Richtung des Abtrennpols N4 weiter, und die Magnetkraft
in der radialen Richtung des Anziehpols N3 wird enger. Demgemäß zeigte
es sich, dass die Position, an der die Magnetkraft in der radialen
Richtung zwischen dem Abtrennpol N4 und dem Anziehpol N3 beinahe
null wird, zum Anziehpol N3 verschoben war.
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Wenn
diese Verschiebung visuell geprüft
wurde, während
der Entwickler vollständig
aus dem Tonerbehälter
in der Entwicklungseinrichtung entfernt wurde und der Entwickler
stark entlang dem ganzen Umfang der Entwicklungswalze anhaftete,
zeigte es sich, dass dann, wenn die Magnetkraft des Abtrennpols
N4 höher als
diejenige des Anziehpols N3 eingestellt wurde, der Entwickler über ein
weiteres Stück
am Abtrennpol N4 anhaftete und er höher angehoben wurde, was entsprechend
der Weite der Magnetkraft in der radialen Richtung des Abtrennpols
N4 erfolgte, wobei der Anstieg stärker war, als es dem Zustand
anderer jeweiliger Testparameter entsprach, und demgemäß wurde
der Entwickler zur Rühr- & Entwicklungswalze
herausgestoßen, so
dass er nach Beendigung eines Entwicklungsprozesses vollständig abgetrennt
wurde.
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Demgemäß ist die
Erfindung insbesondere zum Stabilisieren der Bildqualität von Wirkung,
da die Magnetkraft des Abtrennpols S3 höher als diejenige des Anziehpols
S2 eingestellt ist.
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Die
Erfindung kann auf andere spezielle Formen realisiert werden, ohne
dass vom Schutzumfang der durch die beigefügten Ansprüche angegebenen Erfindung abgewichen
wird.
