DE60313092T2 - Entwicklerbefeuchter - Google Patents

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Barrett L. Rochester Gady
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    • G03G2221/0005Cleaning of residual toner

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Feuchtigkeit von Tonermaterial in einem Entwicklergehäuse bei einem vorbestimmten Einstellpunkt. Allgemein schließt der Prozess des elektrofotografischen Druckens das Laden eines fotoleitenden Elementes auf ein im Wesentlichen gleichförmiges Potenzial ein, um die Oberfläche desselben zu sensibilisieren. Der geladene Abschnitt der fotoleitenden Oberfläche wird mit einem Lichtbild entweder von einem abtastenden Laserstrahl, einer LED-Quelle oder von einem zu reproduzierenden Originaldokument belichtet. Dies zeichnet eine elektrostatisches, verborgenes Bild auf der fotoleitenden Fläche auf. Nachdem das elektrostatische, verborgene Bild auf der fotoleitenden Oberfläche aufgezeichnet ist, wird das verborgene Bild entwickelt. Im Allgemeinen werden zweikomponentige oder einkomponentige Entwicklermaterialien für die Entwicklung verwendet. Ein typischer zweikomponentiger Entwickler umfasst magnetische Trägerkörnchen, an denen tribo-elektrisch geladene Tonerpartikel anhaften. Ein einkomponentiges Entwicklermaterial umfasst typischerweise Tonerpartikel. Tonerpartikel werden zu dem verborgenen Bild gezogen, wodurch ein Tonerpulverbild auf der fotoleitenden Oberfläche ausgebildet wird. Das Tonerpulverbild wird nachfolgend auf ein Kopierblatt übertragen. Schließlich wird das Tonerpulverbild erwärmt, um dieses dauerhaft auf das Kopierblatt in Bildkonfiguration aufzuschmelzen.
  • Der vorstehend angegebene elektrofotografische Markierungsprozess kann modifiziert werden, um Farbbilder zu erzeugen. Ein elektrofotografischer Farbmarkierungsprozess, genannt Bild-auf-Bild(image-on-image: IOI)-Verarbeitung, überlagert Tonerpulverbilder verschiedener Farbtoner auf dem Fotoaufnehmer vor der Übertragung des zusammengesetzten Tonerpulverbildes auf das Substrat. Wenngleich der IOI-Prozess verschiedene Vorteile bereitstellt, wie etwa eine kompakte Architektur, gibt es verschiedene Herausforderungen für dessen erfolgreiche Nutzung. Beispielsweise erfordert die Brauchbarkeit von Drucksystemkonzepten, wie etwa der IOI-Verarbeitung, Entwicklungssysteme, die ein früher abgelegtes Tonerbild nicht beeinflussen. Da einige bekannte Entwicklungssysteme, wie etwa die herkömmliche Entwicklung mit magnetischer Bürste und die springende Einkomponentenentwicklung das Bild auf dem Empfänger beeinflusst, wird ein früher abgelegtes Tonerbild durch nachfolgende Entwicklung gebürstet, wenn einwirkende Entwicklungssysteme verwendet werden. Daher besteht für den IOI-Prozess die Notwendigkeit für berührungslose oder nicht einwirkende Entwicklungssysteme.
  • Hybride, nicht bürstende Entwicklungstechnologie entwickelt Toner über eine herkömmliche magnetische Bürste auf die Oberfläche einer Geberwalze und eine Vielzahl von Elektrodendrähten sind eng beabstandet von der mit Toner versehenen Geberwalze in der Entwicklungszone. Auf die Drähte wird eine Wechselspannung angelegt, um eine Tonerwolke in der Entwicklungszone zu erzeugen. Diese Geberwalze besteht im Allgemeinen aus einem leitfähigen Kern, der mit einer dünnen (50 bis 200 Mikrometer), teilweise leitfähigen Schicht bedeckt ist. Die magnetische Bürstenwalze wird auf einer elektrischen Potenzialdifferenz in Bezug auf den Geberkern gehalten, um ein Feld zu erzeugen, das für die Tonerentwicklung notwendig ist. Die Tonerschicht auf der Geberwalze wird daraufhin durch elektrische Felder von einem Draht oder einem Satz von Drähten verteilt, um eine angeregte Wolke von Tonerpartikel zu erzeugen oder aufrecht zu erhalten. Typische Wechselspannungen der Drähte in Bezug auf den Geber betragen 700 bis 900 Volt Spitze-Spitze bei Frequenzen von 5 bis 15 kHz. Diese Wechselspannungssignale sind häufig Rechteckwellen anstelle von reinen sinusförmigen Wellen. Der Toner aus der Wolke wird daraufhin durch die Felder, die durch ein verborgenes Bild erzeugt werden, auf dem nahen Fotoaufnehmer entwickelt.
  • Zweikomponentiger Entwickler besteht typischerweise aus isolierenden Tonerpartikeln von 5 bis 15 Mikrometer, die mit leitenden, magnetischen Trägerkörnchen von 50 bis 100 Mikrometer vermischt sind. Das Entwicklermaterial kann ungefähr 95 Gew.-% bis ungefähr 99 Gew.-% von Trägern und 5 Gew.-% bis ungefähr 1 Gew.-% an Toner umfassen.
  • Das Vermischen des Entwicklermaterials erzeugt Tonerladung aufgrund von Tribo-Elektrizität mit den Trägerkörnchen.
  • Es ist bekannt, dass Tribo-Elektrizität stark durch Umweltbedingungen beeinflusst wird, insbesondere durch die relative Feuchte (Relative Humidity: RH). Bei niedriger RH wird die tribo-elektrische Ladung des Toners in ihrem Betrag größer sein und bei hoher RH wird der Toner im Ladungsbetrag niedriger sein.
  • Um eine optimale Bildqualität aufrecht zu erhalten, ist es wünschenswert, die Tonerladung innerhalb eines optimalen Bereiches zu steuern. Um dies zu erreichen, sind typischerweise Umweltkontrollen notwendig, um die Temperaturumgebung und die relative Feuchte der Maschine aufrecht zu erhalten. In der Vergangenheit haben die Hersteller Grenzwerte für die zulässige Vorort-Temperatur und für RH-Extremwerte vor der Installation der Maschine aufgestellt. Wenn ein Aufstellungsort sich außerhalb der spezifizier ten Grenzen befindet, dann wird der Kunde verständigt, dass er ein Klimastabilisierungssystem aufbauen muss oder dieses ausbauen muss oder einen passenderen Aufstellungsort finden muss.
  • Klimaregelung ist jedoch teuer und kann an manchen Kundenaufstellungsorten nicht verfügbar oder nicht praktikabel sein.
  • US 5,937,226 beschreibt eine Entwicklereinheit, die eine Vorwärmaufrichtung aufweist. Die Vorwärmaufrichtung ist in der Lage, eine gute Qualität des Druckens sicherzustellen, durch Bereitstellen einer Vorheizungsvorrichtung innerhalb einer Entwicklereinheit, die einen Toner bevorratet, und hält den Toner auf einer vorbestimmten Temperatur und Feuchte.
  • EP 0 629 931-A1 beschreibt einen elektrostatografischen Drucker zur Erzeugung eines Bildes auf einem Aufnahmeelement. Eine Anzahl von Entwicklungsstationen wird in einem Gehäuse des Druckers bereitgestellt. Der Drucker umfasst weiterhin eine Luftaufbereitungseinrichtung, die einen Befeuchter einschließt zum Anpassen der Temperatur und der Feuchte der Luft, die dem Gehäuse des Druckers zugeführt wird, der die Entwicklungsstationen einschließt.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Entwicklung eines verborgenen Bildes zu verbessern, das auf einer beweglichen, bilderzeugenden Oberfläche aufgezeichnet wird, insbesondere in Bezug auf die konstante Qualität des xerografischen Druckens unter sich ändernden Umweltbedingungen. Dieses Ziel wird durch Bereitstellen einer Vorrichtung zur Entwicklung eines verborgenen Bildes, das auf einer bewegliche, bilderzeugenden Oberflächen aufgezeichnet ist gemäß Anspruch 1, eines Druckers, der mit einer Vorrichtung zur Entwicklung eines verborgenen Bildes, das auf einer beweglichen, bilderzeugenden Oberfläche aufgezeichnet ist gemäß Anspruch 7, und eines Verfahrens, um einen Vorrat von Entwicklermaterial bei einer vorbestimmten Feuchtigkeit in einem Entwicklungssystem zu halten, gemäß Anspruch 8. Ausführungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
  • Wenngleich die vorliegende Erfindung nachfolgend in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführung derselben beschrieben wird, ist anzumerken, dass es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese Ausführung zu begrenzen. Im Gegensatz dazu ist es beabsichtigt, alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente, wie sie im Geist und Umfang der Erfindung gemäß den beiliegenden Ansprüchen eingeschlossen sein können, abzudecken.
  • Für ein allgemeines Verständnis der Merkmale der vorliegenden Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. In den Zeichnungen wurden gleiche Bezugszeichen durchgehend verwendet, um identische Elemente zu bezeichnen.
  • Mit nachfolgendem Bezug auf die Zeichnungen wird eine Vielfarben-Druckmaschine im Einmaldurchlauf gezeigt. Die Druckmaschine wendet ein fotoleitendes Band 10 an, das durch eine Vielzahl von Walzen oder Stäben 12 abgestützt wird. Das fotoleitende Band 10 ist in einer vertikalen Ausrichtung angeordnet. Das fotoleitende Band 10 wird in der Richtung des Pfeils 14 fortbewegt, um aufeinander folgende Abschnitte der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 aufeinander folgend unter den verschiedenen Prozessstationen zu bewegen, die um den Bewegungsweg desselben angeordnet sind. Das fotoleitende Band weist eine große Achse 120 und eine kleine Achse 118 auf. Die große und die kleine Achse sind senkrecht zueinander. Das fotoleitende Band 10 ist elliptisch geformt. Die große Achse 21 ist im Wesentlichen parallel zu dem Schwerkraftvektor und im Wesentlichen in einer vertikalen Ausrichtung angeordnet. Die kleine Achse 118 ist im Wesentlichen senkrecht zu dem Schwerkraftvektor und in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung angeordnet. Die Architektur der Druckmaschine schließt fünf bildaufzeichnende Stationen ein, die allgemein mit den Bezugsziffern 16, 18, 20, 22 und 24 jeweils angezeigt sind. Anfänglich durchläuft das fotoleitende Band 10 die Bildaufzeichnungsstation 16. Die bildaufzeichnende Station 16 schließt eine Ladungseinrichtung und eine Belichtungseinrichtung ein. Die Ladungseinrichtung schließt einen Corona-Generator ein, der die äußere Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 auf ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichförmiges Potenzial auflädt. Nachdem die äußere Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 geladen ist, bewegt sich der geladene Abschnitt desselben zu der Belichtungseinrichtung. Die Belichtungseinrichtung schließt einen Ausgabeabtaster (raster output scanner: ROS) 28 ein, der den geladenen Abschnitt der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 beleuchtet, um ein erstes elektrostatisches, verborgenes Bild auf demselben aufzuzeichnen. Alternativ dazu kann eine lichtemmitierende Diode (LED) verwendet werden.
  • Dieses erste elektrostatische, verborgene Bild wird durch die Entwicklereinheit 30 entwickelt. Die Entwicklereinheit 30 lagert Tonerpartikel einer ausgewählten Farbe auf dem ersten elektrostatischen, verborgenen Bild ab. Nachdem das Tonerbild in Hervorhe bungsfarbe auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 entwickelt worden ist, bewegt sich das Band weiter in der Richtung des Pfeils 14 zu der bildaufzeichnenden Station 18.
  • Die bildaufzeichnende Station 18 schließt eine Wiederaufladungseinrichtung und eine Belichtungseinrichtung ein. Die Ladungseinrichtung schließt einen Corona-Generator 32 ein, der die äußere Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 auf ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichförmiges Potenzial wieder auflädt. Die Belichtungseinrichtung schließt ein ROS 34 ein, das den geladenen Abschnitt der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 selektiv belichtet, um ein zweites, elektrostatisches, verborgenes Bild auf demselben aufzuzeichnen. Dieses zweite elektrostatische, verborgene Bild entspricht den Gebieten, die mit magenta Tonerpartikel entwickelt werden sollen. Das zweite, elektrostatische, verborgene Bild wird nun zu der nächsten folgenden Entwicklereinheit 36 fortbewegt.
  • Die Entwicklereinheit 36 lagert magenta Tonerpartikel auf das elektrostatische, verborgene Bild ab. Auf diese Weise wird ein magenta Tonerpulverbild auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 ausgebildet. Nachdem das magenta Tonerpulverbild auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 entwickelt worden ist, bewegt sich das fotoleitende Band 10 in der Richtung des Pfeils 14 zu der bildaufzeichnenden Station 20 weiter.
  • Die bildaufzeichnende Station 20 schließt eine Ladungseinrichtung und eine Belichtungseinrichtung ein. Die Ladungseinrichtung schließt einen Corona-Generator 38 ein, der die fotoleitenden Oberfläche auf ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichförmiges Potenzial wieder auflädt. Die Belichtungseinrichtung schließt ein ROS 40 ein, das den geladenen Abschnitt der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 belichtet, um selektiv die Ladung auf demselben zu dissipieren, um ein drittes, elektrostatisches, verborgenes Bild aufzuzeichnen, das den Gebieten entspricht, die mit gelben Tonerpartikeln entwickelt werden sollen. Dieses dritte, elektrostatische, verborgene Bild wird nun zu der nächsten folgenden Entwicklereinheit 42 fortbewegt.
  • Die Entwicklereinheit 42 lagert gelbe Tonerpartikel auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 ab, um ein gelbes Tonerpulverbild auf demselben auszubilden. Nachdem das dritte, elektrostatische, verborgene Bild mit gelbem Toner entwickelt worden ist, bewegt sich das fotoleitende Band 10 in der Richtung des Pfeils 14 zu der nächsten bildaufzeichnenden Station 22 weiter.
  • Die bildaufzeichnende Station 22 schließt eine Ladungseinrichtung und eine Belichtungseinrichtung ein. Die Ladungseinrichtung schließt einen Corona-Generator 44 ein, der die äußere Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 auf ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichförmiges Potenzial auflädt. Die Belichtungseinrichtung schließt ein ROS 46 ein, das den geladenen Abschnitt der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 belichtet, um selektiv die Ladung auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 zu dissipieren, um ein viertes, elektrostatisches, verborgenes Bild für die Entwicklung mit cyan Tonerpartikeln aufzuzeichnen. Nachdem das vierte, elektrostatische, verborgene Bild auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 aufgezeichnet ist, bewegt das fotoleitende Band 10 dieses elektrostatische, verborgene Bild zu der magenta Entwicklungsstation 48.
  • Die cyan Entwicklungsstation 48 lagert magenta Tonerpartikel auf das vierte elektrostatische, verborgene Bild ab. Diese Tonerpartikel können teilweise in überlagerter Registrierung mit dem vorher ausgebildeten, gelben Pulverbild sein. Nachdem das cyan Tonerpulverbild auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 ausgebildet ist, bewegt sich das fotoleitende Band 10 zu der nächsten bildaufzeichnenden Station 24.
  • Die bildaufzeichnende Station 24 schließt eine Ladungseinrichtung und eine Belichtungseinrichtung ein. Die Ladungseinrichtung schließt einen Corona-Generator 50 ein, der die äußere Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 auf ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichförmiges Potenzial wieder auflädt. Die Belichtungseinrichtung schließt ein ROS 54 ein, das den geladenen Abschnitt der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 belichtet, um selektiv diejenigen Abschnitte der geladenen, äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 selektiv zu entladen, welche mit schwarzen Tonerpartikeln entwickelt werden sollen. Das fünfte, elektrostatische, verborgene Bild, das mit schwarzen Tonerpartikeln entwickelt werden soll, wird zu der schwarzen Entwicklereinheit 54 weiter bewegt.
  • Bei der schwarzen Entwicklungsstation 54 werden schwarze Tonerpartikel auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 abgelagert. Diese schwarzen Tonerpartikel bilden ein schwarzes Tonerpulverbild aus, das teilweise oder vollständig in überlagerter Registrierung mit den früher ausgebildeten gelben und magenta Tonerpulverbildern sein kann. Auf diese Weise wird ein Vielfarben-Tonerpulverbild auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 ausgebildet. Nachfolgend, bewegt das fotoleitende Band 10 das Vielfarben-Tonerpulverbild zu einer Übertragungsstation, die allgemein mit Bezugszeichen 56 bezeichnet ist.
  • Bei der Übertragungsstation 56 wird ein empfangendes Medium, beispielsweise Papier, von einem Stapel 58 durch Blattförderer fortbewegt und zu der Übertragungsstation 56 geführt. Bei der Übertragungsstation 56 sprüht eine Corona-erzeugende Einrichtung 60 Ionen auf die Rückseite des Papiers. Dies zieht das entwickelte Vielfarben-Tonerbild von der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 zu dem Papierblatt. Die Ablösewalze 66 berührt die innere Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 und stellt eine ausreichend scharfe Biegung dort bereit, so dass die Steifigkeit des sich fortbewegenden Papiers dieses von dem fotoleitenden Band 10 ablöst. Ein Vakuumtransport bewegt das Papierblatt in der Richtung des Pfeils 62 zu einer Schmelzstation 64.
  • Die Schmelzstation 64 schließt eine beheizte Schmelzwalze 70 und eine Andruckwalze 68 ein. Die Andruckwalze 68 wird federnd in Eingriff mit der Schmelzwalze 70 gedrückt, um eine Spalte auszubilden, durch die das Papierblatt durchläuft. Bei dem Schmelzarbeitsschritt verschmelzen die Tonerpartikel untereinander und verbinden sich mit dem Blatt in Bildkonfiguration, wodurch ein Vielfarbenbild auf demselben ausgebildet wird. Nach dem Aufschmelzen wird das fertiggestellte Blatt zu einer Endbearbeitungsstation ausgegeben, wo die Blätter zusammengetragen werden und in Sätzen ausgebildet werden, die miteinander verbunden werden können. Diese Sätze werden daraufhin zu einer Auffangschale fortbewegt für die nachfolgende Entnahme aus derselben durch den Bediener der Druckmaschine.
  • Wenngleich offenbart wurde, dass ein entwickeltes Vielfarbenbild auf Papier übertragen wird, wird der Fachmann würdigen, dass dieses auf ein Zwischenübertragungselement übertragen werden kann, wie etwa ein Band oder eine Trommel und daraufhin nachfolgend auf Papier übertragen und aufgeschmolzen werden kann. Wenngleich hier Tonerpulverbilder und Tonerpartikel offenbart worden sind, wird der Fachmann weiterhin würdigen, dass ein flüssiges Entwicklermaterial ebenso verwendet werden kann, das Tonerpartikel in einem flüssigen Träger anwendet.
  • Nachdem das Vielfarben-Tonerbild auf das Papierblatt übertragen worden ist, verbleiben unvermeidlich restliche Tonerpartikel auf der äußeren Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 haften. Das fotoleitende Band 10 bewegt sich über die Isolationswalze 78, die den Reinigungsarbeitsschritt an der Reinigungsstation 72 isoliert. Bei der Reinigungsstation 72 werden die restlichen Tonerpartikel von dem fotoleitenden Band 10 ent fernt. Das fotoleitende Band 10 bewegt sich daraufhin unter dem Lampenbalken 80, um ebenso Tonerpartikel von demselben zu entfernen.
  • Mit nachfolgendem Bezug auf die 2 werden Einzelheiten der Entwicklungsvorrichtung gezeigt. Die Vorrichtung umfasst einen Behälter 164, der Entwicklermaterial 166 beinhaltet. Das Entwicklermaterial 166 ist vom Zweikomponententyp, d. h. es umfasst Trägerkörnchen und Tonerpartikel. Der Behälter schließt Rührelemente ein, die als 168 gekennzeichnet sind und die drehbar in der Behälterkammer angebracht sind. Die Rührelemente 168 dienen dazu, das Material innerhalb des Behälters zu transportieren und in Bewegung zu halten, und die Tonerpartikel zu veranlassen, sich tribo-elektrisch aufzuladen, und an den Trägerkörnchen anzuhaften. Eine magnetische Bürstenwalze 170 befördert das Entwicklermaterial von dem Behälter zu den ladenden Spalten 172, 174 der zwei Geberwalzen 176, 178. Die magnetischen Bürstenwalzen sind wohlbekannt, so dass der Aufbau der Walze 170 nicht eingehender beschrieben werden muss. Kurz gesagt umfasst die Walze ein drehbares röhrenförmiges Gehäuse, innerhalb dessen ein stationärer, magnetischer Zylinder angeordnet ist, der eine Vielzahl von magnetischen Polen aufweist, die um dessen Oberfläche eingeprägt sind. Die Trägerkrönchen des Entwicklermaterials sind magnetisch und wenn sich das röhrenförmige Gehäuse der Walze 270 dreht, werden die Trägerkörnchen (mit den an diesen tribo-elektrisch angehafteten Tonerpartikeln) von der Walze 170 angezogen und zu den Ladungsspalten 172, 174 der Geberwalzen befördert. Eine Dosierklinge 180 entfernt überschüssiges Entwicklermaterial von der magnetischen Bürstenwalze und stellt eine gleichmäßige Dicke der Bedeckung mit Tonermaterial sicher, vor der Ankunft an der ersten Ladungsspalte 172 der Geberwalze. An jeder der Ladungsspalten 172, 174 der Geberwalzen werden Tonerpartikel von der magnetischen Bürstenwalze 170 auf die jeweiligen Geberwalzen 176, 178 übertragen.
  • Jede Geberwalze transportiert den Toner zu einer jeweiligen Entwicklungszone 182, 184 durch welche das fotoleitende Band 10 läuft. Die Übertragung des Toners von der magnetischen Bürstenwalze 170 zu den Geberwalzen 176, 178 kann beispielsweise durch Anwendung einer passenden elektrischen Vorspannung als Gleichspannung an der magnetischen Bürstenwalze und/oder den Geberwalzen erleichtert werden. Die Vorspannung als Gleichspannung (beispielsweise ungefähr 70 Volt, die an die magnetische Walze angelegt werden) bewirkt ein elektrostatisches Feld zwischen der Geberwalze und der magnetischen Bürstenwalze, das verursacht, dass Tonerpartikel von den Trägerpartikeln auf der magnetischen Walze zu der Geberwalze gezogen werden.
  • Die Trägerkörnchen und jegliche Tonerpartikel, die auf der magnetischen Bürstenwalze 170 verbleiben, werden in den Behälter 164 zurückgebracht, wenn sich die magnetische Bürstenwalze weiterhin dreht. Die relativen Mengen des Toners, der von der magnetischen Walze 170 zu den Geberwalzen 176, 178 übertragen wird, kann angepasst werden, beispielsweise durch: Anwenden von unterschiedlichen Vorspannungen auf die Geberwalzen; Anpassen des Abstands zwischen der magnetischen Walze und der Geberwalze; Anpassen der Größe und Form des magnetischen Feldes an den Ladungsspalten und/oder Anpassen der Geschwindigkeiten der Geberwalzen.
  • Bei jeder der Entwicklungszonen 182, 184 wird Toner von den jeweiligen Geberwalzen 176, 178 auf das verborgene Bild auf dem Band 10 übertragen, um ein Tonerpulverbild auf diesem auszubilden. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um eine geeignete Übertragung von Toner von einer Geberwalze zu einer fotoleitenden Oberfläche zu erreichen und irgendeines dieser kann an den Entwicklungszonen 182, 184 angewandt werden.
  • In der 2 wird jede der Entwicklungszonen 182, 184 in der Form gezeigt, dass diese beispielsweise Elektrodendrähte aufweisen, die in dem Zwischenraum zwischen jeder Geberwalze 176, 178 und dem fotoleitenden Band 10 angeordnet sind. Die 2 zeigt für jede Geberwalze 176, 178 ein jeweiliges Paar von Elektrodendrähten 186, 188, die sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Geberwalze erstrecken. Die Elektrodendrähte sind aus dünnem (d. h. 50 bis 100 Mikrometer Durchmesser) Drähten aus rostfreiem Stahl hergestellt, die eng beabstandet sind von der jeweiligen Geberwalze. Die Drähte sind selbst beabstandet von den Geberwalzen durch die Dicke des Toners auf den Geberwalzen. Der Abstand zwischen jedem Draht und der jeweiligen Geberwalze ist im Bereich von ungefähr 5 Mikrometer bis ungefähr 20 Mikrometer (typischerweise ungefähr 10 Mikrometer) oder der Dicke der Tonerschicht auf der Geberwalze. Durch eine Wechselspannungsquelle 190 wird eine elektrische Wechselvorspannung auf die Elektrodendrähte angewandt.
  • Die angewandte Wechselspannung baut ein elektrostatisches Wechselfeld zwischen jedem Paar der Drähte und der jeweiligen Geberwalze auf, das bewirkt, dass Toner von der Oberfläche der Geberwalze abgelöst wird und eine Tonerwolke um die Drähte ausbildet, wobei die Höhe der Wolke derart ist, dass diese im Wesentlichen nicht in Berührung mit dem Band 10 ist. Die Größe der Wechselspannung ist in der Größenordnung von 200 bis 500 Voltspitze bei einer Frequenz im Bereich von ungefähr 8 kHz bis unge fähr 16 kHz. Eine Gleichspannungs-Vorspannungsversorgung (nicht gezeigt), die auf jede Geberwalze 176, 178 angewandt wird, baut elektrostatische Felder zwischen dem fotoleitenden Band 10 und den Geberwalzen auf, um die abgelösten Tonerpartikel aus den Wolken, die die Drähte umgeben, auf das verborgene Bild zu ziehen, das auf der fotoleitenden Oberfläche des Bandes aufgezeichnet ist.
  • Wenn aufeinander folgende elektrostatische, verborgene Bilder entwickelt werden, werden die Tonerpartikel innerhalb des Entwicklermaterials 166 abgebaut. Eine Tonerquelle (nicht gezeigt) speichert einen Vorrat an Tonerpartikeln. Die Tonerquelle ist in Verbindung mit dem Behälter 164 und wenn sich die Konzentration der Tonerpartikel in dem Entwicklermaterial verringert, werden neue Tonerpartikel dem Entwicklermaterial in dem Behälter zugeführt. Das Rührelement 168 in der Behälterkammer mischt die neuen Tonerpartikel mit dem zurückgelassenen Entwicklermaterial, so dass das resultierende Entwicklermaterial in demselben im Wesentlichen gleichförmig ist mit der Konzentration der Tonerpartikel, die optimiert sind. Auf diese Weise ist eine im Wesentlichen konstante Menge von Tonerpartikeln in dem Behälter vorhanden, wobei die Tonerpartikel eine konstante Ladung aufweisen.
  • Der in der Vorrichtung gemäß 2 verwendete zweikomponentige Entwickler kann von irgendeinem passenden Typ sein. Es ist jedoch die Verwendung eines elektrisch leitenden Entwicklers vorzuziehen, weil dieser die Möglichkeit eines Ladungsaufbaus innerhalb des Entwicklermaterials auf der magnetischen Bürstenwalze verhindert, der wiederum die Entwicklung an der zweiten Geberwalze ungünstig beeinflussen könnte. Die Trägerkörnchen des Entwicklermaterials können beispielsweise einen ferromagnetischen Kern einschließen, der eine dünne Schicht von Magnetit aufweist, die mit einer nicht durchgehenden Schicht von harzartigem Material beschichtet ist. Die Tonerpartikel können aus einem harzförmigen Material hergestellt sein, wie etwa einem Vinylpolymer, gemischt mit einem Farbmaterial wie etwa Chromogenschwarz. Das Entwicklermaterial kann ungefähr von 95 Gew.-% bis 99 Gew.-% Träger umfassen und von 5 Gew.-% bis ungefähr 1 Gew.-% Toner.
  • Die vorliegende Erfindung schließt ein Befeuchtungssystem ein, das mit dem Entwicklerbehälter verknüpft ist, um die relative Feuchte des Entwicklermaterials zu steuern. Das Befeuchtungssystem schließt eine Quelle von Wasserdampf und eine Einrichtung ein, um diesen Dampf in die Entwicklermasse einzubringen. Das Befeuchtersystem schließt weiterhin einen Sensor 560 ein zur Ermittlung der relativen Feuchte des Vorrats des Entwicklermaterials. Die Steuerung betätigt und nicht betätigt wahlweise den Entwicklerbefeuchter, basierend auf der Sensorablesung der relativen Feuchte der Entwicklermasse.
  • Alternativ dazu kann der Sensor weggelassen werden und die Entscheidung, Feuchtigkeit dem Entwickler zuzuführen oder nicht zuzuführen, könnte von dem xerografischen Prozesssteuersystem erhalten werden. Wenn die Entwicklervorspannung, die für eine gegebene Dichte benötigt wird, sich aus einem vorgegebenen Grenzbereich bewegt, dann würde beispielsweise der Entwicklerbefeuchter betätigt oder nicht betätigt.
  • Die Einzelheiten der Vorrichtung zur Entwicklung eines verborgenen Bildes, das auf einer beweglichen bilderzeugenden Oberfläche aufgezeichnet ist, die ein Befeuchtungssystem umfasst, sind in der 2 gezeigt. Ein Behälter 500, der teilweise Wasser 501 enthält, schließt einen untergetauchten, porösen Stein 540 ein, der durch Verrohrung mit einer Luftpumpe 550 verbunden ist. Wenn die Pumpe betätigt wird, wird Luft durch die Poren des Steins gepresst, wodurch Blasen ausgebildet werden und auf diese Weise die Luft befeuchtet wird. Diese befeuchtete Luft wird daraufhin dem Entwicklergehäusesumpf 520 durch das Rohr 510 zugeführt. Die Pumpe wird durch eine Steuerung 555 basierend auf der Ausgabe des Feuchtigkeitssensors 560 aktiviert/deaktiviert.
  • Der Anmelder hat herausgefunden, dass die Steuerung der Entwicklerfeuchtigkeit erforderlich ist, um eine brauchbare Bildqualität aufrecht zu erhalten, insbesondere in sehr trockenen Umgebungen (unter ungefähr 15 % RH).
  • In sehr trockenen Umgebungen nimmt die Tonerladung bis zu einem Punkt zu, bei dem die Entwicklungsfähigkeit über einen Punkt hinaus vermindert ist, den das Steuersystem für den xerografischen Prozess ausgleichen kann. Die Befeuchtung des Entwicklermaterials in Maschinenumgebungen von geringer Luftfeuchte wird benötigt, um die Bildqualität in brauchbaren Grenzen zu halten und letztendlich die Maschine in Betrieb zu halten.
  • Die Befeuchtung ausschließlich des Entwicklermaterials (im Gegensatz zu der gesamten Maschine) ist im Hinblick auf Kosten und Einfachheit vorzuziehen. Auf diese Weise kann die Maschine die Tonerladung selbst steuern, anstatt von der Außenumgebung abhängig zu sein.
  • Ein weiteres Beispiel einer Entwicklungsvorrichtung, die ein Befeuchtungssystem umfasst, ist in 3 gezeigt. Ein Behälter 500, der teilweise flüssiges Wasser 501 und e benso einen verdampfenden Docht 505 enthält, ist durch Verrohrung 510 mit dem Entwicklergehäuse 520 verbunden. Ein Ventilator 530, der an der Seite des Behälters 500 angebracht ist, kann Luft durch den befeuchteten Docht drücken, was den Luftstrom 502 befeuchten wird. Diese befeuchtete Luft wird daraufhin dem Entwicklergehäuse 520 durch das Rohr 510 zugeführt.
  • Der Ventilator wird betätigt, wann immer das Steuersystem verlangt, dass die Feuchtigkeit des Entwicklergehäuses vergrößert wird.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Entwicklung eines verborgenen Bildes, das auf einer beweglichen, bilderzeugenden Oberfläche (10) aufgezeichnet ist, umfassend: einen Behälter (164) zur Speicherung eines Vorrates von Entwicklermaterial (166) das Tonerpartikel einschließt; ein Geberelement (176, 178), das so angeordnet ist, dass dieses Tonerpartikel aus dem Behälter (164) erhält und die Tonerpartikel zu der bilderzeugenden Oberfläche (10) liefert, um das verborgene Bild auf derselben zu entwickeln; ein Befeuchtungssystem, das dem Behälter (164) zugeordnet ist, um den Vorrat an Entwicklermaterial (166) bei einer vorbestimmten Feuchte zu halten, wobei das Befeuchtungssystem einschließt: eine Einrichtung (500, 501, 540, 550) zur Bereitstellung von Wasserdampf; eine Zuführeinrichtung (510) zum Zuführen des Wasserdampfs in den Behälter (164); dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (500, 501, 540, 550) zur Bereitstellung von Wasserdampf einen blasenbildenden, porösen Stein (540) einschließt, der in Wasser (501) untergetaucht ist.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Befeuchtungssystem einen Feuchtesensor (560) in dem Behälter (164) einschließt.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Zuführeinrichtung (530) eine Luftpumpe einschließt zum Pumpen des Wasserdampfes in den Behälter (164).
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Befeuchtungssystem weiterhin eine Steuerung in Kommunikation mit der Zuführeinrichtung (530), dem Sensor (560) einschließt, wobei die Steuerung wahlweise die Zuführeinrichtung (530) aktiviert und deaktiviert, basierend auf der durch den Sensor erfassten Feuchtigkeit.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend ein xerografisches Steuersystem zur Steuerung der Entwicklungsfähigkeit des verborgenen Bildes.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Befeuchtungssystem wahlweise aktiviert und deaktiviert, in Reaktion auf das xerografische Steuersystem.
  7. Drucker, der eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ausweist zur Entwicklung eines verborgenen Bildes, das auf einer beweglichen, bilderzeugenden Oberfläche (10) aufgezeichnet ist.
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