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Hintergrund der Erfindung
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1. Anwendungsbereich der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektrographie und insbesondere
auf eine elektrographische Abbildungs- oder Bildaufbauvorrichtung
sowie auf ein Entwicklerdicke-Steuerungsblatt, das in Kombination
mit einer Entwicklungswalze in einer Entwicklungsstation der Abbildungsvorrichtung
verwendet wird, und auf ein Herstellungsverfahren desselben. Das
Entwicklerdicke-Steuerungsblatt kann wirkungsvoll sein, eine Schichtdicke
des Entwicklers, der über
eine Oberfläche
der Entwicklungswalze verteilt ist, zu steuern und zur selben Zeit
den verteilten Entwickler triboelektrisch aufzuladen, und dementsprechend
kann es vorteilhaft in elektrographischen Abbildungsvorrichtungen
eingesetzt werden, die einen Entwickler nichtmagnetischen, einkomponentigen
Typs verwenden. Der hier benutzte Begriff "Elektrographie" bedeutet, daß er jegliche Bildaufbauprozesse
umfaßt,
bei denen ein latentes Bild zuerst auf einem ein Bild tragenden
Element erzeugt und es dann mit einem Entwickler entwickelt wird,
um das entsprechende sichtbare Bild zu bilden, beispielsweise Elektrophotographie,
Xerographie und ähnliches.
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2. Beschreibung der zugehörigen Technik
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In
den letzten Jahren sind mit der Entwicklung von Büroautomation
elektrographische Abbildungsvorrichtungen wie Laserdrucker als oder
in ein(em) Kopierer oder eine(r) Kopiermaschine, Faksimilevorrichtung, Ausgangsendvorrichtung
eines Computers und anderem eingesetzt worden.
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Die
herkömmliche
elektrographische Abbildungsvorrichtung benutzt die Reihe von Prozeßschritten, die
umfassen:
- (a) Bildbelichtung;
- (b) Entwicklung;
- (c) Bildübertragung
- (d) Reinigung von den verbleibenden Tonern; und
- (e) Vor-Aufladen;
und diese Schritte werden wiederholt.
Bei dem Bildbelichtungs-Schritt wird ein ein Bild tragendes Element,
wie eine lichtempfindliche Trommel, mit einem ein Bild aufbauendes
Licht, d. h. einem Lichtbild, in einer optischen Einheit, wie einem
LED-Feld, belichtet, um ein geladenes, latentes Bild aufzubauen,
nachdem es durch elektrisches Aufladen in einem vorhergehenden Vor-Aufladen-Schritt
empfindlich gemacht worden ist. Das latente Bild wird als eine Funktion
einer lichtleitenden Entladung der elektrisch aufgeladenen Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel gebildet. Das gebildete latente Bild
wird physisch unter Verwendung eines Toners oder eines tönenden Agens
als ein Entwickler in einer Entwicklungsvorrichtung entwickelt.
Ein sichtbares Bild von dem Toner wird auf der Trommeloberfläche als
Ergebnis einer elektrischen Anziehung feiner Partikel des Toners
darauf gebildet. Das entwickelte Bild von dem Toner wird dann zu
einem ein Bild empfangenden Element, wie Papier, übertragen,
und das übertragene
Tonerbild wird darauf durch Schmelzen fixiert. Bei diesem Bildübertragungs-Schritt
bleibt eine kleine Menge von dem Toner auf der Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel zurück,
ohne auf das Papier übertragen
zu werden, und sie kann die Ergebnisse des nachfolgenden Abbildungsprozesses
negativ beeinflussen, wenn sie nicht von der Trommel entfernt wird.
Es ist daher wesentlich bei dem herkömmlichen Abbildungsprozeß, den verbleibenden
Toner in einem Reinigungs-Schritt von der Trommel zu entfernen,
bevor die Trommel für
den nächsten
Abbildungsprozeß erneut
benutzt wird. Nach ihrer Reinigung wird die Trommel in einem Vor-Aufladen-Schritt
durch elektrisches Aufladen wieder empfindlich gemacht.
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Der
herkömmliche
Entwickler, der in der Entwicklungsvorrichtung, die hiernach auch
als eine "Entwicklungsstation" bezeichnet wird,
verwendet wird, schließt
einen Entwickler einkomponentigen Typs, der im wesentlichen aus
einem Toner besteht, und einen Entwickler zweikomponentigen Typs,
der aus einem Toner und einem Träger
besteht, ein. Da er keinen Träger
enthält,
der sich mit der Zeit verschlechtert und mit einem Toner in dem
genau berechneten Mischungsverhältnis
gemischt werden muß,
kann der Entwickler einkomponentigen Typs vorteilhafterweise mit
dem zusätzlichen
Vorteil eingesetzt werden, daß der
Aufbau der verwendeten Vorrichtung vereinfacht werden kann.
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Der
Entwickler einkomponentigen Typs erfordert, wenn er in der Abbildungsvorrichtung
eingesetzt wird, die wesentlichen Schritte des erzwungenen Elektrisierens
des Entwicklers und dann dessen Anhaftens auf einer Oberfläche der
Entwicklungswalze, nach Zuführung
einer elektrischen Ladung zu der Walze, da er keinen Träger enthält, und
deshalb kann er nicht, wie bei der Abbildungsvorrichtung, die für eine Verwendung eines
Entwicklers zweikomponentigen Typs ausgelegt ist, auf einer magnetischen
Walze anhaften.
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Wegen
des oben genannten Grundes hat der Toner, der bei dem Entwickler
einkomponentigen Typs verwendet wird, um bei einer Elektrisierung
des Entwicklers zu unterstützen,
allgemein einen hohen spezifischen Volumenwiderstand. Wenn der verwendete
Toner einen spezifischen Volumenwiderstand in dem Bereich von beispielsweise
1010 Ω·cm bis
1013 Ω·cm oder
mehr hat, da es wesentlich für
ein erzwungenes Eletrisieren des Toners ist, um eine vorbestimmte
Polarität
zu erhalten, ist außerdem ein
Triboelektrisierungs-Element oder -Mittel weithin in Kombination
mit einer Entwicklungswalze in der Entwicklungsstation eingesetzt worden,
um dadurch die triboelektrische Ladung dem Toner zuzuführen.
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Das
herkömmliche
Triboelektrisierungs-Mittel umfaßt beispielsweise ein Blatt
zum Einstellen einer Dicke des Toners auf der Entwicklungswalze
auf ein vorbestimmtes und gleichmäßiges Niveau, für welches
Blatt eine Triboelektrisierungs-Funktion
zusätzlich
eingeführt
wurde, und ein gesondertes Elektrisierungs-Mittel, das ausschließlich zur
Triboelektrisierung des Toners verwendet wird. Das frühere Mittel,
nämlich
das Blatt mit Doppelfunktion, ist besonders nützlich, da es gleichzeitig
die Erfordernisse (1) Steuern der Tonerdicke und (2) Triboelektrisierung
des Toners erfüllen
kann, und dementsprechend die Struktur der Abbildungsvorrichtung, welche
die Entwicklungsstation einschließt, zusätzlich zu einer Verringerung
der Produktionskosten der Vorrichtung vereinfachen kann. Man beachte,
wie aus der detaillierten Beschreibung dieser Spezifizierung hervorgehen
wird, daß es
das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, das Blatt mit Doppelfunktion
zur Verwendung in Kombination mit einer Entwicklungswalze in der
Abbildungsvorrichtung zu verbessern, jedoch, wenn nötig, kann
das Blatt der vorliegenden Erfindung in der Abbildungsvorrichtung
für einen
alleinigen Zweck des Steuerns einer Tonerdicke oder des Triboelektrisierens
des Toners verwendet werden.
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Bisher
sind viele Typen von Entwickler(Toner)dicke-Steuerungsblättern in einer elektrographischen Abbildungsvorrichtung
weithin verwendet worden, und einige typische Beispiele der herkömmlichen
Blätter werden
hiernach mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben, die zum Zweck
der Klarstellung der Funktion des Blattes 50 in der veranschaulichten
Vorrichtung nur eine lichtempfindliche Trommel 1, die in
der durch einen Pfeil "A" dargestellten Richtung
drehbar ist, eine in der Richtung "B" drehbare
Entwicklungswalze 2 und ein Blatt 50 zeigen.
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Bezugnehmend
auf 1 ist ein Blatt 50 in
einem Blatthalter 51 enthalten, und ein Spitzenabschnitt davon
kann mit einer Oberfläche
einer Entwicklungswalze 2 elastisch kontaktiert werden,
da von einer Schraubenfeder 52 in dem Blatthalter 51 ein
vorbestimmter Schubdruck auf das Blatt 50 ausgeübt wird.
Das Blatt 50 ist aus einem relativ harten Harzmaterial
oder Metall gemacht und hat eine Konfiguration einer rechtwinkligen Platte
mit einer polierten Spitzenoberfläche und einer Dicke von etwa
2 bis 4 mm.
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Beim
Einsatz des Blattes 50 kann es unter dem Druck, der abhängig von
den Eigenschaften der Schraubenfeder 52 modifiziert werden
kann, konstant mit der Oberfläche
der Walze 2 kontaktiert werden, jedoch werden einige Probleme
hervorgerufen. Beispielsweise wird wegen des Kontaktes der Walze 2 mit
dem Blatt 50 unter einem hohen Druck und für eine lange
Zeit langsame Deformierung und folglich Verformung in einer Oberfläche der
Walze 2 hervorgerufen, und in solch einem durch Verformung
erzeugten Abschnitt der Walze 2 ergibt sich eine unerwünscht erhöhte Dicke
des Toners. Die Ungleichmäßigkeit
der Tonerdicke bedeutet, daß sich
seitlich erstreckende, streifenähnliche
Defekte in den resultierenden Bildern hervorgebracht werden können.
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Wenn
weiterhin das verwendete Blatt 50 eine Endkontaktoberfläche und
einen Kantenabschnitt hat, die ungenau maschinell hergestellt sind,
neigt die sich ergebende Tonerschicht dazu, in der axialen Richtung der
Walze 2 eine variierte Schichtdicke zu haben, und zeigt
zur selben Zeit ungenügende
Triboelektrisierung des Toners.
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Darüber hinaus
können
als Ergebnis der oben erwähnten
Defekte weitere Probleme wie Ungleichmäßigkeit in der Schwärzung der
sich ergebenden Bilder und sogenannte "Schleierbildung" (teilweises Fleckigwerden; im Englischen
als "fogging" bezeichnet) im Hintergrund
der resultierenden Bilder erzeugt werden. Weiterhin kann sich das
Blatt 50, da eine Reibung des Blattes 50 gegen
die Walze 2 auch entgegen der Drehrichtung der Walze 2 wirken
kann, gegenüber
dem Blatthalter 51 verkippen, und deshalb kann es sich,
abhängig von
der Bewegung, wie einer Torsionsbewegung, der Walze 2,
nicht frei in Längsrichtung
bewegen. Solch eine ungenügende
Bewegung des Blattes 50 führt entsprechend der Drehperiode
der Walze 2 zu der veränderten Tonerdicke
und teilweisen Schleierbildung und letztendlich zur verschlechterten
Qualität
bei den sich ergebenden Bildern.
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Ein
anderes Blatt des Standes der Technik ist in 2 dargestellt. Wie gezeigt ist, umfaßt das Blatt 50 einen
Blatthalter 51, der an seinem einen Endabschnitt ein L-förmiges Blatt 50 befestigt
hat. Das Blatt 50 ist hergestellt aus einem steifen Material,
wie nicht rostendem Stahl, und wegen seiner guten Elastizität kann der Eckenabschnitt
des Blattes 50 unter dem gesteuerten und konstanten Druck
mit einer Oberfläche
der Entwicklungswalze 2 kontaktiert werden.
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Jedoch
können
während
der Fabrikation des Blattes 50 kleine Risse oder Falten
in einer Kante des L-förmigen
Eckenabschnitts erzeugt werden, und solche kleinen Defekte können sich
negativ auf den Toner auswirken, der durch einen Spalt zwischen
der Oberfläche
der Walze 2 und dem Eckenabschnitt des Blattes 50 hindurchtritt.
Die Tonerpartikel werden nämlich
wegen der Risse oder Falten einer Spannungs- oder Feileinwirkung
ausgesetzt und so fein pulverisiert. Da die Tonerpartikel aufgrund
ihrer Pulverisierung hinsichtlich ihrer Eigenschaften verschlechtert
werden, wird ein Elektrisierungsgrad der Tonerpartikel mit einer
Zunahme bei der Nutzungszeit des Toners vermindert, und folglich
wird "Schleierbildung" (Verminderung der
Qualität)
in den Bildern hervorgerufen.
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An
anderes Blatt nach dem Stand der Technik wird in 3 veranschaulicht. Ein Blatt 50 ist
aus einem elastischen Material, wie synthetischem Gummi, hergestellt
und mit einem Klebstoff an einem Blatthalter 51 angebracht.
Ein oberes Ende des Blattes 50 steht unter moderatem Druck
in Kontakt mit einer Oberfläche
der Entwicklungswalze 2.
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Da
es aus dem Gummi oder ähnlichem
Material hergestellt ist, kann bei dem Blatt 50 mit dessen
wiederholtem Gebrauch langsame Deformierung entstehen, und daher
kann eine Druckleistung des Blattes 50 gegen die Walze 2 graduell
erniedrigt werden, woraus eine Abnahme des Vermögens, den Toner zu triboelektrisieren,
resultiert, was die graduelle Bildung verschlechterter Bilder bedeutet.
Wenn außerdem
ein Silikongummi oder ein Fluorgummi als das Blattmaterial verwendet
wird, um ein Ablösen
des Toners von dem Blatt zu verbessern, wird ein Problem betreffend
unzureichendes Anhaften des Blattes 50 an dem Halter 51 wegen
der Zusammensetzung des Gummis, insbesondere einem Vorhandensein
von Silizium- oder Fluoratomen, eingeführt. Da außerdem die Eigenschaften wie
Abmessungsstabilität
des Gummis, abhängig
von den Umgebungsbedingungen, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit,
weit variiert sein können,
kann das Blatt 50 nicht konstant seine gewünschten
Eigenschaften, wie Haltbarkeit und Anhaften an dem Halter, zeigen.
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4 veranschaulicht eine Modifikation
des Blattes, das mit Bezug auf 2 erläutert wurde.
In diesem Fall ist ein Blatt 50 hergestellt aus einem steifen
Material, wie nicht rostendem Stahl, wie in dem Fall von 2, jedoch wurde eine Konfiguration
des Blattes 50 von einem "L"-förmigen Querschnitt
zu einem "U"-förmigen Querschnitt
geändert.
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Beim
Einsatz des "U"-förmigen Blattes 50 können, da
es einen abgerundeten Eckabschnitt hat, die Probleme, die mit dem
Gebrauch des L-förmigen
Blattes beobachtet werden, vermieden oder zumindest abgeschwächt werden.
Jedoch gibt es, entgegen diesem Vorteil, ein Problem, daß der Toner
einfach an dem Blatt 50 anhaften und festgesetzt werden
kann, da auf das Blatt 50 ein höherer Kontaktdruck ausgeübt wird,
um die wegen des Aufbaus des Blattes 50 auftretende Schwierigkeit
des Bereitstellens einer dünnen
Tonerschicht zu kompensieren, wodurch ein Schmelzen des Toners bewirkt
wird. Ein Festsetzen des Toners an dem Blatt 50 erzeugt
in den Bildern in Längsrichtung
verlaufende Streifendefekte oder anderes. Außerdem ist es schwierig, unter
dem vorbestimmten Druck einen konstanten Kontakt des Blattes 50 mit
der Walze 2 zu gewährleisten, da
eine Federkonstante des Blattes 50 als Funktion der Zunahme
seiner Dicke erhöht
wird, und die Zunahme der Blattdicke ist bei der Produktion des
Blattes unvermeidbar, da, wenn bei der Produktion des Blattes 50 eine relativ
dünne Platte
verwendet wird, bei dem resultierenden Blatt 50 eine glatte
Oberfläche
nicht erhalten werden kann. Außerdem
ist die Produktion selbst des U-förmigen Blattes 50 aus
einer geraden Platte sehr schwierig und kann bei Verwendung eines
einfachen maschinellen Formgebungsprozesses nicht ohne Defekt verwirklicht
werden.
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5 zeigt ein Blatt 50,
das von einer flachen Feder gebildet wird und dessen Endabschnitt
fest auf einem Blatthalter 51 angebracht ist. Ein Spitzenabschnitt
des Blattes 50 hat eine runde Oberfläche, hergestellt auf eine Rundkantenfabrikation,
und kann unter dem vorbestimmten Druck mit einer Einwicklungswalze 2 kontaktiert
werden. Da es aus einer gerollten Platte mit einer relativ großen Dicke
von 0,1 bis 0,2 mm hergestellt wurde, leidet das Blatt 50 wegen
seines gerollten Zustands unter einer Ungleichmäßigkeit der Oberfläche, und daher
wird es deformiert, wenn es an dem Blatthalter 51 angebracht
wird. Deformation, wie Wellenbildung oder Rillenbildung in Längsrichtung,
des Blattes 50 führt
zu einer veränderten
Dicke des Toners, was bedeutet, daß unerwünschte Unterschiede in der
Schwärzung
oder teilweise "Schleierbildung" in den re sultierenden
Bildern erzeugt wird. Da außerdem
dessen Kante einem Ziehprozeß mit
Schneiden unterworfen ist, kann die Kante nicht mit mit einer erheblich
erhöhten
maschinellen Bearbeitungsgenauigkeit und -zuverlässigkeit hergestellt werden.
Dies führt
ebenfalls zu "Schleierbildung", veränderter
Bildschwärzung
und anderen Nachteilen, wodurch die Qualität der Bilder verschlechtert
wird.
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Wie
aus der oben angegebenen Beschreibung hervorgeht, sind verschiedene
Tonerdicke-Steuerungsblätter
zur Verwendung in einer elektrographischen Abbildungsvorrichtung
vorgeschlagen worden, bei der ein Toner nichtmagnetischen, einkomponentigen
Typs als der Entwickler eingesetzt wird, jedoch konnte keines von
diesen die Anforderungen, d. h. konstanter Kontakt des Blattes mit
der Entwicklungswalze unter dem vorbestimmten Druck, Steuerung der
Dicke der Tonerschicht bei dem vorbestimmten Niveau und gleichmäßige Elektrisierung
des Toners ohne dessen Verschlechterung, erfüllen.
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Andere
Typen von Tonerdicke-Steuerungsblättern sind in den japanischen
ungeprüften
Patentveröffentlichungen
(Kokai) Nr. 4-355777 und 6-130801 vorgeschlagen worden. Das in der
JP-A 4-355777 beschriebene
Blatt ist darauf gerichtet, eine Dicke der Tonerschicht bei der
Trockenentwicklungsvorrichtung zu verringern, und umfaßt ein federndes
Glied 53 und ein Blatt 50 aus dem Gummimaterial,
das an einem Ende des federnden Gliedes 53 befestigt ist,
wie in 6 dargestellt
ist. Das Blatt 50 hat eine Länge (1) von 2 bis 15 mm und
eine Dicke (t) von 1 mm oder mehr, und eine gekrümmte Kante dessen ist unter
geeignetem Druck mit einer Entwicklungswalze 2 in Kontakt,
wodurch eine Schichtdicke von Toner 4 verringert wird.
Für diesen
Fall können
ein Federn des federnden Gliedes 53 und eine Elastizität des Gummiblattes 50 wirksam
kombiniert werden, um die oben genannten Wirkungen zu erhalten.
Da jedoch die Triboelektrisierung des Toners 4 auf einem
Slikongummi oder Flurgummi be ruht, das das Blatt 50 bildet,
kann der Toner 4 aufgrund großer Reibung zwischen dem Blatt 50 und
der Walze 2 verschlechtert werden, oder Bilder mit nichtkontinuierlichen
Zeilen können
wegen eines momentanen Stoppens der Walze 2 hergestellt
werden, das hervorgerufen wird, da genannte große Reibung zu einer Zunahme
des Lastdrehmomentes für
die Walze 2 führt.
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Das
in der JP-A 6-130801 beschriebene Blatt ist darauf gerichtet, eine
Spannung, die auf einen Entwickler in einer Entwicklungsvorrichtung
ausgeübt
wird, zu vermeiden, wodurch eine Lebensdauer des Entwicklers verlängert wird.
Wie in 7 dargestellt,
ist ein Blatt 31 im wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche einer
Entwicklungswalze 2 in solcher Weise angeordnet, daß ein Spalt
zwischen einer Spitze des Blattes 31 und der Oberfläche der
Walze 2 gebildet wird. Die Bezugsziffer 32 ist
ein Sensor für
Tonerkonzentration. Das Blatt 31 wird hergestellt durch
Stanzen einer Metallplatte und diagonales Schneiden und Polieren
eines rückwärtigen Halbabschnitts
der Spitze des resultierenden Blattes, während in einem vorderen Halbabschnitt derselben
Spitze ein Bogen zurückbehalten
wird. Das so hergestellte Blatt 31 kann, wenn es über der
Walze 2 angeordnet wird, effektiv ein Anhäufen magnetischer
Bürsten
von Trägern über der
Walzenoberfläche
steuern, während
eine Spannungsbeanspruchung des Entwicklers vermindert wird.
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Ersichtlich
hat die JP-A 6-130801 ein Ziel, ein Problem des Entwicklers zweikomponentigen
Typs, d. h. unerwünschtes
Anhäufen
magnetischer Bürsten
von Trägern
in dem Entwickler, zu lösen,
und um dieses Problem zu lösen,
lehrt sie, wie eine Blattspitze geschnitten und poliert sein sollte,
um einen ausreichenden Spalt zum Steuern eines Anhäufens magnetischer
Bürsten
zu erhalten.
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Zum
technologischen Hintergrund der Erfindung wird noch die JP 07-219
340 A genannt, die eine elektrophotographische Abbildungsvorrichtung
mit einem am vorderen Ende umgebogenen Blatt zur Steuerung der Tonerdichte
enthält.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Blatt zur Steuerung der Entwicklerdicke
zur Verwendung in einer elektrophotographischen Abbildungsvorrichtung
bereitzustellen, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Blattes
anzugeben als auch eine elektrophotographische Abbildungsvorrichtung
zu schaffen, die ein solches Blatt verwendet, welches Blatt eine
effektive Steuerung der Entwicklerdicke und gleichzeitig eine gleichmäßige Triboelektrisierung
des Entwicklers ermöglicht.
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Diese
Aufgaben werden durch die Merkmale der unnabhängigen Ansprüche 1, 6
und 8 gelöst.
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Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus den Beschreibungen
hervor, wie sie unten mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen
angegeben sind.
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Wie
aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
hervorgeht, kann das Entwicklerdicke-Steuerungsblatt der vorliegenden
Erfindung einfach durch Verwenden einer einfachen Methode und Vorrichtung
hergestellt werden. Da außerdem
sein Spitzenabschnitt einen gekrümmten Schwanzteil-
mit einer glatten Oberfläche,
wie hergestellt, hat, kann das Blatt der vorliegenden Erfindung, wenn
es in einer Entwicklungsstation der elektrographischen Abbildungsvorrichtung
und insbesondere in Kombination mit einem Entwick ler einkomponentigen
Typs verwendet wird, effektiv die Entwicklerdicke steuern und gleichzeitig
den Entwickler gleichmäßig triboelektrisieren.
Kein Problem des Standes der Technik wird während des Abbildungsprozesses
hervorgerufen. Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
Bilder hoher Qualität
mit hoher Zuverlässigkeit
ohne Schleierbildung oder andere Bilddefekte hergestellt werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird klarer verstanden werden anhand der unten
ausgeführten
Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, von denen:
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1 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes bei der ersten
Abbildungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt;
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2 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes bei der zweiten
Abbildungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt;
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3 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes bei der dritten
Abbildungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt;
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4 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes bei der vierten
Abbildungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt;
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5 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes bei der fünften Abbildungsvorrichtung nach
dem Stand der Technik zeigt;
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6 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes bei der sechsten
Abbildungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt;
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7 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes bei der siebten
Abbildungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt;
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8 eine
Querschnittsansicht der elektrographischen Abbildungsvorrichtung
entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist;
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9 eine
Querschnittsansicht der elektrographischen Abbildungsvorrichtung
entsprechend der Erfindung der früheren Anmeldung der Erfinder
ist;
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10 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes bei der Abbildungsvorrichtung
von 9 zeigt;
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11 eine
Querschnittsansicht ist, die die Herstellung des Blattes von 10 zeigt;
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12 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 eine
Querschnittsansicht ist, die den Aufbau des Blattes entsprechend
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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14 eine
Querschnittsansicht ist, die den Kontaktzustand des Blattes entsprechend
der vorliegenden Erfindung mit einer einen Toner tragenden Oberfläche der
Entwicklungswalze zeigt;
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15 eine
Querschnittsansicht ist, die die Herstellung des Blattes gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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16 ein
Graph ist, der einen Zusammenhang zwischen der lichten Weite (w)
zwischen der Stanze und der Form in der Form und der Höhe (h) der
Krümmung
(r) in dem resultierenden gekrümmten
Teil des Blattes zeigt;
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17 eine
Darstellung des Querschnitts des Spitzenabschnitts eines jeden der
drei verschiedenen Blätter
ist, skizziert mit Bezug auf des Elektronenmikroskopbild für jeden
Spitzenabschnitt;
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18 ein
Graph ist, der einen Zusammenhang zwischen der Höhe (h) der Krümmung (r)
in dem resultierenden gekrümmten
Teil des Blattes und der Dicke der Entwicklerschicht auf der Walzenoberfläche zeigt;
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19 ein
Graph ist, der einen Zusammenhang zwischen der Dicke der Entwicklerschicht
auf der Walzenoberfläche
und der optischen Dichte des Bildes auf der lichtempfindlichen Trommel
zeigt; und
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20 ein
Graph ist, der einen Zusammenhang zwischen der Dicke der Entwicklerschicht
auf der Walzenoberfläche
und der Schleierbildung (Schwärze)
auf der lichtempfindlichen Trommel zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung wird beschrieben mit Bezug auf 8,
die eine elektrographische Abbildungsvorrichtung entsprechend einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der darin verwendete Entwickler
ist ein nichtmagnetischer Entwickler einkomponentigen Typs, der
ausschließlich
einen Toner enthält.
Natürlich
kann, wenn gewünscht,
in der Praxis der vorliegenden Erfindung ein Entwickler zweikomponentigen
Typs anstelle des Entwicklers einkomponentigen Typs verwendet werden.
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Die
dargestellte Abbildungsvorrichtung umfaßt eine lichtempfindliche Trommel 1,
die in der durch den Pfeil "A" gezeigten Richtung
gedreht wird. Die lichtempfindliche Trommel 1 trägt eine
lichtempfindliche Schicht aus einem organischen Lichtleiter- (OPC-)Material
und hat einen Durchmesser von 40 mm. Eine Umfangsgeschwindigkeit
dieser Trommel ist 70 mm/s.
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Die
lichtempfindliche Trommel 1 wird durch eine Vor-Aufladungsvorrichtung 13 elektrostatisch
aufgeladen, um ein Oberflächenpotential
der Trommel 1 auf –650
Volt einzustellen. Die hier verwendete Vor-Aufladungsvorrichtung 13 ist
eine sich drehende Bürste,
jedoch kann, wenn gewünscht,
irgendein anderes herkömmliches
Aufladungsmittel, wie ein Corotron- oder Scorotronauflader verwendet
werden.
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Dann
wird die lichtempfindliche Trommel 1 mit einem Lichtbild
von einem Belichtungssystem (nicht dargestellt), wie einem optischen
Laserabtastsystem, oder einem LED-Feld, das Licht, abhängig von
einem vorbestimmten Abbildungssignal emittieren kann, belichtet,
wodurch ein geladenes latentes Bild auf der Trommeloberfläche gebildet
wird.
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Das
resultierende latente Bild wird dann mit feinen Partikeln eines
Entwicklers oder Toners nichtmagnetischen, einkomponentigen Typs
in einer Entwicklungsvorrichtung oder -station 6 entwickelt.
Wie dargestellt ist, besteht die Entwicklungsstation 6 aus
einer Entwicklungswalze 2, einer Toner zuführenden
und zurückerhaltenden
Walze 3, Toner (nicht dargestellt), der in einem Rahmen 6a der
Entwicklungsstation enthalten ist, einem Tonerdicke-Steuerungsblatt 5 der
vorliegenden Erfindung, das geeignet ist, auch als ein Elektrisierungsmittel
zu wirken, einer Rührwalze 7,
einer Paddelwalze 8, einer Tonerflasche 9 und
einer äußeren Walze 10.
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In
der Entwicklungsstation 6 wird auf ein Kontaktieren mit
der lichtempfindlichen Trommel 1 die Entwicklungswalze 2 mit
einer höheren
Geschwindigkeit, die das Zweifache derjeni gen der Trommel 1 ist,
und in der entgegengesetzten Drehrichtung wie die Trommel 1 gedreht.
Der Toner wird von der Walze 3 der Walze 2 zugeführt, und
der Toner, der auf der Walze 2 getragen wird, wird unter
das Blatt 5 geführt,
um über
einer Oberfläche
der Walze 2 eine dünne
Schicht des Toners zu bilden. Da die sich drehende Trommel 1 mit
der Walze 2 in Kontakt ist, wird die Tonerschicht der Walze 2 zu
dem latenten Bild der Trommel 1 übertragen und haftet daran
an. Ein sichtbares Bild von dem Toner wird somit auf der Oberfläche der
Trommel 1 gebildet. Man beachte, daß bei der Entwicklungswalze 2 die
nicht übertragene
Tonerschicht zurückgehalten
und dann mit der Walze 3, die sich in derselben Richtung
wie derjenige der Walze 2 dreht, abgeschabt wird.
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Ein
frischer Toner wird von der Tonerflasche 9 zugeführt. Der
frische Toner wird mit der äußeren Walze 10 aufgenommen,
mit der Rühreinrichtung 7 gleichmäßig gemischt,
und dann effektiv mittels der Paddelwalze 8 der Walze 3 zugeführt.
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Das
sichtbare Tonerbild, das auf der Oberfläche der Trommel 1 anhaftet,
wird dann zu einer Bildübertragungsstation
geführt,
die mit einer Bildübertragungswalze 11 ausgestattet
ist und bei der das Tonerbild zu einem aufzeichnenden Papier 21 übertragen
wird, das von einer Papierkassette oder einem Magazin 20 zugeführt wird.
Die Übertragungswalze 11 ist
elektrisch mit einer elektrischen Gleichstromquelle verbunden. Das übertragene
Tonerbild wird geschmolzen und an dem Papier 21 fixiert,
während
das Papier 21 zwischen einem Paar Fixierwalzen 12 geführt wird.
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Nach
einer Übertragung
des Tonerbildes zu dem Papier 21 wird eine Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel 1 mit einem Reiniger 16 gereinigt,
um einen verbliebenen Toner von der Trommeloberfläche vollständig zu
entfernen. Nach einem Entfernen der verbliebenen Toners von deren
Oberfläche
wird die Trommel 1 für eine
neue Benutzung in dem nächsten
Abbildungs prozeß erneut
durch die Vor-Aufladungsvorrichtung 13 aufgeladen.
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Das
Tonerdicke-Steuerungsblatt 5 der vorliegenden Erfindung
wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
weiter beschrieben, davor wird jedoch ein anderes Schabmesser zum
Steuern einer Tonerdicke auf der Entwicklungswalze, das von denselben
Erfindern (Mizuno und Yoshida) erfunden worden ist, beschrieben,
um ein weiteres Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu unterstützen. Man beachte, daß das Schabmesser
am 12. März
1996, d. h. später,
als das Prioritätsdatum
(23. August 1995) der vorliegenden Erfindung, in der japanischen,
ungeprüften
Patentveröffentlichung
(Kokai) Nr. 8-69171 öffentlich
beschrieben worden ist.
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Die
JP-A 8-69171 lehrt eine elektrographische Abbildungsvorrichtung,
dargestellt in 9, die im wesentlichen dieselbe,
wie die von 8, ist, ausgenommen, daß sich ein
Schabmesser 40 (9) deutlich von dem Blatt 5 (8)
unterscheidet. Wie in 10 dargestellt, hat das Schabmesser
eine Konfiguration, wie hergestellt (vgl. 11), und
steht leicht von einer oberen Oberfläche der Schichtdicke-Steuerungsvorrichtung vor.
Das Schabmesser 40 hat keine Federfunktion wie das Blatt 5 der
vorliegenden Erfindung, da seine Länge sehr kurz (etwa 0,6 mm)
und es aus einer dicken und steifen Platte aus Metall, wie Stahl,
hergestellt ist.
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Das
Schabmesser 40 der JP-A 8-69171 kann in der Weise hergestellt
werden, wie sie in 11 dargestellt ist. Wie in 11(A) dargestellt, wird die Metallplatte 40 zwischen
einen Stempel 45 (Patrize) und einer Stanzform 44 (Matrize)
mit einer lichten Weite (w) eingefügt, und dann wird die Stanzform 44,
wie mit einem Pfeil gezeigt, nach unten gedrückt. Als Ergebnis sind beide
Enden der Platte 40 gekrümmt, wie in 10 gezeigt
ist.
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Das
Schabmesser 40 konnte die in der JP-A 8-69171 be schriebenen
Probleme des Standes der Technik lösen und Vorteile liefern, wie
stabile Bildung der Tonerschicht, ohne Verschlechterung des Toners,
und Bildung eines Bildes mit einer hohen Schwärzung und niedriger Schleierbildung.
Jedoch konnte es die oben erwähnten
Probleme der vorliegenden Erfindung nicht vollständig lösen. Das Tonerdicke-Steuerungsblatt
der vorliegenden Erfindung ist nämlich
dasjenige, das von denselben Erfindern als Ergebnis umfangreichen
Studiums der Probleme beider, der oben erwähnten Blätter des Standes der Technik
und des zuletzt erwähnten Schabmessers,
erfunden wurde.
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Zurückkommend
auf 8 kann die dargestellte Abbildungsvorrichtung
innerhalb des Bereichs und der Idee der vorliegenden Erfindung,
wenn gewünscht,
modifiziert werden. Beispielsweise kann in der Praxis der vorliegenden
Erfindung die lichtempfindliche Trommel eine metallische Trommel,
wie eine Aluminiumtrommel, umfassen, über deren Oberfläche eine
lichtempfindliche Schicht von Selen, Selenlegierung, Zinkoxid, Kadmiumsulfid
oder organischen lichtleitenden Materialien, wie Phthalocyanin,
aufgetragen ist. Ein lichtleitendes Material des Funktionstrennungstyps
wird vorteilhafterweise bei der Bildung der lichtempfindlichen Schicht verwendet.
Beides, der Trommeldurchmesser und die Schichtdicke der lichtempfindlichen
Schicht, können, abhängig von
den Abmessungen der Abbildungsvorrichtung und anderen Faktoren,
weit verändert
werden.
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Ein
Bildbelichtungssystem befindet sich über der lichtempfindlichen
Trommel. Die Position des Bildbelichtungssystems ist so ausgewählt, daß ein elektrostatisch
aufgeladenes, latentes Bild geeignet auf einer Oberfläche der
lichtempfindlichen Trommel gebildet wird. Beispiele geeigneter Bildbelichtungssysteme
umfassen jegliche herkömmlichen,
ein Bild schaffenden Systeme, wie eine LED (Licht emittierende Diode),
einen Laser, einen Flüssigkristallverschluß und optische
EL(Elektrolumineszenz-)Systeme.
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Auf
der Stromabwärtsseite
des Bildbelichtungssystems ist eine Entwicklungsstation 6 angeordnet.
Die hier verwendete Entwicklungsstation ist im Detail beschrieben
worden, jedoch kann, wenn gewünscht,
jegliche Modifizierung für
die Entwicklungsstation vorgenommen werden.
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In
der Entwicklungsstation 6 kann irgendein Entwickler verwendet
werden, und er kann ein Entwickler einkomponentigen Typs, ein Entwickler
1,5-komponentigen Typs oder ein Entwickler zweikomponentigen Typs sein.
Namentlich kann der Entwickler einen magnetischen oder nichtmagnetischen
Toner mit oder ohne einen magnetischen oder nichtmagnetischen Träger enthalten.
Der verwendete Toner ist ein herkömmlicher, der als schwarze
Pigmente Rußschwarz
und ähnliches
enthält,
und der verwendete Träger
ist ebenfalls ein herkömmlicher,
wie magnetische Pulver, zum Beispiel Eisen- oder Ferritpulver. Die
magnetischen Pulver können
mit einem Polymerharz beschichtet oder darin dispergiert sein. Bevorzugt
wird ein Entwickler einkomponentigen Typs, der nur einen nichtmagnetischen
Toner umfaßt,
in der der Entwicklungsstation verwendet.
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Eine
Bildübertragungswalze 11 zum Übertragen
des entwickelten Bildes zu einem aufzeichnenden Papier 21 als
ein ein Bild empfangendes Element ist stromabwärts der Entwicklungsstation 6 angeordnet.
Jede herkömmliche Übertragungswalze
kann bei der Abbildungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die Bildübertragungswalze
kann eine stabile und hohe Übertragungseffizienz
unter verschiedenen Umgebungs- und Übertragungsbedingungen aufrechterhalten,
und sie kann effektiv ein Schlagen des Papiers vermeiden, das während einer Übertragung
des entwickelten Bildes von einer lichtempfindlichen Trommel mit einem
kleinen Trommeldurchmesser, d. h. einer Oberfläche großer Krümmung, häufig hervorgerufen wird. Bevorzugt
weist die Übertragungswalze
einen elektrisch leitfähigen
Körper
aus dem elastischen Material mit geschlossenen Zellen auf, die auf
deren Umfangsoberfläche
eine isolierende Beschichtung haben.
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Bei
der Bildübertragungswalze
wird dieser bevorzugt ein vorbestimmtes Niveau konstanten elektrischen
Stroms zugeführt.
Der Betrieb der Übertragungswalze
bei dem konstanten elektrischen Strom ist wirksam, dem Papier konstant
einen elektrische Ladung zuzuführen
und dadurch eine Verringerung bei der Übertragungseffizienz, hervorgerufen
durch Umgebungsbedingungen, zu vermeiden oder wenigstens zu vermindern.
Außerdem
wird an die Übertragungswalze
vorzugsweise ein vorbestimmtes Niveau konstanter Spannung angelegt.
Der Betrieb der Übertragungswalze
bei der konstanten Spannung ist wirksam, eine gute Übertragungseffizienz
und eine stabile Übertragung
der Tonerbilder zu erreichen.
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Um
die entwickelten Tonerbilder von der lichtempfindlichen Trommel 1 zu
empfangen, können
jegliche herkömmliche
Materialien, wie Papier, zum Beispiel einfaches Papier, beschichtetes
Papier oder synthetisches Papier, Plastikbogen oder -filme und anderes
als das ein Bild empfangende Element verwendet werden. Vor Gebrauch
kann das Material in einer Kassette oder einem Behälter gelagert
sein, oder es kann alternativ in der Form einer Rolle gelagert sein
und vor oder nach einer Bildübertragung
auf die vorbestimmte Größe geschnitten
werden.
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Nachdem
die Bildübertragung
beendet ist, wird das Papier 21 als das ein Bild empfangende
Element mit dem übertragenen
Bild zu einer Bildfixierstation 12 geführt. Aufheizen, Lösungsmitteldampfschmelzen
oder andere herkömmliche
Technologien können
bei der Bildfixierstation, abhängig
von den besonderen Tonern und anderen Faktoren, verwendet werden.
Bevorzugt kann ein Paar Fixierwalzen verwendet werden, und die Bilder können an
dem Papier 21 durch Aufheizen oder Schmelzen fixiert werden.
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12 zeigt
einen ausgewählten
Teil der Entwicklungsstation von 8, einschließlich das
Tonerdicke-Steuerungsblatt 5 der
vorliegenden Erfindung. Die Drehrichtungen der lichtempfindlichen
Trommel 1, der Entwicklungswalze 2 und der Toner
zuführenden
und empfangenden Walze 3 werden jeweils durch die Pfeile "A", "B" und "C" wiedergegeben.
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Das
hier verwendete Blatt 5 ist hergestellt aus einer Platte
aus nicht rostendem Federstahl, der ein typisches Beispiel eines
geeigneten federnden Metallmaterials ist. In der Praxis der vorliegenden
Erfindung können
dieses und andere Federstahlmaterialien als das federnde Metallmaterial
verwendet werden. Diese Federstahlmaterialien sind kommerziell erhältlich,
beispielsweise unter den folgenden Namen und Standards.
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Ein
Basisende des Blattes 5 ist durch eine Druckplatte 6c und
eine Schraube 6d einstückig
an einem Halter 6b befestigt, und der Halter 6b ist
einstückig
an einem Endabschnitt des Rahmens 6a der Entwicklungsstation
befestigt. Der Rahmen 6a und der Halter 6b sind
bevorzugt aus einem elektrisch isolierenden Harzmaterial, wie ABS-Harz,
gemacht.
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13 zeigt
das Tonerdicke-Steuerungsblatt 5 entsprechend einer anderen
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt ist, ist ein Basisende des
Blattes 5 direkt eingesetzt in einen und befestigt an einem
Rahmen 6a der Entwicklungsstation. Der Rahmen 6a ist
aus einem isolierendem Material, ABS-Harz, hergestellt. Die Befestigung
des Blattes 5 an dem Rahmen 6a kann bevorzugt
erreicht werden durch Einsetzungseinformen, jedoch können andere
Verfahren, wie Einsetzung des Blattes in einen Schlitz des Rahmens
unter Kraft, verwendet werden. Da die geringere Anzahl der Teile
bei der Befestigung des Blattes verwendet wird, kann das Blatt von 13,
im Vergleich mit der Herstellung des Blattes von 12,
in einem einfacheren Verfahren und bei geringeren Kosten hergestellt
werden.
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Die
Funktion des Tonerdicke-Steuerungsblattes entsprechend der vorliegenden
Erfindung wird weiter, erneut bezugnehmend auf 12,
beschrieben. Wie dargestellt ist, ist eine Entwicklungswalze 2,
die sich in der Drehrichtung "B" dreht, nahe oder
in Kontakt mit einer Oberfläche
der lichtempfindlichen Trommel 1, die sich in der Drehrichtung "A" dreht, angeordnet, und eine Toner zuführende und
empfangende Walze 3, die sich in der Drehrichtung "C" dreht, ist in Kontakt mit einer Oberfläche der
Entwicklungswalze 2 angeordnet. Das Blatt 5 ist
in einer Position zwischen der Walze 3 und der Trommel 1 so
angeordnet, daß seine
Spitze in Kontakt mit einer Oberfläche der Walze 2 kommen
kann, entgegen der Drehung der Walze 2 (Drehrichtung "B").
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Beim
Einsatz des Blattes von 12 wird,
wie in 8 dargestellt ist, eine Spannung von –420 Volt an
die Walze 3 angelegt, und eine Spannung von –320 Volt
wird an die Walze 2 angelegt. Da diese Walzen elektrisch
aufgeladen sind, wird der Toner 4 (vgl. 12),
der als Funktion der Drehung der Walze 3 von der Walze 3 zur
Walze 2 getragen wird, durch Ladungszu führung und Triboelektrisierung
elektrisiert und somit auf einer Oberfläche der Walze 2 abgelagert.
Dann wird der Toner 4, der auf der Walze 2 abgelagert
ist, durch Reibung unter Druck und Ladungszuführung zwischen den Walzen 3 und 2 sowie
während
einer Drehung der Walze 2 unter druckbeaufschlagtem Kontakt
der Walze 2 mit dem Blatt 5 weiter triboelektrisiert.
Der Toner 4, der unter dem Blatt 5 hindurchtritt,
kann daher eine dünne
Tonerschicht mit einer gleichmäßigen Schichtdicke
liefern.
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Mit
einer Drehung der Entwicklungswalze 2 wird die resultierende
Tonerschicht 4 zu einer Entwicklungsfläche befördert, bei der die gegenüberliegenden
Teile, Walze 2 und Trommel 1, einandern nahe oder
miteinander in Kontakt sind. In der Entwicklerfläche wird die Tonerschicht 4 bildweise
von der Walze 2 zur Trommel 1 übertragen. Namentlich wird
der Toner 4 auf der Entwicklungswalze 2 zu einem
latenten Bildabschnitt auf der lichtempfindlichen Trommel 1 selektiv übertragen
und haftet daran an, wodurch das latente Bild sichtbar wird. Der
Rest des Toners 4, d. h. nicht übertragener Toner, wird mit
der Drehung der Walze 2 erneut in Kontakt mit der Walze 3 gebracht.
Bei einem Kontakt mit der Walze 3 wird der Toner 4,
der auf der Walze 2 verblieben ist, mit der Walze 3 teilweise
abgeschabt, und ein wesentlicher Anteil des Toners 4 wird
gegen das Blatt 5 befördert,
nachdem er gestreut worden ist. Die oben erwähnten Schritte werden um die
Entwicklungswalze 2 herum bei jedem Abbildungsprozeß wiederholt.
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Das
oben erwähnte
Tonerdicke-Steuerungsblatt kann bevorzugt in der in 15 dargestellten
Weise hergestellt werden. Die federnde Metallplatte, wie eine Platte
aus nicht rostendem Federstahl zum Bilden eines Blattes 5 wird
in eine Lochform eingesetzt, die eine Stanze 14 und eine
Stanzform 15 umfaßt,
und dann wird die Stanzform 15 in der Richtung, die durch
einen Pfeil dargestellt ist, bewegt. Der Abstand oder die lichte Weite
(w) zwischen der Stanze 14 und der Form 15 wird
bevorzugt so gesteuert, daß beim
Stanzen das resultierende Blatt 5 einen bogenförmig gekrümmten Schwanz 5a mit
einer glatten Oberfläche
hat. Der gekrümmte Schwanz 5a wird
während
eines Stanzens hergestellt wie ein Scherabfall (allgemein ein Nachteil),
wenn es jedoch als das Tonerdicke-Steuerungsblatt der vorliegenden
Erfindung eingesetzt wird, kann das Blatt 5 überraschenderweise
erhebliche synergetische Wirkungen des Steuerns einer Tonerdicke über der
Entwicklungswalze und des Triboelektrisierens des Toners ohne weitere
Behandlung und Bearbeitung des gekrümmten Schwanzes 5a zeigen.
Es wird in Betracht gezogen, daß die
Glätte
des gekrümmten
Schwanzes auch zu dieser Wirkung beiträgt. Die Größe des Tonerdicke-Steuerungsblattes
kann, abhängig
von verschiedenen Faktoren, wie gewünschten Wirkungen und ähnlichem,
weit variiert werden, jedoch hat es bevorzugt eine Länge "L1", die von einem Ende
des Rahmens 6a oder Halters 6b aus bestimmt ist,
von 12 bis 22 mm (vgl. 12 und 13) und
eine Dicke "t" von 0,10 bis 0,12
mm (vgl. 14) sowie eine Höhe "h" des gekrümmten Teils (Krümmung) "r" des Schwanzteils von 13 bis 43 μm.
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Das
Blatt der vorliegenden Erfindung kann, wenn es durch Stanzen einer
federnden Metallplatte mit einer Dicke "t" von
0,1 bis 0,12 mm hergestellt wird, ein Federn und eine Flexibilität der Metallplatte,
die als ein Rohmaterial des Blattes verwendet wird, vollständig, wodurch
ein guter Kontakt der Blattspitze mit einer Oberfläche der
Entwicklungswalze unter einem geeignetem Druck gewährleistet
wird. Da es außerdem
durch Stanzen einer dünnen,
federnden Metallplatte in einer Preßform hergestellt werden kann,
kann das Blatt in einer einfachen Weise und bei erheblich verringerten
Kosten hergestellt werden. Aufgrund seiner besonders gekrümmten Schwanzstruktur
kann das Blatt darüber
hinaus eine Spannung gegenüber
dem Toner und folglich eine Verschlechterung des Toners vermin dern,
wodurch eine verlängerte
Lebensdauer des Toners und eine hohe Qualität der sich ergebenden Tonerbilder
gewährleistet
werden.
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Außerdem ist
das Blatt 5 beispielsweise dadurch gekennzeichnet, daß es an
seinem gekrümmten Schwanz 5a eine
Höhe "h" der Krümmung "r" in
dem Bereich von 13 bis 43 μm
hat (vgl. 14). Wenn eine Spitze des Blattes 5 in
Kontakt mit einer Oberfläche
der Entwicklungswalze 2 gebracht wird, wird zwischen der Blattspitze
und der Walzenoberfläche
aufgrund der Höhe
der Krümmung
ein kleiner Spalt erzeugt. Der resultierende Spalt ist wirksam,
eine Menge des Toners, der durch den Spalt hindurchtritt, zu steuern
und so eine gleichmäßige Tonerschicht
mit einer vorbestimmten Dicke zu bilden.
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Zusätzlich zu
diesen Vorteilen kann das Blatt 5, da eine Länge "L1" (vgl. 13)
des Blattes 5 im Bereich von 12 bis 22 mm liegt, eine Federung
und eine Flexibilität
der als das Ausgangsmaterial verwendeten federnden Metallplatte
vollständig
zeigen. Wegen seiner hervorragenden Federung und Flexibilität kann das Blatt 5 eine
Oberfläche
der Entwicklungswalze 2 unter moderat gesteuertem Druck
kontaktieren und damit eine Ungleichmäßigkeit der Tonerdicke in einer
axialen Richtung der Walze 2 vermeiden.
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Darüber hinaus
wird ein Schwanzteil des Blattes bevorzugt bei einem Druck von 15
bis 45 gf/cm gegen eine Oberfläche
der Entwicklungswalze gedrückt.
Der gesteuerte Druck des Blattes ist wirksam, eine Spannung gegenüber dem
Toner zu vermindern und zur gleichen Zeit einen geeignet gesteuerten
Kontaktdruck des Blattes mit der Walze zu erhalten.
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Die
oben erwähnten
Vorteile, die durch Verwendung des Blattes der vorliegenden Erfindung
erhalten werden, werden mit erneuter Bezugnahme auf 14 deutlicher
zum Ausdruck kommen, bei der eine Oberfläche der Entwicklungswalze 2 aufgrund
ihrer starken Vergrößerung so
dargestellt ist, daß sie
im we sentlichen flach ist. Wenn das Blatt 5 mit der Entwicklungswalze 2,
wie dargestellt ist, in Kontakt gebracht wird, d. h. in solcher
Weise, daß eine
runde Kante des gekrümmten
Schwanzes 5a des Blattes 5 eine Oberfläche der
Walze 2 kontaktieren kann und auf das Blatt 5 ein
vorbestimmter Druck oder eine vorbestimmte Schubkraft ausgeübt wird,
kann eine gleichmäßige Tonerschicht 4 mit
einer vorbestimmten Dicke kann auf einer Oberfläche der Walze 2 gebildet
und zur selben Zeit dem Toner 4 ein vorgegebenes Ladungsniveau
gegeben werden.
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Als
Ergebnis können
eine Verringerung der Elektrisierungseigenschaften des Toners 4 und
eine "Schleierbildung" im Hintergrund der
Bilder vermieden werden, und somit hohe Bildqualitäten erhalten
werden. Außerdem
kann das Blatt 5 wegen seines guten Federns die Walze 2 mit
einem geeigneten Kontaktdruck kontaktieren, und wegen seines bogenförmig gekrümmten Schwanzes
und einer niedrigen Reibung seines Metalls kann eine auf den Toner 4 ausgeübte Spannung
beachtlich verringert werden.
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Beispiele
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Zur
Absicherung der oben erwähnten
Vorteile der vorliegenden Erfindung haben die Erfinder die Experimente
gemacht, die hiernach beschrieben werden.
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Die
Blätter
der vorliegenden Erfindung mit verschiedener Dicke "t" und Länge "L1" und die vergleichbaren
Blätter,
die aufgrund ihrer höheren
oder niedrigeren Dicke und/oder Länge nicht im Bereich der vorliegenden
Erfindung enthalten sind, wurden entsprechend der oben mit Bezug
auf 15 beschriebenen Weise aus dem nicht rostenden
Federstahl (JG-SUS304-CSP) hergestellt. Das Blatt wurde in einen
von Fujitsu Limited hergestellten Drucker eingebaut, und die Drucktests
wurden bezüglich
einer Ungleichmäßigkeit
der Bildschwärzung
aufgrund der ungleichen Schichtdicke des Toners und einer "Schleierbildung" des Hintergrunds der
Bilder wegen unzureichender Elektrisierung des Toners gemacht. Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt. Man
beachte, daß in
der Tabelle "ja" bedeutet, daß bezüglich der
Tests für
die Bildschwärzung
und "Schleierbildung" gute Ergebnisse
erhalten werden konnten, und "nein" bedeutet, daß die Ergebnisse
schlecht und nicht akzeptabel sind. Man beachte auch, daß die Schwärzung (optische
Dichte) und "Schleierbildung" auf einem Macbeth-Densitometer
RD918 gemessen wurden.
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Die
oben genannten Ergebnisse zeigen, daß, wenn das Blatt eine Länge von
weniger als 12 mm oder mehr als 22 mm oder eine Dicke von weniger
als 0,10 mm oder mehr als 0,12 mm hat, eine Federung des Federstahls,
der das Blatt bildet, nicht vollständig gezeigt werden kann, und
dementsprechend kann von dem Blatt während eines Kontaktes des Blattes
mit der Walze nur ein unzureichender Druck auf die Entwicklungswalze
ausgeübt
werden. Wenn dementsprechend die verwendete Entwicklungswalze aufgrund
ihrer schlechten Herstellungsgenauigkeit einen veränderten
Außendurchmesser
hat, kann eine Dicke der Tonerschicht in einer axialen Richtung
der Walze verändert
sein, und die resultierende dicke Tonerschicht kann "Schleierbildung" und ungleiche Schwärzung der
Bilder hervorrufen.
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Außerdem hat
das Blatt mit einer Dicke von weniger als 0,10 mm nur eine ungenügende Steifigkeit, und
dementsprechend kann von dem Blatt nur ein geringer Druck auf die
Entwicklungswalze ausgeübt
werden. Um dieses Problem zu vermeiden, wird vorgeschlagen, die
Befestigungsbedingung des Blattes an dem Rahmen oder Halter einzustellen,
um einen höheren
Druck zu erhalten, jedoch verursacht dies ein Problem, daß das Blatt
krumm werden kann, wodurch ein Anheben des gekrümmten Schwanzes und somit ein
Kontaktieren eines Körpers
des Blattes mit der Walze verursacht wird. Unzureichender Kontaktdruck
des Blattes kann nicht verbessert werden, selbst wenn zusätzlich Ladungszuführung gemacht
wird, und daher kann wegen unzureichender Reibung und Elektrisierung
des Toners "Schleierbildung" in den resultierenden
Tonerbildern hervorgerufen werden. Gleiche Probleme können auch
hervorgerufen werden, wenn der Körper
des Blattes mit der Walze, wie oben erwähnt, in Kontakt kommt, denn
aufgrund unzureichenden Kontaktdruckes ist eine Reibung unzureichend
und daher kann ein Elektrisierungsgrad des Toners erheblich erhöht werden.
Es sollte ebenfalls beachtet werden, daß, wenn eine Oberfläche der
Entwickungsrolle Vertiefungen oder andere Defekte hat, diese Defekte
eine beachtliche Ungleichmäßigkeit
der Dicke der Tonerschicht bewirken.
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Das
Tonerdicke-Steuerungsblatt der vorliegenden Erfindung kann auch
erwähnenswerte
Wirkungen zeigen, wenn es in einer Bildstation für eine ausgedehnte Zeitdauer
verwendet wird. Namentlich ist der Kontaktdruck des Blattes sehr
stabil, da er durch ein Ablenkungsniveau "L2" (vgl. 13)
des Blattes 5, das aus einer federnden Metallplatte hergestellt
ist, effektiv gesteuert werden kann. Außerdem kann jegliche langsame Deformierung
in dem Blatt durch geeignetes Auswählen eines Ablenkgrades des
Blattes vermieden werden. Wenn beispielsweise das Blatt aus einem
nicht rostenden Federstahl (JG-SUS304-C'SP-3/4H)
hergestellt ist, kann jede langsame Deformierung vermieden werden,
wenn der Ablenkgrad "L2" innerhalb
eines Bereiches eingestellt wird, in dem eine Zeitfestigkeit des
verwendeten Federstahls 33 kgf/mm2 bei 108 Zyklen oder weniger unter dem JIS-Standard
ist. Außerdem
kann das Blatt für
eine lange Zeit stabil und wiederholt eingesetzt werden, da der
Toner an einem Spitzenabschnitt des Blattes nicht fest anhaftet.
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Als
nächstes
wird die Höhe "h" der Krümmung "r" in
dem gekrümmten
Schwanz 5a des Blattes 5 (vgl. 14)
erläutert,
der mit der Entwicklungswalze 2 in Kontakt ist.
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Bei
den vorhergehenden Experimenten ist die Höhe "h" der
Krümmung "r" 23 μm,
und deren Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Wenn
das Blatt eine wünschenswerte
Dicke "t" und Länge "L1" innerhalb des Bereichs
der vorliegenden Erfindung hatte, konnten zufriedenstellende Ergebnisse
erhalten werden, wenn jedoch die Höhe "h" von
23 μm auf
weniger als 13 μm
geändert
wurde, konnten vergleichbare Ergebnisse nicht erhalten werden, da
ein Großteil
des Toners 4 nicht durch eine Kontaktzone des Blattes 5 und
der Walze 2 hindurchtreten konnte. Wenn demgegenüber die
Höhe "h" mehr als 43 μm ist, kann eine Dicke der resultierenden
Tonerschicht als Ergebnis einer zu großen Menge durch die Kontaktzone
hindurchtretenden Toners erheblich erhöht sein, und folglich wurde "Schleierbildung" aufgrund unzureichender
Reibung zwischen dem Blatt und dem Toner erzeugt und so Elektrisierung
des Toners verhindert. Dementsprechend wird es durch Steuern der
Höhe "h" der Krümmung "r" zu
dem Bereich von 13 μm
bis 43 μm
möglich,
den Toner selektiv durch einen Spalt zwischen dem Blatt und der
Entwicklungswalze hindurchzuführen,
um eine gleichmäßige Tonerschicht
mit einer vorbestimmten Dicke auf der Walzenoberfläche zu machen
und die Bildung einer solchen wünschenswerten
Tonerschicht stabil beizubehalten, selbst wenn ein Winkel des kontaktierenden
Blattes zur Walzenoberfläche
weit verändert
wurde.
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Die
Herstellung des Blattes mit der Höhe "h" der
Krümmung "r" an dessen Schwanz wird weiter erläutert.
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Wie
bereits bezugnehmend auf 15 erläutert worden
ist, wird, wenn eine dünne,
federnde Metallplatte mit einer Dicke von beispielsweise 0,1 mm
in einer Preßform
entsprechend der vorliegenden Erfindung gestanzt wird, aufgrund
des Spaltes oder der lichten Weite "w" zwischen
der Stanze und der Stanzform der Preßform eine bogenförmige, glatte
Krümmung "r", d. h. ein Scherabfall, in einem Schwanzteil
des resultierenden Blattes erzeugt. Demgegenüber kann bei den Herstellungsverfahren
des Standes der Technik eine solche bogenförmige Krümmung nicht bei den resultierenden
Blättern
gefunden werden. Dies liegt daran, daß bei den Verfahren des Standes
der Technik die lichte Weite "w" allgemein auf etwa
ein Zehntel oder weniger der Dicke des Blattes eingestellt war,
um die Bearbeitbarkeit (Schneideeigenschaft) der Platte in der Preßform zu
verbessern und auch Gratrippen, Grate und andere Defekte in dem
resultierenden Blatt zu vermeiden. Wenn beispielsweise dieses Verfahren
des Standes der Technik auf den oben genannten Fall der vorliegenden
Erfindung angewandt wird, muß die
lichte Weite "w" 0,01 mm oder weniger
sein. Namentlich ist es bei den herkömmlichen Preßformen
schwierig, die Blätter
mit der Höhe "h" von 13 bis 43 μm herzustellen.
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Die
oben genannten Fakten in Erinnerung behaltend, haben die Erfinder
die Experimente gemacht, um einen Zusammenhang zwischen der lichten
Weite "w" der Preßform und
der Höhe "h" der Krümmung "r" am
gekrümmten
Schwanz des Blattes mit unterschiedlicher Härte Hv der federnden Metallplatten
zu verifizieren. Die verwendeten federnden Metallplatten sind drei
Platten aus nicht rostendem Federstahl (JG-SUS304-CSP-1/2H, Hv =
280; JG-SUS304-CSP-3/4H, Hv = 340; und JG-SUS304-CSP-H, Hv = 400),
deren jede eine Dicke von 0,1 mm hat. Die Ergebnisse sind in 16 aufgetragen.
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Aus 16 geht
hervor, daß,
wenn die Härte
der Feder platte geändert
und die lichte Weite "w" von 0,01 mm auf
0,045 erhöht
wird, die Krümmung "r" am gekrümmten Schwanz, d. h. dem Scherabfall,
graduell erhöht
wird. Wenn die lichte Weite "w" 0,02 oder mehr ist,
konnte die Höhe "h" der Krümmung "r" für alle Federplatten
auf innerhalb des Bereichs von 13 bis 33 μm gesteuert werden.
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17 ist
eine Darstellung des Querschnitts des Spitzenabschnitts eines jeden
der drei Blätter,
die bei den oben erwähnten
Experimenten hergestellt wurden, skizziert bezugnehmend auf das
Elektronenmikroskopbild (×400)
für jeden
Spitzenabschnitt. Die dargestellten Querschnitte zeigen an, daß die Höhe "h" der Krümmung "r" bevorzugt
13 bis 43 μm,
besonders bevorzugt etwa 30 bis 43 μm ist.
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Darüber hinaus
kann die Höhe "h" der Krümmung "r" mit
einer Zunahme der Dicke der verwendeten Federplatte erhöht werden.
Wenn beispielsweise zwei Platten aus nicht rostendem Federstahln (JG-SUS304-CSP-3/4H)
eine Dicke von 0,1 mm (erstes Beispiel) und 0,2 mm (zweites Beispiel)
haben und sie in einer Preßform
mit einer lichten Weite "w" von 0,01 mm gestanzt
werden, zeigen die resultierenden Blätter die Höhe "h" von
11 μm (erstes
Beispiel) und 20 μm
(zweites Beispiel). Namentlich kann die Höhe "h" durch Ändern einer
Dicke der verwendeten Federplatte geeignet gesteuert werden. Offenbar
kann für
das Blatt der vorliegenden Erfindung die Höhe "h" von
13 bis 43 μm
erhalten werden, wenn die Platte eine Dicke (t) von 0,1 bis 0,12
mm hat.
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18 gibt
die Ergebnisse der Experimente an, bei denen die Dicke der Entwickler-
(Toner-)Schicht mit einer Veränderung
der Höhe "h" der Krümmung "r" in
dem gekrümmten
Schwanz des Blattes verändert wurde.
Wie in 18 aufgetragen ist, wird die
Dicke der Tonerschicht mit einer Zunahme der Höhe "h" der Krümmung "r" erhöht,
namentlich wird beachtet werden, daß es einen bestimmten Zusammenhang
zwischen der Tonerdicke und der Höhe "h" der
Krümmung "r" gibt.
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19 ist
ein Graph, der einen Zusammenhang zwischen einer Dicke der Entwickler-
(Toner-)Schicht und einer optischen Dichte der resultierenden Bilder
zeigt. Dieser Graph gibt an, daß die
optische Dichte (O. D.) mit einer Zunahme der Dicke der Tonerschicht
erhöht
wird.
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20 ist
ein Graph, der einen Zusammenhang zwischen einer Dicke der Entwickler-
(Toner-)Schicht und einer "Schleierbildung" (O. D.) des Bildes
auf der lichtempfindlichen Trommel zeigt. Dieser Graph gibt an, daß die "Schleierbildung" des Bildes mit einer
Zunahme der Dicke der Tonerschicht zunimmt.
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Wie
aus den oben genannten Ergebnissen deutlich wird, gibt es eine Korrelation
zwischen der Bildschwärzung
und einer "Schleierbildung", und daher muß eine Dicke
der Tonerschicht innerhalb des Bereichs von etwa 8 bis 14 μm gesteuert
werden. Die Tonerschicht mit dieser vorbestimmten Dicke kann entsprechend der
vorliegenden Erfindung hergestellt werden, wenn die Höhe "h" der Krümmung "r",
wie oben erwähnt,
auf innerhalb des Bereichs von 13 bis 43 μm gesteuert wird. In anderen
Worten ausgedrückt,
ist das oben genannte die Erfordernisse zum Erhalten einer stabilen
Bildschwärzung
und hoher Bildqualität,
ohne Schleierbildung.
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Zuletzt
wird die Ausübung
des Druckes (Kontaktdruck) von 15 bis 45 gf/cm auf die Entwicklungswalze erläutert.
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Wie
oben erwähnt,
wird in der Praxis der vorliegenden Erfindung ein Schwanzteil des
Blattes bevorzugt bei einem Kontaktdruck von 15 bis 45 gf/cm an
eine Oberfläche
der Entwicklungswalze gedrückt.
Dies ist so, da der Kontaktdruck von weniger als 15 gf/cm unzureichend
ist, ein Federung oder Flexibilität der federnden Metallplatte,
die das Blatt bildet, vollständig
zu zeigen, da dieser Kontaktdruck nur eine schwache Kontaktkraft
des Blattes auf die Walze gewährleistet.
Die se Nachteile können
insbesondere dann, wenn die verwendete Entwicklungswalze wegen ihrer
schlechten Fabrikationsgenauigkeit einen variierenden Außerdurchmesser
hat, zu einer Ungleichmäßigkeit
der Dicke der Tonerschicht in einer axialen Richtung der Entwicklungswalze
führen,
und die resultierende Tonerschicht, die eine erhöhte Dicke hat, kann Defekte
wie "Schleierbildung" und Ungleichmäßigkeit
der Bildschwärzung
hervorrufen. Zusätzlich
zu diesen Nachteilen wird ein Ablenkniveau "L2" (vgl. 13)
des Blattes verringert, und so wird der Kontakt des Blattes mit
der Entwicklungswalze wegen des verringerten Kontaktabstands zwischen
dem Blatt und der Walze instabil gemacht.
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Demgegenüber ruft
ein Kontaktdruck von mehr als 45 gf/cm ein Verkrümmen des Blattes und somit ein
Abheben eines gekrümmten
Schwanzes des Blattes hervor. Dementsprechend kann ein Körper (nicht Schwanz)
des Blattes eine Oberfläche
der Entwicklungswalze kontaktieren. Dieses Problem kann nicht gelöst werden,
selbst wenn die Position des gekrümmten Schwanzes gesteuert wird.
Da namentlich in solch einem Fall ein Druck, der auf die Entwicklungswalze
ausgeübt
wird, erheblich erhöht
wird, kann eine große
Spannung auf den Toner ausgeübt
werden, und auf dessen wiederholten Gebrauch kann der Toner mit
der ausgeübten Spannung
verschlechtert, d. h. ein Elektrisierungsgrad des Toners verringert
werden, wodurch die Zeile der Bilder verdickt wird und außerdem die
Bilder eine Schleierbildung erfahren.
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Offenbar
kann, wenn das Blatt nur einen schwachen Kontaktdruck hat, eine
unzureichende Reibung des Toners nicht verbessert werden, selbst
wenn eine elektrische Ladung dem Toner zusätzlich zugeführt wird. Da
der Elektrisierungsgrad des Toners wegen weniger Reibung des Toners
erhöht
wird, kann "Schleierbildung" in den resultierenden
Bildern hervorgebracht werden. Außerdem kann ein Elektrisierungsgrad
des Toners be achtlich erhöht
werden, wenn ein Körper
des Blattes mit der Entwicklungswalze in Kontakt ist, da ein Kontaktdruck
des Blatt pro Einheit deren Oberfläche wegen des Kontaktes des
Körpers
des Blattes mit der Walze nicht hoch ist, und folglich ist ein Verlust
der Reibungsleistung des Toners nicht vermeidbar. Außerdem verursachen Vertiefungen
und andere Defekte an einer Oberfläche der Entwicklungswalze sehr
beachtliche Ungleichmäßigkeit
in der Dicke der resultierenden Tonerschicht.
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Dementsprechend
kann durch Auswählen
eines bestimmten Wertes innerhalb des Bereiches von 15 bis 45 gf/cm
als ein Kontaktdruck, der von dem Blatt auf die Entwicklungswalze
ausgeübt
wird, Bilder hoher Qualität
mit einer stabilen Bildschwärzung
und ohne Schleierbildung erhalten werden. Man beachte, daß diese guten
Bildqualitäten
oben mit Bezug auf 19 und 20 beschrieben
worden sind.
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Beim
Verwenden der Entwicklungsvorrichtung nichtmagnetischen, einkomponentigen
Typs, beschrieben in dem oben genannten Beispiel, kann immer eine
Tonerschicht mit einer stabilen und gleichmäßigen Dicke erhalten werden.
Natürlich
kann dieser Effekt der vorliegenden Erfindung aufrechterhalten werden,
selbst wenn ein Winkel des Blattes gegenüber der Entwicklungswalze geändert oder
ein Außendurchmesser
der Entwicklungswalze in einer axialen Richtung der Walze variiert
wird. Außerdem
kann ein konstanter Kontaktdruck des Blattes für beides aufrecherhalten werden,
eine ausgedehnte Standzeit und eine ausgedehnte Nutzungszeit.
