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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elektrophotographie, besonders
auf einen Farbhardcopydruckvorgang und – zeichenvorgang, und insbesondere
auf die Steuerung des überschüssigen Toners
bei einem Flüssigelektrophotographiefarbdrucker.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
Elektrophotographie verwendet die Bildung eines elektrostatischen
latenten Bildes, um eine Hardcopy- bzw. Druckkopiereproduktion zu
erzeugen. Die grundlegende Funktionsweise eines Laserdruckgeräts 124,
das schematisch in 1 (Stand der Technik) gezeigt
ist, besteht darin, mit einer Scorotron-Ladevorrichtung 136 eine
Ladung auf einen sich bewegenden photoleitfähigen isolierenden Oberflächenbereich
eines Photoleiters 126 aufzulegen. Der Oberflächenbereich
wird einem Lichtmuster 138, 140 ausgesetzt. Ein
latentes Bild des Musters wird auf der geladenen Oberfläche gebildet,
das daraufhin durch das Aufbringen eines elektroskopischen Toners 128, 130, 132, 134 auf
das photoleitfähige Material
entwickelt wird. Das entwickelte Bild wird unter Verwendung einer Übertragungstrommel 148 mit einer Übertragungscorona-Ladeeinheit 150 auf
ein Hardcopymedium 152 übertragen
und unter Verwendung einer weiteren Übertragungscorona-Einheit 154 mit
dem Medium 152 verschmolzen oder an demselben fixiert.
Die isolierende Oberfläche
des photoleitfähigen
Materials wird daraufhin gelöscht 146,
gereinigt 142, 144 und für das nächste Bild erneut verwendet.
Dieser grundlegende Aufbau wird bei einer Vielzahl von bekannten
Produkten, wie z.B. Computerdruckern und Plottern, Kopierern, Faxgeräten und dergleichen,
verwendet.
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Auf
dem Gebiet der Farbhardcopyreproduktion, wie beispielsweise mittels
Laserdruckern, die Flüssigelektrophotogra phietechniken
(LEP-Techniken) verwenden, stellt die Verwendung von Farbflüssigtonern
(im allgemeinen eines gelben 128, eines magentafarbigen 130,
eines cyanfarbigen 132 (die subtraktiven Primärfarben)
und eines schwarzen Toners 134), die schwierig zu verarbeiten
sind, eine Herausforderung aufgrund von Entwurfsproblemen dar. Bei
jedem Druckzyklus muss ein Laden, ein Belichten, ein Entwickeln
und ein Übertragen
von Farben vorgenommen werden, und das mehrere Male bei einer Tonerschicht,
die bereits auf den Photoleiter 126 aufgetragen worden
ist. Ein inhärentes
Problem bei diesem Prozess ist die Handhabung des überschüssigen Flüssigtoners.
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Ein
pneumatischer Druck ist verwendet worden, um den überschüssigen Flüssigtoner
zu steuern. Das
U.S.-Patent Nr.
3,741,643 verwendet ein "Luftmesser zum Entfernen eines überschüssigen Toners
von der Oberfläche
der photoleitfähigen Trommel
oder des photoleitfähigen
Bandes" (Spalte 1,
II. 35-36). Insbesondere wird die Gebläseluft verwendet, um den "verdünnenden" Teil des Flüssigtoners
zu verdampfen.
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Im
folgenden wird auf 2 (Stand der Technik)
Bezug genommen. Eine weitere Lösung
für das Problem
des Umgangs mit einem überschüssigen Flüssigtoner
bestand darin, eine Quetschrolle 224 benachbart zu der
Entwicklerrolle 228 jeder Entwickleranordnung hinzuzufügen. Obwohl
die Quetschrolle 224 beim Trocknen des Photoleiters an
der Oberfläche
wirksam ist, ist bekannt, dass die Quetschrolle 224 den
mit einem Bild versehenen Photoleiter nass lässt, wobei sich ein Toner an
dessen Außenkanten, d.h.
entlang jedes Endes des Nahbereichs der Quetschrolle mit dem Photoleiter 226 (2A),
befindet (dies ist auch als Kanteneffekt bekannt). Dieser Bereich
des nassen Photoleiters wird in den nächsten, unter schiedlich farbigen
Entwickler gezogen, wo sich eine Vermischung mit diesem Toner ergibt.
Mit der Zeit reicht diese Farbvermischung, die als Querverunreinigung
bekannt ist, aus, um die Farbdruckqualität ernsthaft zu beeinträchtigen.
Verschiedene Vorrichtungen, die beispiels weise absorbierende Kissen,
Ansaugvorrichtungen und sich entgegengesetzt drehende Endkappen
an jedem Ende der Quetschrolle aufweisen, haben einen begrenzten
Erfolg beim Steuern der Kanteneffekte geliefert. Folglich besteht ein
Bedarf nach einem Gerät,
um die Quetschrolle dabei zu unterstützen, diese Kanteneffekte zu
verhindern, die zu einer Querverunreinigung führen.
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Es
ist außerdem
bekannt, dass eine Quetschrolle 229 nach dem Abwischen
eines Bildes auf dem Photoleiter 226 ein Volumen eines
Toners über
einem wesentlichen Teil ihres Oberflächenbereichs zurückhält. Wie
es in 2B dargestellt ist, bildet sich
eine Tropflinie aus zurückgehaltenem
Toner in der in Verarbeitungsrichtung dahinterliegenden Berührungslinie
zwischen der Quetschrolle 229 und dem Photoleiter 226,
wenn das mit einem Toner versehene Bild von der Quetschrolle 229 weggezogen wird.
Es ist bekannt, dass dieses Volumen eines zurückgehaltenen Toners ausreicht,
um die Farben der benachbarten Entwickler zu verunreinigen. Der
aufgrund des Tropflinieneffekts verschwendete Toner wird außerdem mit
der Zeit die Anzahl der Seiten, die von einem gegebenen Tonervolumen
gedruckt werden können,
deutlich verringern. Es hat sich ferner herausgestellt, dass sich
solche Tropflinien auch auf der Entwicklerrolle 228 bilden.
Folglich besteht ferner ein Bedarf nach einem Gerät, um das
Tropflinieneffektproblem zu verringern.
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Die
JP 60-189777 A offenbart
einen Quetschrollenmechanismus für
eine Entwicklungsvorrichtung, welche die Fehlordnung der visualisierten
Teile einer photoempfindlichen Schicht, Abfall von einem Entwickler
etc., aufgrund von einem Defekt beim Quetschen, durch ein Blasen
von Luft zu Zwischenräumen
an den Enden eines photoempfindlichen Körpers und einer Quetschrolle
eliminiert. Eine lithographische Platte, die gebildet ist indem
eine photoleitfähige
empfindliche Schicht auf einem Grundkörper, wie etwa einer Aluminiumplatte,
gebreitgestellt ist, wird geführt
und in Entwicklungsvorrichtungen befördert und visualisiert. Wenn
die Platte zwischen einem Paar von Quetschrollen hindurchgeführt wird,
bilden sich Zwischenräume
an beiden Enden der lithographischen Platte. Komprimierte Luft aus
einem Kompressor wird von der Spitze einer Düse zu den Zwischenräumen geblasen,
um zu verhindern, dass ein Entwickler ausläuft, so dass die lithographische
Platte nach einer Entwicklung entladen wird, während der Entwickler vollständig herausgequetscht
wird. Der Luftstrom, der durch die Düse geliefert wird, erstreckt
sich parallel zu der Erweiterung der Platte, das heißt, Luft
wird in der Richtung parallel zu der Platte durch die Zwischenräume geblasen.
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Die
JP 06-051572 A offenbart
eine Druckplatten-Trocknungsvorrichtung,
welche die Umfangsränder
der Druckplatte zuverlässig
trocknet, dadurch, dass flüssige
Tropfen an den Umfangsrändern
abgewischt werden und, nach Abwischen der flüssigen Tropfen, Luft zum Trocknen
auf die Umfangsränder aufgebracht
wird. Feuchtigkeitsabsorbierende Rollen sind an beiden transversalen
Enden der Druckplatte angeordnet und in einem Winkel von 45° geneigt.
Die Oberfläche
der Druckplatte tritt in Kontakt mit den peripheren Oberflächen der
feuchtigkeitsabsorbierenden Rollen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Steuern eines überschüssigen Toners in einem Flüssighardcopymaschine
und zum Verhindern von Kanteneffekten zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine
Vorrichtung gemäß Anspruch
2 gelöst.
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In
einem System zum Bilden eines elektrophotographischen Bildes, das
eine sich bewegende Photoleiteroberfläche aufweist, auf der ein latentes Bild
gebildet wird und die wirksam an einen Tonermechanismus gekoppelt
ist, der angepasst ist, um das latente Bild zu entwickeln, umfasst
ein Verfahren zum Steuern des Flusses eines überschüssigen Toners in dem Bild ein
Leiten von vorbestimmten Luftströmen auf
vorbestimmte Schnittstellenorte der Photoleiteroberfläche und
dem Toneranwendungsmechanismus, derart, dass Tonerkanteneffekte
und Tonertropflinien in Wesentlichen eliminiert werden. Pneumatische Vorrichtungen
mit verhältnismäßig niedrigem
Druck werden verwendet, um die jeweiligen Luftflussströme zu liefern.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Betriebsverfahren
keine sich berührenden
Teile erfordert und folglich keine negativen Verschleißfaktoren
auftreten.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dieselbe
unter Verwendung einer wirtschaftlichen Niederdruckgebläsevorrichtung
arbeitet, wie z.B. einer Membranpumpe oder eines Lüfters.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Toner,
der früher
verschwendet wurde, zu dem Entwicklermechanismus rückgeführt und
wiederverwendet werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
dieselbe wirtschaftliche, handelsüblich erhältliche Systemkomponenten verwendet,
um eine preisgünstige
Lösung
zu schaffen.
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Noch
ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
der überschüssige Toner
direkt zu dem Entwickler zurückgebracht
wird, wodurch die Möglichkeiten
für ein
Verschmieren im Wesentlichen eliminiert werden.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung und der
begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden, wobei gleiche Bezugszeichen
in allen Figuren gleiche Merkmale darstellen.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 (Stand
der Technik) ist eine schematische Zeichnung eines Laserelektrophotographiemaschinengerätes.
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2 (Stand der Technik) ist eine schematische
Zeichnung der Komponenten eines Elektrophotographiemaschinengerätes, wie
es in 1 gezeigt ist, wobei:
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2A das
Problem der Kanteneffektbildung darstellt, und
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2B das
Problem der Tropflinienbildung darstellt.
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3 ist
eine schematische, perspektivische Zeichnung des erfindungsgemäßen Mechanismus zum
Eliminieren von Kanteneffekten.
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4 ist
eine schematische Zeichnung in Seitenansicht der vorliegenden Erfindung,
wie sie in 3 dargestellt ist.
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5 ist
eine schematische Zeichnung in Seitenansicht der vorliegenden Erfindung,
wie sie in 3 und 4 gezeigt
ist.
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6 ist
eine schematische Zeichnung in Seitenansicht der vorliegenden Erfindung,
wie sie in der 4 gezeigt ist.
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Es
sollte offensichtlich sein, dass die Zeichnungen, auf die bei dieser
Beschreibung verwiesen wird, nicht maßstäblich gezeichnet sind, es sei
denn, dies wird besonders angemerkt.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Es
wird nun detailliert auf ein spezifisches Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung Bezug genommen, das die beste Art und Weise, wie sie gegenwärtig von
den Erfindern angesehen wird, zum Ausführen der Erfindung darstellt.
Alternative Ausführungsbeispiele
werden ferner, wenn diese anwendbar sind, kurz beschrieben.
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Mit
Bezug auf die 3, 4 und 5 ist ein
Teilabschnitt einer Photoleitertrommel 326, die eine Oberfläche 327 aufweist,
auf der ein latentes Bild gebildet wird, in Betriebsbeziehung zu
einer Quetschrolle 328 gezeigt. Die Rolle 328 weist
Naben 329, 329' auf,
die angeordnet sind, um an einen geeigneten Antriebsmechanismus
(nicht gezeigt) angebracht zu werden. Wie in der 3 gezeigt
ist, weist die Rolle 328 eine Oberfläche 330 auf. Die Kanteneffekte,
die oben mit Bezug auf die 2A beschrieben
sind, bilden sich an der Trommel-zu-Rolle-Schnittstelle 331, 331' an jedem jeweiligen
Ende der Rolle 328.
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Es
wurde festgestellt, dass diese Kanteneffekte im Wesentlichen durch
ein Leiten eines Luftstroms mit niedrigem Druck auf die Vorderkanten
der Schnittstelle 331, 331' eliminiert werden können. Luftdüsenvorrichtungen 332, 332' sind angebracht (nicht
gezeigt), um den Luftstrom entsprechend zu leiten. Die Düsenvorrichtungen 332, 332' können kundenspezifisch
konzipiert und gefertigt sein, um den Anforderungen eines spezifischen
Elektrophotographiegeräts
zu entsprechen. Beispielsweise wurde für einen Laserdrucker festgestellt,
dass eine herkömmliche
Spritznadel verwendet werden kann, um einen schmalen, konzentrierten
Luftstrom hin zu der Schnittstelle 331, 331' bereitzustellen.
Ein Schlauch 333, 333', der eine Bohrung 334, 334' aufweist, koppelt
jede Düsenvorrichtung 332, 332' mit einer Pumpe,
etwa einer Membranpumpe (nicht gezeigt), die den Düsenvorrichtungen 332, 332' einen Luftdruck
in einem Bereich von 3,45 bis 34,45 kPa (0,5 bis 5 PSI) zuführt. Der
Toner, der zwischen die sich drehende Photoleiteroberfläche 327 und
die sich drehende Quetschrollenoberfläche 330 gequetscht
wird, wird einen hydrodynamischen Druck aufweisen, der, in der Verarbeitungsrichtung
vor der Schnittstelle 331, 331' liegend, an jedem Ende der Schnittstelle
der zwei rollenden Oberflächen
nach außen
geleitet wird. Der stark örtlich
begrenzte Luftstrahl, der auf die Berührungslinie der Schnittstelle 331, 331' an jedem Ende
der Quetschrolle 328 geleitet ist, verhindert, dass Toner über die
Kante der Quetschrollen-Photoleiter-Schnittstelle gerollt wird;
vergleiche dazu 2A mit 6.
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Im
Wesentlichen kann ein spezifischer Vorrichtungsaufbau, der einen
Luftdamm gegenüber
der in Verarbeitungsrichtung vor der Quetschrolle-zu-Photoleiter
liegenden Berührungslinie
an jedem Ende der Quetschrollen-Photoleiter-Schnittstelle bildet, innerhalb des
Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung entwickelt werden, um
den hydrodynamischen Fluss des überflüssigen Toners
von der Berührungslinie
auszugleichen, und kann passend gemacht werden für die Aufbauhilfsmittel der
besonderen Elektrophotographiemaschine, in der die Erfindung angewandt
wird. Kanteneffekte werden dadurch im Wesentlichen eliminiert.