DE69126658T2 - Mehrfarbiges entwicklungssystem mit abnehmbaren flüssigkeitspatronen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft elektrophotographische Flüssigentwicklungssysteme und im speziellen ein neues, verbessertes Flüssigentwicklungssystem, das in sich geschlossene Patronen zur Handhabung von flüssigen elektrophotographischen Entwicklern benutzt.
• Herkömmlichen Flüssigentwicklersysteme bringen verschiedene innewohnende Probleme mit sich. Wenn flüssiger Entwickler benutzt wird, muß er nachgefüllt werden, doch Nachfüllen durch den Bediener bedeutet mögliches Vertropfen des flüssigen Entwicklers ins Innere des elektrophotographischen Systems oder in der Büroumgebung. Darüber hinaus erfolgt die Zirkulation des flüssigen Entwicklers aus einem Behälter innerhalb des Geräts auf das zu entwickelnde elektrophotographische Material oft durch eine zentrale Pumpe, die den Entwickler auf die elektrophotographische Oberfläche durch einen Verteiler verteilt, der einen ungleichmäßigen Fluß mit ungleichmäßiger Geschwindigkeit und Druckverteilung erzeugt, was zu beobachtenden Fehldruckstellen führt.
• Ferner nimmt im Verlauf der Anwendung von flüssigem Entwickler die Tonerkonzentration ab, was zu einer abnehmenden Dichte der entwickelten Bilder führt. Eine weitere Schwierigkeit bei herkömmlichen Flüssigentwicklersystemen ergibt sich aus der Verdampfung der Flüssigkeit, wenn das Entwicklersystem nicht in Gebrauch ist, und führt zur Schichtbildung, wobei sich trockener Toner auf Flächen des Entwicklersystems absetzt, sowie zu einer Erschöpfung des Flüssigkeitsgehalts des Entwicklers im System. Eine derartige Erschöpfung bewirkt eine Zusammenballung von Tonerpartikeln und verursacht Fehldrucke.
• Ferner verursacht das Wechseln der Patrone, wenn flüssiger Toner zum Gebrauch in elektrophotographischen Systemen in Patronen geliefert wurde, ein Verschütten der in der Patrone verbliebenen Flüssigkeit und erfordert Entsorgung dieser Flüssigkeit. Ferner verursacht die Verdampfung der Entwicklerflüssigkeit während des Einsatzes in herkömmlichen Patronensystemen nicht nur ein Abnehmen der Entwicklermenge und verkürzt die Lebensdauer der Patrone, sondern erfordert auch komplexe Filteranordnungen zum Auffangen des verdampften Entwicklers, der innerhalb des elektrophotographischen Geräts aufgefangen werden soll, um eine Kontaminierung der Umgebung zu vermeiden.
• Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Patrone zum Einsatz in elektrophotographischen Entwicklersystemen bereitzustellen, die die vorgenannten Nachteile des bisherigen Stands der Technik überwindet.
• DE-A-2260934 offenbart ein elektrophotographisches Gerät, in dem die Menge der auf eine photoleitfähige Schicht aufgetragenen Pignente abhängig ist von der Menge des einfallenden Lichts.
• US-A-3927409 offenbart eine Patrone für ein flüssiges elektrophotographisches Entwicklungssystem, das ein Gehäuse mit einer länglichen Öffnung zur Aufbringung eines flüssigen Entwicklers auf ein zu entwickelndes elektrophotographisches Glied und Behältermittel zum Halten des flüssigen Entwicklers im Gehäuse beinhaltet, und gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine derartige Patrone dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone ferner ein verschlossenes Behältermittel innerhalb des Gehäuses zum Halten des Tonerkonzentrats sowie Tonerkonzentrat-Pumpenmittel zum Fördern des Tonerkonzentrats aus dem verschlossenen Behältermittel zum Entwickler im Behältermittel beinhaltet.
• Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch Lesen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, wobei
• Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Patronenhalterungsanordnung für ein mehrfarbiges Flüssigentwicklungssystem ist, in dem jede von mehreren Entwicklerpatronen wahlweise in ihre Stellung zur aufeinanderfolgenden Entwicklung von Bildern auf einem elektrophotographischen Glied bewegt werden kann;
• Figur 2 ist eine schematische Draufsicht auf das in Figur 1 dargestellte Entwicklersystem, wobei zwei der Patronenhalterungsschalen zur besseren Darstellung entfernt sind; und
• Figur 3 ist ein vergrößerter schematischer Querschnitt zur Darstellung der inneren Struktur und des Entwicklerflußwegs innerhalb einer beispielhaften, erfindungsgemäßen Flüssigentwicklerpatrone.
• Mit Bezug auf die in Figur 1 dargestellte typische, erfindungsgemäße Ausführungsform hat ein vierfarbiges flüssiges Entwicklungssystem zum Einsatz in einem elektrophotographischen Gerät eine sich drehende Patronenhalterung 10 zum Haltern und Bewegen von vier Entwicklerpatronen 11, wobei nur zwei davon in Figur 1 dargestellt sind. Die vier Patronen beinhalten Flüssigentwickler z.B. jeweils Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz.
• Jede Patrone 11 hat eine Öffnung 12 in ihrer Deckwand, und wenn sie in die oberste der vier in Figur 1 dargestellten patronenstellungen bewegt wird, befindet sich die Patrone in Betriebsstellung in Bezug auf ein elektrophotographisches Glied 13, das während des Entwicklungsvorgangs innerhalb des elektrophotographischen Geräts hinter die Patronenöffnung 12 in Pfeilrichtung bewegt wird. Jede der Entwicklerpatronen wird lösbar auf einer Schale 14 gehaltert, und zwecks einfacherer Darstellung ist die Schale zum Haltern der vierten im System eingesetzten Patrone in Figur 1 nicht dargestellt.
• Vor dem Einsetzen im System hat jede Patrone 11 einen ausbaubaren, wasserdichten Verschluß (nicht dargestellt), der die Öffnung 12 abdeckt, um ein Auslaufen der im Behälter 28 enthaltenen Flüssigkeit während des Lagerns und Transports zu verhindern. Um eine Farbbeschmutzung des Bedieners oder der Umgebung durch die auf der Innenseite des Verschlusses haftende Entwicklerflüssigkeit beim Abnehmen zu verhindern, ist in der Patrone während des Transports ungetonter Entwickler enthalten, der erst nach dem Einsetzen aus einer internen Zufuhr mit Toner versehen wird. Um ferner die Notwendigkeit einer Öffnung im unteren Teil des Patronengehäuses zu vermeiden, ist eine Magnetantriebsanordnung vorhanden zum Antreiben der Entwicklerpumpe innerhalb der Patrone mittels einer Magnetkupplung durch die an die Halterungsplatte 10 anliegende Patronenwand.
• In der in Figur 2 dargestellten Draufsicht sind der Einfachheit halber nur zwei Schalen 14 und nur eine Patrone 11 dargestellt, doch wird ersichtlich, daß in dem in Figur 1 dargestellten Vierfarbensystem zwei weitere Schalen und entsprechende Patronen an den in Figur 1 angedeuteten zusätzlichen Positionen vorhanden sind. Um die Patronen wahlweise in die Betriebsstellung zu bewegen, die die oberste, in Figur 1 dargestellte Stellung ist, wird die Patronenhalterung 10 durch ein Malteserkreuz-Antriebssystem angetrieben, in dem ein Antriebsbolzen 16 auf einem Antriebsrad 17 in einen Schlitz 18 auf der Halterungsplatte 10 eindringt, wenn sich das Antriebsrad 17 zur Drehung der Halterungsplatte 10 um eine Vierteldrehung dreht.
• Wie aus Figur 2 bestens ersichtlich, wird jede Entwicklerpatrone 11 von einer lösbaren Klinke 19 in der entsprechenden Schale 14 gehalten. Auf der Oberseite der Patrone 11 sind zwei Walzen, eine Entwicklerwalze 20 und eine Wischerwalze 21, innerhalb der Öffnung 12 angeordnet, wobei sich jede im wesentlichen über die gesamte Länge der Patrone erstreckt. Die Entwicklerwalze 20 ist zum Zumessen des flüssigen Entwicklers auf das elektrophotographische Glied 13 angeordnet, und die Wischerwalze 21 ist zum Entfernen von nach dem Entwickeln des Bildes auf dem Glied 13 verbliebenem flüssigen Entwickler angeordnet.
• Wie in der vergrößerten Schnittansicht einer in Figur 3 dargestellten repräsentativen erfindungsgemäßen Patrone dargestellt wird, beinhaltet die Patrone 11 links ein Abteil 25 mit einem flexiblen Beutel 26, der mit Tonerkonzentrat 27 gefüllt ist, und ein Abteil 28 rechts, das einen Behälter für flüssigen Entwickler 29 bildet. Nach Einsetzen einer neuen Patrone wird Tonerkonzentrat von einer Pumpe 40 in die klare Entwicklerlösung im Behälter 28 dosiert, um die richtige Tonerkonzentration zu bilden.
• Wie oben in Zusammenhang mit Figur 1 bemerkt wird, wird ein elektrophotographisches Glied 13, wie z.B. ein flexibler Träger mit einem Zinkoxid-Photorezeptor auf der Unterseite, wie in Figur 3 dargestellt, in dichtem Abstand zu den Walzen 20 und 21 in der Öffnung 12 bewegt. Um den flüssigen Entwickler aus dem Behälter 28 erfindungsgemäß auf die Entwicklerwalze 20 und die Oberfläche des elektrophotographischen Glieds 13 zu führen, ist eine gerippte Walze 30 mit einer Reihe von beabstandeten umlaufenden Flügeln 31, die sich der Länge nach auf ihrer Oberfläche erstrecken, am Boden des Behälters 28 innerhalb der Patrone 11 befestigt und erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Walzen 20 und 21. Durch Drehung der gerippten Walze 30 in der in Figur 3 durch dem Pfeil angezeigten Richtung wird flüssiger Entwickler durch eine Zufuhrleitung 32 nach oben in den an die Entwicklerwalze 20 angrenzenden Bereich gepumpt, so daß die Oberfläche der Applikatorwalze 20 den Entwickler auf die Unterseite des elektrophotographischen Glieds 13 aufträgt. Da die Entwicklerantriebswalze 30 einen gleichmäßigen Pumpvorgang über ihre ganze Länge hat, und die Zufuhrleitung 32 eine entsprechende Breite und einheitliche Größe hat, erfolgt die Zufuhr von Entwickler auf das elektrophotographische Glied einheitlich über seine Breite, wodurch Unregelmäßigkeiten im Entwicklungsvorgang vermieden werden.
• Überschüssiger Entwickler vom oberen Ende der Zufuhrleitung 32 fällt durch eine Rückführleitung 33 zurück in den Behälter und wird, wie durch die Pfeile angedeutet, zurück in den Behälter 29 geleitet. Nach Entwicklung des Bildes auf dem elektrophotographischen Glied 13 wird an der Oberfläche haftender überschüssiger Entwickler von der Wischerwalze 21 entfernt und durch eine weitere Leitung 34 zurück in den Behälter geleitet, wie durch den Pfeil angezeigt wird. Da sich die Entwicklerwalze 20 und die Wischerwalze 21 in den durch den Pfeil angezeigten Richtungen drehen, wird auf den Oberflächen der Walzen verbleibender Entwickler entfernt und von flexiblen Wischerblättern 35 und 36 jeweils zur Leitung 34 geführt. Auf ähnliche Weise verhindert ein flexibles Wischerblatt 37, daß Entwickler am oberen Ende der Leitung 32 an der Oberfläche der Walze 20 vorbei in den Behälter leckt.
• Während der fortgesetzten Entwicklung von Bildern auf dem elektrophotographischen Glied 13 werden Tonerpartikel im Entwickler 29 durch Ablagerung auf der Oberfläche des elektrophotographischen Glied abgezogen. Als Ergebnis verringert sich die Tonerkonzentration im Entwickler, was zu einer Reduzierung der maximalen Bilddichte führt. Als Reaktion auf die Erfassung der Bilddichtereduzierung durch einen Detektor (nicht dargestellt) auf herkömmliche Art, wird Nachfüll- Lösung, bestehend aus konzentriertem Toner im flexiblen Behälter 26, von der Pumpe 40 aus einer vom unteren Ende des Behälters 26 zu einer Zufuhrleitung 42 am Boden des Behälters 29 führenden Leitung 41 dosiert, wo sie durch Drehung der gerippten Entwicklerantriebswalze 30 sofort in den Entwickler eingemischt wird.
• Wie in Figur 3 dargestellt wird, hat der Entwicklerbehälter 28 Innenwände 44, 45, 46, 471 48 und 49, die vertikal bzw. eher vertikal als horizontal verlaufen. Folglich fließt, wenn sich die Flüssigkeit im Behälter erschöpft, eher Entwickler an den Wänden nach unten und vereint sich mit dem restlichen Entwickler 29 im Behälter 28, als er verdampft und trockenen Toner abschichtet, wie es geschehen würde, wenn er auf horizontalen bzw. fast horizontalen Flächen haften würde. So kommt es nicht zum Ausfällen von Toner aus dem Entwickler durch Schichtbildung als Ergebnis einer Abnahme des Flüssigkeitsspiegels im Behälter. Zusätzlich ist der Querschnittsbereich der einzigen Leitungen 32, 33 und 34, die vom Behälter zur Außenluft führen, das erforderliche Minimum, damit der Entwickler durch das System fließen kann, wodurch das Abdampfen des Entwicklers aus dem Behälter in die Umgebung wesentlich eingeschränkt wird. Durch diese Anordnung wird die Menge der aus dem Entwickler abgedampften Flüssigkeit innerhalb des elektrophotographischen Geräts wesentlich reduziert. Das vermindert die Komplexität von Filteranlangen zwischen dem Gerät und der Umgebung.
• Nach dem Aufbrauchen der Patrone 11 in dem Maße, daß das Tonerkonzentrat 27 verarmt und der Entwicklerspiegel im Behälter 29 sinkt, wird die Patrone zur Entsorgung vorbereitet durch Umkehr der Richtung des Pumpvorgangs der Pumpe 40, so daß der gesamte im Entwicklerbehälter 28 verbliebene Entwickler 29 aus dem Behälter 28 zurück in den flexiblen Behälter 26 gepumpt wird, wo er, ohne Möglichkeit des Rückfließens in den Behälter, festgehalten wird. Die Patrone 11 kann dann aus der Schale 14 ausgebaut und ohne Verschließen der Öffnung 12 am oberen Ende der Patrone 12 entsorgt werden. Geringe Rückstände von im Behälter verbliebener Flüssigkeit werden von nach innen gerichteten Lippen 50 und 51 am Auslaufen aus der Leitung 33 und durch nach innen gerichtete Lippen 52 und 53 aus der Leitung 34 gehindert. Folglich kann die Patrone ohne die Notwendigkeit der Ergreifung besonderer Vorsichtsmaßnahmen, damit das Ausfließen restlicher Flüssigkeit durch die Öffnung 12 verhindert wird, entsorgt werden.
• In einer alternativen Ausführungsform (nicht dargestellt) wird die Wischerwalze 21 weggelassen und die Entwicklerwalze 20 durch Drehen in entgegengesetzter Richtung in bezug auf die Bewegung des elektrophotographischen Glieds 13 sowohl als Applikator als auch Wischerwalze eingesetzt. In diesem Fall kann die Größe der Öffnung 12 verringert werden.

Claims (10)

1. Eine Patrone (11) für eine elektrophotographisches Entwicklungssystem, beinhaltend ein Gehäuse mit einer länglichen Öffnung (12) zur Aufbringung eines flüssigen Entwicklers auf ein zu entwickelndes elektrophotographisches Glied (13), Behältermittel (28) zum Halten des flüssigen Entwicklers im Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone ferner beinhaltet verschlossene Behältermittel (26) innerhalb des Gehäuses zum Halten des Tonerkonzentrats, ein Tonerkonzentratpumpenmittel (40) zum Fördern des Tonerkonzentrats aus dem verschlossenen Behältermittel (26) zum Entwickler im Behältermittel (28).

2. Eine Patrone gemäß Anspruch 11 wobei das verschlossene Behältermittel (26) ein flexibler Behälter ist.

3. Eine Patrone gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Tonerkonzentratpumpenmittel (40) so angeordnet ist, daß im Behältermittel (28) verbleibender flüssiger Entwickler in das verschlossene Behältermittel (26) gepumpt und der flüssige Entwickler bei Beendigung des Gebrauchs der Patrone (11) darin behalten wird.

4. Eine Patrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner ein ausbaubares Verschlußmittel zum Verschließen der länglichen Öffnung beinhaltet.

5. Eine Patrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, beinhaltend magnetische Antriebsmittel zum Antrieb des Pumpenmittels (40).

6. Eine Patrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner beinhaltend ein Entwicklerrollenmittel (20), das im Gehäuse angrenzend an die längliche Öffnung (12) positioniert ist und den Auftrag des flüssigen Entwicklers auf ein elektrophotographisches Glied (13) steuert, ein Behältermittel (28) für den flüssigen Entwickler innerhalb des Gehäuses, ein Leitungsmittel (32) zum Leiten des flüssigen Entwicklers aus dem Behältermittel (28) an eine Stelle an dem Entwicklerrollenmittel (20), und ein Entwicklerpumpenmittel (30) zum Übertragen des flüssigen Entwicklers aus dem Behältermittel (28) in das Leitungsmittel (32).

7. Ein flüssiges elektrophotographisches Entwicklungssystem beinhaltend ein Halterungsmittel (10) zum Haltern einer Vielzahl ausbaubarer Patronen (11) gemäß einem beliebigen der obigen Ansprüche, und Hilfsantriebsmittel (16, 17, 18) zum wahlweisen Positionieren einer der Vielzahl Patronen (11) an ein zu entwickelndes elektrophotographisches Glied (13).

8. Ein flüssiges elektrophotographisches Entwicklungssystem gemäß Anspruch 7, wobei das elektrophotographische Glied (13) eine Zinkoxid enthaltende Photorezeptorfläche hat.

9. Ein flüssiges elektrophotographisches Entwicklungssystem gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei jede Patrone (11) einen Entwickler in einer anderen Farbe enthält.

10. Ein flüssiges elektrophotographisches Entwicklungssystem gemäß Anspruch 9 mit vier Patronen, die jeweils flüssigen Entwickler in gelb, magenta, zyan und schwarz enthalten.