DE69839162T2 - Entwicklungseinheit - Google Patents

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DE69839162T2 DE1998639162 DE69839162T DE69839162T2 DE 69839162 T2 DE69839162 T2 DE 69839162T2 DE 1998639162 DE1998639162 DE 1998639162 DE 69839162 T DE69839162 T DE 69839162T DE 69839162 T2 DE69839162 T2 DE 69839162T2
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Kazuhiro Suwa-shi Ichikawa
Yoshihiro Suwa-shi Nakashima
Hidenori Suwa-shi Kin
Tomoe Suwa-shi Aruga
Yoichi Suwa-shi Yamada
Yukio Suwa-shi Takayama
Tahei Suwa-shi Ishiwatari
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

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  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entwicklungseinheit zur Benutzung in einem Bilderzeugungsgerät, wie etwa einem Drucker, einem Faxgerät oder einem Kopiergerät, welches unter Benutzung einer elektrophotografischen Technik ein Bild erzeugt.
  • Im Allgemeinen umfasst ein Bilderzeugungsgerät unter Benutzung einer elektrophotografischen Technik ein photoempfindliches Element mit einer photoempfindlichen Schicht auf der äußeren Oberfläche davon, ein Aufladungsgerät zum gleichförmigen elektrischen Auflagen der äußeren Oberfläche des photoempfindlichen Elements, ein Belichtungsgerät zum selektiven Belichten der äußeren Oberfläche, welche gleichförmig elektrostatisch durch das Aufladungsgerät aufgeladen worden ist, um so ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, ein Entwicklungsgerät zum Zuführen von Toner, welcher als ein Entwickler für das elektrostatische latente durch das Belichtungsgerät erzeugte Bild dient, um so ein sichtbares Bild zu erzeugen (ein Tonerbild) und ein Übertragungsgerät zum Übertragen des durch das Entwicklungsgerät gebildeten Tonerbildes auf ein Übertragungsmedium, wie etwa Papier.
  • Eine herkömmliche Entwicklungseinheit umfasst ein Gehäuse zum Unterbringen von Toner; eine Entwicklungswalze, die drehbar von dem Gehäuse durch eine Welle gehaltert ist; eine Zufuhrwalze, die drehbar von dem Gehäuse durch eine Welle gehaltert ist und welche aus einem elastischen Element gebildet ist, welches angeordnet ist, um gegen die Oberfläche der Entwicklungswalze gepresst zu werden, um so Toner auf die Oberfläche der Entwicklungswalze zuzuführen; und eine Förderfinne, welche drehbar von dem Gehäuse durch eine Welle derart gehaltert ist, um Toner zu der Oberfläche der Zufuhrwalze zu fördern, wobei die Elemente in Folge in einer horizontalen Richtung angeordnet sind.
  • Eine herkömmliche Entwicklungseinheit umfasst auch eine Rückhalteschiene, um eine Menge von Toner auf der Entwicklungswalze zurückzuhalten, sowie ein Dichtungselement, welches an den Seiten der Entwicklungswalze und der Zufuhrwalze angeordnet ist, um ein Austreten von Toner durch ihre Wellenteile zu dem Äußeren des Gehäuses zu verhindern.
  • Die herkömmliche Entwicklungseinheit benutzt ein bekanntes Kontaktentwicklungsverfahren, in welchem die Entwicklungswalze und das photoempfindliche Element in Angrenzung oder in engem Kontakt miteinander angeordnet sind. In dem Kontaktverfahren kommt eine Kante des Endteils der Oberfläche der Entwicklungswalze zum Fördern von Toner in direkten Kontakt mit dem photoempfindlichen Element, was das photoempfindliche Element unerwünscht beschädigen kann. Wenn die Entwicklungswalze aus festem Material gefertigt ist, wie etwa Metall, begegnet sogar ein Nicht-Kontakt-Entwicklungsverfahren einer Beschädigung des photoempfindlichen Elements, was dem Gleiten und der Reibung abhängig von der Genauigkeit der Abweichung der Entwicklungswalze zuzuordnen ist und der des photoempfindlichen Elements, sowie auch von dem Kontaktentwicklungsverfahren.
  • Weiterhin hat die herkömmliche Entwicklungseinheit ein elastisches Förderelement, welches aus einem geschäumten Material oder dergleichen gefertigt ist. Daher wird Toner kontinuierlich von dem Förderelement zu dem Zufuhrwalze-Teil gefördert. Als ein Ergebnis ist die Menge an Toner, welcher gefördert ist, größer als die Menge von Toner, welche durch die Entwicklungswalze beim Erzeugen von Bildern verbraucht worden ist. Somit ist Toner in dem Zufuhrwalze-Teil und dem Entwicklungswalze-Teil zusammengepresst. Wenn solch eine Kompression anhält, erhöht sich der Druck in dem Gehäuse bei den Positionen nahe der Entwicklungswalze durch die Rückhalteschiene außerordentlich, um geeignet Toner auf der Entwicklungswalze zurückzuhalten. Dass übermäßige Fördern von Toner von der Rückhalteschiene ändert die Dichte eines erzeugten Bildes und führt dazu, dass Toner austritt. Wenn Farbtoner mit ungenügender Fluidität verglichen mit der eines Schwarztoners benutzt wird, wird die oben erwähnte Kompression kritischer, weil Farbtoner mit geringer Fluidität kontinuierlich in die Entwicklungseinheit gefördert wird und übermäßiger Toner nicht von der Zufuhrwalze zurückgeführt werden kann.
  • Wenn die herkömmliche Entwicklungseinheit einen Entwicklungsprozess mit dichtem Toner durchführt, welcher eine geringe Fluidität hat, erzeugt die Förderfinne eine große Drehbeladung, was das erforderliche Drehmoment unerwünscht ändert, um dadurch eine Rotation des Motors zu bewirken, welcher die Förderfinne antreibt. Als ein Ergebnis erscheinen in dem erzeugten Bild Bildschwankungen.
  • Außerdem hat die herkömmliche Entwicklungseinheit das Problem, dass leicht eine Filmbildung der elektrifizierten Elemente, (wie etwa der Entwicklungswalze und der Rückhalteschiene) wegen des mechanischen Kontakts und der Reibung erfolgt, wenn der Entwicklungsprozess unter Benutzung von dichtem Toner durchgeführt wird, welcher eine große Menge von Pigment enthält. Wenn zum Beispiel eine Filmbildung des Pigment erfolgt, welches dieselbe Polarität wie die des Toners hat, verschlechtert sich die Elektrifizierungscharakteristik des Toners und wird instabil. Wenn die Elektrifizierungscharakteristik des Toners instabil ist, ist die Dichte des erzeugten Bildes erniedrigt und die Tonerzufuhrcharakteristik verschlechtert sich.
  • Die herkömmliche Entwicklungseinheit hat die Tonerdichtung an den Enden der äußeren Oberfläche der Entwicklungswalze angeordnet, so dass Toner in dem Dichtungsteil der Entwicklungswalze nicht abgedeckt ist. Daher wird in dem bekannten Kontaktentwicklungsverfahren das photoempfindliche Element beschädigt, weil der Dichtungsteil direkt auf dem photoempfindlichen Elements gleitet. Wenn die Entwicklungswalze aus einem festen Material gefertigt ist, wie etwa Metall, begegnet sogar ein Nicht-Kontakt-Entwicklungsverfahren einer Beschädigung des photoempfindlichen Elements, welche dem Gleiten und einem Abrieb zuzuordnen ist, abhängig von der Genauigkeit der Abweichung der Entwicklungswalze und der des photoempfindlichen Elements, sowie auch von dem Kontaktentwicklungsverfahren.
  • Ein Problem, welches von der herkömmlichen Entwicklungseinheit begegnet ist, ist, dass der Teil der elastischen Zufuhrwalze, welche gegen die Entwicklungswalze presst, verbeult ist, was dazu führt, dass Endteile der Zufuhrwalze zur Seite hervorstehen. Die vorstehenden Teile stehen dann unerwünscht mit dem Dichtungselement in Eingriff, um dadurch ein übermäßig großes Antriebsdrehmoment zu erfordern, um die Zufuhrwalze zu drehen.
  • Ein anderes Problem mit der vorangehenden herkömmlichen Entwicklungseinheit entsteht aus der Verhärtung der Zufuhrwalze. Die Zufuhrwalze der vorangehenden herkömmlichen Entwicklungseinheit ist von einem elastischen Element umfasst, welches üblicherweise ein geschäumtes Material ist, mit Zellen, welche in der Oberfläche davon gebildet sind. Der Teil der Zufuhrwalze, welcher die Entwicklungswalze kontaktiert, erfährt ein Einführen von Toner in das geschäumte Material durch die Zellen, welche in der Oberfläche des geschäumten Materials gebildet sind. Als ein Ergebnis wird die Härte des geschäumten Materials übermäßig erhöht, nachdem es für eine lange Zeit benutzt worden ist. Das mit der Erhöhung in der Härte der Zufuhrwalze verknüpfte Problem ist, dass ein großes Drehmoment erfordert ist, um die Zufuhrwalze zu drehen. Um dieses Problem zu lösen, ist eine Zufuhrwalze vorgeschlagen worden, welche ein geschäumtes Material mit geschlossenen Zellen umfasst. In den letzten Jahren ist jedoch die mittlere Teilchengröße des Toners auf 9 μm vermindert worden und Toner mit solch einer kleinen Teilchengröße verstopft leicht in den Zellen, welche in der Oberfläche der herkömmlichen Zufuhrwalze gebildet sind. Die elastische Charakteristik der Zufuhrwalze verschlechtert sich somit in relativ kurzer Zeit.
  • Ein anderes Problem in der vorangehenden herkömmlichen Entwicklungseinheit ist, dass, wenn die Drehgeschwindigkeit der Entwicklungswalze erhöht wird, um schnell Bilder zu erzeugen, oder wenn die Fluidität von Toner erhöht ist, um die erforderliche Tonerzufuhrcharakteristik aufrecht zu erhalten, Toner in die Endoberfläche (die Seitenoberfläche) der Entwicklungswalze eingeführt wird, wenn die Entwicklungswalze gedreht wird. Als ein Ergebnis tritt Toner aus der Endoberfläche der Entwicklungswalze in den Bilderzeugungsteil ein, um somit dazu zu führen, dass der innere Teil des Bilderzeugungsgeräts verunreinigt wird. Ein weiteres Problem, welches der erhöhten Drehgeschwindigkeit der Entwicklungswalze und der erhöhten Fluidität von Toner zugeordnet ist, ist das Austreten von Toner von der unteren Oberfläche der Entwicklungswalze während einer Drehung der Entwicklungswalze. Dies verunreinigt auch den inneren Teil des Bilderzeugungsgeräts. Wenn das Bilderzeugungsgerät auf irgendeine der obigen Weise verunreinigt ist, erzeugt es ein fehlerhaftes Bild.
  • Ein anderes Problem in der oben erwähnten herkömmlichen Entwicklungseinheit ist, dass eine Kante des Endteils der Oberfläche der Entwicklungswalze in direkten Kontakt mit dem photoempfindlichen Element kommt, um dadurch eine Beschädigung an dem photoempfindlichen Element zu bewirken.
  • Das photoempfindliche Element wird auch durch direkten Gleitkontakt mit dem Dichtungsteil der Entwicklungswalze beschädigt, wenn ein Kontaktentwicklungsverfahren benutzt wird. In einem Kontaktentwicklungsverfahren sind die Entwicklungswalze und das photoempfindliche Element angrenzend angeordnet oder sind in Kontakt miteinander gebracht. Die Tonerdichtung für die Entwicklungswalze der herkömmlichen Entwicklungseinheit ist an der äußeren Oberfläche der Enden der Entwicklungswalze angeordnet, was Toner in dem Dichtungsteil der Entwicklungswalze nicht bedeckt lässt und was der Dichtung erlaubt, das photoempfindliche Element zu kontaktieren.
  • Wenn die Entwicklungswalze aus einem festen Material, wie etwa Metall, gefertigt ist, bewirkt in jedem Fall sogar ein Nicht-Kontakt-Entwicklungsverfahren eine Beschädigung an dem photoempfindlichen Element, welche einem Gleiten und Reibung zuzuordnen ist, abhängig von der Genauigkeit der Abweichung der Entwicklungswalze und von der des photoempfindlichen Elements.
  • Ein anderes Problem in der oben erwähnten herkömmlichen Entwicklungseinheit entsteht in dem Fördern von Toner. Toner in dem Gehäuse wird sequenziell durch das Förderelement zu dem Zufuhrwalze-Teil gefördert, und dann von der Zufuhrwalze zu dem Entwicklungswalze-Teil. In einer Entwicklungseinheit mit einem elastischen Förderelement, welches aus einem geschäumten Material oder dergleichen gefertigt ist, ist eine Förderung von Toner von dem Förderelement zu dem Zufuhrwalze-Teil kontinuierlich. Als ein Resultat ist die Menge von Toner, welche kontinuierlich gefördert ist, größer als die Menge von Toner, welche für ein Erzeugen von Bildern durch die Entwicklungswalze verbraucht worden ist. Der Überschusstoner in der Nachbarschaft des Zufuhrwalze-Teils und des Entwicklungswalze-Teils bewirkt einen Zustand einer Kompression. Wenn die vorangehende Kompression anhält, steigt ein Druck in dem Gehäuse bei Positionen nahe der Entwicklungswalze an. Als ein Resultat kann Toner auf der Entwicklungswalze nicht durch die Rückhalteschiene zurückgehalten werden, was zu einer Überschussförderung von Toner führt, was unerwünschte Änderungen in der Dichte des Bildes bewirkt und auch ein unerwünschtes Toneraustreten.
  • Die obigen Probleme werden verstärkt, wenn Farbtoner benutzt wird. Farbtoner hat im Allgemeinen eine niedrigere Fluidität als die von schwarzem Toner. Insbesondere beinhaltet Farbtoner ein Harz eines Typs mit einer Vielzahl von Komponenten von niedrigem Molekulargewicht, um eine Farbdurchlässigkeit zu realisieren, und ein Dispergiermittel, um gleichförmiges Dispergieren des Farbpigments zu realisieren. Die vorangehenden Komponenten verschlechtern die Fluidität des Toners. Wenn Farbtoner mit einer geringen Fluidität kontinuierlich in der oben erwähnten Entwicklungseinheit gefördert ist, kann Überschusstoner nicht von der Zufuhrwalze zurückgeführt werden, was den Status einer Kompression kritischer macht.
  • Zusätzliche Probleme mit der herkömmlichen Entwicklungseinheit entstehen, wenn Farbtoner benutzt wird. Der vorangehende elektrophotografische Prozess unter Benutzung von Farbtoner wird in solch einer Weise durchgeführt, das vier Entwicklungseinheiten, zum Bilden von Gelb-, Magenta-, Zyan- und Schwarz-Bildern in dem Gerät angeordnet sind. Die Benutzung von vier Entwicklungseinheiten erhöht die Größe des Geräts, so dass es viel größer ist als ein Gerät zum Bilden eines monochromen Bildes. Um die Größe des Geräts zu vermindern, muss die Dichte von Pigment in jedem Tonerteilchen erhöht werden, um eine erforderliche Bilddichte mit einer kleineren Menge von Toner zu reproduzieren. Durch Benutzung einer kleineren Menge von Toner kann die Kapazität des Tonergehäuses vermindert werden.
  • Wenn jedoch die Pigmentkomponente in dem Toner erhöht wird, verschlechtert sich im Allgemeinen die Fluidität des Toners, um somit zu einer großen Drehbeladung auf der Förderfinne zu führen. Die erhöhte Beladung auf der Förderfinne verändert unerwünscht das erforderliche Drehmoment, um die Förderfinne anzutreiben, was wiederum unerwünschte Änderungen in der Rotation des Motors bewirkt, welcher die Förderfinne antreibt. Als ein Resultat erscheinen in dem erzeugten Bild Bildschwankungen.
  • Ein Erhöhen der Pigmentkomponente in dem Toner erhöht im allgemeinen auch das Flächenverhältnis der Pigmentkomponente auf der Oberfläche der Matrizen von Tonerteilchen. Toner muss eine gewisse Polarität haben und muss durch Reibung elektrifiziert werden durch ein elektrifiziertes Element mit einer der Polarität des Toners entgegengesetzten Polarität (wie etwa eine Entwicklungswalze oder eine Rückhalteschiene), so dass die Elektrifizierung des Toners stabilisiert ist. Wenn Tonerteilchen mit Pigment in einer großen Menge auf ihren Oberflächen benutzt werden, begegnen die elektrifizierten Elemente (wie etwa die Entwicklungswalze und die Rückhalteschiene) leicht einer Filmbildung, welche einem mechanischen Kontakt und Gleiten zuzuordnen ist. Wenn die elektrifizierten Elemente mit derselben Polarität wie die des Toners einer Filmbildung begegnen, verschlechtert sich die Elektrifizierungscharakteristik des Toners und wird instabil. Als ein Ergebnis wird die Dichte des erzeugten Bildes erniedrigt und verschlechtert sich die Toner-Zufuhrcharakteristik.
  • Weitere Probleme treten in der oben erwähnten herkömmlichen Entwicklungseinheit auf, wenn versucht wird, ihre Größe zu vermindern. Das Rotationszentrum der Förderfinne in der herkömmlichen Entwicklungseinheit ist niedriger angeordnet als das Rotationszentrum der Zufuhrwalze in einem Versuch, die Dicke der Entwicklungseinheit durch effektives Erzeugen eines Raums zum Aufnehmen von Toner zu vermindern. Solch eine Anordnung leidet jedoch unter dem Problem, dass die Förderfinne ungenügenden Toner bis zu der Oberfläche der Tonerzufuhrwalze kratzt, um dadurch eine unerwünscht niedrige Dichte in dem erzeugten Bild zu bewirken.
  • JP8179603 offenbart ein Entwicklungsgerät, welches ein Gehäuse mit darin untergebrachtem Toner, eine Zufuhrwalze und eine Entwicklungswalze umfasst. Der Toner hat eine mittlere Teilchengröße von 10 μm und das Offenzellenverhältnis des geschäumten Materials, welches benutzt ist, die Zufuhrwalze zu bilden, ist 40% oder mehr.
  • EP 0718717A offenbart ein Entwicklungsgerät mit Entwicklertragenden und -zuführenden Elementen. Das Entwicklerzuführende Element hat Pulver an seiner Oberfläche, wobei das Pulver keine Aufladbarkeit hat (oder eine Aufladbarkeit einer Polarität gleich der des Entwicklers) und wobei es dieselbe Größe hat wie oder kleiner ist als der Entwickler.
  • JP 01-277868A offenbart eine Entwicklungseinheit, welche eine Toner-Zufuhrwalze und eine Entwicklungswalze in Kontakt miteinander umfasst. Der Durchmesser der Tonerzufuhrwalze erhöht sich graduell an beiden Enden.
  • US5311264 offenbart ein Entwicklungsgerät, welches eine Entwicklungswalze und eine Zufuhrwalze umfasst, welche in Kontakt miteinander sind, wobei die Zufuhrwalze ein geschäumtes Gummi mit geschlossenen Zellen mit einer Dichte von 0,18 g/cm3 bis 0,28 g/cm3 umfasst.
  • Ziele der Erfindung
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entwicklungseinheit bereitzustellen, welche in der Lage ist, dass zum Betreiben der Zufuhrwalze notwendige Drehmoment zu vermindern. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entwicklungseinheit bereitzustellen, welche in der Lage ist, ein zum Drehen der Zufuhrwalze erforderliches Drehmoments zu reduzieren. Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklungseinheit bereitzustellen, welche ein Erhöhen des zum Drehen der Entwicklungswalze erforderlichen Drehmoments verhindert und ein Austreten von Toner verhindert. Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entwicklungseinheit bereitzustellen, welche in der Lage ist, Toner zu fördern ohne eine Änderung in dem Drehmoment, sogar, wenn Toner mit geringer Fluidität benutzt wird, wie etwa Toner mit einer hohen Dichte.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Um die oben erwähnten Ziele zu erreichen, umfasst die Entwicklungseinheit der vorliegenden Erfindung: ein Gehäuse; Toner, der in dem Gehäuse untergebracht ist, wobei der Toner eine Teilchengröße hat, die weder weniger als 6 μm noch mehr als 9 μm beträgt; eine Entwicklungswalze, die drehbar von dem Gehäuse durch eine erste Welle gehaltert ist; und eine Zufuhrwalze, die drehbar von dem Gehäuse durch eine zweite Welle gehaltert ist, wobei die Zufuhrwalze durch ein elastisches Element gebildet ist, welches angeordnet ist, gegen die Entwicklungswalze in solch einer Weise gepresst zu werden, um Toner zu der Oberfläche der Entwicklungswalze zuzuführen, wobei: das elastische Element ein geschäumtes Material umfasst, das ein Offenzellenverhältnis von 30% oder mehr aufweist; eine Eingriffnahmetiefe der Zufuhrwalze mit Bezug auf die Entwicklungswalze 0,4 mm oder weniger beträgt; und der Toner einen Formfaktor SF-1 von 150 oder weniger, und einen Formfaktor SF-2 von 140 oder weniger aufweist.
  • Als ein Ergebnis verstopfen die Zellen in der Oberfläche nicht, wie es erfahren worden ist mit dem geschäumten Material mit geschlossenen Zellen, sogar wenn Toner in die Zellen eingeführt wird, welche in der Oberfläche der Zufuhrwalze gebildet sind. Außerdem kann in die Zellen eingeführter Toner leicht von den Zellen herausgelassen werden. Daher ist die unerwünschte Erhöhung in der Härte der Zufuhrwalze mit der Zeit verhindert, wie es mit der herkömmlichen Struktur erfahren worden ist. Durch Verhindern der Verhärtung der Zufuhrwalze kann das zum Drehen der Zufuhrwalze erforderliche Drehmoment vermindert werden.
  • Zusätzlich können Eckteile der Zufuhrwalze angeschrägt sein. Wenn die Eckteile der Zufuhrwalze angeschrägt sind, stehen die hervorstehenden Teile nicht seitlich über die Seitenoberfläche der Zufuhrwalze heraus, sogar wenn der elastische Teil der Zufuhrwalze, welcher gegen die Entwicklungswalze presst, verbeult ist. Da die hervorstehenden Teile nicht mit dem Dichtungselement in Eingriff stehen, wie mit der herkömmlichen Technik erfahren, ist das zum Drehen der Zufuhrwalze erforderliche Antriebsdrehmoment vermindert.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Entwicklungsverfahren bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst: Unterbringen von Toner in einem Gehäuse, wobei der Toner eine Teilchengröße aufweist, die weder weniger als 6 μm noch mehr als 9 μm beträgt, einen Formfaktor SF-1 von 150 oder weniger, und einen Formfaktor SF-2 von 140 oder weniger aufweist;
    Bereitstellen einer Entwicklungswalze, die drehbar von dem Gehäuse durch eine erste Welle gehaltert ist;
    Bereitstellen einer Zufuhrwalze, welche drehbar von dem Gehäuse durch eine zweite Welle gehaltert ist, und welche durch ein elastisches Element gebildet ist, welches ein geschäumtes Material umfasst, welches ein Offenzellenverhältnis von 30% oder mehr aufweist;
    Anordnen der Zufuhrwalze und der Entwicklungswalze derart, dass eine Eingriffnahmetiefe der Zufuhrwalze mit Bezug auf die Entwicklungswalze 0,4 mm oder weniger beträgt; und
    Zuführen von Toner zu der oberen Fläche der Entwicklungswalze von dem Gehäuse mittels der Zufuhrwalze.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Ansicht, welche ein Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts mit einer Entwicklungseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht von vier Entwicklungseinheiten 210, einem photoempfindlichen Element 110 und ihrer Nachbarschaft.
  • 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils, welcher eine Entwicklungseinheit 210M umfasst.
  • 4 ist eine teilweise geschnittene Querschnittsansicht, welche entlang einer in 3 gezeigten Linie IV-IV genommen ist.
  • 5(a) ist eine teilweise geschnittene und vergrößerte Querschnittsansicht, welche entlang der in 3 gezeigten Linie V-V genommen ist, und 5(b) ist eine Ansicht, welche in der Richtung des in 5(a) gezeigten Pfeils b genommen ist.
  • 6 ist ein Diagramm, welches die Operation einer beispielhaften Entwicklungseinheit zeigt.
  • 7(a) und (b) zeigen die Dichtungseffekte.
  • 8 ist eine schematische Ansicht, welche einen essenziellen Teil eines Bilderzeugungsgeräts zeigt mit einer Entwicklungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9(a), 9(b) und 9(c) zeigen die Verteilung einer Korngröße von Toner, wobei die 9(a) eine Tabelle ist, welche die Verteilung der Korngröße zeigt, und 9(b) und 9(c) Graphen sind, welche die Verteilung der Korngröße zeigen.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • <Erste Ausführungsform>
  • 1 ist eine schematische Ansicht, welche ein Beispiel eines Bilderzeugungsgeräts zeigt, welches eine Entwicklungseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • Zuerst wird die schematische Struktur des Bilderzeugungsgeräts beschrieben und dann werden ein Entwicklungsgerät und eine Entwicklungseinheit, welche in dem Entwicklungsgerät aufgenommen ist, beschrieben werden.
  • Das Bilderzeugungsgerät der vorliegenden Erfindung ist konfiguriert, eine Entwicklungseinheit zu benutzen, welche Toner in vier Farben umfasst, welche Gelb, Zyan, Magenta und Schwarz sind. Somit ist das Bilderzeugungsgerät in der Lage, ein Vollfarbbild zu zeugen.
  • Mit Bezug auf 1 repräsentiert Bezugsnummer 50 ein Gehäuse des Körpers des Geräts. In dem Gehäuse 50 ist eine Belichtungseinheit 60, eine Papierzufuhreinheit 70, eine photoempfindliche Einheit 100, eine Entwicklungseinheit 200, eine Zwischenübertragungseinheit 300, eine Fixiereinheit 400, und eine Steuereinheit 80 zum vollständigen Steuern des Geräts angeordnet.
  • Die photoempfindliche Einheit 100 hat ein photoempfindliches Element 110, eine Aufladungswalze 120, welche als ein Aufladungsgerät dient, welches in Kontakt mit der äußeren Oberfläche des photoempfindlichen Elements 110 gebracht wird, um die äußere Oberfläche gleichförmig elektrostatisch aufzuladen, und ein Reinigungsgerät 130.
  • Die Entwicklungseinheit 200 umfasst eine Gelb-Entwicklungseinheit 210Y, eine Zyan-Entwicklungseinheit 210C, eine Magenta-Entwicklungseinheit 210M und eine Schwarz-Entwicklungseinheit 210K. Die Gelb-, Zyan-, Magenta- und Schwarz-Entwicklungseinheiten 210Y, 210C, 210M und 210K nehmen gelben, zyanfarbene, magentafarbenen bzw. schwarzen Toner auf und umfassen Entwicklungswalzen 211Y, 211C, 211M bzw. 211K. Jede der Entwicklungswalzen der Entwicklungseinheiten kann in Kontakt mit dem photoempfindlichen Element 110 gebracht werden.
  • Die Zwischenübertragungsriemen-Einheit 300 hat eine Antriebswalze 310, eine primäre Übertragungswalze 320, eine Falten-Entfernungswalze 330, eine Spannungswalze 340, einer Hilfswalze 350, einen Zwischenriemen 360 in der Form eines Endlosriemens, welcher um die vorangehenden Walzen angeordnet ist, und ein Reinigungsgerät 370, welches in Kontakt mit dem Zwischenriemen 360 gebracht werden kann und davon getrennt werden kann.
  • Eine sekundäre Übertragungswalze 380 ist gegenüber der Hilfswalze 350 angeordnet. Die Sekundärübertragungswalze 380 ist drehbar durch einen Arm 382 gehaltert, weicher durch eine Halterungswelle 381 in solch einer Weise gehaltert ist, dass der Arm 382 schwenken kann. Wenn der Arm 382 mittels der Operation der Nocke 383 geschwenkt ist, wird die sekundäre Übertragungswalze 380 in Kontakt mit dem Zwischenriemen 360 gebracht oder davon getrennt.
  • Ein Getriebe (nicht gezeigt) ist an dem Ende der Antriebswalze 310 gesichert. Da das Gewinde in Eingriff mit einem Gewinde (nicht gezeigt) der photoempfindlichen Einheit 100 steht, wird die Antriebswalze 310 im Wesentlichen mit derselben Umfangsgeschwindigkeit wie der des photoempfindlichen Elements 110 gedreht. Daher wird der Zwischenriemen 360 mit im Wesentlichen derselben Umfangsgeschwindigkeit wie der des photoempfindlichen Elements 110 zirkuliert.
  • Während der Zirkulation des Zwischenriemens 360, wird das Tonerbild auf dem photoempfindlichen Element 110 auf die Oberfläche des Zwischenriemens 360 bei einer Position zwischen der primären Übertragungswalze 320 und dem photoempfindlichen Element 110 übertragen. Das Tonerbild, welches auf die Oberfläche des Zwischenriemens 360 übertragen ist, wird auf ein Aufzeichnungsmedium S übertragen, welches zwischen dem Zwischenriemen 360 und der sekundären Übertragungswalze 380 zugeführt ist. Das Aufzeichnungsmedium S wird von der Papierzufuhreinheit 70 zugeführt.
  • Die Papierzufuhreinheit 70 hat einen Trog 71, auf welchem eine Mehrzahl von gestapelten Aufzeichnungsmedien S platziert sind, eine Abholwalze 72, einen Füllschacht 73, um das Aufzeichnungsmedium S, welches auf dem Drucker 71 platziert ist, zu der Abholwalze 72 zu drücken und ein Trennwalzenpaar 74 zum sequenziellen und zuverlässigen Trennen von Papierblättern, welche durch die Abholwalze 72 zugeführt sind.
  • Dem Aufzeichnungsmedium S, welches von der Papierzufuhreinheit 70 zugeführt ist, ist erlaubt, durch eine erste Förderwalze 91, einen ersten Papiersensor 91S, ein zweites Förderwalze-Paar 92, einen zweiten Papiersensor 92S und eine Torwalze 93 zu passieren. Dann wird das Aufzeichnungsmedium S dem zweiten Übertragungsteil zugeführt, das ist eine Position zwischen dem Zwischenriemen 360 und der sekundären Übertragungswalze 380. Dann wird dem Aufzeichnungsmedium S erlaubt, durch die Fixiereinheit 400, das erste Entladungswalze-Paar 94 und das zweite Entladungsswalze-Paar 95 zu passieren und wird dann zu der oberen Oberfläche des Gehäuses 50 ausgegeben.
  • Die Fixiereinheit 400 hat eine Fixierwalze 410 mit einer Wärmequelle und eine Presswalze 420, welche gegen die Fixierwalze 410 gepresst ist.
  • Die Operation des Bilderzeugungsgeräts wird nun beschrieben.
    • (i) Wenn ein Druck-Anweisungssignal (ein Bilderzeugungssignal) von einem Hostcomputer (ein Personal-Computer oder dergleichen, nicht gezeigt) der Steuereinheit 80 zugeführt ist, werden das photoempfindliche Element 110, die Entwicklungswalzen der Entwicklungseinheit 200 und der Zwischenriemen 360 gedreht.
    • (ii) Die äußere Oberfläche des photoempfindlichen Elements 110 wird gleichförmig elektrostatisch durch die Aufladungswalze 120 aufgeladen.
    • (iii) Die äußere Oberfläche des photoempfindlichen Elements 110, welches gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen ist, wird einer selektiven Belichtung L, welche einer Bildinformationen einer ersten Farbe (zum Beispiel Gelb) entspricht, durch die Belichtungseinheit 60 ausgesetzt. Somit ist ein elektrostatisches latentes Bild für ein Gelb-Bild erzeugt.
    • (iv) Nur eine Entwicklungswalze 211Y der Entwicklungseinheit 210Y für die erste Farbe (z. B. Gelb) wird in Kontakt mit dem photoempfindlichen Element 110 gebracht. Somit ist das elektrostatische latente Bild so erzeugt, dass ein Tonerbild in der ersten Farbe (zum Beispiel Gelb) auf dem photoempfindlichen Element 110 erzeugt ist.
    • (v) Das auf dem photoempfindlichen Element 110 erzeugte Tonerbild wird auf die Oberfläche des Zwischenriemens 360 in dem primären Übertragungsteil, das ist bei der Position zwischen dem photoempfindlichen Element 110 und der primären Übertragungswalze 320, übertragen. Zu dieser Zeit sind das Reinigungsgerät 370 und die sekundäre Übertragungswalze 380 von dem Zwischenriemen 360 getrennt.
    • (vi) Übriger Toner auf dem photoempfindlichen Element 110 wird durch das Reinigungsgerät 130 entfernt und dann wird das photoempfindliche Element 110 destatisiert mit destatisierendem Lichtstrahl L', welcher von einem Destatisiergerät 61, welches in 2 gezeigt ist, ausgesandt ist.
    • (vii) Die vorangehenden Operationen (ii) bis (vi) werden wie notwendig wiederholt. Das heißt, in Übereinstimmung mit den Inhalten der Druck-Anweisungssignale werden, Operationen für die zweite, dritte und vierte Farbe wiederholt. Als ein Resultat werden Tonerbilder, welche den Inhalten der Druck-Anweisungssignale entsprechen, gestapelt und auf dem Zwischenriemen 360 erzeugt.
    • (viii) Das Aufzeichnungsmedium S wird von der Papierzufuhreinheit 70 bei einem vorbestimmten Zeitintervall zugeführt. Unmittelbar bevor das führende Ende des Aufzeichnungsmediums S den zweiten Übertragungsteil erreicht oder nachdem es den zweiten Übertragungsteil erreicht hat (das ist zu der Zeit, wenn das Tonerbild auf dem Zwischenriemen 360 auf eine erforderliche Position auf dem Aufzeichnungsmedium S übertragen ist), wird die zweite Übertragungswalze 380 gegen den Zwischenriemen 360 gepresst. Als ein Resultat werden die Tonerbilder, welche ein volles Farbbild auf dem Zwischenriemen 360 ausmachen, auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums S übertragen. Außerdem wird das Reinigungsgerät 370 in Kontakt mit dem Zwischenriemen 360 gebracht, um so übrigen Toner auf dem Zwischenriemen 360 zu entfernen, nachdem die zweite Übertragung durchgeführt worden ist.
    • (ix) Da das Aufzeichnungsmedium S durch die Fixiereinheit 400 passiert, werden die Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsmedium S fixiert. Dann wird dem Aufzeichnungsmedium S erlaubt, durch die Entladungswalzenpaare 94 und 95 zu passieren, um auf dem Gehäuse 50 entladen zu werden.
  • Nun wird die Entwicklungseinheit 200 beschrieben. Wie in 1 gezeigt, hat die Entwicklungseinheit 200 einen Rahmen 220 mit einer umgekehrten L-Form und vier Entwicklungseinheiten 210 (Y, C, M und K), welche abnehmbar in dem Rahmen 220 aufgenommen sind. Der Rahmen 220 der Entwicklungseinheit 200 ist mittels einer Welle 221 befähigt, sich in einer mit einem Pfeil "a1" angezeigten Richtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) zu drehen. Wenn der Rahmen 200 im Uhrzeigersinn gedreht wird, ist er bei der in 1 gezeigten Position verriegelt.
  • Auch kann die Abdeckung 54 des Gehäuses 50 in einer durch einen Pfeil "a" angezeigten Richtung mittels eines Scharniers 54a geöffnet werden, wobei Bezugsnummer 54b ein Ende der Abdeckung 54 repräsentiert. Wenn die Abdeckung 54 geöffnet ist, kann irgendeine Entwicklungseinheit 210 angebracht werden oder gelöst werden, im Wesentlichen in der horizontalen Richtung bezüglich des Rahmens 220 ohne Rotation des Rahmens 220. Wenn die Abdeckung 54 und die Entwicklungseinheit 200 offen sind, kann die photoempfindliche Einheit 100 in den durch die Pfeile "a" und "a1" angezeigten Richtungen angebracht werden oder herausgelöst werden.
  • 2 ist eine vergrößerte Ansicht der vier Entwicklungseinheiten 210 (Y, C, M und K), des photoempfindlichen Elements 110 und der umgebenden Nachbarschaft. Die vier Entwicklungseinheiten 210 (Y, C, M und K) mit etwas verschiedenen Formen, sind grundsätzlich identisch strukturiert. Daher wird die Entwicklungseinheit 210M zum Entwickeln eines Magenta-Bildes als eine repräsentative Einheit beschrieben. Als erstes wird die Struktur der Entwicklungseinheit 210 hauptsächlich mit Bezug auf 3 beschrieben.
  • Die Entwicklungseinheit 210 hat ein Gehäuse 230, Toner T, welcher in dem Gehäuse 230 untergebracht ist, eine Entwicklungswalze 211, um Toner T zu der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 110 zuzuführen, eine Zufuhrwalze 240 zum Zuführen von Toner T zu der Entwicklungswalze 211, drei Förderfinnen 251, 252 und 253, um Toner T zu der Zufuhrwalze 240 zu fördern, und eine Rückhalteschiene 260, welche gegen die Entwicklungswalze 211 so gepresst ist, dass die Menge an Toner zurückgehalten (restrained) ist. Außerdem hat die Entwicklungseinheit 210 ein Dichtungselement 270 (5(a)), um Austreten von Toner zwischen den Wellen der Entwicklungswalze, der Zufuhrwalze, den Förderfinnen, und dem Gehäuse zu verhindern. Das Gehäuse 230 hat einen Gehäusekörper 231 und eine Abdeckung 222.
  • Hauptcharakteristiken von Toner zur Benutzung in der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben. Toner wird typischerweise in solch einer Weise vorbereitet, dass Pigment, CCA (Aufladungssteueragens) und Wachs mit synthetischem Harz gebunden werden. Außerdem werden ein Additiv mit einem relativ großen Durchmesser, um hauptsächlich eine Haltbarkeit zu realisieren, und ein anderes Additiv mit einem relativ kleinen Durchmesser, um Fluidität zu realisieren, zu der Oberfläche hinzugefügt, welche durch den Bindungsprozesses realisiert ist.
  • In der vorliegenden Erfindung wurden die Tonerkomponenten und die Charakteristik der Komponenten wie folgt bestimmt.
  • (1) Synthetisches Harz
  • Das synthetische Harz ist Polyester, um die Fixiercharakteristik zu verbessern.
  • (2) Teilchengröße
  • Die Teilchengröße des Toners ist nicht weniger als 6 μm noch mehr als 9 μm.
  • Wenn die Teilchengröße 6 μm oder kleiner ist, verschlechtert sich die Reinigungscharakteristik und die Kosten können nicht vermindert werden. Wenn die Teilchengröße 9 μm oder größer ist, verschlechtert sich die Auflösung. In dieser Ausführungsform ist die Teilchengröße 7 μm.
  • (3) Pigment
  • Die Teilchengröße des Pigments kann 30 nm bis 50 nm sein. In dieser Ausführungsform wird Pigment mit einer Teilchengröße von ungefähr 50 nm eingesetzt. Die Menge von Pigment ist vorgesehen, um nicht weniger als 5 Gew.-% noch mehr als 15 Gew.-% zu sein. Der Grund dafür ist, dass die Kapazität des Füllschachts vermindert werden muss, während die Dichte des erzeugten Bildes aufrechterhalten ist, um so die Größe der Entwicklungseinheit 210 zu vermindern. Wenn die Pigmentmenge 15 Gew.-% übersteigt, verschlechtert sich die Zufuhrcharakteristik, weil die Elektrifizierungscharakteristik sich verschlechtert zu dem Punkt, wo Filmbildung der Entwicklungswalze und Filmbildung der Schiene leicht erfolgen.
  • (4) CCA
  • Die Menge von CCA ist nicht weniger als 0,5 Gew.-% noch mehr als 3 Gew.-% vorgesehen. Um die Elektrifiziercharakteristik zu verbessern, muss die Menge von CCA 0,5 Gew.-% oder mehr sein. Wenn die Menge von CCA 3 Gew.-% übersteigt, verschlechtert sich die Übertragungscharakteristik.
  • (5) Wachs
  • Die Menge von Wachs ist 0,5 Gew.-% oder größer. Dies verbessert die Trenncharakteristik von Toner von der Fixierwalze. Außerdem ist die Fixiertstärke von Toner auf einem Aufzeichnungsmedium, wie etwa Papier, verstärkt.
  • (6) Additiv mit relativ großem Durchmesser
  • Ein Additiv mit einem großen Durchmesser ist Silikonöl mit einer Teilchengröße von ungefähr 40 nm, was größer ist als die Hälfte der Teilchengröße des Pigments. Die Menge des Additivs ist nicht weniger als 0,5 Gew.-% noch mehr als 5 Gew.-%.
  • Um sicherzustellen, dass das Additiv mit dem kleinen Durchmesser nicht in die Matrizen eingebettet ist, muss das Additiv mit großem Durchmesser 0,5 Gew.-% oder mehr sein. Wenn jedoch die Menge des Additivs mit dem großen Durchmesser 5 Gew.-% übersteigt, verschlechtert sich die Zuführcharakteristik, weil sich die Fluidität verschlechtert.
  • In der vorliegenden Erfindung ist die Größe des Additivs mit dem zu Toner großen Durchmesser größer als die Hälfte des Durchmessers des Pigments, daher steht das Additiv mit dem großen Durchmesser über die Pigmentoberflächen der Matrizen der Partikel so heraus, dass sie nicht in Kontakt mit den elektrifizierten Elementen kommen, selbst wenn eine große Menge von Pigment an den Oberflächen der Matrizen von Tonerpartikeln existiert. Da das Additiv mit einem großen Durchmesser gewöhnlich ein anorganisches Material mit einer großen Härte ist, findet eine Filmbildung desselben auf den elektrifizierten Elementen von einem mechanischen Kontakt oder einer Reibung nicht leicht statt. Daher ist eine Filmbildung des Pigments des Toners auf den elektrifizierten Elementen verhindert.
  • In der Entwicklungseinheit der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis des Additivs mit dem großen Durchmesser, welches Matrizen von Teilchen abdeckt, nicht kleiner als 10%. Insbesondere ist die Menge des Additivs mit dem großen Durchmesser beinhaltet durch 0,5 Gew.-% oder größer. Als ein Resultat kann das Verhältnis des Additivs mit dem großen Durchmesser, welches die Oberflächen der Matrizen der Tonerpartikel abdeckt, 10% oder mehr vorgesehen werden.
  • Das Abdeckverhältnis des Additivs wird von der folgenden Gleichung erhalten:
    Figure 00260001
    wobei
    • R:
    äußerer Durchmesser von Matrizen von Toner
    ri:
    äußerer Durchmesser des Additivs i
    ρ:
    Dichte von Matrizen des Additivs
    ρi:
    Dichte des Additivs i
    Wi:
    Menge einer Hinzufügung des Additivs i zu Matrizen von Toner (Gew.-%)
    i:
    i-tes Additiv
    n:
    Zahl von Typen von Additiven
  • Da das Verhältnis des Additivs, welches die Oberflächen der Matrizen der Teilchen abdeckt, 10% oder höher ist, ist das Additiv in der Lage, das Pigment im Wesentlichen vollständig abzudecken, selbst wenn eine große Menge von Pigment auf den Oberflächen der Matrizen der Tonerteilchen existiert. Somit ist eine Filmbildung des Pigments von Toner auf den elektrifizierten Elementen verhindert.
  • (7) Additiv mit einem relativ kleinen Durchmesser
  • In dieser Ausführungsform wird ein Additiv mit einem kleinen Durchmesser benutzt, um die Fluidität des Toners zu verbessern. Das Additiv mit dem kleinen Durchmesser ist Hexamethyldisilazan(HMDS) mit einer Teilchengröße von ungefähr 14 nm. Die Menge ist nicht weniger als 1,0 Gew.-% noch mehr als 3 Gew.-% Der Grund dafür liegt darin, dass 1,0 Gew.-% oder mehr erforderlich ist für das Additiv mit kleinem Durchmesser und (bezüglich der hervorstehenden Fläche dieses Additivs), um 100% oder mehr der Oberfläche abzudecken, das ist, um im Wesentlichen die gesamten Oberflächen der Tonerteilchen abzudecken.
  • Das Abdeckverhältnis des Additivs ist wieder von der obigen Gleichung erhalten.
  • Wenn die Menge 3 Gew.-% oder größer ist, wird die Fixiercharakteristik verschlechtert.
  • In der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis des Additivs mit dem kleinen Durchmesser, welches die Matrizen von Toner abdeckt, welcher in dem Gehäuse untergebracht ist, 100% oder höher. Selbst wenn eine große Menge von Pigment auf den Oberflächen der Matrizen von Toner existiert, deckt daher das Additiv das Pigment ab. Daher kommt das an den Oberflächen der Matrizen von Toner existierende Pigment nicht direkt in Kontakt mit den elektrifizierten Elementen oder gleitet an diesen, wie etwa der Entwicklungswalze und der Rückhalteschiene. Als ein Ergebnis sind die elektrifizierten Elemente frei von Filmbildung. Weil das Additiv mit einem kleinen Durchmesser normalerweise aus einem anorganischen Material mit einer hohen Härte gefertigt ist, findet eine Filmbildung des Additivs an den elektrifizierten Element während eines mechanischen Kontakts oder während eines Gleitens nicht statt. Somit wird eine Filmbildung des Pigments von Toner auf den elektrifizierten Elementen verhindert.
  • Wie in 4 gezeigt, ist die Entwicklungswalze 211 in solch einer Weise strukturiert, dass die Oberfläche der Entwicklungswalze 211 zum Fördern von Toner kürzer ist als die Rückhalteschiene 260. Außerdem hat die Entwicklungswalze 211 eine Welle 212, welche drehbar durch Seitenwände 231a des Gehäusekörpers 231 durch Lager 232 gehaltert ist. Ein Lager 213 zum Drehen der Entwicklungswalze 211 ist an einem Ende der Welle 212 gesichert. Ein Übersetzungsgetriebe 214 zum Übersetzen eines Antriebsdrehmoments, welches von einer Drehmomentquelle (nicht gezeigt) zugeführt ist, steht in Eingriff mit dem Getriebe 213. Eine Walze 215 ist drehbar bei den zwei Enden der Welle 212 angeordnet. Die Walze 215 ist in Kontakt mit Flanschen (nicht gezeigt) gebracht, welche an den beiden Enden des photoempfindlichen Elements 110 gebildet sind, wenn die Entwicklungswalze 211 in Kontakt mit dem photoempfindlichen Element 110 gebracht ist, um die Position der Entwicklungswalze 211 bezüglich des photoempfindlichen Elements 110 einzuhalten.
  • Wie oben beschrieben, ist die Rückhalteschiene 260 länger als die Oberfläche der Entwicklungswalze 211 zum Fördern von Toner. Die Rückhalteschiene 260 ist an einem führenden Ende 261a einer Halterungsplatte 261 gesichert. Wie in 3 gezeigt, hat die Halterungsplatte 261 ein gebogenes Rückende 261b, welches durch drei Hakenteile 262b (siehe
  • 4) einer Basisplatte 262 gehaltert ist, welche Basisplatte an dem Gehäusekörper 231 gesichert ist. Somit ist die Halterungsplatte 261 in der Lage, relativ zu dem Halterungsteil zu schwenken. Die Halterungsplatte 261 ist in solch einer Weise gezwungen, dass die Halterungsplatte 261 die Entwicklungswalze 211 der Rückhalteschiene 260 durch mindestens zwei (drei in der in der Zeichnung gezeigten Struktur) Spannfedern 263 presst, welche zwischen einem Zwischenteil 261c der Halterungsplatte 261 und einem vorderen Teil 262a der Basisplatte 262 angeordnet sind.
  • Die Welle 212 der Entwicklungswalze 211 ist drehbar durch Seitenwände 231a des Gehäusekörpers 231 in solch einer Weise gehaltert, dass mindestens ein Ende der Welle 212 die Seitenwände 231a durchdringt. Daher ist ein Dichtungselement 270 zum Verhindern von Austreten von Toner bereitgestellt. Wie in 5(a) gezeigt, ist das Dichtungselement 270 in ein Laminat gebildet, welches durch Befestigen eines Schaumelements 271 in der Form einer Schicht an eine gerautes Material 272 erhalten ist. Das Schaumelement 271 erzielt im Wesentlichen den Dichtungsdruck, während das geraute Material 272 hauptsächlich eine Dichtungscharakteristik erzielt.
  • Da die Länge der Rückhalteschiene länger ist als die Länge der Oberfläche der Entwicklungswalze zum Fördern von Toner, wird Toner auf der gesamten Oberfläche der Entwicklungswalze zum Fördern von Toner gleichförmig durch die Rückhalteschiene zurückgehalten. Daher ist irgendein Defekt der Tonerdichtung, welcher dadurch bewirkt ist, dass Toner übermäßig von der Oberfläche der Entwicklungswalze gefördert wird, oder freier Toner, welcher offensichtlich Toner zuordenbar ist, welcher übermäßig gefördert ist, verhindert. Außerdem wird Toner gleichförmig über die Oberfläche der Entwicklungswalze gebildet und dient daher als ein Gleitmittel zwischen dem photoempfindlichen Element und der Entwicklungswalze. Als ein Resultat ist eine Beschädigung des photoempfindlichen Elements vermindert. Da die Entwicklungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung die Dichtungen bei den Enden der Entwicklungswalze angeordnet hat, ist eine Einführung von Toner von der Oberfläche der Entwicklungswalze in das Seitenende der Entwicklungswalze verhindert. Daher beschädigt der Dichtungsteil der Entwicklungswalze nicht das photoempfindliche Element, wie mit der herkömmlichen Struktur erfahren worden ist, und eine exzellente Dichtung von Toner ist erreicht.
  • Um weiterhin Toner effektiv zu dichten, ist die Entwicklungseinheit der vorliegenden Erfindung derart gebildet, das das Ausmaß einer elastischen Verformung des Dichtungselements größer ist als die Differenz zwischen der Länge der Rückhalteschiene und der Länge der Oberfläche der Entwicklungswalze zum Fördern von Toner. Insbesondere ist das Ausmaß einer elastischen Verformung des gerauten Materials 272 des Dichtungselements 270 größer vorgesehen als die Differenz zwischen der Länge der Oberfläche der Entwicklungswalze 211 und der Länge der Rückhalteschiene. In dieser Ausführungsform ist die Länge des Pelzes (fur) des gerauten Materials 272 vorgesehen, um 2 mm zu sein, weil die vorangehende Differenz 0,2 mm ist. Somit erfüllt die Länge das vorangehende Ausmaß einer elastischen Verformung. Das Dichtungselement 270, welches wie oben beschrieben eingerichtet ist, ist an einem Ende der Entwicklungswalze angeordnet. Daher folgt das Dichtungselement flexibel einem gestuften Teil, welcher durch die Differenz in der Länge zwischen der Entwicklungswalze und der Rückhalteschiene erzeugt ist, um dadurch ein Austreten von Toner von dem gestuften Teil zu verhindern, und somit ist die Charakteristik zum Dichten von Toner weiter verbessert.
  • Wie in 5(a) gezeigt, ist die Entwicklungswalze 211 in solch einer Weise strukturiert, dass die Endteile der Entwicklungswalze angeschrägt sind, um so gerundet zu sein. Der Radius ist vorgesehen, 0,2 mm zu sein. Um weiter effektiv Toner zu dichten, ist das Ausmaß einer elastischen Verschiebung des Dichtungselements größer als das Ausmaß des Anschrägens der Entwicklungswalze 211. Insbesondere ist das Ausmaß einer elastischen Verschiebung von Pelzen des gerauten Materials 272 des Dichtungselements 270 vorgesehen, um größer zu sein als das Ausmaß eines Anschrägens des Endteils der Entwicklungswalze 211. Da der Radius des Anschrägens 0,2 mm in dieser Ausführungsform ist, ist die Länge der Pelze des gerauten Materials 272 2 mm, was in dem Ausmaß einer elastischen Verschiebung umfasst ist.
  • Da der Endteil der Oberfläche der Entwicklungswalze zum Fördern von Toner angeschrägt ist, wird der Endteil der Entwicklungswalze nicht in Kontakt mit dem photoempfindlichen Element gebracht. Somit ist eine Beschädigung des photoempfindlichen Elements, welche auf Grund eines Kontakts und eines Gleitens der Kante des Endteils der Entwicklungswalze erfolgt, verhindert. Da das Ausmaß der elastischen Verschiebung des Dichtungselements größer ist als das Ausmaß eines Anschrägens des Endteils der Entwicklungswalze, ist das Dichtungselement in der Lage, flexibel dem angeschrägten Teil bei dem Ende der Entwicklungswalze zu folgen. Daher wird das photoempfindliche Element nicht durch das Ende der Entwicklungswalze beschädigt, wie es mit der herkömmlichen Struktur erfahren worden ist.
  • Da die Entwicklungseinheit gemäß dieser Ausführungsform einen gedichteten Endteil der Entwicklungswalze hat, ist eine Einführung von Toner von der Oberfläche der Entwicklungswalze zum Fördern von Toner in den Seitenendteil derselben verhindert.
  • Somit kann ein Austreten von dem vorangehenden Teil verhindert werden und die Charakteristik zum Dichten von Toner ist weiter verbessert.
  • Die Zufuhrwalze wird nun beschrieben. Wie in 5(a) gezeigt, hat die Zufuhrwalze 240 eine Welle 241, welche drehbar durch Seitenwände 231a des Gehäusekörpers 231 durch das Lager 242 gehaltert ist (ein Lager ist in 5(a) gezeigt). Ein Getriebe 243 zum Drehen der Zufuhrwalze 240 ist an einem Ende der Welle 241 gesichert. Ein Übertragungsgewinde (nicht gezeigt) zum Übertragen der von einer Drehmomentquelle (nicht gezeigt) zugeführten Kraft steht in Eingriff mit dem Getriebe 243.
  • Die Rückhalteschiene 260 ist an einem führenden Ende 261a einer Halterungsplatte 261 gesichert. Die Halterungsplatte 261 hat ein gebogenes Rückende 261b, welches durch drei Hakenteile 262b (siehe 4) einer Basisplatte 262 gehaltert ist, wobei die Basisplatte an dem Gehäusekörper 231 gesichert ist. Somit kann die Halterungsplatte 261 relativ zu dem Halterungsteil schwenken. Die Halterungsplatte 261 ist in solch einer Weise gezwungen, dass die Halterungsplatte 261 die Entwicklungswalze 211 der Rückhalteschiene 260 durch mindestens zwei (drei in der in der Zeichnung gezeigten Struktur) Spannfedern 263 drückt, wobei die Spannfedern zwischen einem Zwischenteil 261c der Halterungsplatte 261 und einem vorderen Teil 262a der Basisplatte 262 angeordnet sind.
  • Die Förderfinnen 251, 252 und 253 (siehe 3) haben grundsätzlich dieselbe Struktur und haben, ähnlich zu der oben erwähnten Zufuhrwalze 240, eine Welle 254, welche drehbar durch die Seitenwände 231a des Gehäusekörpers 231 gehaltert ist. Außerdem hat jede Finne einen Arm 255, welcher an der Welle 254 gesichert ist, und eine Finne 256, welche an dem führenden Ende des Arms 255 gesichert ist und welche in eine dünne Platte geformt ist (eine Blattplatte) (sheet plate), hat eine Flexibilität. Außerdem hat die Finne ein Getriebe oder eine Knarre, welches oder welche an der Welle 254 bei einer Position außerhalb des Gehäusekörpers 231 gesichert ist. Somit können die Finnen 251, 252 und 253 in der Richtung, welche durch einen zugeordneten Pfeil angezeigt ist, welcher in 3 gezeigt ist, durch eine Drehmomentquelle (nicht gezeigt) gedreht werden. Man beachte, dass die Zahl von Umdrehungen der Förderfinnen 251, 252 und 253 bestimmt ist, um etwa 1/20 bis ungefähr 1/50 der Anzahl von Umdrehungen der Zufuhrwalze 240 zu sein.
  • Der Gehäusekörper 231 nimmt einen Tonerrückhalteteil 233 auf, welcher in einer zylindrischen Form gebildet ist. Wenn die Finne 256, welche gedreht wird, gleitend in Kontakt mit einer Wandoberfläche 233a des Tonerrückhalteteils 233 gebracht wird, wird ein keilförmiger Raum 233b gebildet, in welchem Toner T gehalten ist und gefördert ist. Das heißt, Toner T wird durch einen Pfad wie Förderfinne 253 → 252 → 251 → Zufuhrwalze 240 zuführt, und dann zum der Entwicklungswalze 211.
  • Da die Förderfinnen in solch einer Weise strukturiert sind, dass die Zahl von Umdrehungen der Förderfinnen nicht weniger als 1/50 der Zahl der Umdrehungen der Zufuhrwalze noch mehr als 1/20 derselben ist, wird ein übermäßiges Fördern von Toner zu der Zufuhrwalze-Teil durch die Förderfinnen weiterhin verhindert.
  • Wenn die Anzahl von Umdrehungen der Förderfinnen größer ist als 1/20 der Zahl von Umdrehungen der Zufuhrwalze, übersteigt ein durch die Förderfinnen geförderter Toner Toner, welcher durch die Entwicklungswalze und die Zufuhrwalze verbraucht wird. Somit wird Toner in einen komprimierten Zustand gebracht. In dem komprimierten Zustand wird Toner bewegt, bevor der Übermaßteil von gefördertem Toner zu den Förderfinnen zugeführt ist. Somit wird der Zustand einer Kompression kritischer.
  • Wenn die Anzahl von Umdrehungen der Förderfinnen kleiner ist als 1/50 der Zahl von Umdrehungen der Zufuhrwalze, ist die Menge von Toner, welche durch die Förderfinnen gefördert ist, ungenügend, um die Menge von Toner zu kompensieren, welche von der Entwicklungswalze und der Zufuhrwalze verbraucht ist.
  • Die Entwicklungseinheit der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, die Kompression von Toner zu verhindern, welche durch das Förderelement bewirkt ist, und verhindert auch die Defekte in einer Förderung, welche in der konventionellen Struktur erfahren sind.
  • Um die Kompression von Toner, welche durch das Förderelement bewirkt ist, weiter zu verhindern, umfasst die vorliegende Erfindung eine Mehrzahl von Förderfinnen, welche in einer horizontalen Richtung angeordnet sind, und die Zahl von Umdrehungen der Förderfinne, welche am nächsten zu der Zufuhrwalze ist, ist größer als die Zahl von Umdrehungen jeder der anderen Förderfinnen. Insbesondere sind die Rotationen der Förderfinnen 252 und 253 kleiner als die Rotation der Förderfinne 251, um eine übermäßige Förderung von Toner in einer kurzen Zeit zu verhindern. Man beachte, dass die Zahl von Umdrehungen der Förderfinne 251 nicht weniger als 1/50 noch mehr als 1/20 der Zahl der Umdrehungen der Zufuhrwalze ist.
  • Da die Struktur der vorliegenden Erfindung Toner in dem Gehäuse zu dem Zufuhrwalze-Teil langsamer fördert, wie oben beschrieben, ist eine Kompression von Toner in dem Zufuhrwalze-Teil verhindert. Weil die der Zufuhrwalze nächste Förderfinne die oben erwähnte Zahl von Umdrehungen durchführt, ist eine ungenügende Förderung von Toner verhindert, und auch ist eine durch die Förderfinnen verursachte Kompression von Toner verhindert.
  • Die Förderfinnen 251, 252 und 253 haben verschiedenen Phasen einer Rotation voneinander, so dass die Drehbeladungen gleichförmig sind.
  • In einem besonderen Fall, in welchem n Tonerfördergeräte zusammen angeordnet sind (n = 3 in dieser Ausführungsform), sind die Winkel unter den Förderfinnen von den n Fördergeräten um 360°/n versetzt. Somit ist die Länge, für welche die Finne 256 gleitend in Kontakt mit der Wandoberfläche 233a gebracht ist, so vorgesehen, um im Wesentlichen konstant zu sein ungeachtet der Winkel der Förderfinnen 251, 252 und 253. Als ein Ergebnis ist eine Änderung in der Beladung, welche auftritt, bevor und nachdem Toner elastisch durch die Förderfinnen ausgegeben ist, verteilt. Sogar wenn dichter Toner mit geringer Fluidität benutzt wird, kann die Beladung der Förderfinnen gleichförmig gemacht werden, um dadurch eine Änderung in dem Drehmoment zu verhindern, welches durch das Gerät erfordert ist.
  • Wie oben beschrieben (siehe 1 und 2), repräsentiert die vorangehende Entwicklungseinheit 210 vier Entwicklungseinheiten 210Y für Gelb-Bilder, 210C für Zyan-Bilder, 210M für Magenta-Bilder und 210K für Schwarz-Bilder, welche abnehmbar an dem Rahmen 220 angebracht sind.
  • Mit Bezug auf 2 repräsentiert Bezugsnummer 222 (Y, C, M und K) eine Empfangsplatte jeder der Entwicklungseinheiten 210 (Y, C, M und K). Die Empfangsplatte 222 hat ein Paar von Seitenplatten (nicht gezeigt), welche integral damit gebildet sind. Wie in 6 gezeigt, ist die Empfangsplatte 222 gleitbar an dem Rahmen 220 durch eine Welle 223 verbunden, welche über die äußere Oberfläche der Seitenplatte hervorragt. Eine Spannfeder 224 ist zwischen der Seitenplatte und dem Rahmen 220 angeordnet. Die Spannfeder 224 zwingt die Empfangsplatte 222 in eine Richtung im Uhrzeigersinn, wenn in 6 gesehen, das heißt, in eine Richtung, in welcher die Empfangsplatte 222 die Entwicklungswalze 211 der Entwicklungseinheit 210 gegen das photoempfindliche Element 110 presst. Mindestens eine der Seitenplatten ist mit einem Stift 225 für eine Nocke in solch einer Weise bereitgestellt, dass der Stift 225 für die Nocke mit einer Nocke 226, welche an dem Rahmen 220 bereitgestellt ist, in Kontakt ist. Als ein Ergebnis ist die Schwenkoperation der Seitenplatte eingeschränkt. Die Nocke 226 wird durch ein Antriebsgerät (nicht gezeigt) gedreht. Wenn die Nocke 226 bei einer Position platziert ist, welche mit einer durchgezogenen Linie, gezeigt in 6, angezeigt ist, wird die Entwicklungswalze 211 gegen das photoempfindliche Element 110 aufgrund der Zwangskraft der Spannfeder 224 gepresst. Wenn die Nocke 226 bei einer Position platziert ist, welche durch eine in 6 gezeigte gestrichelte Linie angezeigt ist, schwenkt die Nocke 226 die Empfangsplatte 222 und die Entwicklungseinheit 210 entgegen dem Uhrzeigersinn in solch einer Weise, dass die Entwicklungswalze 211 von dem photoempfindlichen Element 110 getrennt wird.
  • Die oben erwähnte Nockenstruktur ist für alle der Endplatten 222 (Y, C, M und K) bereitgestellt. Daher ermöglicht eine Steuerung der Drehung der Nocke, nur jede einzelne der Entwicklungswalzen 211 in Kontakt mit dem photoempfindlichen Element 110 zu bringen. Die Welle 223 und der Stift 225 für die Nocke können für den Gehäusekörper 231 der Entwicklungseinheit 210 bereitgestellt sein.
  • Mit Bezug auf 2 repräsentiert Bezugsnummer 180 einen Unterrahmen der photoempfindlichen Einheit 100. Der Unterrahmen 180 nimmt die Aufladungswalze 120 und das Reinigungsgerät 130 auf. Das Reinigungsgerät 130 hat eine Pelzbürste 131, um Toner abzuwischen, welcher auf der äußeren Oberfläche des photoempfindlichen Elements 110 zurückgeblieben ist, und eine Reinigungsklinge 132, um weiterhin Toner abzukratzen, welcher übriggeblieben ist, und welchem erlaubt war, an die äußere Oberfläche des photoempfindlichen Elements 110 anzuhaften. Weiterhin hat das Reinigungsgerät 130 eine Tonerförderschraube 133, welche als ein Fördergerät zum Fördern von Toner dient, welcher durch die Pelzbürste 131 oder die Reinigungsklinge 132 abgewischt oder abkratzt wurde. Eine Tonerrückgewinnungskammer 182 ist in dem unteren Teil des Unterrahmens 180 gebildet. Die Tonerrückgewinnungskammer 182 nimmt die Pelzbürste 131, die Reinigungsklinge 132 und die Tonerförderschraube 133 auf.
  • Die Pelzbürste 131 ist an einer Welle 131a gesichert, welche die Seitenplatte des Unterrahmens 180 durchdringt. Wenn die Welle 131a durch ein Antriebsgerät (nicht gezeigt) gedreht wird, wird die Pelzbürste 131 in einer durch den zugeordneten in 2 gezeigten Pfeil angezeigten Richtung gedreht.
  • Die Reinigungsklinge 132 ist mit dem Unterrahmen 180 mittels einer Verbindungsplatte 132a verbunden. Das führende Ende (das untere Ende) der Reinigungsklinge 132 wird in Kontakt mit der äußeren Oberfläche des photoempfindlichen Elements 110 in solch einer Weise gebracht, um Toner abzukratzen.
  • Die Tonerförderschraube 133 wird in einer durch den in 2 gezeigten zugeordneten Pfeil angezeigten Richtung durch ein Antriebsgerät (nicht gezeigt) gedreht, um Toner, welcher in der Tonerrückgewinnungskammer 182 aufgenommen ist, zu einer Abfalltonerbox (nicht gezeigt) als Abfalltoner zu fördern.
  • Eine Verschiedenheit von Vorrichtungen sind in dieser Ausführungsform eingesetzt oder erlaubt eingesetzt zu werden wie hiernach beschrieben.
  • <Position der Entwicklungseinheit 210>
  • Wie oben beschrieben, ist das Rotationszentrum der Förderfinne niedriger angeordnet als das Rotationszentrum der Zufuhrwalze, um effektiv einen Raum zum Aufnehmen von Toner zu erzeugen. Somit ist die Dicke der Entwicklungseinheit vermindert worden. Die vorangehende Entwicklungseinheit mit der Förderfinne niedriger angeordnet als die Zufuhrwalze begegnet jedoch einer Schwierigkeit darin, dass die Förderfinne Toner bis zu der Oberfläche der Tonerzufuhrwalze kratzt, selbst wenn die Menge von Toner in dem Gehäuse ungenügend geworden ist. Solch ein Defekt in der Förderung von Toner bewirkt unerwünscht, dass sich die Dichte eines erzeugten Bildes verschlechtert.
  • Wie in 2 gezeigt, ist einer Annahme gemacht, dass ein Winkel zwischen einer Linie, welche das Rotationszentrum der Zufuhrwalze 240 mit dem Rotationszentrum der Entwicklungswalze 211 mit dem Rotationszentrum der Förderfinne 251 verbindet und einer horizontalen Linie H ϑ ist. Alle Entwicklungseinheiten 210 (welche vier Einheiten für Y-, C-, M- und K-Bilder in dieser Ausführungsform sind) sind um das photoempfindliche Element 110 in solch einer Weise angeordnet, dass die folgende Beziehung in Termen von ϑ erfüllt ist: –20° < ϑ < 75°
  • Man beachte, dass der Winkel ϑ so gemessen ist, dass er positive Werte in der Richtung im Uhrzeigersinn von der horizontalen Linie H hat.
  • Wenn der Winkel ϑ nicht mehr als -20° ist, kann Toner nicht problemlos von der Förderfinne 251 zu der Zufuhrwalze 240 gefördert werden. Wenn der Winkel ϑ 75° oder größer ist, wird Überschusstoner zu der Zufuhrwalze 240 gefördert, was zu einem übermäßig komprimierten Toner führt. Der Zustand einer übermäßigen Kompression ist ein Phänomen, dass der durch die Entwicklungswalze 211, die Zufuhrwalze 240 und die Rückhalteschiene 260 gebildete Raum mit Toner gefüllt wird und somit der Druck in dem Raum übermäßig erhöht wird. Wenn der übermäßige Kompressionszustand realisiert wird, kann Toner auf der Entwicklungswalze nicht auf eine geeignete Menge durch die Rückhalteschiene zurückgehalten werden, und Toner überfließt die Rückhalteschiene.
  • Wenn der Winkel ϑ den oben erwähnten Bereich erfüllt, wird Toner geeignet zu der Zufuhrwalze 240 zuführt und wird auch geeignet zu der Entwicklungswalze 211 zugeführt. Daher können die mehreren Entwicklungseinheiten 210 um das einzelne photoempfindliche Element 110 angeordnet werden. Als ein Resultat können Bilder schnell in solch einer Weise erzeugt werden, dass eine Totzeit verkürzt werden kann. Man beachte, dass der Durchmesser des photoempfindlichen Elements 110 bestimmt ist, in einem Bereich von 80 mm bis 90 mm zu sein. Es ist bevorzugt, dass der Bereich von der ϑ erfüllt: –12° < ϑ < 56°.
  • <Vorrichtungen von Förderfinnen 251, 252 und 253>
  • Toner in dem Gehäusekörper 231 ist in solch einer Weise gefördert, dass Toner in dem keilförmigen Raum 231b gehalten ist, welcher gebildet ist, wenn die rotierende Finne 256 gleitend in Kontakt mit der Wandoberfläche 233a des Tonerrückhalteteils 233 gebracht ist. Da die Finne 256 eine dünne flexible plattenähnliche Form hat (die blattähnliche Form), wird die Finne schnell zu einem Teil nahe der Zufuhrwalze verlagert und losgelassen. Insbesondere, wenn die Finne 256 von der Wandoberfläche 233a des Tonerrückhalteteils 233 getrennt ist, wird Toner, welcher in dem keilförmigen Raum 233b gehalten ist und wie oben beschrieben gefördert ist, elastisch mittels der Rückstellkraft, welche durch die Elastizität der Finne 256 erzeugt ist, ausgetragen. Um diesen elastischen Austrag zu erreichen, ist das Ausmaß einer Verlagerung zwischen der Finne 256 und der Wandoberfläche 233a groß vorgesehen. Die Austragkraft hängt von der Rigidität (der Elastizität) der Finne 256 ab.
  • Daher,
    • (1) ist die Rigidität der Finne 256 der Förderfinnen 251, 252 und 253 bestimmt, um wie folgt zu sein: Die Entwicklungseinheit 210 (z. B. die Entwicklungseinheit 210K) ist in solch einer Weise angeordnet, dass der Winkel ϑ einen kleinen Wert hat, um die Rigidität (die Rückstellkraft, welche erzeugt ist, welche der Elastizität zuzuordnen ist) der Finne 256 relativ zu erhöhen. Auf der anderen Seite ist die Entwicklungseinheit 210 (z. B. die Entwicklungseinheit 210Y) in solch einer Weise angeordnet, dass der Winkel ϑ einen großen Wert hat, um so die Rigidität (die Rückstellkraft, welche erzeugt ist, welche der Elastizität zuzuordnen ist) der Finne 256 relativ zu erniedrigen. Als ein Resultat der oben erwähnten Struktur kann eine geeignete Menge von Toner gefördert werden. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Finne 256 der Förderfinne 251 zum Fördern von Toner zu der Zufuhrwalze 240 die oben erwähnte Struktur hat.
    • (2) Die Förderfinnen 251, 252 und 253 sind in solch einer Weise strukturiert, dass ihre Drehphasen variiert werden, um die Beladungen gleichförmig zu machen, welche während ihrer Drehungen erzeugt sind. In einem spezifischen Fall, in welchem n Tonerfördergeräte zusammen angeordnet sind (n = 3 in mit dieser Ausführungsform) sind die Winkel unter den Förderfinnen der n Fördergeräte um 360°/n versetzt. Somit ist die Länge eines Gleitens, für welche die Finne 256 gleitend in Kontakt mit der Wandoberfläche 233a gebracht ist, im Wesentlichen konstant, ungeachtet der Winkel der Förderfinnen 251, 252 und 253. Als ein Resultat können die Drehbeladungen gleichförmig gemacht werden.
    • (3) Wie für einen Teil, in welchem die Finne 256 ein Gleiten an der Wandoberfläche 233a beginnt, ist die Form der Wandoberfläche 233a in solch einer Weise gebildet, dass die Ablenkung der Finne 256 schrittweise vergrößert ist. Somit ist das Drehmoment vermindert.
    • (4) Wie für einen Teil, in welchem die Finne 256 von der Wandoberfläche 233a getrennt ist, ist die Form der Wandoberfläche 233a in solch einer Weise gebildet, dass die Ablenkung der Finne 256 schrittweise aufgehoben wird. Somit ist die Menge (die Kraft zum Austragen von Toner und/oder die Menge von Toner, welcher ausgetragen werden muss) von Toner, welcher gefördert werden muss, erniedrigt. Als ein Resultat ist eine übermäßige Förderung von Toner in der Entwicklungseinheit 210 (z. B. der Entwicklungseinheit 210Y), in welcher Toner nach unten gekratzt wird und gefördert wird, verhindert, was dadurch die übermäßige Kompression von Toner verhindert.
  • Um weiterhin effektiv Toner zu fördern, wenn der Winkel ϑ zwischen der Linie, welche durch Verbinden des Rotationszentrums der Zufuhrwalze mit dem Rotationszentrum der Förderfinne und der horizontalen Linie gebildet ist, in einem Bereich von –20° bis 0° ist, ist eine apparente Dichte von Toner vorgesehen, nicht weniger als 0,3 g/cc und nicht mehr als 0,5 g/cc zu sein.
  • Wenn die Fördercharakteristik zu viel verbessert ist, dann wird Überschusstoner der Zufuhrwalze 240 und der Entwicklungswalze 211 zugeführt. Als ein Resultat kann Toner auf der Entwicklungswalze 211 nicht zurückgehalten werden, was dazu führt, dass Toner zu dem Außenseiteteil der Entwicklungseinheit 210 überfließt. Wenn die Fördercharakteristik ungenügend ist, wird die Menge von Toner, welche der Zufuhrwalze 240 und der Entwicklungswalze 211 zugeführt ist, ungenügend. Als ein Resultat kann ein erforderliches Bild nicht erzeugt werden.
  • Die Fördercharakteristik hängt von der Fluidität des Toners ab. In dieser Ausführungsform wurde die Menge des Additivs mit dem kleinen Durchmesser, welches die Fluidität von Toner beeinflusst, als ein Parameter zur Benutzung in Experimenten eingesetzt. Als ein Resultat wird A.D vorgesehen, um 0,3 g/cc zu sein, wenn die Menge des Additivs 1,0% oder größer ist, was eine zufriedenstellende Fördercharakteristik ergibt. Wenn die Menge 3% übersteigt, übersteigt die A.D unerwünscht 0,5 g/cc, was zu einer übermäßigen Fördercharakteristik führt, was bewirkt, dass Toner aufgrund der Kompression davon austritt. Daher ist es bevorzugt, dass die A.D von Toner nicht weniger als 0,30 g/cc noch mehr als nur 0,5 g/cc ist.
  • <Struktur zum Haltern der Entwicklungswalze 211 und der Entwicklungseinheit 210 während ihrer Schwenkoperationen>
  • Die Entwicklungswalze 211 ist aus SUS oder AL mit einem Durchmesser von 15 mm bis 25 mm (bevorzugter ungefähr 18 mm) gefertigt. Die Oberfläche der Entwicklungswalze 211 ist einem Strahlprozess oder einem chemischen Polierprozess ausgesetzt, um eine geeignete Rauheit zum Haltern von Toner zu haben.
  • Wie in 6 gezeigt, ist die Entwicklungswalze 211 eingerichtet, in Synchronisation mit dem photoempfindlichen Element 110 zu rotieren. Die Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungswalze 211 ist vorgesehen, um 1,5 bis 2,5-mal so groß zu sein (bevorzugter ungefähr zweimal so groß) wie die des photoempfindlichen Elements 110.
  • Als ein Resultat wirkt eine durch die Reaktion erzeugte Kraft F1 an der Entwicklungswalze 210. Um zu verhindern, dass die Kraft F1 in der Richtung eines unerwünschten Eingriffs wirkt, ist die Struktur in solch einer Weise eingerichtet, dass ein Rotationszentrum O2 der Entwicklungswalze 211 mehr benachbart zu der Richtung, in welcher die Kraft F1 wirkt, angeordnet ist als Linie S2, welche ein Schwenkzentrum O3 (den Teil umfassend die Welle 223) der Entwicklungseinheit 210 und ein Rotationszentrum O1 des photoempfindlichen Elements 110 miteinander verbindet. Weiterhin ist die Entwicklungswalze 211 angeordnet, um in der Richtung bewegt zu werden, in welcher die Kraft F1 an der Entwicklungseinheit 210 wirkt.
  • <Vorrichtung der Zufuhrwalze 240>
    • (1) die Zufuhrwalze 240 ist vorzugsweise aus einem porösen und elastischen Material gefertigt (z. B. ein geschäumtes Material, wie etwa Urethan), um Toner an der Oberfläche davon zu halten, um so Toner der Entwicklungswalze 211 zuzuführen, wenn die Zufuhrwalze 240 die Entwicklungswalze 211 reibt.
  • Es ist bevorzugt, dass die Zufuhrwalze 240 halb in Toner eingebettet ist (der obere halbe Teil ist über der Oberfläche von Toner ausgesetzt), um der Entwicklungswalze 211 Toner zuzuführen.
  • Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Zufuhrwalze 240 vorgesehen ist, um ungefähr 50% bis 80% (bevorzugter ungefähr 60% bis 70%) der der Entwicklungswalze 211 zu sein, ist eine zufriedenstellende Zufuhr von Toner zu der Entwicklungswalze 211 erreicht. Außerdem kann eine Verschlechterung in Toner verhindert werden.
    • (2) Wie oben beschrieben, sind die Welle 212 der Entwicklungswalze 211, die Welle 241 der Zufuhrwalze 240 und jede Welle 254 der Förderfinnen 251, 252 und 253 durch die Seitenwände 231a des Gehäusekörpers 231 drehbar gehaltert. Mindestens das Ende jeder Achse dringt in die Seitenwände 231a ein. Daher muss für den eindringenden Teil ein Dichtungselement bereitgestellt werden, um Austreten von Toner zu verhindern.
  • Da die Zufuhrwalze 240 aus einem porösen und elastischen Material gefertigt ist, ist der Teil 240a der Zufuhrwalze 240, in welchem die Zufuhrwalze 240 in Kontakt mit der Entwicklungswalze 211 ist, verbeult, wie in 3 gezeigt. Der vorangehende Zustand ist schematisch in 7(a) und 7(b) gezeigt.
  • Wie von den Zeichnungen verstanden werden kann, steht ein Teil der Zufuhrwalze 240, welcher durch den Kontaktteil 240a verbeult ist, seitlich hervor, wie in 7(b) gezeigt. Der Hervorstehung ist die Bezugsnummer 240b gegeben. Wenn die Hervorstehung 240b mit dem Dichtungselement SE in Eingriff steht, wird das zum Drehen der Zufuhrwalze 240 erforderliche Drehmoment unzufriedenstellend vergrößert. Daher hat diese Ausführungsform einen angeschrägten Eckteil 244 der Zufuhrwalze 240, wie in 5(a) gezeigt. Man beachte, dass das Anschrägen durch eine gerade Linie, wie in 5(a) gezeigt, gebildet werden kann oder gerundet sein kann. Als ein Resultat der Struktur der vorliegenden Erfindung ist der oben erwähnte unerwünschte Eingriff verhindert, somit ist das zum Drehen der Zufuhrwalze 240 erforderliche Drehmoment vermindert.
  • Wenn Eingriff des vorangehenden Typs stattfindet, ist ein Spalt C in dem Eingriffsteil bei einer Position zwischen dem Abdichtungselement SE und der Endoberfläche der Entwicklungswalze 211 gebildet, wie in den 7(b) gezeigt, was dazu führt, dass Toner in den Spalt C eingeführt ist. Wenn Toner in den Spalt C eingeführt ist, dann verschlechtert sich die Dichtungscharakteristik und der Endteil der Entwicklungswalze 211 ist mit Toner verunreinigt. Die Struktur der vorliegenden Erfindung ist jedoch im Stande, die oben erwähnten Probleme zu verhindern.
  • <Vorrichtung des Dichtungselements>
  • Wie oben beschrieben, sind die Welle 212 der Entwicklungswalze 211, die Welle 241 der Zufuhrwalze 240 und jede Welle 254 der Förderfinnen 251, 252 und 253 drehbar durch Seitenwände 231a des Gehäusekörpers 231 gehaltert. Mindestens das Ende jeder Achse dringt in die Seitenwände 231a ein. Daher ist ein Dichtungselement für den eindringenden Teil bereitgestellt, um Austreten von Toner zu verhindern.
  • Wie in 5(a) gezeigt, hat diese Ausführungsform eine Struktur, dass ein Dichtungselement 270 in ein Laminat gebildet ist, welches durch Befestigen eines Schaumelements 271 in der Form einer Platte/eines Blattes (sheet) und eines gerauten Materials 272 erhalten ist. Das Schaumelement 271 erreicht hauptsächlich den Dichtungsdruck, während das geraute Material 272 hauptsächlich eine Dichtungscharakteristik erreicht.
  • 5(b) ist eine Ansicht entlang eines Pfeils 1b der 5(a), welche schematisch einen Zustand des gerauten Materials 272 zeigt, welches zwischen einem Ende der Walze (einem Ende der Zufuhrwalze 240 in diesem Fall) und dem Schaumelement 271 angeordnet ist.
  • Wie von den vorangehenden Zeichnungen verstanden werden kann, hat das geraute Material 272 geraute Elemente 273, welche in einer nicht kontinuierlichen Wirbelform, welche Drehungen der Walze zuzuordnen ist, gebildet sind. Das heißt, eine sogenannte Labyrinthdichtung ist gebildet. Daher wird Austreten von Toner zuverlässig verhindert. Außerdem sind die gerauten Elemente 273 in Formen gebildet, welche der Drehung der Walze folgen, was ein zum Drehen der Walze erforderliches Drehmoments vermindert. Man beachte, dass ein Dichtungselement 270 für jede der Wellen der Förderfinnen 251, 252 und 253 bereitgestellt ist, obwohl es von der Illustration in 5(a) ausgelassen ist. Mit Bezug auf 5(a) repräsentiert Bezugszeichen 274 ein plattenförmiges/blattförmiges Gleitmaterial, welches aus einem Fluormaterial mit einer geringen Reibung gefertigt ist.
  • <Vorrichtung einer Struktur zum Drehen der Entwicklungswalze 211>
  • Wie in der 4 gezeigt, ist die Welle 212 der Entwicklungswalze 211 durch Seitenwände 231a des Gehäusekörpers 231 durch die Lager 232 gehaltert. Das Übertragungsgetriebe 214 zum Übertragen der Rotationskraft steht mit dem Getriebe 213 in Eingriff, welches an einem Ende der Welle 212 gesichert ist. Außerdem sind die Walzen 215 drehbar bei den beiden Enden der Welle 212 angeordnet. Die Walzen 215 werden in Kontakt mit Flanschen (oder Teilen außerhalb von Bilderzeugungsbereichen des photoempfindlichen Elements) gebracht, welche bei den beiden Enden des photoempfindlichen Elements 110 gebildet sind, wenn die Entwicklungswalze 211 gegen das photoempfindliche Element 110 gepresst ist, wie in 6 gezeigt. Somit ist die Position der Entwicklungswalze 211 in Bezug auf das photoempfindliche Element 110 beschränkt.
  • Wenn die Entwicklungswalze 211 gegen das photoempfindliche Element 110 gepresst ist, agiert eine horizontale Beladung auf der Welle 212, welche bei den beiden Enden der Welle 212 durch die Walzen durch den Gehäusekörper 231 und die Lager 232 gehaltert ist. Somit gibt es ein Risiko, dass die Welle 212 gebogen wird. Wenn keine Gegenmaßnahme getroffen wird, führt die Biegung der Welle 212 dazu, dass der Zustand eines In-Eingriff-Stehens zwischen dem Getriebe 213 und dem Übertragungsgetriebe 214 instabil ist. Daher, wie in 4 gezeigt, umfasst die vorliegende Erfindung Referenzoberflächen 213a und 214a für das Getriebe 213 beziehungsweise das Übertragungsgetriebe 214, um das In-Eingriff-Stehen zwischen dem Getriebe 213 und dem Übertragungsgetriebe 214 zu stabilisieren.
  • <Andere Vorrichtungen>
    • (1) Wenn die Formen und Farben der Entwicklungseinheiten 210 verändert werden, können die Positionen eines Anbringens klar angezeigt werden.
    • (2) Wenn die Entwicklungseinheit 210 abgenommen ist, ist die Entwicklungseinheit angeordnet, um durch eine vorbestimmtes Ausmaß in der Richtung des Abnehmens aufzutauchen. Somit kann die Entwicklungseinheit leicht abgenommen werden.
    • (3) Die Dicke der Entwicklungseinheit 210 ist vermindert, um so leicht durch einen Benutzer mit einer Hand gehalten zu werden, was die Operation eines Anbringens/Abnehmens erleichtert.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • 8 ist eine schematische Ansicht, welche einen wesentlichen Teil des Bilderzeugungsgeräts zeigt, welches eine zweite Ausführungsform der Entwicklungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt.
  • In der zweiten Ausführungsform ist die (Entwicklungseinheit 210K' für Schwarz-Bilder) von der ersten Ausführungsform verschieden. Die anderen Teile sind dieselben. Die Entwicklungseinheit 210K' zum Erzeugen von Schwarz-Bildern hat ein etwas großes Ausmaß, um Toner in einer größeren Menge aufzunehmen. Außerdem sind zwei Förderfinnen 251' und 253' bereitgestellt. Im Allgemeinen wird erwartet, dass der Verbrauch von schwarzem Toner der größte unter den vier Farben von Toner ist. Daher ist es bevorzugt, dass die Entwicklungseinheit 210K' eine große Größe hat, wie in dieser Ausführungsform eingesetzt.
  • <Andere Ausführungsformen>
  • Besondere Ausführungsformen werden nun beschrieben.
  • Die folgende Beschreibung ist über besondere Strukturen von Toner, die Entwicklungswalze 211, die Zufuhrwalze 240 und die Rückhalteschiene 260. Um die Wirkung der besonderen Struktur zu beschreiben oder zu bewirken, dass dieselbe leicht verstanden wird, werden die Entwicklungscharakteristiken, welche durch Toner und die vorangehenden Elemente realisiert sind, beschrieben. Die Entwicklungscharakteristiken sind eingeteilt in der Fördercharakteristik, Zufuhrcharakteristik, ein Filmbildungsphänomen, welches mit der Entwicklungswalze erfahren wird, ein Filmbildungsphänomen, welches mit der Rückhalteschiene erfahren wird, eine Entwicklungseffektivität, eine Dichtungscharakteristik, Beschlagen, Haltbarkeit, Hysteresephänomen, Unregelmäßigkeit von Bildern und die Differenz in der Dichte zwischen dem führenden Ende und nachlaufenden Ende. Die Einflüsse der oben erwähnten Strukturen auf die Charakteristiken und Phänomene werden beschrieben. Außerdem wird die Kapazität des Füllschachts und die Haltbarkeit betrachtet, welche als wichtige Faktoren für die Entwicklungseinheit angesehen werden. Dann wird die Anordnung der Struktur beschrieben.
  • Die grundsätzliche Struktur von Toner gemäß dieser Ausführungsform ist in solch einer Weise eingerichtet, dass Pigment, CCA (Ladungssteueragens) und Wachs mit synthetischem Harz gebunden sind. Außerdem werden ein Additiv mit einem relativ großen Durchmesser hauptsächlich zum Realisieren einer Haltbarkeit und ein anderes Additiv mit einem relativ kleinen Durchmesser zum Realisieren von Fluidität zu der Oberfläche hinzugefügt, welche durch den Bindungsprozesses realisiert ist.
  • Die Entwicklungscharakteristiken werden aufeinanderfolgend beschrieben.
  • <Fördercharakteristik>
  • Die Fördercharakteristik ist eine Charakteristik zum Fördern von Toner zu der Zufuhrwalze 240 durch die Förderfinne 251 und dergleichen.
  • Wenn die Fördercharakteristik übermäßig ansteigt, wird Toner in einer übermäßig großen Menge der Zufuhrwalze 240 und der Entwicklungswalze 211 zugeführt. Als ein Resultat kann Toner auf der Entwicklungswalze 211 nicht zurückgehalten werden, was somit dazu führt, dass Toner die Entwicklungseinheit 210 überfließt.
  • Wenn die Fördercharakteristik nicht zufriedenstellend ist, wird die Menge von Toner, welcher der Zufuhrwalze 240 und der Entwicklungswalze 211 zugeführt werden muss, ungenügend. Als ein Resultat kann ein erforderliches Bild nicht erzeugt werden.
  • Die Fördercharakteristik hängt bedeutend von der Fluidität von Toner ab. Wenn die Menge des Additivs mit dem kleinen Durchmesser, welches die Fluidität von Toner beeinflusst, so vorgesehen ist, um 1,0% oder größer zu sein, kann eine zufriedenstellende Fördercharakteristik erhalten werden. Wenn die Menge 3,0% übersteigt, steigt die Fördercharakteristik übermäßig an.
  • Es ist bevorzugt, dass A.D von Toner nicht weniger als 0,30 g/cc und nicht mehr als 0,5 g/cc ist.
  • <Zufuhrcharakteristik>
  • Die Zufuhrcharakteristik ist eine Charakteristik zum Fördern von Toner von der Zufuhrwalze 240 zu der Entwicklungswalze 211. Wenn die Zufuhrcharakteristik nicht zufriedenstellend ist, tritt ein mangelndes Bild bei den Zyklen der Zufuhrwalze 240 auf. Die Zufuhrcharakteristik ist durch die Charakteristik von Toner und die Strukturen der Zufuhrwalze 240 und der Entwicklungswalze 211 bestimmt.
  • Wenn die Menge von Additiv mit dem kleinen Durchmesser 1,0 Gew.-% oder größer ist, ist die Charakteristik zum Zuführen von Toner verbessert. Wenn die Menge von Pigment 15 Gew.-% oder kleiner ist und die des CCA 3 Gew.-% oder kleiner, ist die Aufladungsoperation in der Lage, zufriedenstellend zu starten und somit kann die Zufuhrcharakteristik verbessert werden.
  • Wenn die Eingriffnahmetiefe (die Tiefe einer Einbeulung der Zufuhrwalze 240) zwischen der Zufuhrwalze 240 und der Entwicklungswalze 211 0,1 mm oder größer ist, kann Toner genügend auf die Entwicklungswalze 211 gerieben werden.
  • Somit kann die Reibungselektrifizierung verbessert werden und die Zufuhrcharakteristik kann verbessert werden.
  • Wenn die Rauheit der Oberfläche der Entwicklungswalze 211 5 μm oder größer ist in Bezug auf Rz, kann die mechanische Förderkraft vergrößert werden und somit ist eine zufriedenstellende Zufuhrcharakteristik realisiert.
  • Obwohl die Zufuhrcharakteristik durch irgendeine der oben genannten Charakteristiken verbessert werden kann, verbessert eine Kombination der Charakteristiken weiterhin die Zufuhrcharakteristik.
  • Wenn die Zufuhrcharakteristik übermäßig erhöht wird, wird eine übermäßige Menge von Toner der Entwicklungswalze 211 zugeführt. Somit kann die Menge von Toner, welcher auf der Entwicklungswalze 211 vorhanden sein muss, nicht leicht gesteuert werden und Toner überfließt die Entwicklungseinheit 210. Wenn die Menge von dem Additiv mit dem kleinen Durchmesser 3,0 Gew.-% übersteigt, ist eine übermäßige Fluidität realisiert. In diesem Fall ist die Zufuhrcharakteristik übermäßig erhöht.
  • Es ist bevorzugt, dass die Menge der Entwicklung (die Menge von Toner, welcher auf dem photoempfindlichen Element 110 entwickelt ist) 0,80 mg/cm2 oder kleiner ist, dass die Menge einer Förderung (die Menge von Toner auf der Entwicklungswalze 211, welche dem Entwicklungsprozess ausgesetzt ist) 0,60 mg/cm2 ist und dass die Menge einer Elektrifizierung –8 μC/g oder kleiner ist.
  • <Filmbildungsphänomen, welches mit der Entwicklungswalze erfahren ist>
  • Das Filmbildungsphänomene ist eines, in welchem Toner geschmolzen wird und ihm erlaubt ist, an der Oberfläche der Entwicklungswalze 211 anzuhaften. Wenn die Entwicklungswalze dem Filmbildungsphänomen begegnet, fehlt ein Bild, welches dem Teil des Auftretens von Filmbildung entspricht, oder es erfolgt eine unerwünschte Unregelmäßigkeit einer Dicke.
  • Insbesondere hängt das Filmbildungsphänomen der Entwicklungswalze von der Zufuhrcharakteristik von Toner ab. Wenn die Tonerzufuhrcharakteristik unbefriedigend ist, ist ein Teil auf der Entwicklungswalze 211 gebildet, in welchem die Menge von Toner zu gering ist. Somit wird Toner in diesem Teil übermäßig durch die Rückhalteschiene 260 und die Entwicklungswalze 211 beansprucht, was dazu führt, dass das Filmbildungsphänomen an der Entwicklungswalze auftritt.
  • Um die Tonerzufuhrcharakteristik zu verbessern, ist die Menge des CCA vorgesehen, um 3 Gew.-% oder kleiner zu sein, die Menge des Pigments ist 15 Gew.-% oder kleiner und die Menge des Additivs mit dem kleinen Durchmesser ist vorgesehen, um 1,5 Gew.-% oder größer zu sein. Obwohl irgendeine der vorangehenden Vorrichtungen eingesetzt werden kann, wird weiterhin eine Kombination der Vorrichtungen die Zufuhrcharakteristik verbessern.
  • <Filmbildungsphänomen, welches mit der Rückhalteschiene erfahren wird>
  • Dieses Filmbildungsphänomen ist eines, in welchem Toner geschmolzen wird und ihm erlaubt ist, an die Rückhalteschiene 260 anzuhaften. Wenn das vorangehende Phänomen erfolgt, fehlen Bilder, welche dem vorangehenden Teil entsprechen (weiße lineare Teile sind gebildet).
  • Das vorangehende Phänomen ist bestimmt durch die Tonerzufuhrcharakteristik und einen Zustand eines Teils, in welchem die Rückhalteschiene 260 mit der Entwicklungswalze 211 in Kontakt gebracht wird.
  • Wenn die Tonerzufuhrcharakteristik unbefriedigend ist, ist ein Teil auf der Entwicklungswalze 211 gebildet, in welchem die Menge von Toner zu gering ist. Somit wird Toner in diesem Teil übermäßig durch die Rückhalteschiene 260 und die Entwicklungswalze 211 beansprucht, was dazu führt, dass das Filmbildungsphänomen an der Rückhalteschiene auftritt.
  • Um die Tonerzufuhrcharakteristik zu verbessern, ist die Menge von CCA vorgesehen, um 3 Gew.-% oder kleiner zu sein, die Menge des Pigments ist vorgesehen, um 15 Gew.-% oder kleiner zu sein und die Menge des Additivs mit dem kleinen Durchmesser ist vorgesehen, um 1,5 Gew.-% oder kleiner zu sein. Außerdem ist Tg (der Glasübergangspunkt) vorgesehen, um 55°C oder höher zu sein und Tm (die Schmelztemperatur) ist vorgesehen, um 110°C oder höher zu sein, so dass die Abnutzungswiderstandsfähigkeit verbessert ist, um das Filmbildungsphänomen zu verhindern.
  • Außerdem ist die Rückhalteschiene 260 in solch einer Weise angeordnet, dass der Kontaktradius (der Krümmungsradius (der Radius eines kreisförmigen Bogenteils) des Teils, in welchem die Rückhalteschiene 260 in Kontakt mit der Entwicklungswalze 211 ist) vorgesehen, um 100 μm oder größer zu sein. Außerdem ist der Kontaktwinkel (Winkel α) (siehe 6), welcher zwischen einer Tangentenlinie der Entwicklungswalze 211 bei einem Punkt, wo die Rückhalteschiene 260 in Kontakt mit der Entwicklungswalze 211 ist, und der Linie entlang der Rückhalteschiene 260 gebildet ist, vorgesehen, um 50° oder größer zu sein. Somit kann eine Größe des Raumes, welcher durch den Kontaktteil zwischen der Entwicklungswalze 211 und der Rückhalteschiene 260 gebildet ist, auf eine Größe gesetzt werden, welche Toner auf der Entwicklungswalze 211, welcher durch die Rückhalteschiene 260 zurückgehalten ist, erlaubt, zu der Zufuhrwalze 240 zurückgeführt zu werden. Wenn die Größe des Raumes zu gering ist, füllt sich Toner übermäßig in diesem Raum, was bewirkt, dass das Filmbildungsphänomen auftritt.
  • Obwohl irgendeine der vorangehenden Vorrichtungen eingesetzt werden kann, erhöht eine Kombination der Vorrichtungen weiterhin die Wirkung.
  • <Entwicklungseffektivität>
  • Diese Effektivität wird durch ein Verhältnis eines Teils von Toner, welcher tatsächlich in dem Prozess zum Entwickeln des photoempfindlichen Elements 110 benutzt wird, bezüglich der gesamten Menge von Toner, welcher zu der Entwicklungsposition durch die Entwicklungswalze 211 gebracht ist, angezeigt.
  • Das heißt die Entwicklungseffektivität ist ausgedrückt wie folgt: Entwickelte Menge/(Menge der Förderung × Umfangsgeschwindigkeit der Entwicklungswalze) × 100 (%)
  • Um die Entwicklungseffektivität zu verbessern, ist es bevorzugt, dass die Menge des CCA 0,5 Gew.-% oder größer ist, die Menge der Entwicklung 0,80 mg/cm2 oder kleiner und die Menge von Förderung 0,35 mg/cm2 ist.
  • <Dichtungscharakteristik>
  • Die Dichtungscharakteristik ist eine Weise von Austreten von Toner von den Tonerdichtungen (einer Dichtung für die untere Oberfläche ist eine Bezugsnummer 275 in 3 gegeben), welche für die Endoberflächen und die untere Oberfläche der Entwicklungswalze 211 bereitgestellt sind. Austreten von Toner, was in dem Bildbereich auftritt, führt zu einem fehlerhaften Bild. Wenn Austreten auf der Außenseite des Bildbereichs auftritt, findet eine Verunreinigung des inneren Teils des Geräts statt.
  • Die Fluidität von Toner übt einen Einfluss auf die Dichtungscharakteristik aus. Wenn Toner übermäßige Fluidität hat, kann Toner leicht durch einen Spalt zwischen der Entwicklungswalze 211 und der Tonerdichtung austreten. Daher ist es bevorzugt, dass die Menge des Additivs mit dem kleinen Durchmesser, welches die Fluidität von Toner bestimmt, 3,0 Gew.-% oder kleiner ist. Es ist bevorzugt, dass die A.D 0,40 g/cc oder niedriger ist.
  • Es ist bevorzugt, dass die Oberflächenrauheit der Seitenoberfläche (der Endoberfläche) der Entwicklungswalze 0,5 μm oder kleiner in Rmax ist. Wenn die Oberflächenrauheit der Seitenoberfläche der Entwicklungswalze 0,5 μm in Rmax übersteigt, wird Toner ungewünscht an der Seitenoberfläche der Entwicklungswalze gehalten. Dann wird Toner befördert, wenn die Entwicklungswalze gedreht wird, was zum einem Austreten zu dem äußeren Teil der Entwicklungseinheit führt.
  • Der Tonerdichtung 275 ist erlaubt, gegen die Entwicklungswalze anzugrenzen. "Angrenzen gegen die Entwicklungswalze" bedeutet außerdem einen Zustand, in welchem dem Dichtungselement in der Form des Films erlaubt ist, nur gegen das geöffnete Ende anzugrenzen, welches nicht an der Entwicklungseinheit gesichert ist. Das heißt, der vorangehende Zustand umfasst einen Zustand, in welchem Teile außer dem Endteil des Films in Kontakt mit der Entwicklungswalze gebracht sind und einen Zustand, in Teile umfassend die Endteile in Kontakt mit derselben gebracht sind. Das Dichtungselement ist wegen des Kontakts mit der Entwicklungswalze verlagert. Es ist bevorzugt, dass das Dichtungselement in Kontakt mit der Entwicklungswalze in solch einer Weise gebracht ist, dass die Größe δ einer Verlagerung 0,1 mm < δ < 0,8 mm genügt. Es ist bevorzugt, dass die Dicke t des Dichtungselements 50 μm < t < 500 μm genügt. Das Dichtungselement kann aus Harz gefertigt sein, wie etwa Polyethylen, Polystyren oder Polyester oder Gummi, wie etwa Urethangummi oder Silikongummi, das Material ist jedoch nicht auf die vorangehenden Materialien begrenzt. Solange wie die Filmform und Elastizität erhalten werden können, kann irgendein Material eingesetzt werden.
  • <Beschlagen>
  • Das Beschlagen-Phänomen ist eines, in welchem Toner an einem Nicht-Bildteil (welcher gewöhnlich ein weißer Teil ist) anhaftet. Wenn ein inverser Entwicklungsprozess unter Benutzung eines negativ geladenen Toners durchgeführt wird, ist das Potenzial des photoempfindlichen Elements ungefähr –50 V in dem Bildteil und es ist ungefähr –600 V in dem Nicht-Bildteil. Außerdem ist vorgesehen, dass die Entwicklungsvorspannung –300 V ist. Daher haftet negativ geladener Toner gewöhnlich nicht an den Nicht-Bildteil. Wenn positiv geladener Toner an der Entwicklungswalze existiert, haftet Toner dieses Typs ungewünscht an den Nicht-Bildbereich an. Wenn Toner mit einer geringen Menge einer Elektrifizierung vorhanden ist, ist die Kraft zum Anziehen des Toners an die Entwicklungswalze durch eine elektrostatischer Kraft und dergleichen, um den Toner zu der Entwicklungswalze zu zwingen, unbefriedend. Daher haftet Toner unerwünscht an das photoempfindliche Element an.
  • Die Elektrifizierungspolaritäten sind vorgesehen, um dieselben zu sein, und die Menge einer Elektrifizierung von Toner wird vergrößert (eine geringe Menge in dem Fall eines negativ geladenen Toners), so dass das Beschlagen-Phänomen vermindert ist. Um die Menge einer Elektrifizierung von Toner zu vergrößern, wird die Menge einer Förderung vermindert und die Möglichkeit eines Kontakts zwischen den Elektrifizierungszufuhr-Elementen (die Rückhalteschiene und die Entwicklungswalze) und Toner wird erhöht, um dazu zu führen, dass Reibungselektrifizierung befriedigend stattfindet. Es ist bevorzugt, dass die Menge einer Förderung 0,60 mg/cm2 oder kleiner ist und die Menge einer Elektrifizierung –8 μC/oder kleiner ist. Es ist auch bevorzugt, dass die Zufuhrwalze dasselbe Potenzial wie das der Entwicklungswalze hat.
  • <Haltbarkeit>
  • Die Haltbarkeit ist ein Maß einer Verschlechterung in einem Bild, welche stattfindet, wenn Bilder überlagert werden. Die Verschlechterung in dem Bild findet aufgrund einer Verschlechterung von Toner, einer Filmbildung von Toner und Abnutzung der Rückhalteschiene 260 oder dergleichen statt. Die Zufuhrcharakteristik und Übertragungscharakteristik von Toner verschlechtert sich, wenn das Additiv mit dem kleinen Durchmesser in dem Harz eingebettet ist.
  • Es ist bevorzugt, dass die Menge des Additivs mit dem kleinen Durchmesser in dem Toner 1,5 Gew.-% oder größer ist und dass die Menge des Additivs mit dem großen Durchmesser 0,5 Gew.-% oder größer ist, um zu verhindern, dass das Additiv mit dem kleinen Durchmesser eingebettet wird. Das Additiv mit dem großen Durchmesser ist Silikonöl mit einer Teilchengröße von ungefähr 40 nm.
  • Wenn die Mengen von CCA und dem Pigment zu groß sind, findet eine Filmbildung leicht statt und die Haltbarkeit verschlechtert sich. Daher ist es bevorzugt, dass die Menge von CCA 3 Gew.-% oder kleiner ist und die Menge des Pigments 15 Gew.-% oder kleiner ist.
  • <Hysteresephänomen>
  • Dieses Phänomen ist ein Phänomen, dass ein Muster eines Bildes, welches als erstes erzeugt worden ist, ein Bild beeinflusst, welches später erzeugt ist. Das Hysteresephänomen erfolgt, wenn der Anlauf (start-up) der Elektrifizierung von Toner unbefriedigend ist. Der Anlauf der Elektrifizierung ist durch die Mengen des CCA und des Additivs in Toner bestimmt. Wenn die Menge des CCA 0,5 Gew.-% oder größer ist, wird der Anlauf der Elektrifizierung verbessert. Wenn das Abdeckverhältnis des Additivs gering ist, kann der Effekt des CCA leicht erhalten werden, weil das Matrixteilchen, welches das geknetete CCA enthält, leicht in Kontakt mit dem Elektrifizierungszufuhr-Element gebracht werden kann.
  • Wenn das Additiv mit dem kleinen Durchmesser in einer großen Menge hinzugefügt ist, wird das Abdeckverhältnis erhöht und der Effekt des CCA kann nicht leicht erhalten werden. Wenn das Additiv mit dem großen Durchmesser angewendet wird, wird das Abdeckverhältnis erniedrigt verglichen mit dem Additiv mit dem kleinen Durchmesser, die Mengen einer Hinzufügung dieselben bezüglich des Gewichts sind. Daher kann der Effekt des CCA leicht erhalten werden.
  • Wenn die Menge des Additivs zu gering ist, verschlechtert sich die Zufuhrcharakteristik. Daher ist es bevorzugt, dass die Menge des Additivs mit dem großen Durchmesser nicht weniger als 1,5 Gew.-% noch mehr als 5 Gew.-% ist und dass die Menge des Additivs mit dem kleinen Durchmesser nicht weniger als 1,5 Gew.-% noch mehr als 3 Gew.-% ist. Das Additiv mit dem großen Durchmesser ist ein Material, was mit Silikonöl prozessiert ist, während das Additiv mit dem kleinen Durchmesser eine Material ist, welches mit HMDS (Hexamethyldisilazan) prozessiert ist. Es ist bevorzugt, dass die Teilchengröße des Additivs mit dem großen Durchmesser ungefähr 40 nm ist und die des Additivs mit dem kleinen Durchmesser ungefähr 14 nm ist.
  • Es ist bevorzugt, dass die Differenz in der Menge einer Elektrifizierung von Toner zwischen dem führenden Ende und dem nachlaufenden Ende (später zu beschreiben) 15 μC/g oder kleiner ist.
  • <Unregelmäßigkeit der Bilder>
  • Dieses Phänomen ist eines, in welchem Bilder unregelmäßig erzeugt werden in einem Fall, wo versucht wird, regelmäßige Bilder zu erzeugen. Das Auftreten dieses Phänomens hängt von den Rotationszyklen der rotierenden Elemente, das sind die Entwicklungswalze und die Zufuhrwalze, ab. Wenn eine übermäßige Abweichung des rotierenden Elements auftritt, kann eine Bildunregelmäßigkeit leicht auftreten. Daher ist es bevorzugt, dass die Abweichung, welche von dem Rotationszentrum der Entwicklungswalze auftritt, 30 μm oder kleiner ist und die Abweichung, welche von dem Rotationszentrum der Zufuhrwalze auftritt, 150 μm oder kleiner ist.
  • Wenn die Rauheit der Basis eines Rohr zum Bilden der Entwicklungswalze, welche realisiert ist, bevor die Rauheit der Oberfläche eingestellt wird, 1 μm in Rmax übersteigt, kann die Rauheit der Oberfläche nicht leicht durch einen folgenden Prozess gleichmäßig gemacht werden. In diesem Fall tritt leicht eine Unregelmäßigkeit der erzeugten Bilder auf. Daher ist es bevorzugt, dass die Rauheit der Basis des vorangehenden Rohrs 1 μm oder kleiner in Rmax ist.
  • Wenn das Material einer Welle, welche als das Rotationszentrum der Entwicklungswalze dient, zu schwach ist, ist das Ausmaß einer Abweichung, welche durch eine äußere Kraft auftritt, wenn die Entwicklungswalze gedreht wird, übermäßig vergrößert. Daher ist es bevorzugt, dass das Material der Welle Eisen ist.
  • <Differenz in einer Dichte zwischen führendem Ende und nachlaufendem Ende>
  • Dieses Phänomen ist eines, in welchem die Dichte (die Menge einer Entwicklung) zwischen dem führenden Ende eines Bildes und dem nachlaufenden Ende desselben verschieden ist, wenn ein durchgefärbtes Bild erzeugt worden ist. Dieses Phänomen tritt auf, weil die Menge einer Elektrifizierung und die Menge einer Förderung von Toner auf der Entwicklungswalze zwischen den Teilen, welche dem führenden Ende entsprechen, und den Teilen, welche dem nachlaufenden Ende entsprechen, verschieden sind und daher die Menge einer Entwicklung verschieden ist.
  • Das vorangehende Phänomen kann dadurch verhindert werden, dass die Differenz in der Förderung von Toner zwischen dem führenden Ende und dem nachlaufenden Ende 0,15 mg/cm2 oder kleiner vorgesehen wird und dass die Differenz in der Menge einer Elektrifizierung 15 μC/g oder kleiner vorgesehen wird. Weiterhin kann das Phänomen dadurch verhindert werden, dass die Differenz in der Menge einer Entwicklung 0,15 mg/cm2 oder kleiner vorgesehen ist. Um die Differenz in der Menge einer Förderung von Toner zu vermindern, wobei die lineare Geschwindigkeit der Entwicklungswalze 300 mm/s oder höher und die beschränkte Beladung 50 g/cm oder niedriger ist, muss die Rückhalteschiene in Kontakt mit der Oberfläche bei einer Kante davon gebracht werden. Wenn die Rückhalteschiene in Kontakt mit einer Oberfläche gebracht wird, welche Oberflächen vor der Kante und und hinter dieser umfasst, ist die Menge einer Förderung übermäßig erhöht. Um den Oberflächenkontakt der Rückhalteschiene zu verhindern, muss der Kontaktwinkel nicht weniger als 50° noch mehr als 85° sein. Es ist bevorzugt, dass die Menge des CCA im Toner 0,5 Gew.-% oder größer ist.
  • <Füllschachtkapazität>
  • Die Füllschachtkapazität ist eine Kapazität von Toner in dem Gehäuse der Entwicklungseinheit, welche erforderlich ist, um Bilder für eine vorbestimmte Anzahl von Blättern zu erzeugen. Wenn Toner mit einer hohen Dichte (Toner, welcher das Pigment in einer großen Menge enthält) benutzt wird, ist selbst Toner in einer geringen Menge ausreichend, um eine erforderliche Dichte eines Bildes zu realisieren. Daher erlaubt ein Einsatz von Toner mit einer hohen Dichte, dass die Füllschachtkapazität in solch einer Weise vermindert werden kann, dass eine erforderliche Bilddichte aufrechterhalten ist. Somit kann die Größe der Entwicklungseinheit 210 vermindert werden. Es ist bevorzugt, dass die Menge des Pigments 5 Gew.-% oder größer ist.
  • <Haltbarkeit>
  • Haltbarkeit (preservability) bezeichnet eine Weise einer Verschlechterung der oben erwähnten Charakteristiken in einem Zustand (von, zum Beispiel einer Umgebung eines Transports oder einer Umgebung eines Zurückhaltens), in welchem das Gerät nicht betrieben wird. Die Verschlechterung des vorangehenden Typs findet aufgrund des sog. Blockierungsphänomens statt, in welchem Toner in der Entwicklungseinheit verfestigt wird. Wenn Tg von Toner vorgesehen ist, um 55°C oder höher zu sein, wird das Blockierungsphänomens verhindert.
  • Die Entwicklungscharakteristiken sind wie oben beschrieben. In Berücksichtigung der oben erwähnten Faktoren, werden die spezifischen Strukturen von Toner, der Entwicklungswalze 211, der Zufuhrwalze 240 und der Rückhalteschiene 260 bestimmt, wie nachfolgend beschrieben.
  • <Vorrichtung von Toner>
  • Wie oben beschrieben, wird Toner in solch einer Weise vorbereitet, dass Pigment, das CCA (das Aufladung-Steuerungsagens) und Wachs mit dem synthetischem Harz gebunden werden. Außerdem werden das Additiv mit dem relativ großen Durchmesser, um hauptsächlich eine Haltbarkeit zu realisieren, und das Additiv mit dem relativ kleinen Durchmesser zum Realisieren einer Fluidität zu der durch den Bindungsprozesses realisierten Oberfläche hinzugefügt.
  • In dieser Ausführungsform wurden die Komponenten und Charakteristiken der Komponenten wie folgt gefertigt:
  • (1) Synthetisches Harz
  • Das synthetische Harz war Polyester, um die Fixierungscharakteristik zu verbessern.
  • (2) Pigment
  • Die Menge des Pigments wurde vorgesehen, nicht weniger als 5 Gew.-% noch mehr als 15 Gew.-% zu sein, so dass die Kapazität des Füllschachts vermindert ist, während die Dichte des erzeugten Bildes aufrechterhalten ist, um so die Größe der Entwicklungseinheit 210 zu vermindern.
  • Wenn die Menge des Pigments 5 Gew.-% oder kleiner ist, verschlechtert sich die Sättigung eines Farbbildes. Wenn die Menge 15 Gew.-% übersteigt, verschlechtert sich die Zufuhrcharakteristik zu einem Punkt, wo Filmbildung der Entwicklungswalze und Filmbildung der Schiene leicht stattfindet.
  • (3) CCA
  • Die Menge des CCA wurde vorgesehen, nicht weniger als 0,5 Gew.-% noch mehr als 3 Gew.-% zu sein. Der Grund dafür ist, wie oben beschrieben. Wenn die Menge des CCA 3 Gew.-% übersteigt, verschlechtert sich die Übertragungscharakteristik.
  • (4) Wachs
  • Die Menge des Wachses war 0,5 Gew.-% oder größer. Der Grund dafür ist, dass die Trenncharakteristik von Toner von der Fixierwalze verbessert werden muss. Außerdem verstärkt dies die Fixierstärke von Toner auf einem Aufzeichnungsmedium, wie etwa Papier.
  • (5) Additiv mit dem relativ großen Durchmesser
  • Das Additiv mit dem großen Durchmesser war Silikonöl mit einer Teilchengröße von ungefähr 40 nm. Die Menge des Additivs war vorgesehen, nicht weniger als 0,5 Gew.-% noch mehr als 5 Gew.-% zu sein. Der Grund dafür ist, wie oben beschrieben.
  • (6) Additiv mit dem relativ kleinen Durchmesser
  • Das Additiv mit dem kleinen Durchmesser war HMDS mit einer Teilchengröße von ungefähr 14 nm. Die Menge war nicht weniger als 1,0 Gew.-% noch mehr als 3 Gew.-% Der Grund dafür ist, dass sich die Fixiercharakteristik verschlechtert, wenn die Menge 3 Gew.-% übersteigt. Es ist bevorzugt, dass die Menge 1,5 Gew.-% oder größer ist, um die Übertragungscharakteristik zu verbessern.
  • (7) Teilchengröße
  • Die Teilchengröße von Toner war nicht weniger als 6 μm noch mehr als 9 μm. Der Grund dafür ist, dass sich die Reinigungscharakteristik verschlechtert und die Kosten nicht vermindert werden können, wenn die Teilchengröße 6 μm oder kleiner ist. Wenn die Teilchengröße 9 μm übersteigt, verschlechtert sich die Auflösung.
  • Eine Verteilung von Teilchengrößen von Toner, welcher in dieser Ausführungsform eingesetzt wurde, ist in den 9(a), 9(b) und 9(c) gezeigt. Die Verteilung der Teilchengröße von Toner wurde unter Benutzung eines Kohleteer-Zählers Modell "TA-II" gemessen. Der Öffnungsdurchmesser war 100 μm und das Elektrolyt war ISOTON-II.
  • In der in der 9(a) gezeigten Tabelle ist die Zahl der Proben in dem rechten Abschnitt, das Volumen in dem linken Abschnitt gezeigt, die gemessenen Ergebnisse sind in dem unteren Abschnitt gezeigt und Werte, welche durch Berechnungen in Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Messung erhalten sind, sind in dem oberen Abschnitt gezeigt. Man beachte, dass das "Volumen" das Volumen ist, welches realisiert ist, wenn die gemessenen Tonerteilchen in der Form von Kugeln sind. In den in 9(b) und 9(c) gezeigten Graphen zeigen Histogramm Daten über die Anzahl an und polygonale Linien zeigen kumulative Daten an. Der untere Abschnitt in 9(a), welcher Resultate der Messungen anzeigt, hat die folgende Bedeutung.
    • DIF N:
    grundlegendes Datum, welches das Datum über die Anzahl (Datum über die Anzahl von Toner) anzeigt, welches durch eine I/O zuführt ist.
    DIF %:
    welches ein Datum (DIF N) über die Anzahl für jeden Kanal anzeigt.
    CUM N:
    was ein kumulatives Datum (DIF N) über die Anzahl anzeigt.
    CUM %:
    was kumulative DIF % anzeigt.
  • Die Einträge in dem oberen Abschnitt, welche durch Berechnung erhaltene Werte anzeigen, haben die folgenden Bedeutungen.
    • 25,4μ↑:
    was kumulative oberhalb von 25,4 μm anzeigt.
    6,35 μ↓:
    was kumulative kleiner als 6,35 μm anzeigt.
    KURTOSIS:
    Was die Kurtosis (die Schärfe) der Verteilung anzeigt.
    SKEWNESS:
    Was die Schiefe der Verteilung anzeigt.
    Mittel:
    Was ein arithmetisches Mittel anzeigt.
    25%:
    Teilchengröße, wenn die kumulative % 25% erreicht (nehme Bezug auf die in 9(b) und 9(c) gezeigten Graphen).
    50%:
    Teilchengröße, wenn die kumulative % 50% erreicht (nehme Bezug auf die in 9(b) und 9(c) gezeigten Graphen).
    75%:
    Teilchengröße, wenn die kumulative % 75% erreicht (nehme Bezug auf die in 9(b) und 9(c) gezeigten Graphen).
    CV %:
    Koeffizient einer Variation.
    SDμ:
    Standardabweichung (μm).
  • (8) A.D
  • Die A.D war nicht weniger als 0,30 g/cc noch mehr als 0,40 g/cc. Der Grund dafür ist, wie oben beschrieben. Wenn der vorangehende Bereich erfüllt ist, ist eine zufriedenstellende Übertragungscharakteristik erhalten. Wenn die A.D vorgesehen ist, um 0,40 g/cc oder niedriger zu sein, wird auch die Reinigungscharakteristik verbessert.
  • (9) Abdeckungsverhältnis des Additivs
  • Wie für das Abdeckungsverhältnis, wurde eine Menge hinzugefügt, mit welcher 100%, das heißt im Wesentlichen die gesamte Oberfläche des Tonerteilchens mit dem Additiv abgedeckt wurde (im Sinne der projizierten Fläche).
  • (10) Tg
  • Tg wurde vorgesehen, um 55° oder höher zu sein. Der Grund dafür ist, wie oben beschrieben.
  • (11) Tm
  • Tm wurde vorgesehen, um nicht niedriger als 110°C noch höher als 130°C zu sein. Der Grund dafür ist, wie oben beschrieben. Wenn der Toner 130°C oder höher ist, verschlechtert sich die Fixiercharakteristik.
  • (12) Verteilung von Molekulargewicht
  • Die Verteilung von Molekulargewicht (MW/MN) wurde vorgesehen, um 100 oder größer zu sein. Wenn die Verteilung 100 oder geringer ist, verschlechtert sich die Fixiercharakteristik.
  • (13) Menge einer Entwicklung
  • Die Menge einer Entwicklung war nicht weniger als 0,40 mg/cm2 noch mehr als 0,8 mg/cm2. Der Unterschied zwischen dem führenden Ende und dem nachlaufenden Ende war 0,15 mg/cm2. Der Grund dafür ist, wie oben beschrieben. Wenn die Menge 0,40 mg/cm2 oder geringer ist, ist die Dichte des Bildes erniedrigt. Wenn die Menge 0,80 mg/cm2 oder größer ist, verschlechtert sich die Übertragungscharakteristik.
  • (14) Menge der Förderung
  • Die Menge der Förderung war vorgesehen, nicht weniger als 0,35 mg/cm2 noch mehr als 0,60 mg/cm2 zu sein. Der Unterschied zwischen dem führenden Ende und dem nachlaufenden Ende war vorgesehen, um 0,15 mg/cm2 um zu sein. Der Grund dafür ist, wie oben beschrieben.
  • (15) Die Menge einer Elektrifizierung
  • Die Menge einer Elektrifizierung war vorgesehen, um nicht weniger als –35 μC/g noch mehr als –8 μC/g zu sein. Der Grund, warum die Menge vorgesehen war, –8 μC/g oder geringer sein, ist wie oben beschrieben. Wenn die Menge –35 μC/g ist, verschlechtert sich die Übertragungscharakteristik.
  • (16) Form von Toner
  • Die Form von Toner ist in solch einer Weise definiert, dass z. B. "FE-SEM" (S-800), hergestellt von Hitachi, benutzt wird, um zufällig 100 Tonerbilder zu erstellen, multipliziert mit 500 Malen. Bildinformation auf den Probebildern wird zum Beispiel durch einen Bildanalysierer ("Luzex III"), hergestellt von Nicol, über eine Schnittstelle analysiert. Werte, welche durch die folgenden Gleichungen erhalten sind, sind definiert, Formfaktoren zu sein. Formfaktor (SF-1) = (MXLNG)2/AREA × π/4 × 100 Formfaktor (SF-2) = (PERI)2/AREA × 1/4 π × 100wobei MXLNG eine absolute Maximallänge, PERI ein Umfang von Toner und AREA eine projizierte Fläche ist.
  • Der Formfaktor SF-1 zeigt den Grad einer Rundheit von Toner an, während der Formfaktor SF-2 den Grad von Hervorstehungen und Einbuchtungen von Toner anzeigt. Es ist bevorzugt, dass der Formfaktor SF-1 von Toner 100 bis 150 ist, bevorzugter 100 bis 130. Es ist bevorzugt, dass der Formfaktor SF-2 von Toner 100 bis 140 ist, bevorzugter 100 bis 125. Da die Formfaktoren SF-1 und SF-2 wie oben beschrieben bestimmt sind, ist die Übertragungseffektivität in der primären und sekundären Übertragungsoperation verbessert.
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklungseinheit so strukturiert, dass das Verhältnis von offenen Zellen der Zufuhrwalze 30% oder höher ist, die Eingriffnahmetiefe der Zufuhrwalze zu der Entwicklungswalze 0,4 mm oder kleiner ist, der Formfaktor SF-1 von Toner 150 oder kleiner ist und der Formfaktor SF-2 140 oder kleiner ist. Selbst, wenn Toner in die Zellen eingeführt wird, welche in der Oberfläche der Zufuhrwalze gebildet sind, ist als ein Ergebnis der oben erwähnten Struktur die Zufuhrwalze aus dem offenenzelligen geschäumten Material gefertigt, um so zu ermöglichen, dass die Zellen eine genügend große Kapazität haben, um ein Verstopfen von Toner in einer kurzen Zeit zu verhindern. Weil der Formfaktor SF-1 von Toner 150 oder kleiner ist, das heißt, da Toner eine kreisförmige Form hat, kann ein wesentliches Volumen von Toner in der Zelle vermindert werden, sogar wenn die Zellen mit Toner eingeschlossen sind. Als ein Ergebnis ist ein Verstopfen der Zufuhrwalze mit Toner in kurzer Zeit verhindert. Daher wird ein geschäumtes Material mit einem geringen Verhältnis von offenen Zellen verglichen mit dem des herkömmlichen geschäumten Materials eingesetzt. Da der Formfaktor SF-2 140 oder kleiner ist, das heißt, da die Oberflächen-Hervorstehungen und -Einbuchtungen vermindert sind und geglättet sind, kann in die Zellen eingeführter Toner leicht von den Zellen ausgetragen werden, sogar wenn die Zellen mit Toner gefüllt sind. Sogar wenn Toner aufgrund eines Drucks in den Zellen koaguliert ist, kann Toner leicht zertrümmert werden. Sogar wenn koagulierter Toner von den Zellen ausgetragen wird, ist die Rückhalteschiene nicht mit Toner verstopft, weil der Toner des vorangehenden Typs leicht zertrümmert werden kann, daher treten keine Defekte in den erzeugten Bildern auf.
  • Demgemäß erhöht sich nicht die Härte der Zufuhrwalze mit der Zeit, wie es mit der herkömmlichen Struktur erfahren worden ist. Somit ist ein zum Drehen der Zufuhrwalze erforderliches Drehmoment erniedrigt.
  • <Vorrichtung der Entwicklungswalze>
    • (1) das Material der Welle war Eisen mit einem Durchmesser von 5 mm.
    • (2) Die Oberflächenrauheit der Endoberfläche des Flansches (jeder Endoberfläche (Seitenoberfläche) der Entwicklungswalze) war 0,5 μm oder kleiner in Rmax. Der Grund dafür ist, um die Dichtungscharakteristik zu verbessern.
    • (3) Der Eckebereich, das ist zwischen der Zylinderoberfläche und der Endoberfläche (der Seitenoberfläche) der Entwicklungswalze wurde gerundet oder angeschrägt, mit einer Rundheit von 0,1 mm oder größer. Der Grund dafür liegt darin, dass das photoempfindliche Element 110 vor Schaden durch den Eckteil geschützt werden muss.
    • (4) Die Oberflächenrauheit war nicht geringer als 5 μm in Rz noch höher als 10 μm in Rz. Wenn die Rauheit niedriger als 5 μm in Rz ist, verschlechtert sich die Tonerzufuhrcharakteristik. Wenn die Rauheit 10 μm oder größer in Rz ist, verschlechtert sich die Auflösung des Bildes.
    • (5) Die Abweichung war vorgesehen, 30 μm zu sein. Der Grund dafür ist, wie oben beschriebene. Wenn die Abweichung 30 μm übersteigt, verschlechtert sich auch die Tonerzufuhrcharakteristik.
    • (6) Die Toleranz des äußeren Durchmessers war ungefähr +/–0,02 mm, um so die Zufuhrcharakteristik aufrechtzuerhalten und eine Ungleichmäßigkeit von Bildern zu verhindern.
  • <Vorrichtung der Zufuhrwalze>
    • (1) Material der Welle war Eisen mit einem Durchmesser von 5 mm, um so eine Ungleichmäßigkeit von Bildern zu verhindern.
    • (2) Die Abweichung war 150 μm oder kleiner, um so eine Unregelmäßigkeit von Bildern zu verhindern.
    • (3) Die Toleranz des äußeren Durchmessers war ungefähr +/–0,15 mm, um so die Zufuhrcharakteristik aufrecht zu erhalten und Unregelmäßigkeit von Bildern zu verhindern.
    • (4) Härte war nicht geringer als 40° noch höher als 70°. Wenn die Härte 40° oder niedriger ist, verschlechtert sich die Zufuhrcharakteristik. Wenn die Härte 70° oder höher ist, ist das erforderliche Drehmoment erhöht.
    • (5) Ein Verhältnis von offenen Zellen war 30% bis 80%, um so die Zufuhrcharakteristik aufrecht zu erhalten.
    • (6) Die Schleifrichtung (in Bezug auf die Richtung, in welcher die Zufuhrwalze gedreht wird) war die Vorwärtsrichtung, um so die Zufuhrcharakteristik aufrechtzuerhalten.
    • (7) Das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit in Bezug auf die Entwicklungswalze 211 war ungefähr 50% bis ungefähr 80%, bevorzugter 60% bis 70% und besonders ungefähr 64%. Wenn das Verhältnis 50% oder niedriger ist, kann die Tonerzufuhrcharakteristik zu der Entwicklungswalze nicht aufrechterhalten werden. Wenn das Verhältnis 80% oder höher ist, verschlechtert sich Toner und auch ist das Antriebsdrehmoment übermäßig erhöht.
    • (8) Die Eingriffnahmetiefe (das Ausmaß einer Einbeulung in dem Teil der Zufuhrwalze, welcher die Entwicklungswalze kontaktiert) war nicht weniger als 0,1 mm noch mehr als 0,4 mm. Wenn die Tiefe 0,1 mm oder geringer ist, wird ein Abreiben von Toner auf die Entwicklungswalze unbefriedigend. Wenn die Tiefe 0,4 mm oder größer ist, wird das Antriebsdrehmoment unerwünscht erhöht.
    • (9) Das Potenzial war dasselbe wie dies der Entwicklungswalze, um so ein Beschlagen und Hysterese zu verhindern.
  • <Vorrichtung der Rückhalteschiene>
    • (1) Der Kontaktradius mit der Entwicklungswalze 211 war nicht kleiner als 30 μm noch größer als 150 μm, um so zu versuchen, die erforderliche Menge von Toner, welcher gefördert werden muss, aufrecht zu erhalten. Der Grund dafür, vorzusehen, dass der Radius 150 μm oder kleiner ist, ist weil der Unterschied in der Dichte zwischen dem führenden Ende und dem nachlaufenden Ende so klein wie möglich sein muss.
    • (2) Der Kontaktwinkel mit der Entwicklungswalze 211 war nicht kleiner als 50° noch größer als 85°. Der Winkel muss 50° oder größer sein, so dass der Unterschied in der Dichte zwischen dem führenden Ende und dem nachlaufenden Ende vermindert ist. Der Winkel muss 85° oder kleiner sein, so dass Filmbildung der Schiene verhindert ist.
    • (3) Die Geradlinigkeit war 30 μm oder kleiner, so dass eine Unregelmäßigkeit von Bildern (Unregelmäßigkeit in der Dichte über das Bild, und insbesondere in der Breitenrichtung des Bildes) verhindert ist.
    • (4) Die Oberflächenrauheit war 15 μm oder kleiner in Rz, so dass die Haarlinie-Unregelmäßigkeit (dünne Bildunregelmäßigkeit in der Form von Haarlinien, welche mit gewollten Bildern auftreten parallel zu der Richtung, in welcher Papier gefördert wird) verhindert ist.
  • Obwohl die Erfindung in ihrer bevorzugten Form beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Offenbarung der bevorzugten Form in Detail einer Konstruktion und der Kombination und der Anordnung von Teilen geändert werden kann, ohne von dem Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie durch die angehängten Ansprüche definiert.

Claims (3)

  1. Entwicklungseinheit, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse (230); Toner, der in dem Gehäuse untergebracht ist, wobei der Toner eine Teilchengröße aufweist, die weder weniger als 6 μm und mehr als 9 μm beträgt; eine Entwicklungswalze (211), die drehbar von dem Gehäuse durch eine erste Welle (212) gehaltert ist; und eine Zufuhrwalze (240), die drehbar von dem Gehäuse durch eine zweite Welle (241) gehaltert ist, wobei die Zufuhrwalze durch ein elastisches Element gebildet wird, das so angeordnet ist, dass es in einer solchen Weise gegen die Entwicklungswalze gepresst wird, dass der Toner auf die Oberfläche der Entwicklungswalze aufgebracht wird, wobei: das elastische Element aus einem geschäumten Material besteht, das ein Offenzellenverhältnis von 30% oder mehr aufweist; eine Eingriffnahmetiefe der Zufuhrwalze mit Bezug auf die Entwicklungswalze 0,4 mm oder weniger beträgt; und der Toner einen Formfaktor SF-1 von 150 oder weniger und einen Formfaktor SF-2 von 140 oder weniger aufweist.
  2. Entwicklungseinheit gemäß Anspruch 1, wobei die Zufuhrwalze Eckabschnitte (244) aufweist, die angeschrägt sind.
  3. Entwicklungsverfahren, das folgende Schritte umfasst: Unterbringen von Toner in einem Gehäuse (230), wobei der Toner eine Teilchengröße aufweist, die 6 μm oder mehr und 9 μm oder weniger beträgt, und einen Formfaktor SF-1 von 150 oder weniger und einen Formfaktor SF-2 von 140 oder weniger aufweist; Bereitstellen einer Entwicklungswalze (211), die drehbar von dem Gehäuse durch eine erste Welle (212) gehaltert ist; Bereitstellen einer Zufuhrwalze (240), die drehbar von dem Gehäuse durch eine zweite Welle (241) gehaltert ist und durch ein elastisches Element gebildet wird, das aus einem geschäumten Material besteht, das ein Offenzellenverhältnis von 30% oder mehr aufweist; Anordnen der Entwicklerwalze und der Zufuhrwalze in einer solchen Weise, dass eine Eingriffnahmetiefe der Zufuhrwalze mit Bezug auf die Entwicklungswalze 0,4 mm oder mehr beträgt; und Aufbringen des Toners auf die Oberfläche der Entwicklerwalze aus dem Gehäuse mittels der Zufuhrwalze.
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