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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.
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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.
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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.
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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.
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Das
Vermischen des Entwicklermaterials erzeugt Tonerladung aufgrund
von Tribo-Elektrizität mit den
Trägerkörnchen.
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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.
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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.
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Klimaregelung
ist jedoch teuer und kann an manchen Kundenaufstellungsorten nicht
verfügbar oder
nicht praktikabel sein.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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Der
Ventilator wird betätigt,
wann immer das Steuersystem verlangt, dass die Feuchtigkeit des Entwicklergehäuses vergrößert wird.