DE19619889B4

DE19619889B4 - Bilderzeugungsgerät

Info

Publication number: DE19619889B4
Application number: DE19619889A
Authority: DE
Inventors: Akio Kawasaki Kutsuwada; Masaru Yokohama Tanaka; Takeo Suda; Mitsuru Matsudo Sato; Toshitaka Omiya Yamaguchi; Kenzou Yokohama Tatsumi
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-05-17
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2016-05-18
Also published as: US5678125A; US5815767A; DE19619889A1

Abstract

Bilderzeugungsgerät, das einen Entwickler vom zweikomponentigen Typ verwendet, der aus Toner und Träger besteht, mit den folgenden Merkmalen:
– einem Bildträger (7), um darauf elektrostatisch ein latentes Bild auszubilden;
– einer Entwicklungseinrichtung (10), um das latente Bild mit dem Entwickler zu entwickeln, um dadurch ein entsprechendes Tonerbild zu erzeugen, indem die Entwicklungseinrichtung (10) einen Entwicklerträger (11) umfasst, um den darauf abgelagerten Entwickler zu befördern;
– eine Ladeeinrichtung mit einer Ladewalze (8), die gegen den Bildträger (7) zur Anlage bringbar ist, um den Bildträger (7) zur Ausbildung des latenten Bildes zu laden, und
– einem Reinigungskissen (32) zur Reinigung der Ladewalze (8),
– wobei ein Steuerabschnitt (38, 40, 41) vorgesehen ist, mit dem die Ladewalze (8) und das Reinigungskissen (32) derart in Richtung des Bildträgers (7) bewegt werden können, dass die Ladewalze (8) während der Ladezeit des Bildträgers (7) an diesen gedrückt wird und danach diesem...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bilderzeugungsgerät, das einen Entwickler vom zweikomponentigen Typ verwendet, der aus Toner und Träger besteht gemäß dem Anspruch 1.
Eine Bilderzeugungseinrichtung der beschriebenen Art wird z.B. als ein elektrophotographischer Kopierer, Drucker, Faksimileeinrichtung oder eine Kombination davon in die Tat umgesetzt. Die Vorrichtung weist eine Anzahl von Bilderzeugungseinrichtungen auf, die den obigen Bildträger und Entwicklungseinrichtung umfassen. Die Entwicklungseinrichtung speichert einen Entwickler vom Zwei-Komponententyp und enthält einen Entwicklerträger, um den darauf abgelagerten bzw. abgeschiedenen Entwickler zu einer Entwicklungsstation zu befördern. Der Entwicklerträger, wie auch andere Bestandteile oder Einrichtungen, verschlechtern sich aufgrund von Alterung und werden letztendlich unbrauchbar. Üblicherweise wird der einzelne Bestandteil durch einen neuen Bestandteil ersetzt, wenn er unbrauchbar wird oder unmittelbar davor. Die Lebensdauer eines jeden Bestandteils endet, wenn es ersetzt werden soll.
Die verschiedenen Bestandteile oder Einrichtungen, die die Einrichtung bilden, müssen jeweils ersetzt werden, wenn. die jeweilige Lebensdauer endet, wie oben erläutert worden ist. Jedoch ist das Ersetzen der Bestandteile eines nach dem anderen zeit- und arbeitsintensiv. Vor diesem Hintergrund ist eine Bilderzeugungseinrichtung vorgeschlagen worden, deren verschiedene dieses ausbildenden Bestandteile derart zusammengestellt sind, daß ihre Lebensdauer zu der gleichen Zeit enden. Obwohl es diese Art von Einrichtung ermöglicht, diese zusammenstellenden Bestandteile zu der gleichen Zeit zu ersetzen, wird das Verhältnis zwischen der Lebensdauer des enthaltenen Trägers in dem Entwickler und der Lebensdauer der ausbildenden Bestandteile nicht in Betracht gezogen. Wenn der Träger des Entwicklers schlechter wird, muß er allein durch frischen Träger ersetzt werden.

Die Lebensdauer der einzelnen Einrichtung einer Bilderzeugungseinrichtung wird z.B. in den japanischen Patentoffenlegungsschriften JP 63-138380 A , JP 2-160262 A , JP 60-32074 A , JP 4-282661 A , und JP 6-186804 A erörtert.

Die JP 03-231 763 A zeigt eine Entwicklungseinrichtung für einen einkomponentigen Entwickler, die keine To nernachführung aufweist. Als "Entwickler" wird ausschließlich ein Toner verwendet, der mit keinem Träger zu einem zweikomponentigen Entwickler verbunden wäre.

Die hier offenbarte Lebensdauer ist nur auf die Lebensdauer bezogen, die der Tonerkapazität bzw. Tonermenge entspricht, d.h., bis zum Aufbrauch des Toners.

Die US 5,093,201 A und die US 5,110,703 A befassen sich mit der Steigerung der Lebensdauer eines Entwicklers, wobei die größere Lebensdauer des Entwicklers bzw. des darin enthaltenen Trägers für den Toner immer weniger zu der Lebensdauer der übrigen Komponenten des Bilderzeugungsgerätes paßt.

Aus der JP 02-281 266 A ist ein im Hinblick auf die Lebensdauer seiner einzelnen Komponenten optimiertes Bilderzeugungsgerät bekannt, der einen Einkomponenten-Entwickler zur Entwicklung des Ladungsbildes einsetzt, dessen Lebensdauer mit der Lebensdauer des Bildträgers zusammenfällt.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsgerät, das einen Entwickler vom zweikomponentigen Typ verwendet, der aus Toner und Träger besteht, zur Verfügung zu stellen, das eine einfache und effiziente Ersetzung ihrer Bilderzeugungseinrichtungen ermöglicht, bei dem an der Bilderzeugung beteiligte Komponenten eine kostengünstige Ersetzung ermöglichen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bilderzeugungsgerät zur Verfügung zu stellen, das die problematischen Tätigkeiten beim Ersetzen ausschließlich des verschlechterten Trägers eines Entwicklers vermeidet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies durch ein Bilderzeugungsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden im einzelnen dargelegten Beschreibung eher ersichtlich, die mit den beigefügten Darstellungen zu studieren ist, in welchen:
1 ein vertikaler Abschnitt einer Bilderzeugungseinheit ist, die an dem Körper einer Bilderzeugungseinrichtung angebaut bzw. aufgebaut ist;
2 eine äußere perspektivische Ansicht der Bilderzeugungseinheit ohne eine Entwicklerpatrone und eine Tonerflasche ist;
3 eine perspektivische Ansicht der Bilderzeugungseinheit ist, von der eine Gehäuseabdeckung, eine Entwicklungsgehäuseabdeckung bzw. -umhüllung und eine obere Abdeckung entfernt worden sind;
4 eine teilweise querschnittliche Draufsicht ist, die die Bilderzeugungseinheit in dem gleichen Zustand wie in 3 zeigt;
5 eine perspektivische Ansicht eines Gehäusekörpers ist, der mit der Oberseite nach unten gewendet ist;
6 eine zu 5 ähnliche Ansicht ist, die einen alternativen Aufbau des Gehäusekörpers zeigt;
7 ein vergrößerter Abschnitt eines photoleitfähigen Elements ist;
8 das photoleitfähige Element und eine Ladewalze zeigt;
9 eine äquivalente Schaltung zeigt, die die Ladewalze und das photoleitfähige Element und ein Netzteil bzw. eine Energiequelle umfaßt;
10 ein Abschnitt ist, der ein Verhältnis zwischen dem photoleitfähigen Element und der Entwicklungseinrichtung zeigt;
11 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die eine Rakel bzw. eine Abstreifschneide, eine Entwicklerbüchse, Tragteile und eine Einlaßdichtungshülle bzw. -abdeckung zeigt;
12 ein Entwicklungsmodell zeigt;
13 eine Kurve ist, die ein spezifisches Verhältnis zwischen der Tonerladung und der Kraft zeigt, die auf den Toner wirkt;
14 ein Bildübertragungsmodell zeigt;
15 ein Verhältnis zwischen dem photoleitfähigen Element und einer Übertragungswalze zeigt;
16 eine äquivalente Schaltung zeigt, die in Verbindung mit 15 steht;
17 ein Verhältnis zwischen dem photoleitfähigen Element, der Übertragungswalze und dem Papier zeigt;
18 eine äquivalente Schaltung zeigt, die in Verbindung zu 17 steht;
19 ein Verhältnis zwischen dem photoleitfähigen Element und der Übertragungswalze zeigt;
20 eine äquivalente Schaltung zeigt, die in Verbindung zu 19 steht;
21 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Tonerrückführbandes ist;
22 ein vertikaler Abschnitt des Tonerrückführbandes ist;
23 eine perspektivische Ansicht ist, die eine andere Konfiguration bzw. einen anderen Aufbau einer hinteren äußeren Platte eines Gehäuses der Einheit zeigt;
24 eine perspektivische Ansicht ist, die noch einen anderen Aufbau bzw. Konfiguration der hinteren äußeren Platte zeigt;
25, 26 und 27 jeweils eine spezifische Anordnung zeigen, um Antriebszahnräder bzw. -ritzel davon abzuhalten, nach innen entlang ihrer Achsen ausgelenkt bzw. verrückt zu werden;
28 eine Kurve ist, die ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Kopienanzahl und der bestimmten Tonerladung zeigt;
29 eine Kurve ist, die ein spezifisches Verhältnis zwischen der Kopienanzahl und der Abnutzung eines Reinigungsblattes bzw. -schneide zeigt;
30 eine Kurve ist, die ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Kopienanzahl und der Fähigkeit, die Ladewalze zu reinigen, zeigt; und
31 eine Kurve ist, die ein spezifisches Verhältnis zwischen der Kopienanzahl und der Fehlerhaftigkeit bzw. Unregelmäßigkeit eines Bildes zeigt.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird eine Bilderzeugungseinheit gezeigt, die an bzw. in einem Bilderzeugungsgerät, das die vorliegende Erfindung verkörpert, aufgebaut bzw. montiert ist. Die Bilderzeugungseinheit, die allgemein mit 1 bezeichnet ist, ist an dem Körper der Einrichtung, der nicht gezeigt ist, montiert. Die Einheit 1 ist in den Körper der Einrichtung in einer Richtung eingesetzt, die durch einen Pfeil A in 2 angedeutet wird, bis sie eine vorausgewählte Stellung erreicht, die in 1 gezeigt ist. Die Einheit 1 kann aus dem Körper der Einrichtung in der Richtung entgegengesetzt zu der obigen Richtung herausgezogen werden. Die Einrichtung kann z.B. in der Form eines elektrophotographischen Kopierers, Druckers, Faksimileeinrichtung oder deren Kombination in die Tat umgesetzt sein.
Die Bilderzeugungseinheit 1 weist ein Gehäuse 2 der Einheit auf, das verschiedene Bilderzeugungseinrichtungen, die später beschrieben werden, aufnimmt. In der dargestellten Ausführungsform wird das Gehäuse 2 der Einheit aus einem Gehäusekörper 3, einer Gehäuseabdeckung 4, die auf dem oberen Teil des Körpers 3 montiert ist, einer Entwicklungsgehäuseabdeckung 5, die die obere Wand einer Entwicklungseinrichtung bildet, die später beschrieben wird, und einer oberen Abdeckung 6, die die obere Wand eines Tonerbeförderungsweges bildet, welche auch später beschrieben wird, und einem Teil, der oberen Wand der Entwicklungseinrichtung zusammengefügt. Die Abdeckungen 4, 5 und 6 sind entfernbar an dem Gehäusekörper 3 durch Schnappbefestigungsmittel angesetzt. Die Entwicklungsgehäuseabdeckung 5 ist mit einer Öffnung 102 (2) ausgebildet, die üblicherweise durch eine Entwicklerpatrone 81 (1) geschlossen ist.
Die Bilderzeugungseinheit 1 erscheint, wie in 3 gezeigt, wenn die Gehäuseabdeckung 4, die Entwicklungsgehäuseabdeckung 5 und die obere Abdeckung 6 von dem Körper 3 entfernt werden. Die 4 ist eine teilweise querschnittliche Draufsicht, die die Einheit 1 in dem gleichen Zustand wie in 3 zeigt. Wie gezeigt, sind ein photoleitfähiger Bildträger, nachfolgend auch als Trommel bezeichnet, und eine Ladewalze drehbar auf dem Gehäuse 2 der Einheit montiert. Der Bildtrager in Formeiner Trommel 7 ist eine bestimmte Art eines Bild trägers, um darauf elektrostatisch ein latentes Bild auszubilden, während die Ladewalze 8 eine bestimmte Form einer Ladeeinrichtung ist. Die Ladewalze 8 erstreckt sich parallel zu der Trommel 7. In 3 wird die Ladewalze 8 in einer Stellung gezeigt, die von der Trommel 7 beabstandet ist.
In dem Fall einer Bilderzeugung wird die Trommel 7 entgegen dem Uhrzeigersinn durch einen Antriebsmechanismus, der nicht gezeigt ist, wie in 1 zu sehen ist, gedreht. Eine nicht gezeigte Entladeeinrichtung, die durch den Körper der Einrichtung getragen wird, strahlt ein Licht L1 zum Entladen aus. Das Licht L1 fällt auf die Oberfläche der Trommel 7 durch eine Öffnung 34, die in der Gehäuseabdeckung 4 ausgebildet ist, so daß das Oberflächenpotential auf der Trommel 7 auf ein Bezugspotential zwischen beispielsweise 0 V und –150 V eingepegelt wird. Andererseits wird die Ladewalze 8 gegen die Trommel 7 gedrückt und durch die Trommel 7 dazu veranlaßt, zu rotieren bzw. zu drehen. In diesem Zustand lädt die Walze 8 die Oberfläche der Trommel 7 gleichmäßig auf beispielsweise etwa –1100 V auf. Zu diesem Zweck legt eine Energiequelle bzw. ein Netzteil eine vorausgewählte Spannung an die Walze 8 an.
Bei einer Belichtungsstation 9 tastet ein Laserstrahl L2, der auf die optische Modulation abgestellt ist, die Oberfläche der Trommel 7 ab, die auf eine vorausgewählte Polarität geladen ist, wie oben aufgeführt worden ist. Insbesondere wird der Laserstrahl L2 von nicht gezeigter Optik ausgegeben, die auf dem Einrichtungskörper montiert ist, und tritt in das Gehäuse 2 der Einheit durch eine Öffnung 35 ein, die auch in der Gehäuseabdeckung bzw. -verkleidung 4 ausgebildet ist. Im Ergebnis wird auf der Trommel 7 ein latentes Bild elektrostatisch ausgebildet. Zum Beispiel wird das Oberflächenpotential der Trommel 7 auf bzw. von 0 V auf –290 V in dem durch den Strahl L2 (Bildabschnitt) ausgeleuchteten Abschnitt geändert, während die zuvor aufgezeigten –1100 V in dem anderen Abschnitt (Hintergrund) im wesentlichen aufrechterhalten bleiben. Falls gewünscht, kann ein nicht gezeigtes Original ausgeleuchtet bzw. beleuchtet werden, um auf der Grundlage einer bildweisen Reflektion von dem Original ein latentes Bild auszubilden.
Wie in 1 und 4 gezeigt, enthält eine Entwicklungseinrichtung 10 einen Entwicklerträger, nachfolgend auch als Entwicklerwalze 11 bezeichnet, die in 3 nicht gezeigt ist. Die Entwicklerwalze 11 ist auf dem Gehäuse 2 der Einheit aufgebaut und wird, wie in 1 gezeigt, während des Verlaufs der Bilderzeugung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Die Entwicklungseinrichtung 10 weist ein Entwicklungsgehäuse 12 aus, das durch einen Teil des Gehäusekörpers 3 und die Entwicklungsgehäuseabdeckung 5 ausgebildet ist, die den oberen Teil des Körpers 3 abdeckt. Eine Entwicklungskammer 90 ist in dem Gehäuse 12 ausgebildet. Eine Mischung aus Toner und Träger, d.h. ein Entwickler 101 vom Zwei-Komponententyp (1) ist in der Kammer 90 gespeichert. Mehrere Magnete, im allgemeinen mit 13 bezeichnet, sind in der Büchse bzw. Walze 11 unbeweglich angeordnet.
Wenn die Entwicklungswalze 11, nachfolgend auch als Büchse bzw. Walze 11 bezeichnet, gedreht wird, wird der Entwickler 101 in dem Gehäuse auf der Büchse 11 durch die Kraft der Magnete 13 abgelagert und dadurch befördert. Eine Rakel bzw. eine Schneide 19 oder ein Regelabschnitt regu- lieren die Entwicklermenge, die durch die Büchse 11 beför- dert wird. Der durch die Schneide 14 regulierte Entwickler wird zu einer Entwicklungsstation zwischen der Büchse 11 und der Trommel 7 gebracht. Eine Vorspannung von z.B. ungefähr –800 V wird an die Büchse 11 zur Entwicklung eingelegt. Im Ergebnis wird in dem Entwickler vorhandener Toner, der die Entwicklungsstation erreicht hat, elektrostatisch von der Büchse bzw. Walze 11 auf den Bildabschnitt der Trommel 7 übertragen. Auf diese Weise bildet das auf der Trommel 7 ausgebildete latente Bild ein entsprechendes Tonerbild aus. Die Büchse 11 ist eine spezifische Form eines Entwicklerträgers, um den darauf abgeschiedenen oder abgelagerten Entwickler 101 vom Zwei-Komponententyp zu befördern.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Übertragungswalze 15 auf den Körper der Einrichtung montiert und angeordnet, um der Trommel 7 gegenüberzuliegen. Die Übertragungswalze 15 ist eine bestimmte Form einer Bildübertragungseinrichtung. Ein Papier oder ein vergleichbares Aufzeichnungsmedium 100 wird von einer Papierzuführeinrichtung, die nicht gezeigt und auf dem Einrichtungskörper aufgebaut ist, zugeführt. Das Papier 100 wird zu einer Bildübertragungsstation 22 zwischen der Trommel 7 und der Übertragungswalze 15 befördert, wie durch einen Pfeil B in 1 angezeigt wird. Das Papier 100 wird durch die Station 22 mit seiner führenden Kante, ausgerichtet zu der führenden Kante des Tonerbildes, das auf der Trommel 7 getragen ist, hindurchgeführt. In diesem Augenblick oder Moment wird die Übertragungswalze 15 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wobei sie, wie in 1 gezeigt, die Trommel 7 über das Papier 100 berührt. Eine Vorspannung für die Bildübertragung wird an die Walze 15 angelegt. In diesem Zustand wird das Tonerbild von der Trommel 7 auf das Papier 100 übertragen.
Das von der Trommel 7 getrennte Papier 100 wird zu einer nicht gezeigten Fixiereinrichtung befördert, wie es durch einen Pfeil B1 in 1 angezeigt wird. Die Fixiereinrichtung fixiert das Tonerbild auf dem Papier 100 mittels Druck und/oder Hitze. Eine Entladungsspitze bzw. -nadel 16 ist stromabwärts der Bildübertragungsstation 22 in der Richtung des Papiertransports angeordnet und wird durch den Körper der Einrichtung getragen. Die Entladungsspitze 16 wird durch eine dünne Metallplatte oder ein Metallblatt ausgebildet die bzw. das sich parallel zu der Trommel 7 erstreckt. Der Abschnitt der Nadel 16, der der Trommel 7 gegenüberliegt, ist mit einer sägezahnförmigen Konfiguration oder Konstruktion versehen, die scharfe Spitzen hat. Eine Spannung wird an die Nadel 16 von einer Energiequelle, die nicht gezeigt ist, angelegt, so daß die Nadel 16 das Papier 100 entlädt und dadurch die Trennung des Papiers 100 von der Trommel 7 gefördert bzw, begünstigt.
Falls gewünscht, kann eine Anordnung der art vorgenommen werden, daß das Tonerbild von der Trommel 7 zu einem Zwischenübertragungsabschnitt (erste Übertragung) übertragen wird und dann auf das Papier 100 (zweite Übertragung) übertragen wird.
Wie in 1 gezeigt, weist die Reinigungseinrichtung 17 eine Reinigungsschneide 18 auf, um den auf der Trommel 7 nach der Bildübertragung verbliebenen Toner abzustreifen bzw. abzukratzen. Die Schneide 18 bereitet die Trommel 7 für die nächste Bildübertragung vor. Die Einrichtung 17 weist ein Reinigungsgehäuse 19 auf, das durch einen Teil des Gehäusekörpers 3 ausgebildet ist, und bringt einen drehbaren Beförderungsabschnitt 20 unter. Der von der Trommel 7 durch die Schneide 18 entfernte Toner wird aus der Einrichtung 17 über den Beförderungsabschnitt 20 ausgetragen. Dieser Teil des Toners wird wieder durch die Entwicklungseinrichtung, 10 verwendet. Der Beförderungsabschnitt 20. kann als eine Schnecke, Spule oder dergleichen ausgebildet sein. Die Schneide 18 ist eine bestimmte Art eines Reinigungsabschnitts und ist an dem Gehäusekörper 3 in einer Konfiguration befestigt, die später beschrieben wird.
Wie in 1 gezeigt, sind eine obere Führung 23 und eine untere Führung 24 so angeordnet, um das Papier 100 genau in Richtung der Trommel 7 zu führen, d.h. zu der Bildübertragungsstation 22. Die untere Führung 24 ist durch einen Führungsabschnitt verwirklicht, der an dem Einrichtungskörper angebracht ist und dient zusätzlich als Führung für das Papier 100, das von der Station 22 in der Richtung B1 wegbewegt wird.
Die obere Führung 23 kann durch einen Führungsabschnitt verwirklicht sein, der an dem Einrichtungskörper befestigt ist. Dies würde jedoch die Anzahl von Teilen und deshalb die Kosten der Einrichtung erhöhen. In der dargestellten Ausführungsform bildet der untere Teil des Gehäusekörpers 3 die obere Führung 23, um das Papier 100 bezüglich der Richtung zu regeln. Insbesondere ist das Gehäuse 2 der Einheit relativ zu dem Einrichtungskörper derart positioniert, daß der untere Teil des Gehäuses 2 die obere Führung 23 ausbildet. Die obere Führung 23 ist oberhalb der unteren Führung 24 beabstandet und stromaufwärtig der Bildübertragungsstation 22 in der Richtung des Papiertransports in Stellung gebracht. Die obere Führung 23, die durch das Gehäuse 2 der Einheit realisiert ist, räumt die Erfordernis nach einem unabhängigen Führungsabschnitt aus und verringert dadurch die Anzahl von Teilen und die Kosten der Einrichtung.
Die 5 zeigt den Gehäusekörper 3 des Gehäuses 2 der Einheit von der Stellung nach 3 mit der Oberseite nach unten gewandt. Wie gezeigt, setzt sich die Trommel 7 teilweise außerhalb des Gehäuses 2 durch einen Schlitz 25 fort, der. in. der Bodenwandung 21 des Gehäusekörpers 3 ausgebildet ist. In 5 zeigt ein Pfeil B, wie der Pfeil B nach 1, die Richtung, in der das Papier 100 zu der Bildübertragungsstation 22 (1) hin befördert wird. Mit W ist ein Bereich bezeichnet, den das Papier 100 passiert und der selbst die maximale Papiergröße abdeckt.
Wie in den 1 und 5 gezeigt, wird die obere Führung 23 als mehrere Führungsrippen 26 realisiert, die sich von der Bodenwandung 21 des Gehäusekörpers 3 erstrecken. Die Rippen 26 sind jeweils in der Richtung B, in der das Papier 100 befördert wird, längserstreckt. Die Rippen 26 sind voneinander in der Richtung senkrecht zu der Richtung B beabstandet und auf den Bereich W beschränkt. Selbst das Papier 100 mit maximaler mit der Einrichtung verfügbarer Größe wird sicher durch die freien Kanten der Rippen 26 geführt.
Die Führungsrippen 26, die das Papier in Richtung der Bildübertragungsstation 22 führen, können z.B. durch die Unterseite der Bodenwandung 21 ersetzt werden. Jedoch ist es wahrscheinlich, daß eine flache bzw. ebene Führungsoberfläche das Papier 100 dazu veranlaßt, elektrostatisch daran zu haften und dadurch die Mobilität bzw. Beförderbarkeit zu beeinträchtigen. Im Ergebnis wird das Tonerbild, das von dem Papier 100 getragen wird, dazu neigen, sich zu strecken oder gestaucht zu werden. Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, daß der Toner in einer großen Menge wieder auf die führende Kante des Papiers übertragen wird, wobei es bis zu einem kritischen Grad verschmiert wird, wenn der Toner auf einer derartigen ebenen bzw. flachen Führungsoberfläche, die einen breiten Bereich hat, abgelagert bzw. abgeschieden wird.
Im Gegensatz berühren die Führungsrippen 26, die das Papier 100 mit ihren freien Kanten führen, das Papier 100 nur über einen äußerst kleinen Bereich. Dies hindert das Papier 100 daran, an der Führung 23 elektrostatisch zu haften und vermeidet dadurch fehlerhafte Bilder. Zusätzlich, selbst wenn der Toner auf den freien Kanten der Rippen 26 abgelagert wird, wird er daran gehindert, auf das Papier 100 in einer großen Menge übertragen zu werden, weil der Kontaktbereich der Rippen 26 mit dem Papier 100 klein ist.
Wie in den 1 und 5 gezeigt, erstreckt sich eine Erstreckung 27 von dem unteren Abschnitt des Gehäuses 2 an der Außenseite des Bereichs W weiter als die Führung 23 (in 1 abwärts). In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Erstreckung 27 von dem unteren Abschnitt des Gehäusekörpers 3. In der spezifischen, in den 1 und 5 gezeigten Konfiguration sind insgesamt vier Erstreckungen 27 auf dem Gehäusekörper 3 ausgebildet, wobei zwei an einer Seite des Bereichs W und zwei an der anderen Seite des Bereichs W sein können. Die Erstreckungen 27 erstrecken sich von der Bodenwandung 21 des Gehäuses 2 der Einheit bis zu einer Höhe H, die größer ist als die Höhe h der Führungsrippen 26.
Wenn die Bilderzeugungseinheit 1 aus dem Einrichtungskörper gezogen wird, wird sie üblicherweise auf einer ebenen Oberfläche, z.B. einem Fußboden oder einem Schreibtisch, abgelegt, wobei der Boden des Gehäuses 2 der Einheit nach unten zeigt. In diesem Moment bzw. Zustand erstrecken sich die Erstreckungen bzw. Projektionen 27 weiter nach außen als die Führung 23, die auf der ebenen Oberfläche verbleiben und die Führung 23, d.h. die Rippen 26, davon abhalten, die ebene Oberfläche zu berühren. In diesem Zustand werden Verunreinigungen daran gehindert, von der flachen Oberfläche auf die Führung 23 übertragen zu werden; ansonsten könnten sie die Führung 23 verkratzen oder anderweitig beschädigen. Deshalb ist das Papier 100 frei von Verunreinigungen, während die Führung 23 die erwartete Funktion sicher erfüllt, wenn die Einheit 1 wieder in den Einrichtungskörper eingesetzt wird. Obwohl einige Verunreinigungen von der ebenen Oberfläche auf die Projektionen 27 übertragen werden können oder diese verschrammen können, beeinträchtigen die Projektionen bzw. Erstreckungen 27 den Papiertransport nicht, da sie außerhalb des Bereichs W angeordnet sind, wenn die Einheit 1 wieder an dem Einrichtungskörper montiert ist.
Die Projektionen 27 können an anderen Positionen als den in 5 gezeigten Positionen angeordnet sein, solange sie auf dem unteren Abschnitt des Gehäuses 1 der Einheit außerhalb des Bereichs W positioniert sind. Zum Beispiel zeigt 6 eine alternative Anordnung, die zwei Erstreckungen oder Projektionen 27 an beiden Seiten des Papiers 100 und zwei Projektionen 27 stromaufwärts des Bereichs W in der Richtung des Papiertransports aufweisen; die Projektionen 27 erstrecken sich wiederum weiter nach außen als die Führungsrippen 26.
In den 1, 5 und 6 ist die Höhe H der Projektionen 27 oberhalb der Bodenwandung 21 so ausgewählt, um nicht nur die Rippen 26, sondern auch die Trommel 7 davon abzuhalten, die ebene oder flache Oberfläche zu berühren, auf der die Einheit 1, die von dem Einrichtungskörper entnommen ist, angeordnet wird.
Um die Ausführungsform besser zu verstehen, werden die verschiedenen Einrichtungen, die die Bilderzeugungseinrichtung ausmachen und deren Bestandteile im einzelnen beschrieben.
Die Trommel 7 wird durch einen laminierten OPC (organischen Photoleiter) realisiert und weist einen in 7 gezeigten Aufbau auf. Wie gezeigt, hat die Trommel 7 ein leitfähiges Substrat 28. Eine 0,1 μm bis 1 μm dicke ladungserzeugende Schicht (CGL) 29 und eine 10 μm bis 30 μm dicke Ladungsübertragungsschicht (CTL) 30 sind nacheinander auf dem Substrat 21 ausgebildet. Die zwei Schichten 29 und 30 bilden in Kombination eine photoleitfähige Schicht 30. Der Laserstrahl L, der auf die Trommel 7 einfällt, wird durch die CTL 30 übertragen und dann durch die CGL 29 absorbiert. Die CGL 29 erzeugt aufgrund der sich ergebenden Energie einen Träger. Der Träger wird in die CTL 30 durch die Kraft des äußeren Feldes eingeleitet und durch bzw. über die CTL 30 zu der Oberfläche der Trommel 7 übertragen, wodurch die Oberflächenladung der Trommel 7 neutralisiert wird. Die in 7 gezeigte CTL 30 ist vom Loch-Transporttyp und wird in einem negativ geladenen Zustand gezeigt.
Die Ladewalze oder Ladeeinrichtung 8, die in den 1 und 3 gezeigt ist, wird durch einen metallischen Kern und eine leitfähige Gummiumhüllung bzw. Gummiband aufgebaut, das um den Kern gewickelt ist bzw. diesen umhüllt. Um die Trommel 7 zu laden, wird die Walze 8 mit der Oberfläche der Trommel 7 in Kontakt gebracht. Die axial gegenüberliegenden Enden der Walze 8 werden jeweils drehbar durch ein jeweiliges Lager 33a (3) getragen. Ein Walzenkasten bzw. -gehäuse 33 erstreckt sich parallel zu der Walze 8. Die Lager 33a und die Walze 8 werden durch die gegenüberliegenden Enden des Walzenkastens bzw. -gehäuses 33 getragen bzw. abgestützt, so daß sie in Richtung zu und weg von der Trommel 7 über einen vorbestimmten Abstand bewegbar sind. Ein Reinigungspolster bzw. -belag oder Walzenreinigungsabschnitt 32 ist an die Oberfläche des Walzengehäuses 33 geklebt, das der Walze 8 gegenüberliegt und sich entlang dieser erstreckt.
Erste Druck- bzw. Andrückfedern, die nicht gezeigt sind, sind jeweils zwischen einem Ende des Walzengehäuses 33 und dem zugeordneten Lager 33a angeordnet bzw. belastet. In diesem Zustand sind die Lager 33a gleichmäßig in Richtung der Trommel 7 vorbelastet und ermöglichen es der Walze 8, die Trommel 7 zu berühren. Das Walzengehäuse bzw. der Walzenkasten 33 ist mit seinen äußeren Enden in Ausnehmungen bzw. Rillen 36 aufgenommen (nur eine wird in 3 gezeigt), die in dem Gehäusekörper 2 ausgebildet sind, so daß es auch in Richtung zu und weg von der Trommel 7 über eine vorausgewählte Entfernung bewegbar ist. Die Gehäuseabdeckung (1 und 2) hindert den Walzenkasten bzw. das Walzengehäuse 33 daran, aus dem Gehäusekörper 3 herauszurutschen. Zweite Druckfedern 37 (nur eine ist in 3 gezeigt) sind zwischen den gegenüberliegenden Enden des Walzengehäuses 33 und dem Gehäusekörper 3 belastet, wobei das Walzengehäuse 33 gleichmäßig von der Trommel 7 weg vorgespannt wird.
Die Gehäuseabdeckung 4 spielt die Rolle einer Projektionsabdeckung, um die Trommel 7 und die Ladewalze 8, auch als Walze 8 bezeichnet, von den Händen des Bedieners fernzuhalten. Zusätzlich spielt die Gehäuseabdeckung 4 die Rolle einer Rückhalteeinrichtung, um das Walzengehäuse 33, das durch die Federn 37 vorgespannt ist, daran zu hindern, aus dem Gehäusekörper 3 herauszurutschen. Dies räumt das Erfordernis nach einer ausschließlichen Rückhalteeinrichtung für das Walzengehäuse 33 aus und vereinfacht dadurch den Aufbau.
Wie in 1 gezeigt, ist eine durch ein Solenoid betriebene Kupplung 39 auf dem Einrichtungskörper aufgebaut, um die Drehung eines Nockens bzw. eines Ansatzes zu steuern. Der Nocken 38 ist an der Drehachse bzw. Welle der Kupplung 39 befestigt. Die Kupplung 39 ist zu einer Zeit um 120 Grad drehbar. Ein Arm 21 ist drehbar an dem Einrichtungskörper über einen Gelenk- bzw. Drehzapfen 40 montiert. Ein Ende 41a des Arms 41 wird gegen den Nocken 38 über eine Feder, die nicht gezeigt ist, gedrückt, während das andere Ende 41b in Berührung zu dem oberen Teil des Walzengehäuses 33 durch die in der Gehäuseabdeckung 4 ausgebildete Öffnung 34 gehalten wird. Der obere Teil des Walzengehäuses 33 wird gegen das Ende 41b des Arms 41 durch die zuvor aufgezeigten zweiten Kompressionsfedern 37 gedrückt.
Angenommen sei, daß der Nocken bzw. Ansatz 38 in der in 1 gezeigten Position gehalten wird, d.h. ein Abschnitt a₁ seines Profils wird in Berührung zu dem Ende 41a des Arms 41 gehalten. Dann wird auch das Walzengehäuse 33 in der in 1 gezeigten Stellung gehalten. In diesem Zustand wird die Ladewalze 8 gegen die Oberfläche der Trommel 7 durch die ersten Kompressionsfedern, die nicht gezeigt sind, gedrückt und lädt sie aufgrund der an ihren Kern angelegten Spannung auf eine vorausgewählte Polarität auf.
Wie oben bemerkt, verbleibt die Ladewalze 8 über die Ladezeitdauer der Trommel 7 in Berührung zu der Trommel 7. Dies ist zweckmäßig, um feine Tonerteilchen, die auf der Trommel 7 abgelagert sind, dazu zu veranlassen, die Ladewalze 8 zu verschmutzen, wobei sich eine reguläre Ladungsverteilung auf der Trommel 7 ergibt. Unter Berücksichtigung dieses Sachverhalts wird bei der dargestellten Ausführungsform die Kupplung 39 betrieben, um den Nocken bzw. Ansatz 38 um 120 Grad zu einer passenden Zeit zu drehen, die eine andere Zeit ist als die zum. Laden der Trommel 7. Im Ergebnis berührt der Nocken 38 das Ende 41a des Arms 41 an seinem Abschnitt a₂, der in 2 gezeigt ist. Das andere Ende 41b des Arms 41 drückt das Walzengehäuse 33 in Richtung der Trommel 7. Weil die Ladewalze 8 in Berührung zu der Trommel 7 gehalten wird, wird das Reinigungspolster bzw. der Reinigungsbelag 32 gegen die Ladewalze 8 gedrückt. In diesem Moment bzw. Zustand wird die Ladewalze 8 der Drehung der Trommel 7 folgend gedreht und ihre Oberfläche wird durch das Polster 32 gereinigt. Auf diese Weise wird die Ladewalze 8 davon abgehalten; die Trommel 7 in einem verschmierten Zustand zu laden, so daß die Trommel 7 vor einer unregelmäßigen Ladungsverteilung geschützt ist.
Wenn die Einrichtung den Betrieb beendet, veranlaßt die Kupplung 39 den Nocken bzw. Ansatz 38 dazu, in eine Stellung zu drehen, in der ein Abschnitt a₃, der in 1 gezeigt ist, das Ende 41a des Arms 41 berührt. Im Ergebnis wird das andere Ende 41b des Arms 41 über die Position, die in 1 gezeigt ist, angehoben. Dies bewegt das Walzengehäuse 33 von der Trommel 7 aufgrund der Wirkung der zweiten Kompressionsfedern 37 weg und bewegt dadurch die Ladewalze 8 weg von der Trommel 7. Sollte die Ladewalze 8 über eine lange Zeit in Berührung zu der Trommel 7 in dem Ruhezustand der Einrichtung gehalten werden, könnte die Trommel 7 _verschmutzt werden und defekte Bilder hervorbringen. Die Ausführungsform vermeidet eine solche Erscheinung, indem die Ladewalze 8 von der Trommel 7 beabstandet wird.
Die Ladewalze 8 könnte durch einen Koronaentlader ersetzt werden, verringert aber das Ozon auf 1/100 bis 1/1000, verglichen mit der Koronaentladeeinrichtung. Dies erübrigt es, den Einrichtungskörper mit einem gesonderten Ozonverarbeitungsabschnitt zu versehen.
Wie die Ladewalze 8 die Trommel 7 lädt, wird nun unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben. Die 8 zeigt die Trommel 7 und die Ladewalze 8 in einem Ladungsmodell in schematischer Weise, während die 9 eine äquivalente Schaltung ist, die das Ladungsmodell darstellt. Es wird angenommen, daß die an den Kern der Ladewalze 8 angelegte Spannung Va ist, daß die auf die Ladewalze 8 einwirkende Spannung Vr ist, daß die Entladestartspannung, wie sie an dem Spalt 42 zwischen der Walze 8 und der Trommel 7 gemessen wird, Vg ist und daß das Oberflächenpotential der Trommel 7 Vd ist. In diesem Fall trifft die folgende Gleichung zu: Va = Vr + Vg + Vd (1)
Es sei angenommen, daß die Walze 8 einen Widerstand 8 hat und daß ein Strom I durch die Walze 8 fließt, wobei dann die Spannung Vr auf die Walze 8 wirkt, die wie folgt ausgedrückt wird: Vr = I·R (2)
Wird folglich angenommen, daß die photoleitfähige Schicht 31 der Trommel 7 eine Dicke d und eine bestimmte induktive Kapazität Kd hat, dann wird die Entladestartspannung Vg wiedergegeben durch: Vg = 312 + 6,2 × d/Kd + √(7737,6 × d/Kd) (3)
Wird angenommen, daß die auf die Trommel 7 übertragene Ladung Q ist und daß die Kapazität der photoleitfähigen Schicht 31 C ist, dann wird das Oberflächenpotential Vd der Trommel 7 ausgedrückt durch: Vd = Q/C (4)
Wird ferner angenommen, daß sich die Trommel 7 bei einer Umfangsgeschwindigkeit Vp bewegt und daß die Ladewalze 8 eine Länge L und eine dielektrische Konstante Ko hat, dann gilt: Q = I/L·Vp C = (Ko·Kd)/d Vd = (I·d)/(Ko·Kd·L·Vp) (5)
Aus diesem Grund wird die Gleichung (1) geschrieben als: Vg = I·R + 312 + 6,2 × d/Kd + √(7737,6 × d/Kd) + (I·d)/(Ko·Kd·L·Vp) (6)
Die obigen Gleichungen sind Lademodellgleichungen.
Das Laden unter Verwendung der Ladewalze 8 kann entweder durch ein Konstantspannungs-Steuersystem oder ein Konstantstrom-Steuersystem wie folgt gesteuert werden.
Die Konstantspannungssteuerung hält Va, die in den Gleichungen (1) und (6) enthalten ist, konstant. In der Gleichung (1) wird der Ausdruck Vd als das Ladepotential der Trommel 7 verwendet. Deshalb wirken bzw. beeinträchtigen Änderungen von Vr und Vg die Spannung Vd. Im Hinblick auf den Ausdruck Vr ist der Widerstand der Ladewalze 8 ein veränderlicher Faktor; wenn der Widerstand der Walze 8 aufgrund einer Änderung der Umgebungsbedingungen ansteigt, steigt Vr an, während Vd abfällt. Um den Einfluß einer derartigen Erscheinung zu verringern, ist es notwendig, eine Temperaturerfassungseinrichtung vorzusehen und Va auf der Grundlage der erfaßten Temperatur zu korrigieren. Wird fer ner in Betracht gezogen, daß der Widerstand der Walze 8 in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchtigkeit merklich steigt, ist es zu bevorzugen, z.B. eine Heizung zu verwenden, um die Temperatur davon abzuhalten, unter einen bestimmten Pegel abzufallen.
Der Ausdruck Vg wird durch die Dicke d der photoleitfähigen Schicht 31 beeinflußt. Wird jedoch angenommen, daß die Dicke d anfangs 28 μm beträgt und um 4 μm aufgrund von Alterung verringert wird, und daß Kd 3,2 ist, dann werden Vg (28) = 626 und Vg (24) = 599 erzeugt; d.h. die Veränderung beträgt nur 27 V. Dieser Veränderungsgrad wird nicht als das Ladungspotential (üblicherweise 800 V bis 1000 V) merklich beeinflussend in Betracht gezogen. Da der Strom, der aufgrund der Veränderung des Widerstandes der Walze 8 fließt, klein ist, kann der Einfluß auf Vd verringert werden, wenn der Widerstand der Walze 8 relativ niedrig ist (z.B. 10⁷ Ω oder darunter).
Die Konstantstromsteuerung hält I, die in der Gleichung (6) enthalten ist, konstant. Diese Steuerung wird nicht durch den Ausdruck Vr oder den Ausdruck Vg beeinflußt. Jedoch beeinflußt die Änderung der Dicke d in dem Ausdruck Vd unmittelbar Vd. Wird angenommen, daß die Dicke d anfangs 28 μm beträgt und um 4 μm aufgrund von Alterung variiert, wie zuvor aufgezeigt, dann wird Vd zu Vd × 24/28. Im Ergebnis wird Vd unter der Annahme, daß sie anfangs 850 V beträgt, dann zu 728 V aufgrund von Alterung, d.h. sie fällt um mehr als 100 V ab. Dies ist dazu geeignet, das Ladevermögen der Walze 8 zu verschlechtern. Obwohl dieses Problem gelöst werden könnte, wenn die Veränderung der Dicke der Schicht 31 gemessen und korrigiert würde, ist ein Mechanismus, um diese zu messen, zu teuer, um gegenwärtig in die Einrichtung eingebaut zu werden. Die einzige bei dem gegenwärtigen Stand der technischen Entwicklung verfügbare Maßnahme liegt darin, einen Photoleiter zu verwenden, der nicht abgenutzt wird.
Aus den oben beschriebenen Gründen verwendet die Ausführungs form das Konstantspannungs-Steuerschema, obwohl es die Spannung in Verbindung mit dem sich verändernden Widerstand der Ladewalze 8 korrigieren muß. Wie in 1 gezeigt, ist ein Thermistor 43 auf der Gehäuseabdeckung 4 montiert, um die Temperatur der Walze 8 zu messen. Der Thermistor 43 mißt die Oberflächentemperatur der Walze 8 und übermittelt sein Ausgangssignal zu einer Schaltung, die die Spannung auf der Grundlage einer Widerstandsänderung korrigiert, die einer Änderung der Temperatur zuzuordnen ist. Der Thermistor 43 ist derart angeordnet, um die Walze 8 zu berühren, wenn die Walze 8 von der Trommel 7 abläßt.
Der Thermistor 43, der auf der Gehäuseabdeckung 4 aufgebaut ist, räumt die Erfordernis nach einem ausschließlichen Aufbauabschnitt dafür aus und vereinfacht dadurch die Einrichtung und insbesondere seine Bilderzeugungseinheit 1. Zusätzlich, weil der Thermistor 43 die Walze 8 berührt, wenn die Walze 8 von der Trommel 7 beabstandet ist, d.h. wenn keine Spannungen an die Walze 8 angelegt werden, ist sie vor einer Beschädigung geschützt, die der an die Walze 8 angelegten Spannung zuzuordnen ist.
Für die Entwicklungseinrichtung 10 wird der Entwickler vom Zwei-Komponententyp oder die Toner-/Trägermischung 101 in dem Entwicklungsgehäuse 12 gespeichert, wie unter Bezugnahme auf die 1, 3 und 4 festgehalten worden ist. Der Träger wird in der Form z.B. von feinen bzw. kleinen Eisenkugeln oder -bällen realisiert. Eine erste und eine zweite Rühreinrichtung 44 und 45, die später beschrieben werden, rühren den Entwickler 101, während sie ihn durch die Kammer 90 in Richtung bzw. zu der Büchse bzw. Walze 11 hin umwälzt. Der Entwickler 101, der auf der Büchse 11 abgelagert bzw. abgeschieden ist, wird in seiner Dicke durch das Rakel 14 geregelt, das zu der Büchse 11 benachbart ist. Der Abschnitt der Büchse bzw. Walze 11, der der Trommel 7 gegenüberliegt, ist durch das Gehäuse 12 zu der Außenseite freigelegt.
Die Büchse bzw. Walze 11 ist ein unmagnetischer hohler Zylinder, der z.B. aus Aluminium geformt ist und beispielsweise einen äußeren Durchmesser von 16 mm bis 20 mm hat. Der äußere Umfang der Büchse bzw. Walze 11 ist glatt oder ist gekerbt oder in einer anderen Weise wellenförmig, um die Förderung des Entwicklers zu verstärken.
Wie in 4 gezeigt, erstreckt sich eine Achse 46 durch die Büchse 11 und trägt darauf die zuvor aufgezeigten Magnete 13. Das vordere Ende 46a der Achse oder Welle 46 ist, wie in 4 gezeigt, an dem Gehäusekörper 3 des Gehäuses 2 der Einheit in einer Weise befestigt, die beschrieben wird. Das hintere Ende 46b wird in einem Walzenendabschnitt 47a über ein Lager aufgenommen. Der Walzenendabschnitt 47 ist an dem hinteren Ende der Walze 11 befestigt. Die Achse 46 und die Walze oder Büchse 11 sind deshalb relativ zueinander drehbar. Der Walzenendabschnitt 47 weist einen Achsabschnitt 47a auf, der drehbar durch den Gehäusekörper 3 getragen wird, wie später beschrieben wird. Das vordere Ende der Walze 11 wird drehbar durch die Achse 46 über ein Lager getragen. Es ist zu bemerken, daß die Ausdrücke "Vorderseite" und "Rückseite" im Hinblick auf die Richtung verwendet werden, in der die Bilderzeugungseinheit 1 an dem Einrichtungskörper aufgebaut und von diesem abgebaut wird.
Die Achse 46 wird unbeweglich durch die Gehäuseeinheit 2 zusammen mit den Magneten 13 getragen, während die Büchse bzw. Hohlwalze 11 drehbar durch die Achse 46 getragen wird, wie. oben aufgeführt ist. Eine Kupplung 48 ist auf dem Walzenendabschnitt 47 aufgebaut, mit einer Kupplung 49 (2) gepaart, an dem Einrichtungskörper montiert. Die Walze oder Büchse 11 wird, wie in 1 gezeigt, über die Kupplungen 49 und 48 und den Walzenendabschnitt 47 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Eine Vorbelastung für die Büchse 11 wird durch den Einrichtungskörper über die Kupplungen 49 und 48 ausgeübt.
Die 10 zeigt ein Verhältnis zwischen der Büchse 11, den Magneten 13, die unbeweglich in der Büchse 11 angeordnet sind, und der Trommel 7. Wie gezeigt, sind die Magnete 13, d.h. ein erster Magnet 13a bis zu einem fünften Magneten 13e, auf der Achse 46 in der umfänglichen Richtung der Büchse 11 angeordnet und jeder erstreckt sich in axialer Richtung der Büchse 11. Magnetfeldverteilungen P₁–P₆, die durch die jeweiligen Magnete 13a bis 13e erzeugt worden sind, treten, wie dargestellt, in der umfänglichen Richtung der Büchse 11 auf.
Der erste Magnet 13a liegt im wesentlichen der Trommel 7 gegenüber und seine Magnetfeldverteilung P₁ weist einen Spitzenwert auf, der um einen Winkel θ von 3 Grad bis 10 Grad oberhalb einer Linie beabstandet ist, die den Mittelpunkt bzw. die Mittelachse der Trommel 7 und den bzw. die der Büchse 11 verbindet. Die Spitzenflußdichte reicht von 80 mT (Millitesla) bis 100 mT. Wenn die Spitzenflußdichte gering ist, kann der Träger den Entwickler nicht auf der Büchse 11 zurückhalten und er fliegt herum. Wenn die Spitzenflußdichte zu hoch ist, dann neigt der auf der Trommel 7 abgelagerte Toner dazu, in der umfänglichen Richtung der Trommel 7 zu verbleiben und zusätzlich neigt die Büchse 11 dazu, den Toner von Abschnitten der Trommel 7 mit niedrigem Potential zu sammeln. Sollte der Winkel θ übermäßig sein, würde das Entwicklungsvermögen verschlechtert werden.
Die Magnetismusverteilung bzw. Magnetfeldverteilung P₂ des zweiten Magneten 13b weist eine Spitzenflußdichte von 50 mT bis 80 mT in der Umgebung oder Nähe der Öffnung des Gehäuses 12 auf. Dieser Magnetismus dient zum Befördern des Entwicklers in das Gehäuse 12 und um Luft um den Boden des Gehäuses 12 herum in das Gehäuse 12 zu fördern. Dies verhindert erfolgreich, daß der Toner aus dem Gehäuse 12 fliegt. Um die wirkungsvolle Zufuhr von Luft zu verstärken, ist es zu bevorzugen, daß der Abschnitt 12a des Gehäuses 12, der dem Abschnitt mit der Spitzenflußdichte entspricht, von der Büchse 11 abgewandt etwas konkav ist. Dies ermöglicht es dem Entwickler, einen ebenen bzw. leichten Kopf auszubilden.
Die Magnetismusverteilung P₃ des dritten Magneten 13c dient zum Fördern des Entwicklers in das Gehäuse 12 und wirkt zusammen mit dem vierten Magneten 13d, um die Magnetismusverteilung P₄ auszubilden, die eine Flußdichte von 10 mT oder weniger hat. In diesem Zustand wird der Entwickler von der Büchse 11 nach der Entwicklung getrennt.
Die Magnetismusverteilung bzw. Magnetverteilung P₅ des vierten Magneten 13d dient zum Zurückhalten des durch den zweiten Rührabschnitt 45 (4) auf die Büchse 11 zugeführten Entwicklers. Die Flußdichte ist in der Umgebung bzw. unmittelbaren Nähe der Rakel bzw. der Schneide 14 gering, so daß Entwickler die Schneide 14 passieren kann, während die Büchse 11 dichtend berührt wird. Im Ergebnis wird die Dicke des Entwicklers stabil bzw. gleichmäßig geregelt.
Die Magnetismusverteilung P₆ des fünften Magneten 13e dient zum Fördern des auf der Büchse 11 zurückgehaltenen Entwicklers durch den Magneten 13d zu dem Bereich des Magneten 13a. Die Spitzenflußdichte der Verteilung P₆ ist derart ausgewählt, daß der Entwickler die Einlaßdichtung 50 berührt, was später beschrieben wird, um den Entwickler zu stabilisieren und den Luftstrom um die Büchse 11 zu steuern.
Die Büchse 11 und die Trommel 7 sind durch einen Spalt Gp und einen Spalt Gd zwischen der Büchse 11 und der Schneide 14 bzw. der Rakel bestimmt. Der Spalt erfüllt die folgenden Gleichungen: Gp = Gd × (0,8 bis 1,0) mm Gp – Gd = (0 bis 0,15) mm
Wird angenommen, daß die umfängliche Geschwindigkeit der Büchse 11 vs (mm/sec) ist und daß die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 7 vp (mm/sec) ist, dann trifft die folgende Gleichung zu: Vs = (1 bis 2,5) × vp
Wie in den 4 und 11 gezeigt, wird der Achsenabschnitt 27a des Walzenendabschnitts 47 drehbar in einem hinteren Tragabschnitt 57 aufgenommen. Das vordere Ende 46a der Achse bzw. Welle 46 wird in einem vorderen Tragabschnitt 58 aufgenommen, jedoch in bezug auf den Abschnitt 58 nicht drehbar. Wie in 11 gezeigt, sind die Tragabschnitt 57 und 58 jeweils mit einem Schlitz ausgebildet und durch eine Schraube 49 an der Rakel bzw. der Schneide 14 befestigt, die in die Rakel über den Schlitz getrieben ist. Durch Lösen der Schrauben 59 ist es möglich, die Position der Schneide 14 bzw. der Rakel in bezug auf die Büchse 11 im wesentlichen in ihrer normalen Richtung einzustellen. Nach der Einstellung werden die Schrauben 49 festgezogen, um die Schneide 14 in bezug auf die Büchse 11 zu befestigen. Die Verschiebung der Schneide 14 in bezug auf die Büchse 11 und der sich ergebende Spalt zwischen der Schneide 14 und der Büchse 11 haben eine 1:1-Zuordnung bzw. -Entsprechung. Zusätzlich kann die obige Einstellung leicht vorgenommen wer den, nachdem die Schneide 14 und die Büchse 11 aus der Entwicklungseinrichtung entnommen worden sind.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist der Gehäusekörper 3 der Gehäuseeinheit 2 eine äußere Frontplatte 51 und eine innere Frontplatte 42 an seiner Front auf und hat eine hintere äußere Platte 53 und eine hintere innere Platte 54 an seiner Rückseite. Die Entwicklungsgehäuseabdeckung 5 (1 und 2) hat eine Frontplatte bzw. eine rückseitige Platte, die auf den oberen Kanten der inneren Platten 52 und 54 an deren unteren Kanten verbleibt. Die gegenüberliegenden Platten der Abdeckung 5 und der inneren Wandungen 52 und 54 bilden die Frontseitenwände und Rückseitenwände des Gehäuses 12 in Verbindung miteinander. Auf diese Weise wird das Gehäuse 12 durch einen Teil der Gehäuseeinheit 2 gebildet. Nur die hintere Platte der Abdeckung 5 ist in 1 gezeigt und mit 5a bezeichnet.
Die Flansche 86 und 87 sind jeweils an den axialen gegenüberliegenden Enden der Trommel 7 befestigt. Die Flansche 86 und 87 sind jeweils drehbar durch die innere Frontplatte 52 und die äußere Rückseitenplatte 53 über eine vordere und eine hintere Positionierungsplatte 55 und 56 getragen. Ein vorderer Tragabschnitt 58 ist über das vordere Ende 46a der Achse oder Welle 46 angekoppelt und wird nicht drehbar durch die innere Frontplatte 52 über die Positionierungsplatte 55 abgestützt. Ebenfalls wird der Achsabschnitt des Büchsenendabschnitts 47 drehbar durch die hintere äußere Platte 53 über die Positionierungsplatte 56 abgestützt. Ein hinterer Tragabschnitt 57 ist entfernbar in einer Rille bzw. Kerbe aufgenommen, die in der hinteren inneren Platte 54 ausgebildet ist.
Wie oben aufgeführt, werden die vorderen Enden und die hinteren Enden der Trommel 7 und der Büchse 11 durch die Gehäuseeinheit 2 über die gemeinsamen Positionierungsplatten 55 und 56 abgestützt. Bei dieser Konstruktion wird der Abstand zwischen dem Zentrum der Büchse 11 und dem der Trommel 7, d.h. der Spalt Gp zwischen der Walze oder Büchse 11 und der Trommel 7 konstant gehalten.
Wie in 11 gezeigt, wird eine Einlaßdichtungsabdeckung 60 durch die hinteren und vorderen Tragabschnitt 57 und 58 zurückgehalten. Wie ebenfalls in den 1 und 10 gezeigt ist, ist die zuvor aufgezeigte Einlaßdichtung 50 dünn und an die Einlaßdichtungsabdeckung 60 geklebt bzw. daran befestigt. Wie in 1 gezeigt, wird die Dichtungsabdeckung 60 der Entwicklungsstation zwischen der Büchse 11 und der Trommel 7 positioniert und deckt den oberen Abschnitt der Büchse 11 ab. Die Dichtungsabdeckung 60 regelt den auf der Büchse 11 abgelagerten Entwickler wie auch den Luftstrom. Die Einlaßdichtung 50 ist z.B. aus PET, PUR oder einem ähnlichen Harz bzw. Kunstharz oder Kunststoff ausgebildet und verhindert, daß der Toner aus der Entwicklungseinrichtung 10 fliegt.
Wie in 11 gezeigt; werden dünne Seitendichtungen 61 und 62 aus Harz bzw. Kunstharz gebildet und sind jeweils an den hinteren und den Tragabschnitten 57 und 58 befestigt bzw. angeklebt. Die Seitendichtungen 61 und 62, die den axialen Endabschnitten der Büchse 11 gegenüberliegen, verhindern, daß der Entwickler herumfliegt.
Wie in 4 gezeigt, weisen die erste und die zweite Rühreinrichtung 44 bzw. 45 Achsen bzw. Wellen 63 und 64 auf. Mehrere rechteckige bzw. mehr lange als breite Scheiben 65 und mehrere rechteckige bzw. eher lange als breite Scheiben 66 sind jeweils auf den Achsen 63 und 64 montiert. Die Scheiben 64 und 66 sind in 3 zwecks der Klarheit nicht dargestellt. Die Scheiben 65 und 66 sind jeweils teilweise geschnitten bzw. weggeschnitten. Die eher langen als breiten Scheiben 65 und 66 können mit Schrauben ersetzt werden, falls gewünscht, die an den Achsen 63 und 64 befestigt sind.
Die Achse 63 des Rührabschnitts 44 wird drehbar durch eine vordere Tragwand 67 gehalten, die in dem Gehäusekörper 3 und der zuvor aufgeführten hinteren inneren Wand 54 an ihren axial gegenüberliegenden Enden enthalten ist. Die Achse 64 des Rührabschnitts 45 wird drehbar durch die vordere und die hintere innere Platte 52 und 54 der Gehäuseeinheit 2 an ihren axial gegenüberliegenden Enden gehalten. Antriebszahnräder bzw. -ritzel 68 und 69 sind jeweils an den hinteren Enden der Achsen 63 und 64 befestigt. Entsprechend ist ein Antriebsritzel 70 an dem Büchsenendabschnitt 47 befestigt. Die Ritzel 70, 69 und 68 sind in Eingriff miteinander über Zwischenritzel, die nicht gezeigt sind.
Eine obere Aufteilung bzw. Trennung 71 steht zwischen den Rührabschnitten 44 und 45 und erstreckt sich parallel zu den Abschnitten 44 und 45. Das vordere und das hintere Ende der Teilung 71 sind mit einer Kerbe versehen, um jeweilige Durchgänge 71a und 71b zu bilden.
In der obigen Konstruktion wird die Büchse 11 gedreht, wenn der Büchsenendabschnitt 47 durch die Antriebseinrichtung gedreht wird, die auf dem Einrichtungskörper montiert ist. Zu der gleichen Zeit wird die Drehung des Abschnitts 74 auf die Rührabschnitte 44 und 45 über die Antriebsritzel 70, 69 und 68 und die Zwischenritzel übertragen. Im Ergebnis werden die Rührabschnitte 44 und 45 jeweils in eine vorbestimmte Richtung gedreht. Die Rührabschnitte 44 und 45 fördern jeweils den Entwickler in der Kammer 90 in eine Richtung X, während er gerührt wird. Folglich wird der Entwickler in der Kammer 90 über die Durchgänge 7a bzw. 71a und 71b zirkuliert, während der durch die Teilung 71 geführt wird. Dies lädt sowohl den Toner als auch den Träger des Entwicklers durch Reibung auf eine bestimmte Polarität. Der geladene Entwickler wird der Büchse 11 zugeführt, während der Entwickler von der Büchse 11 zu den Rührabschnitten 44 und 45 zurückgebracht wird. Weil die rechteckigen bzw. eher langen als breiten Scheiben 65 und 66 teilweise weggeschnitten sind, können die geschnittenen Kanten gegen den Entwickler schlagen und dadurch das Rühren fördern.
Angenommen sei, daß die rechteckigen bzw. eher langen als breiten Scheiben 65 und 66 jeweils einen Abstand P und einen geringen Durchmesser Y haben, wobei dann die folgende Beziehung bevorzugt erfüllt sein sollte: P = (1/3 bis 4/5) × Y.
Kleinere Abstände P würden die Fähigkeit zum Fördern des Entwicklers verringern und würden dadurch die Drehgeschwindigkeit der Rührabschnitte 44 und 45 erhöhen, wobei die Verschlechterung bzw. Schädigung des Entwicklers verstärkt würde. Größere Abstände P würden die Fähigkeit verringern, den Entwickler zu rühren.
Die Rührabschnitte 44 und 45 werden mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht und deren Scheiben 65 und 66 haben den gleichen geringen Durchmesser Y und den gleichen Abstand bzw. Teilung P. Die Abschnitte mit geringem Durchmesser der Scheiben 65 und 66 sollten vorzugsweise die folgende Gleichung erfüllen: vs = (1,1 bis 1,5) × v,wobei vs die Umfangsgeschwindigkeit der Büchse 11 und v die Umfangsgeschwindigkeit der Abschnitte mit geringem Durchmesser ist.
Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben 65 und 66 größer ist als die durch die obige Gleichung wiedergegebene Geschwindigkeit, dann steigt die auf den Entwickler wirkende Belastung an. Wenn sie geringer ist als die obige Geschwindigkeit, dann steigt die Zeitdauer, die erforderlich ist, um den Entwickler auf der Büchse 11 zu ersetzen, an und macht das sich ergebende Tonerbild bezüglich der Dichte unregelmäßig.
Der Abstand zwischen den Scheiben 65 und 66 und der Teilung 71 oder der Wand des Entwicklungsgehäuses sollte bevorzugt zwischen 0,5 mm und 2 mm liegen. Wenn der Abstand größer ist als der obige Bereich, dann verbleibt der Toner teilweise, ohne mit Sicherheit befördert zu werden. Wenn er kleiner ist als der obige Bereich, dann wird der Entwickler übermäßig gegen die Teilung 71 und die Gehäusewand gerieben und verschlechtert sich in einer kurzen Zeitdauer.
Wenn der Abstand zwischen den Scheiben 66 und der Büchse 11 zwischen 1,5 mm und 3 mm ausgewählt ist, ist es möglich, den Entwickler der Büchse 11 gleichmäßig zuzuführen und ihn von der Büchse 11 gleichmäßig zu sammeln. Wenn dieser Abstand übermäßig ist, dann kann der Entwickler nicht ausreichend der Büchse 11 zugeführt werden oder von dieser gesammelt werden. Wenn er zu gering ist, dann wird der Entwickler schnell aufgrund der Belastungen verschlechtert und kann nicht in einer gleichbleibenden Menge zugeführt werden.
Wie in den 1 und 4 gezeigt, ist ein zum Erfassen der Tonerkonzentration des Entwicklers 101 vorgesehener Sensor 72 auf dem Entwicklungsgehäuse 12 montiert. In der dargestellten Ausführungsform erfaßt der Sensor 72 die Tonerkonzentration in Ausdrücken der Permeabilität. Eine Tonerflasche 73 (1 und 2) ist entnehmbar an dem Einrichtungskörper montiert.
Angenommen. sei, daß die Tonerkonzentration des in der Kammer 90 gespeicherten Entwicklers 101 geringer ist als ein vorausgewählter Bezugspegel, wie durch den Sensor 72 bestimmt ist. Dann wird die Tonerflasche 73 über ihre Antriebsachse 74 in Reaktion auf den sich ergebenden Ausgang des Sensors 72 gedreht. Im Ergebnis wird frischer Toner von einer Mündung 73a, die in der Flasche 73 enthalten ist, in einen Nachfüllbereich 75 (3 und 4) über eine Öffnung 6a (2) nachgefüllt, die in der oberen Wand der oberen Abdeckung 6 ausgebildet ist. Der Nachfüllbereich 75 wird durch den Gehäusekörper 3 ausgebildet.
Insbesondere ist ein spiralförmiger Grat auf der inneren Wandung der Tonerflasche 73 ausgebildet. Während die Flasche 73 in Drehung ist, wird der frische Toner in Folge von hinten in Richtung nach vorne angetrieben, d.h. Mündung 73a durch den spiralförmigen Grat. Ein Trichter, der nicht gezeigt ist, zwischen der Flasche 73 und dem Nachfüllabschnitt 75 angeordnet, um den frischen Toner zuzuführen. Der Trichter verhindert, daß der von der Flasche 73 in den Nachfüllbereich 75 nachgefüllte Toner umherfliegt. Eine über ein Solenoid betriebene Kupplung, die nicht gezeigt ist, ist auf der Antriebsachse 74 montiert, um die Flasche 74 anzutreiben. In Reaktion auf einen Tonernachfüllbefehl wird die Kupplung angekoppelt, um die Antriebsachse 74 zu drehen.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist eine Schirmplatte 76 zwischen den Nachfüllbereich 75 und die Kammer 90 gesetzt und als ein dünnes Harz- bzw. Kunstharzblatt oder -platte, die mit einer Anzahl von Poren ausgebildet ist, realisiert. Ein Tonerantriebsabschnitt 78 ist in dem Nachfüllabschnitt 75 angeordnet und auf einer Achse 77 montiert. Ein Ritzel 79 ist an der Achse 77 befestigt und ist im Eingriff mit einem Ritzel 80, das an der Achse 63 des Rührabschnitts 44 befestigt ist. Die Poren der Schirm- bzw. Siebplatte 76 weisen einen Durchmesser von ungefähr 0,5 mm bis 1 mm auf. Die Achse 77 wird drehbar durch den Gehäusekörper 3 abgestützt.
Wenn der Rührabschnitt 44 gedreht wird, wird seine Drehung auf die Achse 77 über die Ritzel 80 und 78 übertragen. Dies veranlaßt den Tonerantriebsabschnitt 78 zum Drehen. Wenn die freie Kante des Tonerantriebsabschnitts 78 auf der Siebplatte 76 gleitet, wird der Toner von dem Nachfüllbereich 75 in die Kammer 90 über die Poren der Siebplatte 76 befördert.
Wie oben bemerkt, wird der von der Flasche 73 nachgefüllt frische Toner erst in dem Nachfüllbereich 75 gespeichert und dann in die Kammer 90 bißchen für bißchen über die Poren der Siebplatte 76 gefördert. Deshalb wird der Toner selbst dann, wenn er von der Flasche 73 nicht in einer konstanten Menge nachgefüllt wird, in einer vorbestimmten Menge zu einer Zeit in die Kammer 90 eingespeist. Der in die Kammer 90 eingeleitete Toner wird zusammen mit dem darin vorhandenen Entwickler durch die Rühreinrichtungen 44 und 45 gerührt.
Angenommen sei, daß der Sensor 72 fortwährend eine zu geringe Tonerkonzentration des Entwicklers mißt, trotz des Nachfüllens von frischem Toner. Dann wird bestimmt, daß der Toner der Flasche 73 ausgelaufen ist. Im Ergebnis wird ein Zustand wiedergegeben, der das nahe Ende des Toners anzeigt, um den Benutzer über den obigen Zustand zu alarmieren. Wenn die Flasche 73 trotz einer solchen Warnung nicht ersetzt wird, wird der Betrieb der gesamten Einrichtung gestoppt, wenn Bilder auf 50 weiteren Papierblättern der Größe A4 ausgebildet werden.
Ob die Flasche 73 ersetzt worden ist oder nicht, wird auf der Grundlage der Zeitdauer bestimmt, über die die vordere Tür, die nicht gezeigt ist, die an der Front des Einrichtungskörpers montiert ist, geöffnet worden ist. Nach dem Ersetzen der Flasche 73 wird fortwährend frischer Toner von der neuen Flasche über eine vorbestimmte Zeitdauer nachgefüllt. Wenn die Ausgangsspannung des Sensors 72 anzeigt, daß der Entwickler die vorausgewählte Tonerkonzentration erreicht hat, wird die Sperrung des Betriebs der Einrichtung aufgehoben.
Die zuvor aufgezeigte Entwicklerpatrone 81 ist auf der Entwicklergehäuseabdeckung 5 um die Öffnung 102 (2) herum montiert. Die Bilderzeugungseinheit 1 wird z.B. von einer Fabrik oder einer Nachschubstation an den Benutzer ausgeliefert, wobei die untere Öffnung der Patrone 81 durch ein nicht gezeigtes flexibles Dichtungsteil geschlossen ist. Die Patrone 81 ist mit einem zweikomponentigen Entwickler gefüllt, d.h. mit einer Mischung aus Toner und Träger. In diesem Zustand ist kein Entwickler in der Kammer 90 vorhanden.
Nach der Auslieferung der Einheit 1 an den Benutzer wird eine nicht dargestellte Walze gedreht, um das Dichtungsteil abzunehmen und dadurch den Boden der Patrone 81 freizulegen bzw, zu öffnen. Im Ergebnis fällt der Entwickler aus der Patrone 81 in die Kammer 90. Auf diese Weise ist der Entwickler in der Patrone 81, bis die Einheit 1 an den Benutzer ausgeliefert worden ist. Dies verhindert, daß der Entwickler durch Feuchtigkeit verschlechtert wird, während die Einheit 1 gelagert wird, und verhindert, daß der Entwickler aus der Entwicklungseinrichtung 10 herausleckt.
Im folgenden wird der Entwicklungsprozeß, der einen Entwickler vom Zwei-Komponententyp verwendet, und insbesondere das Konzept der diesen verwendende Magnetbürstenentwicklung beschrieben.
Elektrisches Feld für die Entwicklung
Das elektrische Feld E (V/mm), das zum Entwickeln zwischen der Trommel 7 und der Büchse 11 ausgebildet ist, gezeigt in 10, wird ausgedrückt durch: E = ε (Vd – Vb)/Gp (7),wobei ε die elektrische Konstante des Entwicklers ist, Vd das Potential ist, das auf dem Bildabschnitt der Trom- mel 7 abgeschieden ist, Vb die Vorspannung für die Ent- wicklung ist und Gp der Spalt (mm) zwischen der Trommel 7 und der Büchse 11 ist.
Wie die Gleichung (7) ausweist, ist es möglich, das elektrische Feld E auf der Grundlage der Vorspannung Vb der Entwick- lung zu steuern. Aus diesem Grund wird die Vorspannung für die Bilddichtesteuerung so verändert, um das elektrische Feld E zu steuern.
Auf den Toner wirkende Kräfte
12 gibt eine Vorlage der Haftkraft der Tonerpartikel T an den Trägerpartikeln C. Wie gezeigt, tauschen die Tonerpartikel T jeweils Ladungen mit Trägerpartikeln C aufgrund wiederholter Kontakte und Reibung aus und haben deshalb eine negative Ladung –q. Eine positive Ladung +q, die der Ladung –q entspricht, ist auf den Trägerpartikeln C abgelagert. Eine Haftkraft Ft, die an dem Punkt wirkt, wo die Tonerpartikel T die Trägerpartikel C berühren, besteht aus einer Coulomb-Kraft, die aus der Ladung q erhalten wird, und der kurz reichweitigen van der Waals-Kraft Fv, und wird ausgedrückt als: Ft = Fv + αq2/4πε0r2 (8), wobei r der Radius der Tonerpartikel T ist, ε₀ die dielektrische Konstante des Vakuums ist und α eine Konstante (1 bis 1, 9) ist, die von der dielektrischen Konstante des Toners abhängt.
Das Modell der isolierten Magnetbürstenentwicklung ist wie folgt. Die Entwicklung, die den Entwickler vom Zwei-Komponententyp verwendet, tritt auf, wenn die Antriebskräfte (elektrostatische Kräfte), die auf die Tonerpartikel T (q·E) wirken, die Haftung bzw. Adhäsion überwinden, die zwischen den Tonerpartikeln und den Trägerpartikeln C wirkt: q·E > Fv + αq2/4πε0r2 (9)
Die obige Beziehung (9) ist leicht zu verstehen, wenn ein Bezug zu 13 hergestellt wird. Die 13 zeigt elektrische Felder E₁ und E₂, die intensiver sind als E₁; Linien stellen jeweils eine Entwicklungskraft dar, die mit dem jeweiligen elektrischen Feld verfügbar ist. Das elektrische Feld E₁ läßt keine Entwicklung auftreten. Andererseits erstrecken sich qE₂ oberhalb einer Ft-Kurve zwischen q₁ und q₂, so daß sämtliche der Tonerpartikel, deren Ladungen in dem obigen Bereich liegen, ein latentes Bild entwickeln können.
Mit einer üblichen Bilderzeugungseinheit, die zumindest ein photoleitfähiges Element und eine Entwicklungseinrichtung hat, war ein Entwickler vom einkomponentigen Typ, der keinen Träger enthält, vorherrschend vor dem Entwickler vom zweikomponentigen Typ. In einer derartigen Bilderzeugungseinheit muß eine Entwicklungsbüchse sehr dicht an dem photoleitfähigen Element angeordnet sein, um Tonerpartikel von dem ersteren auf den letzteren zu übertragen, weil ein Träger oder ein ähnliches Medium nicht vorhanden ist; der Spalt zwischen diesen ist üblicherweise 0 mm bis 0,3 mm. Es sei angenommen, daß der Toner in der üblichen Einheit wie in der dargestellten Ausführungsform rückgeführt wird, um einen Abfalltonertank oder andere ausschließliche Teile zu vermeiden. Dann ist es, weil der aus dem photoleitfähigen Element abgelagerte und dann durch die Reinigungseinrichtung gesammelte Toner Papierstaub oder andere Verunreinigungen enthält, wahrscheinlich, daß die Verunreinigungen den obigen kleinen Spalt verstopfen und weiße Streifen oder andere Fehlerhaftigkeiten verursachen, die auf Bildern auftreten. Aus diesem Grund ist das Tonerrückführschema für das System, das den Entwickler vom einkomponentigen Typ verwendet, nicht verfügbar. Obwohl die Tonerrückführung bei einigen Bilderzeugungseinrichtungen, die Entwickler vom einkomponentigen Typ verwenden, in die Tat umgesetzt worden ist, verringert dies die Lebensdauer der Bilderzeugungseinheit auf lediglich 10 K (K = 1000) in Ausdrücken der Kopienanzahl.
In der dargestellten Ausführungsform, die den zweikomponentigen Entwickler verwendet, kann der Spalt zwischen der Trommel 7 und der Büchse bzw. der Hohlwalze 11 auf 0,5 mm oder darüber hinaus erhöht werden. Folglich werden im Hinblick auf die Tonerrückführung Verunreinigungen, die Papierstaub umfassen, davon abgehalten, den Spalt zu verstopfen, und die Lebensdauer der Bilderzeugungseinheit wird auf z.B. 30 K in Ausdrücken der Kopienanzahl erstreckt, was mehr als das doppelte der Lebensdauer der herkömmlichen Einheit ist. Dies verringert die Gesamtkosten, obwohl der Träger die Kosten erhöht. Zusätzlich werden die Wartungskosten verringert, weil die Zeitintervalle zwischen den Ersetzungen für die Bilderzeugungseinheit 1 verlängert ist.
Die Übertragungswalze oder Bildübertragungseinrichtung 15 ist wie folgt aufgebaut und angeordnet. Die Walze 15 weist einen metallischen Kern und eine Umhüllung bzw. Umwicklung aus leitendem Harz auf, der um den Kern gepackt ist. In der dargestellten Ausführungsform wird die Walze 15 gleichmäßig in Richtung der Trommel 7 durch nicht gezeigte Kompressionsfedern zusammen mit Lagern vorbelastet. Ein konstanter Strom wird der Walze 15 für die Übertragung des Toners von der Trommel 7 auf das Papier zugeführt. Die Walze 15 ist wie die Ladewalze 8 in Richtung der Trommel 7 und davon weg bewegbar.
Der Bildübertragungsmechanismus wird nun unter Bezugnahme auf 14 erläutert. Wie dargestellt, wird eine geladene Tonerschicht dt, die eine Volumenladungsdichte p hat, auf der Trommel 7 ausgebildet, die die photoleitfähige Schicht 31 hat, deren Dicke dm beträgt. Das Papier 100, das eine Dicke dp hat, ist unterhalb der Tonerschicht td angeordnet. Die Tonerschicht dt und das Papier 100 sind voneinander durch einen Spalt g beabstandet. Eine Ladung σc, die zu dem geladenen Toner dt in der Polarität entgegengesetzt ist, ist auf dem Papier 100, abgeschieden. Unter diesen Bedingungen sei angenommen, daß die Tonerpartikel T von der Oberfläche der Trommel 7 durch einen Abstand x beabstandet sind und eine Ladung qt haben. Dann wirkt eine Kraft Fe(x) auf die Partikel T, die ausgedrückt wird als: Fe(x) = qt{–σc –p (dt – x)}/(ε0·Kt) (10),wobei ε₀ die dielektrische Konstante des Vakuum ist und Kt die spezifische induktive Kapazität der Tonerschicht ist.
Man nehme an, daß die elektrostatische Kraft Fe(x), die auf den geladenen Toner T wirkt, der in einem Abstand x angeodnet ist, zu der mechanischen Haftkraft Fa ausgeglichen ist, daß die Tonerschicht an einem derartigen Punkt in zwei unterteilt ist und daß nur die Tonerschicht, die eine Dicke (dt – x) hat, auf das Papier 100 übertragen wird. Dann ist das Übertragungsverhältnis η wiedergegeben durch: η = (dt – x)/dt = ∫σ1 – 1/(p·dt){σc + (ε0·Kt)Fa/qt} (11)
Im Hinblick auf die Gleichung (10) sei angenommen, daß der Toner eine Dichte δ hat und die geladene Tonerschicht ein Packungsverhältnis p und eine spezifische Ladung Tp hat, wobei dann die Volumenladungsdichte ρ ausgedrückt wird als ρ = δ·p·Tp. Wird auch angenommen, daß ein einzelnes Tonerpartikel eine Masse m hat, dann wird die Ladung qt des Toners ausgedrückt durch qt = Tp·m. Deshalb kann die Gleichung (10) neu geschrieben werden als: Fe(x) = {–σc·m·Tp – δ·p·(dt – x)Tp2}/(ε0·Kt) (12)
Die obigen Gleichungen sind die Gleichungen des Übertragungsmodells.
Im folgenden wird die Steuerung über die Bildübertragung von der Trommel 7 auf das Papier 100 beschrieben. Die 15 und 16 zeigen ein Übertragungsmodell unter der Annahme, daß das Papier 100 die mit der Einrichtung maximal verfügbare Größe hat und daß der Toner zugegen ist. Ein Übertragungsstrom Ib in dem Bildabschnitt der Trommel 7 wird erzeugt durch: Ib = (V – V1)/(R + Zb) (13),wobei Zb gleich ist zu (1/Cd + 1/Cp + 1/Ct), Cd gleich ist zu K₀·Kd·L·Vp/d, Cp gleich ist zu K₀·Kp·L·Vp/dp, Dt gleich ist zu K₀·Kt·L·Vp/dt, V gleich der Übertragungsspannung ist, V1 gleich dem Oberflächenpotential des Bildabschnitts ist, R der Widerstand der Übertragungswalze 15, K₀ die dielektrische Konstante ist, Kd die spezifische induktive Kapazität der photoleitenden Schicht 31 ist, Kp gleich der spezifischen induktiven Kapazität des Papiers 100 ist, Kt gleich der spezifischen induktiven Kapazität der Tonerschicht ist, d gleich der Dicke der Schicht 31 ist, dp gleich der Dicke des Papiers 100 ist, dt gleich der Dicke der Tonerschicht ist, L gleich der Breite des Papiers 100 ist und Vp die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 7 ist.
Wenn die jeweiligen Werte für die Gleichung (13) ersetzt werden, wird der Ausdruck V-V1 ausgedrückt als: V – V1 = Ib·R + (Ib·dp)/(K0·Kp·L·Vp) + (Ib·dt)/ (K0·Kt·L·Vp) + (Ib·d)/(K0·Kd·L·Vp) (14)
Es sei angenommen, daß die Bildübertragung durch das Konstantstromsystem gesteuert wird, wobei dann die Übertragungsladung σc, die im Verhältnis zu dem Bildübertragungsmechanismus beschrieben ist, gleich dem Ausdruck Ib/L·Vp der Gleichung (14) ist und sich auf das Papier 100 bezieht. Folglich ist es möglich, einen stabilen Ladestrom zu allen Zeiten zuzuführen, in dem die Bildübertragung so gesteuert wird, daß der Strom Ib konstant bleibt.
Im Hinblick auf das Konstantspannungssteuersystem sei angenommen, daß die Übertragungsspannung V nach der Gleichung (14) konstant ist. Dann, wenn der Widerstand R der Walze 15 aufgrund einer merklichen Änderung der Umgebung steigt, steigt die Spannung des Walzenbereichs mit dem Ergebnis, daß die an das Papier 100 anzulegende Spannung abfällt. Die sich ergebende Änderung der Übertragungsladung verhindert, daß stabile Bildübertragungsbedingungen eingestellt werden. Deshalb ist die Konstantstromsteuerung gegenüber der Konstantspannungssteuerung vorteilhaft, wenn es zu Änderungen des Widerstandes der Walze 15 kommt.
Angenommen sei, daß das Papier 100 zugegen ist, jedoch der Bereich, in dem der Toner zugegen ist, gering ist, wie in den 17 und 18 gezeigt, oder daß die Trommel 7 und die Übertragungswalze 15 einander unmittelbar über einem wesentlichen Bereich aufgrund einer geringen Papiergröße berühren, wie in den 19 und 20 gezeigt ist. Ein in den in den 17 und 18 gezeigten Zustand fließender Strom Iw wird erzeugt durch: Iw = (V – Vd)/(R + Zw) (15),wobei Zw gleich (1/Cd + 1/Cp) ist.
Ein Strom Id, der in dem in den 19 und 20 gezeigten Zustand fließt, wird erzeugt durch: Id = (V – Vd)/(R + Ze) (16),wobei Zd gleich (1/Cd) ist und Vd das Oberflächenpotential von Abschnitten ohne Bild oder Hintergrund der Trommel 7 ist.
In dem Fall der Konstantstromsteuerung, wenn ein Papier geringer Größe, z.B. DIN A6, hindurchgeführt wird, fließt viel Strom über die Trommel 7. Folglich ist ein ausreichender Strom Ib nicht zu erzielen, wobei sich eine fehlerhafte Bildübertragung ergibt. Unter Berücksichtigung hiervon kann eine Anordnung hergestellt werden, so daß der Widerstand der Walze 15 gemessen wird und dann die Spannung, die zu dem gemessenen Widerstand paßt und dazu in der Lage ist, eine passende Übertragungsladung zur Verfügung zu stellen, angelegt wird. Diese Art von Schema wird im einzelnen beschrieben werden. Man nehme an, daß eine Spannung V₁ einen Strom I₁ dazu veranlaßt, wenn kein Bilderzeugungsbetrieb vorgenommen wird. Dann wird der Strom I₁ ausgedrückt durch I1 = (V1 – Vd)/(R + Zd) (17), wobei Vd das Ladungspotential ist und zuvor bekannt ist.
Aus der Gleichung (17) wird der Widerstand R der Walze 15 erzeugt durch: R = I/I1·{V1 – Vd – (I1·Id)/Cd} (18),wobei Cd die Kapazität der photoleitenden Schicht ist und ebenfalls zuvor bekannt ist.
Angenommen sei, daß die Spannung, die es Ib erlaubt, einen angemessenen Strom I₂ zu einer Zeit einer Bilderzeugung zu erreichen, V₂ ist, dann ergibt sich eine Gleichung: I2 = (V2 – V1)/(R + Zb) (19)
Indem die Gleichung (18) für die Gleichung (19) ersetzt wird, ergibt sich die Spannung VZ durch: V2 = (I2/I1) × (V1 – Vd) + I2(Zb – Zd) + V1 (20)
Wenn die Spannung V₂, die von V₁ zu unterscheiden ist, durch die obige Gleichung (20) erzeugt wird und während des Verlaufs der Bilderzeugung angelegt wird, dann kann das Bild durch eine angemessene Spannung V übertragen werden, die zu dem Widerstand R der Walze 15 zu sämtlichen Zeiten paßt.
Der Einfluß der linearen Geschwindigkeit der Trommel 7 ist wie folgt. Um das Verhältnis zwischen Umfangsgeschwindigkeit Vp der Trommel 7 und dem Widerstand R der Walze 15 zu erkennen, werden die Gleichungen (13), (14) und (15) umgeschrieben, um R wie folgt zu erzeugen: R = (V – V1)/(Qb·L·Vp) – Yb/Vp (21) R = (V – Vd)/(Qw·L·Vp) – Yw/Vp (22) R = (V – Vd)/(Qd·L·Vb) – Yd/Vp (23)wobei Yb/Vp gleich ist zu 1/Cd + 1/Cp + 1/Ct, Yw/Vp gleich ist zu 1/Cd + 1/Cp, Yd/Vp gleich ist zu 1/Cd und Qb, Qw und Qd sind jeweils die Ladungen des Bildabschnitts, des Abschnitts ohne Bild und des Abschnitts ohne Papier für einen Bereich der Einheit, d.h. Qb = Ib/L·Vp, Qw = Iw/L·Vp und Qd = Id/L·Vp.
Es wird zu erkennen sein, daß, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 7 geändert wird, der Widerstand der Walze 15 nur im umgekehrten Verhältnis zu der Umfangsgeschwindigkeit geändert werden sollte.
In der Gleichung (16) ist der Ausdruck, der sich auf die Entladungsstartspannung (Vg) bezieht und im Verhältnis zu dem Ladungsmechanismus der Ladewalze 8 aufgeführt ist, weggelassen. Dies wird gemacht, weil Vg ausgedrückt wird als 312 + 6,2 × d/Kd + √(7737.6 × d/Kd) und als im wesentlichen konstanter Wert angesehen werden kann, der durch die Dicke d und die spezifische induktive Kapazität Kd der photoleitenden Schicht bestimmt ist.
In der in 1 gezeigten Reinigungseinrichtung 17 ist die Reinigungsrakel bzw. Renigungsschneide 18 ein flaches Teil, das aus Polyurethan-Kunststoff bzw. -Gummi oder ähnlichen elastischen Materia- lien ausgebildet ist. Die Rakel 18 ist an dem metallenen Rakelhalter 82 durch Befestigen, Kleben oder durch beidseitig klebendes Klebeband befestigt. Wie ebenfalls in 3 gezeigt, sind zwei Positionierungsstifte 83 in eine geneigte Oberfläche 84 gesteckt, die in dem Gehäusekörper 3 enthalten sind. Der Rakelhalter 82 wird durch den Stift 83 auf seine Bewegung parallel zu der geneigten bzw. abgeschrägten Oberfläche 84 eingeschränkt. Zusätzlich ist der Rakelhalter 82 an dem Gehäusekörper 3 durch Schrauben 85 in der Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Trommel 7 befestigt. Die Schrauben 85 bewirken, daß der Rakelhalter 82 der Konstruktion der geneigten Oberfläche in der gleichen Richtung wie die Oberfläche, an die die Rakel 18 geklebt ist, folgt. Im Ergebnis ist die Rakel 18 in seiner Stellung in der Richtung senkrecht zu der geneigten Oberfläche 84 beschränkt.
Durch die obige Konstruktion werden der Winkel und der Druck, mit dem die Rakel 18 die Trommel 7 berührt, sichergestellt. Dies vermeidet eine fehlerhafte Reinigung, Lärm und andere unerwünschte Erscheinungen. Die Stellungen der Schrauben 85 in der Stoß- bzw. Schubrichtung können außerhalb der gegenüberliegenden Enden der Trommel 7 einschließlich der Flansche 86 und 87 sein. Dann kann nur die Rakel 18 ausgetauscht werden, wobei die Trommel 7 in der Anordnung verbleibt.
Eine Einrichtung zum Rückführen des Toners, die auch in der Einrichtung enthalten ist, wird hiernach beschrieben. Der von der Trommel 7 durch die Reinigungsschneide 18, die in den 1 und 3 gezeigt ist, geschabte bzw. gekratzte Toner wird zu dem vorderen Bereich des Reinigungsgehäuses 19 durch eine Tonerfördereinrichtung 20 gefördert. Dann wird der Toner nach außerhalb des Gehäuses 19 über ein Rohr 88 befördert, das aus dem Gehäuse 19 vorsteht. Ein Zahnrad oder Ritzel, das nicht gezeigt ist, ist an dem hinteren Ende der Fördereinrichtung 20 befestigt und in Eingriff mit dem Ritzel gehalten, das gemeinsam mit dem hinteren Flansch 87 der Trommel 7 ausgebildet ist. In diesem Zustand wird die Drehung der Trommel 7 auf die Fördereinrichtung 20 übertragen.
Wie in den 3, 21 und 22 gezeigt, ist das vordere Ende der Fördereinrichtung 20, das von dem Gehäuse 19 vorsteht, als eine Walze 91 realisiert. Ein Paar von Stiften 89 ist auf die Walze 91 gesteckt bzw. damit gespickt. Ein Tonerrückführband 92 verläuft über die Walze 91. Eine Anzahl von Schlitzen 93, die die gleiche Länge haben, sind in dem Band 92 an gleichmäßig beabstandeten Orten entlang des Umfanges des Bandes 92 ausgebildet. Die Stifte oder Bolzen 89 werden jeweils in irgendeinem der Schlitze 93 aufgenommen. Wie in 3 gezeigt, ist das Band 92 in dem zuvor aufgezeigten Tonerbeförderungsweg in einem Mulden- bzw. Wannenabschnitt 94 angeordnet, der durch einen Teil des Gehäusekörpers 3 ausgebildet ist. Der obere Abschnitt des Weges wird durch die obere Abdeckung 6 (siehe auch 2), wie zuvor aufgeführt, geschlossen.
Wie in den 3 und 22 gezeigt, läuft das Band 92 auch über eine angetriebene Walze 95, die drehbar in dem Muldenabschnitt 94 angeordnet ist. Wenn die Beförderungseinrichtung 20 gedreht wird, veranlaßt sie die Stifte 89 der Walze 91, der Reihe nach in die Schlitze 93 des Bandes 92 einzutreten. Im Ergebnis wird das Band 92 in einer Richtung angetrieben, die durch einen Pfeil in 22 angezeigt wird. Eine Anzahl von elastischen Rippen oder Leitblechen 96 steht von dem äußeren Umfang des Bandes 92 ab und diese sind voneinander in der Umfangsrichtung des Bandes 92 beabstandet. Während das Band 92 in Drehung ist, gleiten die Rippen bzw. Bleche 96 auf dem inneren Umfang des Wannenabschnittes 94 und dem der oberen Abdeckung 6.
Während der Toner, der aus dem Gehäuse durch die Fördereinrichtung 20 herausgetrieben wird, sich instabil um den Abschnitt bewegt, in dem das Gehäuse 19 zu dem Band 92 benachbart ist, fällt er in den Wannenabschnitt 94 über die Schlitze 93 des Bandes 92. Dann fördern die Rippen oder Bleche 96 den Toner zu der Kammer 90 der Entwicklungseinrichtung 10 entlang des Tonerförderweges. Da die Rippen oder Bleche 96 gegen die innere Peripherie des Wannenab schnitts 94 gedrückt werden, fördern sie sämtlichen Toner sicher zu der Kammer 90, ohne dem Toner eine übermäßige Belastung aufzuerlegen.
Die innere Peripherie des Wannenabschnitts 94 umfaßt eine geneigte bzw. abgeschrägte Oberfläche 94a, die an die angetriebene Walze 95 angrenzt bzw. dazu benachbart ist. Die Rippen bzw. Bleche 96 werden sämtlich elastisch deformiert, wenn sie auf der geneigten Oberfläche 94a gleiten und federn dann zurück, wenn sie diese verlassen. Im Ergebnis wird der Toner, der durch die Rippen oder Bleche 96 gefördert wird, in Richtung des zweiten Rührabschnitts 42 (4) gesandt. Auf diese Weise wird der Toner sicher zu der Kammer 90 befördert, mit dem in der Kammer 90 vorhandenen Entwickler gemischt und dann wieder zur Entwicklung verwendet.
Wie in 21 gezeigt, sei angenommen, daß das Band 92 eine Dicke t₁ hat, während die Rippen 96 jeweils eine Dicke t₂ haben. Dann wird die Dicke t₂ als kleiner ausgewählt, als die Dicke t₁, d.h. die Rippen 96 weisen eine größere Elastizität auf als das Band 92. Dies begünstigt die den Rippen 96 zugeordnete Funktion in vorteilhafter Weise.
Mit der obigen Tonerrückführeinrichtung ist es möglich, einen Abfalltonerbehälter, der ansonsten benötigt würde, um den von der Trommel 7 gesammelten Toner zu speichern, wegzulassen. Der von der Trommel 7 gesammelte Toner kann durch die Entwicklungseinrichtung 10 wirkungsvoll neuerlich verwendet werden.
Der Wannenabschnitt 94 ist durch ein Teil des Gehäusekörpers 3 ausgebildet, wie oben aufgeführt ist. Wenn der Wannenabschnitt 94 als ein von dem Gehäusekörper 3 unabhängiges Teil realisiert wird, neigt der Toner dazu, aus dem Zwischenraum zwischen diesem herauszulecken. Darüber hinaus benötigt der Wannenabschnitt 94 keinen Schwamm oder ein ähnliches Dichtteil, um den Toner daran zu hindern, herauszulecken. Zusätzlich fördern der gemeinsam ausgebildete Wannenabschnitt 94 und der Gehäusekörper 3 den einfachen Aufbau der Bilderzeugungseinheit 1.
Die Antriebsritzel 68 und 69 sind jeweils unbeweglich auf den hinteren Enden der Achsen 63 und 64 der Rührabschnitte 44 und 45 montiert, wie zuvor aufgeführt worden ist. Bei dieser Art von Anordnung ist es üblich, E-Ringe, C-Ringe (Sprengringe) oder ähnliche Halteeinrichtungen auf die Achsen zu setzen, um zu verhindern, daß die Ritzel von den Achsen rutschen. Jedoch erhöhen derartige Halterungen bzw. Sperren die Anzahl der Teile und die Kosten.
Im Gegensatz ist in der in den 3 und 4 gezeigten Konstruktion die hintere äußere Platte 53 der Gehäuseeinheit 2 jenseits der Antriebsritzel 68 und 69 angeordnet. Die Platte 53 spielt die Rolle einer Sperre bzw. einer Halterung, um zu verhindern, daß die Ritzel 68 und 69 von den Achsen 63 und 64 in der axialen Richtung rutschen. Insbesondere trägt die hintere innere Platte 54 des Gehäusekörpers 3 die Achsen 63 und 64 drehbar und die hintere äußere Platte 53 ist außerhalb der Platte 54 angeordnet. Die Ritzel 68 und 69 sind zwischen den Platten 53 und 54 positioniert. Die Platte 53 hindert die Ritzel 68 und 69 daran, von den Achsen 63 und 64 zu rutschen. Der obere Bereich des Raums, in dem die Ritzel 68 und 69 angeordnet sind, ist durch einen Teil der Entwicklungsgehäuseabdeckung 5 geschlossen. Dies verringert die Anzahl der Teile und die Kosten.
Darüber hinaus ist die Bedienungsperson daran gehindert, die Ritzel bzw. Zahnränder 68 und 69 zu berühren, weil diese in dem geschlossenen Raum zwischen den zwei Platten 53 und 54 angeordnet sind. Zusätzlich verhindert eine derartige Doppelwandkonstruktion des Gehäusekörpers 3 noch eher, daß Entwickler aus der Entwicklungseinrichtung 10 nach der Außenseite der Einheit 1 hin herausleckt. Insbesondere wird der Entwickler durch die äußere Platte 53 aufgefangen, selbst wenn etwas Entwickler über die innere Platte 54 und die hintere Seitenwand 5a (1) der Gehäuseabdeckung 5 aus der Kammer 90 herausleckt.
Wie in den 23 oder 24 gezeigt, können Erstreckungen 97 in der Gestalt von Rippen oder Zylindern auf den Abschnitten der hinteren äußeren Platte 53 ausgebildet sein, die den Antriebsritzeln 68 bzw. 69 gegenüberliegen. Dann berühren die Endflächen der Ritzel 68 und 69 die Erstreckungen 97, die jeweils nur einen geringen Bereich haben. Bei dieser Konstruktion wird Reibung, die zwischen den Ritzeln 68 und 69 und der Platte 53 wirkt, verringert, um in Folge das Drehmoment zum Antrieb der Ritzel 68 und 69 zu verringern. Zusätzlich wird der Verschleiß der Ritzel 68 und 69 und der Gehäuseeinheit 2 verringert.
Die obige Anordnung, in der ein Gehäuseabschnitt, der die Ritzel berührt, an der Außenseite der Ritzel angeordnet ist und verhindert, daß die Ritzel von den jeweiligen Achsen bzw. Wellen rutschen, ist nicht nur in einer Bilderzeugungseinheit anwendbar, sondern auch bei beliebigen anderen Arten von Maschinen und Einrichtungen.
Die 25, 26 und 27 zeigen jeweils eine spezifische Umsetzung, um zu verhindern, daß die Antriebszahnräder 68 und 69 nach innen in der axialen Richtung der Achsen 63 und 64 verrutschen. In 25 wird das Ritzel 68 oder das Ritzel 69 durch zumindest eine der hinteren inneren Wände 54 und ein Lager 154, das darauf montiert ist, daran gehindert, sich in der obigen Richtung zu bewegen. In 26 ist die Achse 63 oder 64 mit einer Schulter bzw. einem Ansatz 163 ausgebildet, um eine Sperre bzw, eine Halteeinrichtung der Ritzel 68 oder 69 zu bilden. In der 27 verhindert ein E- oder ein C-Ring 164 (Sprengring), daß sich die Ritzel 68 oder 69 in der obigen Richtung bewegen.
Die oben beschriebene Bilderzeugungseinrichtung besteht aus einer Anzahl von Einrichtungen und speichert den Entwickler 101 vom Zwei-Komponententyp in ihrer Entwicklungskammer 90. Die einzelne Einrichtung wird aufgrund von Alterung verschlechtert, bis sie unbrauchbar wird. Üblicherweise werden einzelne Einrichtungen durch eine neue Einrichtung ersetzt, wenn oder unmittelbar bevor sie unbrauchbar wird. Dies ist das Ende der Lebensdauer der Einrichtung. Wenn die verschiedenen Einrichtungen jeweils eine unterschiedliche Lebensdauer haben, dann muß die einzelne Einrichtung unabhängig von den anderen Einrichtungen ersetzt werden, woraus sich ein problematisches Auswechseln ergibt. Eine andere Art wird angesprochen, wenn sämtliche der Einrichtungen so aufgebaut sind, daß sie im wesentlichen die gleiche Lebensdauer haben, dann können sie gemeinsam durch eine einfache Operation ersetzt werden, wenn die Lebensdauer endet.
Jedoch ist bislang dem Verhältnis zwischen der Lebensdauer des Trägers, der in dem Entwickler enthalten ist, und der Lebensdauer der anderen Bilderzeugungseinrichtungen keine Beachtung geschenkt worden. Folglich ist der Entwickler üblicherweise allein ersetzt worden, wenn sich nur sein Träger verschlechtert hatte.
In der dargestellten Einrichtung sind die Trommel oder der Bildträger 7 und der Träger des Entwicklers 101 mit der gleichen Lebensdauer versehen. Wenn die Lebensdauer der Trommel 7 und des Entwicklers 101 enden, werden sie zu der gleichen Zeit ersetzt.
Ferner werden in der Einrichtung die Trommel oder der Bildtrager 7 und die Büchse oder der Entwicklerträger 11 zusammen auf der Gehäuseeinheit 2 aufgebaut bzw. angeord net, wodurch sie die Bilderzeugungseinheit 1 zusammenstellen. Der Entwickler 101 wird in dem Entwicklungsgehäuse 12 gespeichert, das durch einen Teil der Gehäuseeinheit 2 ausgebildet ist. Deshalb wird die Ersetzung der gesamten Einheit 1 vorgenommen, wenn die Lebensdauer der Trommel 7 und des Trägers enden und erhöht die wirtschaftliche Belastung des Benutzers nicht. Die Ersetzung der gesamten Einheit 1 kann leicht vorgenommen werden. Zusätzlich werden die Kosten der gesamten Einheit 1 verringert, weil das Gehäuse 12 der Entwicklungseinrichtung 10 durch die Gehäuseeinheit 2 gebildet wird. Dies verringert zusätzlich die wirtschaftliche Belastung des Verwenders.
Wenn nicht nur die Lebensdauer der Trommel 7, sondern auch die Lebensdauer der Ladewalze oder der Ladeeinrichtung 8 und die der Reinigungsrakel oder des Reinigungsteils 18 mit der Lebensdauer des Trägers zusammenfallen, können sämtliche Teile zu der gleichen Zeit ersetzt werden, wenn die Lebensdauer endet. Bei der dargestellten Einrichtung sind die Trommel 7, die Ladewalze 8, die Büchse 11 und das Reinigungsrakel 18 in eine einzige Bilderzeugungseinheit 1 eingebaut, während der Entwickler 101 in dem Gehäuse 12 gespeichert wird, das durch einen Teil der Gehäuseeinheit 2 gebildet ist. Folglich kann die Einheit 1 körperlich ersetzt werden, wenn deren Lebensdauer endet, während zusätzlich die Belastung des Benutzers verringert wird.
Darüber hinaus wird in der Einrichtung der von der Trommel 7 durch die Reinigungseinrichtung 17 abgenommene bzw. entfernte Toner in die Entwicklungseinrichtung 10 durch die Tonerrückführeinrichtung zurückgeführt, so daß der Toner wieder für die Entwicklung verwendet wird. Dies verringert die Belastung des Benutzers und befreit den Benutzer von übermäßigen Belastungen, selbst wenn die gesamte Einheit 1 ersetzt wird. Zusätzlich wird der Tonerförderweg der Rückführeinrichtung durch einen Teil der Gehäuseeinheit 2 ausgebildet. Dies hindert die Kosten für die Einheit 1 wirksam an einer Erhöhung.
Die Lebensdauer der einzelnen Bestandteile der Bilderzeugungseinheit 1 kann wie folgt eingestellt werden. Angenommen sei, daß die einzelnen Bestandteile das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, unmittelbar bevor sie unbrauchbar werden.
Zuerst wird die Lebensdauer des Entwicklers und genauer seines Trägers bestimmt, da die Abdeckschicht des Trägers in Folge aufgrund des wiederholten Rührens und der Zirkulation abgeschält wird, wobei die reibungsbedingte Ladecharakteristik des Trägers verschlechtert wird. Insbesondere kann die Lebensdauer des Entwicklers 101 ungefähr auf der Grundlage der Dicke der Abdeckschicht und der Gesamtmenge des in der Kammer 90 gelagerten Entwicklers 101 eingestellt werden.
Die Lebensdauer der Trommel 7 ist unter anderem wie die ihrer photoleitfähigen Schicht 31 bestimmt, die nach und nach von der Reinigungsschneide bzw. -rakel 18 abgeschabt wird, bis die Schicht 31 zu dünn wird, um ein angemessenes Ladepotential aufzubringen. Insbesondere kann die Lebensdauer der Trommel 7 ungefähr auf der Grundlage der Dicke der Schicht 31 eingestellt werden.
Die Lebensdauer der Reinigungsschneide bzw, des -rakels 18 wird durch den Druck, mit dem die Schneide 18 die Trommel 7 berührt, und durch den Verschleiß der Kante der Schneide 18 bestimmt, die die Trommel 7 berührt. Im allgemeinen verringert sich die Fähigkeit der Schneide 18, den Toner von der Trommel 7 zu entfernen, mit einer Erhöhung des Verschleißes der Schneidenkante bzw. Rakelkante. Jedoch, obwohl eine Erhöhung des Berührungsdrucks der Schneide 18, die auf die Trommel 7 einwirkt, den Verschleiß der Schneide 18 be schleunigt, varstärkt sie das Reinigen in einer wirksamen Weise und bestimmt dadurch die Lebensdauer der Schneide 18. Natürlich würde ein hoher Berührungsdruck die Drehmomentbelastung der Trommel 7 erhöhen. Es folgt, daß die Lebensdauer der Schneide 18 ungefähr auf der Grundlage des Berührungsdrucks der auf die Trommel 7 einwirkenden Schneide 18 eingestellt werden kann.
Die Lebensdauer der Ladewalze 8 ist von dem Druck, mit dem das Reinigungskissen 32 (1) auf die Ladewalze 8 zur Entfernung von feinen Tonerpartikeln von der Walze 8 drückt, abhängig. Insbesondere, obwohl ein hoher Druck die Wirksamkeit des Reinigens der Walze 8 erhöht, erzeugt er auf der Oberfläche der Walze 8 Kratzer und ergibt fehlerhafte Bilder. Ein geringer Druck verringert das Reinigungsvermögen des Kissens 32. Folglich kann die Lebensdauer der Walze 8 ungefähr auf der Grundlage des Drucks des Kissens 32, das auf die Walze 8 einwirkt, eingestellt werden.
Wie die Lebensdauer der Trommel 7 und die des Trägers des Entwicklers 101 miteinander in Übereinstimmung gebracht werden, wird nun insbesondere beschrieben. Man nehme an, daß die gemeinsame Lebensdauer der Trommel 7 und des Entwicklers 10 enden, wenn S Kopien, die jeweils ein Tonerbild tragen, erzeugt worden sind, und anschließend wird die Bilderzeugungseinheit 1 körperlich ersetzt. Wie für den Entwickler 101, werden die Dicke der Trägerabdeckschicht und die Menge des Entwicklers so gewählt, daß die reibungsbedingte Ladecharakteristik des Trägers unmittelbar nachdem S Kopien hergestellt worden sind, kritisch verschlechtert ist. Die reibungsbedingte Ladecharakteristik des Trägers kann durch die spezifische Ladung des Toners dargestellt werden (Menge der Ladung pro Einheitsgewicht Q/M). Die 28 zeigt ein Verhältnis zwischen der Spezifischen Ladung des Toners und der Anzahl von erzeugten Kopien. Wie dargestellt, wird der Hintergrund eines Bildes verschmutzt oder es weist eine verringerte Dichte auf, wenn die spezifische Ladung Q/M unter einen zulässigen Bereich abfällt. Die Dicke der Trägerbeschichtung und die Menge des Entwicklers 101 werden so ausgewählt, daß S Kopien erzeugt werden, unmittelbar bevor die obige Bedingung auftritt.
Man nehme z.B, an, daß die obige Zahl S 30K, 40K oder 50K (K = 1000) beträgt. Dann werden die Trägerbeschichtungsdicke und die Menge an Entwickler 101 so ausgewählt, daß die spezifische Ladung Q/M in dem Bereich von 10 μc/g bis 40 μc/g verbleibt, bis die 30K, 40K oder 50K Papiere erzeugt worden sind, fällt jedoch unter den obigen Bereich, unmittelbar nachdem mehr als eine derartige Anzahl von Kopien ausgegeben worden sind. Dies ermöglicht es, die Lebensdauer des Entwicklers genau einzustellen. Insbesondere wird die Dicke der Beschichtungslage bzw. -schicht ausgewählt, um 0,5 μm bis 1,5 μm zu sein, während die Menge (Gewicht) des Entwicklers 101 ausgewählt wird. Die Kosten fallen mit einer Verringerung der Menge des Entwicklers 101. Unter Berücksichtigung hiervon ist es zu bevorzugen, daß die Menge des Entwicklers 101 mit der Dicke der Beschichtungslage bzw. -schicht so kombiniert wird, daß sie sich mit einer Verringerung der eingestellten Anzahl von Kopien, d.h. der eingestellten Lebensdauer des Entwicklers 101, verringert.
Im Hinblick auf die Trommel 7 wird die Dicke der photoleitfähigen Schicht 31 auch so eingestellt, daß ein angemessener Ladestrom nicht mehr verfügbar ist, unmittelbar nachdem S Kopien hergestellt worden sind. Man nehme z.B. an, daß das Ladepotential über einen Bereich von weniger als 20 V aufgrund der Änderung der Dicke der Schicht 31 aufgrund von Alterung variiert. Dann sollte die Dicke der Schicht 31 nur so ausgewählt werden, daß in den in Verbindung mit dem Lademechanismus der Ladewalze 8 gezeigten Gleichungen die Entladestartspannung (Ladestartspannung) Vg, die gegenüber der veränderlichen Dicke der Schicht 31 empfindlich ist, um nicht mehr als 20 V variiert. Man nehme an, daß die Schicht 31 um einen Betrag 1, der im voraus bekannt ist, verschlissen ist, wenn S Kopien hergestellt worden sind. Man nehme auch an, daß die Schicht 31 eine anfängliche Dicke d und eine spezifische induktive Kapazität Kd hat, daß die anfängliche Ladestartspannung Vgs ist und daß die Ladestartspannung nach der Herstellung von S Kopien Vge beträgt. Dann treffen die folgenden Gleichungen zu: Vgs = 312 + 6,2 × d/Kd + √(7737,6 × d/Kd) Vge = 312 + 6,2 × (d – 1)/Kd + √{7737,6 × (d – 1)/Kd} Vgs – Vge = 1,931 + 49,17 {√d – √(d – 1}
Falls 1 beispielsweise 3 μm beträgt, gilt Vgs – Vge = 5,79 + 49,17 {√d – √(d – 3)}
Angenommen, daß der Änderungsbereich geringer als 20 V ist, dann gilt: Vgs – Vge = 5,79 + 49,17 {√d – √(d – 3)} ≤ 20 – √(d – 3) ≤ 0, 289
Angenommen, daß √d = D und d – 3 = D² – 3, dann gilt:
Durch Quadrieren der beiden Seiten der obigen Beziehungen wird erhalten: D2 – 3 ≤ D2 – 0,578D + 00835 0,578D ≤ 3,0835
Deshalb, D ≤ 5,33.
Von √d = D, d = D² gilt, und deshalb d = 5,332 = 28,4 μm.
Wird deshalb angenommen, daß die Schicht 31 um 3 μm verschlissen ist, wenn S Kopien hergestellt sind, dann kann der Änderungsbereich niedriger gehalten werden als 20 V, falls die anfängliche Dicke der Schicht 31 mit 28,4 μm ausgewählt wird.
Um z.B. die Lebensdauer der Trommel 7 dazu zu veranlassen, zu enden, wenn 30K Kopien erzeugt worden sind, wird die Dicke der Schicht 31 so ausgewählt, daß der Spannungsabfall, der der Änderung der Dicke zuzuordnen ist, weniger als 20 V beträgt, bis 30K Kopien hergestellt worden sind, jedoch größer als 20 V wird, unmittelbar nachdem 30K Kopien hergestellt worden sind. Falls die Schicht 31 um 2 μm nach der Herstellung von 30K Kopien verschlissen ist, dann beträgt die anfängliche Dicke ungefähr 13 μm, wie es durch die obigen Gleichungen festgelegt ist. Entsprechend wird, wenn die Lebensdauer der Trommel 7 nach der Herstellung von 40K Kopien enden sollte, dann die anfängliche Dicke mit ungefähr 20 μm ausgewählt, weil der Verschleiß der Schicht 1 2,5 μm beträgt. Ferner wird, falls die Lebensdauer der Trommel 7 mit der Herstellung von 50K Kopien zusammentrifft, dann die anfängliche Dicke mit ungefähr 28,4 μm ausgewählt, weil der Verschleiß der Schicht 31 3 μm beträgt.
Bei dem obigen Schema ist es möglich, die Lebensdauer des Entwicklers und die der Trommel 7 dazu zu bringen, zusammenzufallen, und deshalb die gesamte Bilderzeugungseinheit 1 zu der gleichen Zeit zu ersetzen. Dies verringert die Wartungskosten im Vergleich mit dem Fall, in dem jedes Bestandteil zu einer bestimmten Zeit ersetzt wird, merklich.
Die 29 zeigt ein Verhältnis zwischen dem Kontaktdruck der Reinigungsschneide 18, die auf die Trommel 7 einwirkt und den Verschleiß der Schneide bzw. der Rakel 18. Wie 29 ausweist, wird, um die Lebensdauer der Schneide 18 nach der Herstellung von S Kopien zu beenden, der obige Druck so ausgewählt, daß, wenn der Druck gering ist, eine fehlerhafte Reinigung nicht auftritt, bis S Kopien hergestellt worden sind, jedoch auftritt, unmittelbar nachdem mehr als S Kopien hergestellt worden sind. Dies trifft auch zu, wenn der Druck der Schneide 18 hoch ist.
29 zeigt eindeutig, daß, wenn der Druck groß ist, der Verschleiß der Schneide 18 beschleunigt wird, jedoch die Anzahl der Kopien, über die die Schneide 18 die Trommel 7 in einen wünschenswerten Zustand reinigen kann, ansteigt. Jedoch erhöht der hohe Druck die Drehmomentlast der Trommel 7 und deshalb die Belastung, die auf einen Antriebsmotor wirkt. Im Ergebnis wird ein Antriebsmotor benötigt, der eine große Kapazität hat, was die Kosten der Einrichtung erhöht. Unter dem Kostenaspekt sollte deshalb der Kontaktdruck der Schneide 18 nicht übermäßig hoch sein.
Wie oben aufgeführt, kann die Lebensdauer der Schneide 18 eingestellt werden und dazu gebracht werden, mit der Lebensdauer des Entwicklers zusammenzufallen. Dies ermöglicht es, die Schneide bzw. die Rakel und den Entwickler zu der gleichen Zeit zu ersetzen und dadurch zusätzlich die Wartungskosten zu verringern. Zum Beispiel wird, wenn die Lebensdauer des Entwicklers und der Trommel 7 mit der Herstellung von 30K Kopien zusammenfallen, der Berührungsdruck bzw. Kontaktdruck der Schneide 18 mit ungefähr 0,1176N/cm ausgewählt. Wenn die Lebensdauer mit der Herstellung von 40K Kopien endet, dann wird der Berührungsdruck bzw. Kontaktdruck mit ungefähr 0,1568N/cm ausgewählt. Falls ferner die Lebensdauer mit der Herstellung von 50K Kopien endet, wird der Kontaktdruck mit ungefähr 0,196N/cm ausgewählt.
Um die Lebensdauer der Ladewalze 8 bei der Herstellung von S Kopien zu beenden, wird die Walze 8 wie folgt konstruiert. Die 30 zeigt ein Verhältnis zwischen dem Kontaktdruck bzw. Berührungsdruck des Reinigungskissens 32, das auf die Ladewalze 8 einwirkt und dem Reinigungsvermögen des Reinigungskissens 32. Die 31 zeigt ein Verhältnis zwischen dem Kontaktdruck des Reinigungskissens, nachfolgend auch Kissen 32 genannt, und den Bildunregelmäßigkeiten, die Kratzern bzw. Schrammen, die auf der Walze 8 ausgebildet werden, zuzuordnen sind. In mit OK bezeichneten Bereichen in den 30 und 31 reinigt das Kissen 32 die Ladewalze in einer erwünschten Weise und befreit Bilder von kritischen Ungleichmäßigkeiten bzw. von Fehlern.
Wie die 30 und 31 andeuten, wird der Kissendruck so ausgewählt, daß das Reinigungsvermögen des Kissens 32 groß genug aufrechterhalten wird, um Bilder vor Unregelmäßigkeiten zu schützen, bis S Kopien hergestellt worden sind, jedoch fehlerhaft wird und Bilder unregelmäßig macht, unmittelbar nachdem mehr als S Kopien hergestellt worden sind. Auf diese Weise werden der Entwickler 101, die Trommel 7, die Reinigungsschneide und die Ladewalze 8 allesamt hinsichtlich ihrer Lebensdauer in Übereinstimmung gebracht.
Um z.B. die Lebensdauer der Walze 8 bei der Herstellung von 30K Kopien zu beenden, wird der Andruck des Kissens 32 mit ungefähr 5,88N ausgewählt. Falls die Lebensdauer der Walze 8 nach der Herstellung von 40K Kopien enden sollte, dann wird der Kissendruck mit ungefähr 7,84N ausgewählt. Ferner wird, falls die Lebensdauer der Walze 8 bei der Herstellung von 50K Kopien enden sollte, der Kissendruck mit ungefähr 9,8N ausgewählt. Bevorzugt sollte der Kissendruck auch relativ gering sein, solange, wie das von dem Kissen 32 geforderte Reinigungsvermögen erfüllt wird. Der geringe Kissendruck reduziert das Drehmoment für den Antrieb der Trommel 7, die für einen Antriebsmotor erforderliche Kapazität und die Kosten.
Wie oben aufgeführt, haben. die Trommel 7, der Entwickler 101, die Reinigungsschneide 18 und die Ladewalze 8, die in der Gehäuseeinheit 2 zusammengesetzt sind, ihre Materialien und charakteristischen Werte derart eingestellt, daß ihre Lebensdauern zu der gleichen Zeit enden, wenn eine vorausgewählte Anzahl von Kopien hergestellt worden ist. Deshalb ist die Bilderzeugungseinheit 1 weitaus kosteneffektiver und einsparender als übliche Einheiten. Zusätzlich wird, da die Einheit 1 nur im ganzen ersetzt werden sollte, eine effiziente Wartung gefördert und die Wartungskosten werden in einem bemerkenswerten Maße verringert. Falls unaufwendige und sehr dauerhafte Teile verwendet werden können, können solche Teile hinsichtlich ihrer Lebensdauer individuell geändert werden.
Bei der obigen Einrichtung werden die Entwicklungseinrichtung, die Reinigungseinrichtung und die Ladewalze, die spezifische Bilderzeugungseinrichtungen sind, in einer einzelnen Gehäuseeinheit aufgebaut. Alternativ können solche Bilderzeugungseinrichtungen oder andere Bilderzeugungseinrichtungen zweckmäßig kombiniert werden, so daß zumindest eine Bilderzeugungseinrichtung in bzw. auf der Gehäuseeinheit aufgebaut ist. In vielen Fällen werden zumindest das photoleitfähige Element und die Entwicklungseinrichtung zusammen auf der Gehäuseeinheit aufgebaut. Diese Art von Schema fördert einen leichten Aufbau bzw. Anordnung und eine leichte Ersetzung. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung selbst für eine Bilderzeugungseinrichtung anwend bar, in der mehrere Bilderzeugungseinrichtungen nicht in eine einzelne Bilderzeugungseinheit eingebaut sind.
Zusammengefaßt ist zu erkennen, daß die vorliegende Erfindung eine Bilderzeugungseinrichtung mit verschiedenen zuvor nicht dagewesenen Vorteilen zur Verfügung stellt, wie sie unten aufgezählt sind.

(1) Ein Träger, der in einem Entwickler enthalten ist, und ein Bildträger können zu der gleichen Zeit ersetzt werden. Deshalb ist der Austausch leicht und die Wartungskosten werden in einem wesentlichen Maße verringert.
(2) Wenn der Träger und der Bildträger das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, wird die gesamte Bilderzeugungseinheit durch eine neue Einheit ersetzt. Dies kann vorgenommen werden, ohne die wirtschaftliche Belastung des Benutzers zu erhöhen.
(3) Der Träger, der Bildträger, die Ladeeinrichtung und der Reinigungsabschnitt stimmen alle bezüglich ihrer Lebensdauer überein, so daß in der Einrichtung enthaltene Einrichtungen wirksamer ersetzt werden können.
(4) Wenn die verschiedenen Einrichtungen das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, kann die gesamte Bilderzeugungseinheit ersetzt werden, ohne die wirtschaftliche Belastung des Benutzers zu erhöhen.

In einem Bilderzeugungsgerät wird ein auf einem photoleitenden Element elektrostatisch ausgebildetes latentes Bild durch einen zweikomponentigen Entwickler, der einen Toner und einen Träger umfaßt, entwickelt. Das photoleitende Element hat eine Lebensdauer, die mit der Lebensdauer des Entwicklers zusammenfällt bzw. übereinstimmt. Wenn das photoleitende Element und der Entwickler das Ende ihrer Lebensdauer erreichen, werden sie zu der gleichen Zeit ersetzt.

Claims

Bilderzeugungsgerät, das einen Entwickler vom zweikomponentigen Typ verwendet, der aus Toner und Träger besteht, mit den folgenden Merkmalen: – einem Bildträger (7), um darauf elektrostatisch ein latentes Bild auszubilden; – einer Entwicklungseinrichtung (10), um das latente Bild mit dem Entwickler zu entwickeln, um dadurch ein entsprechendes Tonerbild zu erzeugen, indem die Entwicklungseinrichtung (10) einen Entwicklerträger (11) umfasst, um den darauf abgelagerten Entwickler zu befördern; – eine Ladeeinrichtung mit einer Ladewalze (8), die gegen den Bildträger (7) zur Anlage bringbar ist, um den Bildträger (7) zur Ausbildung des latenten Bildes zu laden, und – einem Reinigungskissen (32) zur Reinigung der Ladewalze (8), – wobei ein Steuerabschnitt (38, 40, 41) vorgesehen ist, mit dem die Ladewalze (8) und das Reinigungskissen (32) derart in Richtung des Bildträgers (7) bewegt werden können, dass die Ladewalze (8) während der Ladezeit des Bildträgers (7) an diesen gedrückt wird und danach diesem (7) gegenüber entlastet werden kann, – einer Reinigungseinrichtung (17), um den, nachdem das Tonerbild von dem Bildträger (7) auf ein Aufzeichnungsmedium (100) übertragen worden ist, auf dem Bildträger (7) verbliebenen Toner zu entfernen; – wobei der Bildträger (7), der Entwickler, die Ladeeinrichtung und die Reinigungseinrichtung (17) alle miteinander eine übereinstimmende Lebensdauer aufweisen.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 1, in dem der Bildträger (7) eine photoleitende Schicht auf dessen Oberfläche hat und in dem der Entwicklerträger (11) eine Abdeckschicht auf dessen Oberfläche hat, deren jeweilige Dicke ausgewählt ist, um zur übereinstimmenden Lebensdauer beizutragen.
Bilderzeugungsgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei eine Menge des Entwicklers ausgewählt ist, um einen bestimmten Wert zu haben, der zur übereinstimmenden Lebensdauer beiträgt.
Bilderzeugungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in dem der Bildträger (7) und der Entwicklerträger (11) in eine Bilderzeugungseinheit (1) eingebaut sind, in dem sie zusammen als eine Gehäuseeinheit angeordnet oder zusammengesetzt sind.
Bilderzeugungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Teil der Bilderzeugungseinheit ein Entwicklergehäuse zum Speichern des Entwicklers bildet.
Bilderzeugungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Reinigungseinrichtung (17) eine Reinigungsschneide (18) oder eine Reinigungsrakel aufweist, die die photoleitende Schicht berührt und das Reinigungskissen (32) gegen die Ladewalze (8) gedrückt wird.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 6, wobei ein Berührungsdruck der Reinigungsschneide (18) der Reinigungseinrichtung, die auf die photoleitende Schicht wirkt, und ein Kontaktdruck des Reinigungskissens (32), das auf die Ladewalze (8) wirkt, jeweils ausgewählt sind, um jeweils einen bestimmten Wert aufzuweisen, der zur übereinstimmenden Lebensdauer beiträgt.
Bilderzeugungsgerät nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der Bildträger (7), der Entwicklerträger (11), die Ladeeinrichtung und die Reinigungsschneide (18) oder die Reinigungsrakel so als eine Bilderzeugungseinheit aufgebaut sind, dass sie zusammen in einer Gehäuseeinheit angeordnet sind.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 8, wobei ferner eine Tonerrückführeinrichtung (20) vorgesehen ist, um den von dem Bildträger (7) durch die Reinigungseinrichtung (17) entfernten Toner zu der Entwicklungseinrichtung (10) zu fördern.
Bilderzeugungsgerät nach Anspruch 9, in dem die Tonerrückführeinrichtung (20) einen Tonerförderweg umfasst, der durch einen Teil der Gehäuseeinheit ausgebildet ist.