DE69636376T2

DE69636376T2 - Elastische Schneide um Entwicklerzufuhr zu Steuern, und diese benutzendes Entwicklungsgerät

Info

Publication number: DE69636376T2
Application number: DE69636376T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Ohta-ku Watabe; Kentaro Ohta-ku Niwano; Arihiro Ohta-ku Yamamoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: US5895150A; EP0747782A2; EP0747782A3; EP0747782B1; DE69636376D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elastische Klinge zum Kontrollieren einer Zufuhrmenge eines Entwicklungsmittels (hiernach als „Entwickler" bezeichnet) zum Entwickeln und Visualisieren eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf einem bildtragenden Element gebildet wurde. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenso auf eine Entwicklungsvorrichtung, welche diese elastische Klinge anwendet.
Verwandter Stand der Technik
Bekannte Entwicklungsvorrichtungen, wie in 9 gezeigt, umfassen ein einen Entwickler tragendes Element 3 (hiernach zeitweise als „Entwicklungshülse" bezeichnet), welche an einem Entwicklungsgefäß 2 mit einem kleinen Abstand zu einem elektrophotographischen photoempfindlichen Element 1, einer elastischen Klinge 7 zum Kontrollieren der Zufuhrmenge eines Entwicklers (hiernach einfach als „elastische Klinge" bezeichnet), einer elastischen Walze 5 und einem Einkomponentenentwickler 6 (hiernach ebenso als „Toner" bezeichnet) angebracht ist. Die elastische Klinge wird in Kontakt mit der Entwicklungshülse gebracht, um die Dicke der Tonerschicht zu kontrollieren, die dem Entwicklungsabschnitt zugeführt wird. Eine dünne Tonerschicht wird auf einer Entwicklungshülse gebildet, indem es dem Toner ermöglicht wird, durch den kontaktierenden Abschnitt zwischen der elastischen Klinge und der Entwicklungshülse durchzugehen. Gleichzeitig wird eine Elektrifizierung (Triboelektrizität) zum Entwickeln von latenten Bildern durch die Reibung an dem kontaktierenden Abschnitt aufgegeben.
Eine solche elastische Klinge schließt jene ein, die aus einer Kautschukplatte, einer dünnen Metallplatte, einer dünnen Kunststoffplatte oder einem Laminat davon aufgebaut sind.
Für einen positiven Toner wird die elastische Klinge verwendet, welche durch Laminieren einer eine elektrische Ladung aufbringenden Schicht (hiernach als „elektrifizierende Schicht" bezeichnet), wie ein die Ladung kontrollierender Silikonkautschuk, auf eine dünne Platte wie eine Metallplatte als tragende Schicht laminiert wird.
Für einen negativen Toner, welcher Magnetit enthält, wird eine Urethankautschuklage verwendet, welche einer Behandlung zur Ladungskontrolle unterzogen wurde.
Andererseits bezieht ein bei niedriger Temperatur schmelzender Toner (scharf schmelzender Toner), welcher angesichts der Energieeinsparung verwendet wird, ein Problem ein, dass der Tone dazu neigt, mit der Entwicklungsklinge schmelzverbunden zu werden, so dass eine fehlerhafte Bilderzeugung hervorgerufen wird. Dieses Problem kann durch Verringern des Kontaktdruckes zwischen der Entwicklungsklinge und der Entwicklungshülse gelöst werden. Mit dem niedrigeren Kontaktdruck jedoch sollte die Entwicklungsklinge eine Oberflächenschicht mit hoher triboelektrischer Fähigkeit bei niedrigem Kontaktdruck aufweisen. Das US Patent Nr. 4,673,631 offenbart eine triboelektrisch aufladbare Zusammensetzung zur Verwendung bei der Entwicklung von elektrostatischen latenten Bildern. Die die Ladung kontrollierende Verbindung kann in einem Polyamidharz getragen oder dispergiert werden und in ein Rakel einbezogen sein.
Das US Patent Nr. 5,353,104 offenbart eine elastische Klinge aus Polyurethan, welche mit einem Polyamidbinder oberflächenbeschichtet ist, der polyfluorierte Vinyliden-Harzteilchen enthält. Die Harzteilchen sind durch die Reibung mit dem Toner negativ aufladbar.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0 654 714 offenbart ein Schlichtungs-Element in Druckkontakt mit einem Entwicklungsmittel auf einem den Entwickler übertragenden Element, wobei das Schlichtungs-Element aus einem mit anorganischen oder organischen Fasern verstärkten Harz gebildet ist. Das Matrixharz kann Nylon sein.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 0 655 658 offenbart ein Reibungsaufladung bereitstellendes Element zum Beschichten auf ein Rakel. Die die Ladung bereitstellende Verbindung ist in ein Harz wie Polyamid eingebettet.
Das herkömmliche Material wie Urethankautschuk, das hierfür verwendet wird, wurde in unvorteilhafter Weise als unzureichend in der triboelektrifizierenden Fähigkeit befunden.
Der nicht magnetische Toner, welcher zunehmend für die Erzeugung von Farbbildern verwendet wird, benötigt aufgrund der nicht magnetischen Eigenschaften des Toners selbst eine höhere Elektrifizierung und ein Auftragen auf die Entwicklungshülse. Da der Urethankautschuk als Oberflächenschicht der Entwicklungsklinge in der triboelektrifizierenden Fähigkeit wie vorstehend genannt unzureichend ist, wird ein Polyamid mit hoher elektrifizierender Fähigkeit als Oberflächenschicht verwendet.
In dem Fall jedoch, in dem Polyamid als Oberflächen-Schichtmaterial der Entwicklungsklinge verwendet wird, wird ein normaler nicht magnetischer Toner unter Bedingungen mit niedriger Luftfeuchtigkeit übermäßig elektrifiziert. Die übermäßige Elektrifizierung (Aufladung) hindert den Toner daran, von der Entwicklungshülse auf die photoempfindliche Trommel angezogen zu werden, was zu einer fehlerhaften Bilderzeugung führt.
Ferner werden für eine höhere Bildqualität und die Erzeugung von Vollfarbbildern für die Elektrophotographie eine feinere Teilchengröße des Toners und ein gleichmäßiger Kontaktdruck auf die Entwicklungshülse benötigt. Bei herkömmlichen elastischen Klingen jedoch gibt es eine Begrenzung der Gleichmäßigkeit des Druckkontakts mit der Entwicklungshülse in ihrer axialen Richtung. Folglich ist die Gleichmäßigkeit der elektrischen Aufladung und die Dicke des aufgetragenen Toners unzureichend, was zu Bildfehlern wie Bildunregelmäßigkeiten und Streifen führt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine elastische Klinge zum Kontrollieren der Zufuhrmenge eines Entwicklers zur Verfügung zu stellen, welche übermäßige Elektrifizierung des Entwicklers verhindert und keine Bildfehler wie Unregelmäßigkeiten und Streifen in dem erzeugten Bild hervorruft.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Entwicklungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die elastische Klinge anwendet.
Die Erfindung ist eine elastische Klinge, wie die in Patentanspruch 1 definiert wird. Die Erfindung stellt ebenso eine Entwicklungsvorrichtung zur Verfügung, welche diese elastische Klinge besitzt, eine Verfahrenskartusche, welche die Entwicklungsvorrichtung einbezieht und ein Verfahren zum Entwickeln eines elektrostatischen Bildes unter Verwendung der elastischen Klinge zur Verfügung.
Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
Die elastische Klinge, welche eine elektrifizierende Schicht aus einem Polyamidelastomer aufweist, kann eine hohe Bilddichte durch das Verhindern einer übermäßigen Elektrifizierung des Entwicklers realisieren, was den Eigenschaften des Polyamidelastomers des ausreichenden Aufbringens von Reibungsaufladung auf den Entwickler zuzuschreiben ist. Die elastische Klinge wird in gleichmäßigem Kontakt mit dem den Entwickler tragenden Element aufgrund der Elastizität des Polyamidelastomers ohne positionelle Abweichung in Kontaktdruck gebracht. Folglich kann der Entwickler in einer gleichmäßigen Dicke mit gleichmäßiger Elektrifizierung getragen werden, wodurch ein exzellentes Bild erzeugt wird, das frei von Bildfehlern wie Streifen oder Unregelmäßigkeiten ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt einen Modus der Verwendung einer elastischen Klinge für die Kontrolle der Entwicklerzufuhr der vorliegenden Erfindung dar.
2 stellt eine Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung dar.
3 stellt den Aufbau eines elektrophotographischen Geräts dar, welches die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung anwendet.
4 stellt den Aufbau einer Entwicklungsvorrichtung dar, welche eine herkömmliche elastische Klinge für die Kontrolle der Entwicklerzufuhr anwendet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 stellt schematisch eine Klinge 4 zur Kontrolle der Entwicklerzufuhr dar, welche eine Trägerschicht 4a und eine elektrifizierende Schicht 4c umfasst.
Die elektrifizierende Schicht 4c wird aus einem Polyamidelastomer mindestens an der Oberfläche gebildet, wobei das Polyamidelastomer ein Blockcopolymer ist, das aus Polyamidsequenzen und Polyethersequenzen aufgebaut ist. Das Polyether-Polyamid-Blockcopolymer zeigt reibungselektrifizierende Eigenschaften aufgrund der Polyamidknmponenten und Elastizität aufgrund der Polyetherkomponenten. Folglich benötigt die elastische Klinge mit der elektrifizierenden Schicht aus dem Blockcopolymer keine Überzugsschicht und kein Additiv zur Verbesserung der triboelektrifizierenden Eigenschaften, was die Herstellung der Klinge zur Kontrolle der Entwicklerzufuhr mit hoher Produktivität realisiert. Ferner bewirkt die Klingt mit einer Trägerschicht keine permanente Deformation der Klinge, welche einen Abfall des Kontaktdrucks hervorruft, so dass das Auftreten von Bildfehlern verhindert werden kann.
Die Polyamidkomponente des Polyamid-Polyether-Blockcopolymers schließt Polyamide von 6, 6-6, 6-10, 6-12, 11, 12 und 12-12 und Polyamide, die durch Polykondensation zwischen verschiedenen Typen von Polyamidmonomeren hergeleitet wurden, von denen die endständigen Aminogruppen durch eine zweiwertige Säure carboxyliert sind ein. Die zweiwertige Säure schließt gesättigte aliphatische Dicarbonylsäuren wie Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Suberinsäure, Sebacinsäure und Dodecandisäure; ungesättigte aliphatische Dicarbonylsäuren wie Maleinsäure; aromatische Dicarbonylsäuren wie Phthalsäure und Terephthalsäure; und Polydicarbonylsäure, die aus der vorgenannten zweiwertigen Säure und einem Diol synthetisiert wurde wie Ethylenglycol, Butandiol, Hexandiol, Octandiol und Decandiol, ein.
Die Polyetherkomponente schließt Polyetherdiole, die durch Homopolymerisation oder Copolymerisation hergestellt wurden wie Polyethylenglycol, Polypropylenglycol und Polytetramethylenglycol und Polyetherdiamine, die an beiden Enden aminiert sind, ein.
Das Polyether-Polyamid-Blockcopolymer wird von dem Polyether und dem carboxylierten Polyamid durch die Ausbildung einer Esterverbrückung (Polyether-Polyester-Amid) oder der Bildung einer Amidverbrückung (Polyether-Polyamid) gebildet.
Zur ausreichenden Reibungselektrifizierung des Entwicklers macht die Polyamidkomponente bevorzugt 20 Gew.-% oder mehr des Polyamidelastomers aus, wohingegen zur ausreichenden Elastizität der Klinge und Verhinderung von übermäßiger Elektrifizierung des Entwicklers die Polyamidkomponente bevorzugt 80 Gew.-% oder weniger des Polyamidelastomers ausmacht.
Die reibungselektrifizierende Eigenschaft der elektrifizierenden Schicht der elastischen Klinge wird wie folgt ausgewertet. Die elastische Klinge und die Entwicklungshülse werden in die Entwicklungsvorrichtung eingesetzt. Ein Toner, nämlich ein Entwickler, wird von der Entwicklungsvorrichtung durch Drehung der Entwicklungshülse zugeliefert und durch Reibung mit der elastischen Klinge elektrifiziert. Dadurch wird der elektrifizierte Toner gleichmäßig auf die Entwicklungshülse aufgetragen. Der aufgetragene Toner wird durch Ansaugen eingesammelt. Die Menge der elektrischen Ladung (Q) und das Gewicht (M) werden gemessen. Daraus wird die elektrische Ladung des Toners pro Einheitsgewicht des Toners, Q/M (μC/g), berechnet. Die Menge Q/M der elektrischen Ladung des Toners ist ein geeigneter Messwert für die Reibungselektrifizierung des Toners, da der gemessene Wert von den reibungselektrifizierenden Eigenschaften der elastischen Klinge abhängt.
Die Trägerschicht schließt bevorzugt (1) eine Metallplatte wie rostfreie Stahlplatten (mit einer Zugfestigkeit von etwa 110 kg/mm²), Phosphorbronzeplatten (mit einer Zugfestigkeit von etwa 65 kg/mm²) und eine Aluminiumplatten (mit einer Zugfestigkeit von etwa 40 kg/mm²) in einer Dicke in dem Bereich von bevorzugt 200 bis 500 μm für die zufriedenstellende Kontrolle des Kontaktdrucks, und (2) Harzplatten wie Polyethylenterephthalat-Harzplatte (mit einer Zugfestigkeit von etwa 20 kg/mm²), Polycarbonat-Harzplatten (mit einer Zugfestigkeit von etwa 10 kg/mm²) und gestreckte Polypropylen-Harzplatten (mit einer Zugfestigkeit von etwa 19 kg/mm²) in einer Dicke im Bereich von bevorzugt 50 bis 1000 μm ein. Von den Harzplatten sind jene bevorzugt, die biaxial orientiert sind und wenig Kriechen zeigen.
Als nächstes wird eine Entwicklungsvorrichtung erklärt, welche eine elastische Klinge der vorliegenden Erfindung anwendet.
2 zeigt einen Aufbau eines Bilderzeugungsgeräts. Ein Toner 6 wird in einem Entwicklungsgefäß 2 bevorratet. Die Entwicklungsvorrichtung ist mit einer Entwicklungshülse 3, welche einem photoempfindlichen Element 1 gegenübersteht, das sich in der durch den Pfeil angezeigten Richtung dreht, um ein elektrostatisches latentes Bild auf dem photoempfindlichen Element 1 als Tonerbild zu visualisieren, versehen. Wie in 2 gezeigt wird, wird der halbe Umfang der rechten Seite der Entwicklungshülse 3 in das Entwicklungsgefäß 2 gegeben und der halbe Umfang auf der linken Seite der Außenseite freigelegt, um dem photoempfindlichen Element 1 gegenüberzustehen. Die Hülse 3 ist horizontal eingesetzt, so dass sie sich frei drehen kann. Ein schmaler Spalt ist zwischen der Entwicklungshülse 3 und dem photoempfindlichen Element 1 vorgesehen. Die Entwicklungshülse 3 wird so angetrieben, dass sie in der durch den Pfeil b angegebenen Richtung relativ zu der Drehrichtung a des photoempfindlichen Elements 1 in der Zeichnung angetrieben wird.
In dem Entwicklungsgefäß 2 ist eine elastische Klinge 4 der vorliegenden Erfindung an der Oberseite der Entwicklungshülse 3 bereitgestellt. Eine elastische Walze 5 ist in Kontakt mit dem Umfang der Entwicklungshülse 3 vor der Kontaktlinie mit der elastischen Klinge 4 entlang der Drehrichtung der Entwicklungshülse 3 bereitgestellt.
Die elastische Klinge 4 wird so eingesetzt, dass sie abwärts in der stromaufwärtigen Richtung der Drehung der Entwicklungshülse 3 abgeschrägt ist, und wird in Kontakt mit dem oberen Umfang der Entwicklungshülse 3 entgegengesetzt zu seiner Drehrichtung gebracht.
Die elastische Walze 5 wird in Kontakt mit der Entwicklungshülse 3 an der Seite der Entwicklungshülse gebracht, die auf der Rückseite des photoempfindlichen Elements 1 liegt, und ist drehbar gelagert.
In der Entwicklungsvorrichtung mit dem vorstehenden Aufbau dreht sich die elastische Walze 5 in der Richtung, die durch den Pfeil c angezeigt wird, so dass der Toner 6 in die Nähe der Entwicklungshülse 3 zugeführt wird. An dem Kontaktabschnitt der Entwicklungshülse 3 mit der elastischen Walze 5 (Spaltabschnitt) wird der Toner 6 auf der elastischen Walze 5 übertragen und haftet an der Entwicklungshülse 3 durch Reibung mit der Entwicklungshülse 3 an.
Danach wird mit der Drehung der Entwicklungshülse 3 der Toner 6, der auf der Entwicklungshülse 3 anhaftet, zu dem Kontaktabschnitt zwischen der elastischen Klinge 4 und der Entwicklungshülse 3 befördert. Beim Durchlaufen des Kontaktabschnitts wird der Toner durch die Oberfläche der Entwicklungshülse 3 und der elastischen Klinge 4 berieben, so dass er ausreichend reibungselektrifiziert wird.
Der wie vorstehend beschrieben elektrifizierte Toner 6 wird durch den Kontaktabschnitt zwischen der elastischen Klinge 4 und der Entwicklungshülse 3 geführt, so dass eine dünne Schicht des Toners 6 auf der Entwicklungshülse 3 gebildet wird, und zu dem Entwicklungsabschnitt der Entwicklungshülse 3 zugeführt, welcher dem photoempfindlichen Element 1 mit einer schmalen Spalte gegenübersteht. Durch Aufbringen einer entgegengesetzten Spannung, welche durch Überlegen einer Gleichspannung auf einer Wechselspannung gebildet wird, wird der Toner 6 auf der Entwicklungswalze 3 auf das photoempfindliche Element 1 entsprechend dem latenten Bild übertragen, so dass das latente Bild als Tonerbild visualisiert wird.
Der Toner 6, welcher unverbraucht auf der Entwicklungshülse 3 in dem Entwicklungsabschnitt verbleibt, wird durch Drehung der Entwicklungshülse 3 in das Entwicklungsgefäß 2 übertragen.
Der Toner 6, welcher in das Entwicklungsgefäß eintritt, wird durch die elastische Walze 5, die in Kontakt mit der Entwicklungshülse 3 steht, abgestreift. Gleichzeitig wird mit der Drehung der elastischen Walze 5 ein wiedergewonnener Toner auf die Entwicklungshülse 3 zugeführt. Der nachgefüllte Toner 6 wird wieder dem Kontaktpunkt zwischen der Entwicklungshülse 3 und der elastischen Klinge 4 zugeführt.
Der größte Teil des Toners 6, der von der Entwicklungswalze 3 abgestreift wurde, wird übertragen und mit dem Toner 6 in dem Entwicklungsgefäß 2 durch die Drehung der elastischen Walze 5 gemischt, wodurch die elektrischen Ladungen des abgestreiften Toners 6 verteilt werden.
Der verwendbare Toner schließt bekannte magnetische Toner und nicht magnetische Farbtoner ein und weist bevorzugt einen mittleren Teilchendurchmesser in dem Bereich von 3 bis 15 μm auf.
3 stellt einen Aufbau eines elektrophotographischen Geräts dar, welches die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung anwendet.
Wie in 3 gezeigt wird, ist das photoempfindliche Element eine Trommel des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements, das zu elektrifizieren ist, welches eine elektroleitfähige Trägertrommel aus Aluminium oder dergleichen und eine photoempfindliche Schicht, die auf der Umfangsoberfläche davon gebildet wurde, als grundlegende aufbauende Schichten umfasst. Das photoempfindliche Element dreht sich um eine Trägerachse 11a mit einer vorgeschriebenen Umfangsgeschwindigkeit im Uhrzeigersinn, wie in der Zeichnung gezeigt wird.
Ein elektrifizierendes Element 12, ein Koronaentlader, ist gegenüber der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 11 bereitgestellt und elektrifiziert gleichmäßig primär die Oberfläche des photoempfindlichen Elements mit einer vorgeschriebenen Polarität und einem vorgeschriebenen Potenzial.
Die Oberfläche des photoempfindlichen Elements 11, welche gleichmäßig durch das elektrifizierende Element elektrifiziert wurde, wird dann einem gewünschten Bildinformationslicht (Abtastung mit Laserstrahllicht, Schlitzbelichtung auf ein Originalbild, usw.), welches durch die Belichtungseinrichtung L gegeben wird, bestrahlt, so dass ein elektrostatisches latentes Bild 13 entsprechend der gewünschten Bildinformation auf der Umfangsoberfläche gebildet wird. Das latente Bild wird sukzessive als Tonerbild durch die Entwicklungsvorrichtung 14 visualisiert.
Das Tonerbild wird auf ein übertragungsempfangendes Material P übertragen, das synchron mit der Drehung des photoempfindlichen Elements 11 von einer Papierzufuhreinrichtung (in der Zeichnung nicht gezeigt) zu einem Tonerübertragungsabschnitt zwischen dem photoempfindlichen Element 11 und einer Tonerbildübertragungseinrichtung 15 zugeführt wird. In diesem Beispiel ist die Übertragungseinrichtung 15 ein Koronaelektrifizierer und das Tonerbild wird auf ein übertragungsempfangendes Medium P durch die Elektrifizierung auf eine entgegengesetzte Polarität zu der des Toners von der rückseitigen Fläche des übertragungsempfangenden Mediums übertragen.
Das übertragungsempfangende Medium P mit dem Tonerbild wird von der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 11 abgetrennt und durch eine Heißfixierungswalze 18 geschickt, damit das Tonerbild darauf fixiert wird, und als eine Bildkopie ausgegeben.
Die Oberfläche des photoempfindlichen Elements 11 wird nach dem Übertragen des Tonerbildes durch eine Reinigungseinrichtung 16 zum Entfernen des verbleibenden Toners und anderer anhaftender Materie gereinigt und wiederholend für die Bilderzeugung angewendet.
Zwei oder mehr der zuvor genannten aufbauenden Elemente sowie das photoempfindliche Element, die Elektrifizierungseinrichtung, die Entwicklungsvorrichtung und die Reinigungseinrichtung können in eine Verfahrenskartusche integriert sein, so dass die Verfahrenskartusche abnehmbar von dem Hauptkörper des Geräts hergestellt werden kann. Zum Beispiel sind ein photoempfindliches Element, eine Entwicklungsvorrichtung und optional eine Elektrifizierungseinrichtung und eine Reinigungseinrichtung in eine Verfahrenskartusche integriert, so dass sie abnehmbar von dem Hauptkörper eines elektrophotographischen Geräts durch die Verwendung einer Führungseinrichtung wie eine Schiene abnehmbar ist.
Die Entwicklungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist für ein elektrophotographisches Gerät wie Kopiermaschinen, Laserstrahldrucker, LED-Drucker und elektrophotographische Gravursysteme anwendbar.
Beispiel 1
Ein Polyamidelastomer wurde aus 12-Nylon als Polyamidkomponente und Polytetramethylenglycol, das mit Dodecandisäure, einer zweiwertigen Säure, reagiert wurde, als Polyetherkomponente synthetisiert, um ein Polymer zu erhalten, das das Polyamid in einem Gehalt von 10 Gew.-% enthielt. Das vorstehende Polyamidelastomer wurde bei 70 °C für sechs Stunden getrocknet.
Die Trägerschicht wurde aus einer Phosphorbronzeplatte mit einer Plattendicke von 0,12 mm, einer Breite von 22 mm und einer Länge von 210 mm auf der Seite hergestellt, auf der die elektrifizierende Schicht aufgetragen wird. Diese Trägerschicht wird vorher in einer Metallform platziert.
Das vorstehende Elastomer wurde in die Form mit der Trägerschicht darin bei einer Schmelztemperatur von 200 °C und einer Metallform-Temperatur von 30 °C eingespritzt, um eine elastische Klinge mit einer elektrifizierenden Schicht von 1 mm Dicke, 5 mm Breite und 210 mm Länge zu erhalten.
Beispiel 2
Eine elastische Klinge wurden in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass das Polyamidelastomer für die elektrifizierende Schicht das Polyamid mit einem Gehalt von 30 Gew.-% enthielt.
Beispiel 3
Eine elastische Klinge wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass das Polyamidelastomer für die elektrifizierende Schicht das Polyamid mit einem Gehalt von 50 Gew.-% enthielt und bei 80 °C für vier Stunden getrocknet wurde. Die elektrifizierende Schicht wurde bei einer Schmelztemperatur von 200 °C spritzgegossen.
Beispiel 4
Eine elastische Klinge wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass das Polyamidelastomer für die elektrifizierende Schicht das Polyamid mit einem Gehalt von 70 Gew.-% enthielt und bei 80 °C für vier Stunden getrocknet wurde. Die elektrifizierende Schicht wurde bei einer Schmelztemperatur von 240 °C spritzgegossen.
Beispiel 5
Eine elastische Klinge wurde in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 4 mit der Ausnahme hergestellt, dass das Polyamidelastomer für die elektrifizierende Schicht das Polyamid in einem Gehalt von 90 Gew.-% enthielt.
Vergleichsbeispiel 1
Eine elektrifizierende Schicht wurde aus einem Ethylenadipat-Polyester-Urethankautschuk mit einer Härte von 65° (JIS-A) zu einer Lage von 1 mm Dicke gebildet und an eine Trägerschicht gebunden und geschnitten, um eine elastische Klinge zu erhalten.
Vergleichsbeispiel 2
Eine elastische Klinge wurde in der gleichen Art und Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass der gebildete Urethankautschuk als elektrifizierende Schicht mit einem in Alkohol löslichen Nylon (Amylan (M-8000) hergestellt von Toray Industries, Inc.) tauchbeschichtet wurde.
Die hergestellte elastische Klinge und eine Entwicklungshülse aus einem Aluminiumrohr, die mit Pressluft behandelt wurde, um eine mittlere Rauigkeit in 10-Punktversuch von Rz = 2,5 μm aufzuweisen, wurden in eine Entwicklungsvorrichtung eingesetzt, so dass die elastische Klinge und die Entwicklungshülse in Kontakt miteinander mit einem Kontaktdruck von 18 g/cm gebracht wurde. In dem Entwicklungsgefäß wurde eine Schwammwalze aus einem geschäumten Polyurethan eingebaut, welche dazu dient, den Toner auf die Entwicklungshülse aufzutragen und den verbleibenden Toner nach der Entwicklung von der Entwicklungshülse abzustreifen. Das Entwicklungsgefäß, in welchem ein nicht magnetischer Toner platziert war, wurde an einem Laserstrahldrucker (Laser Shot, hergestellt von Canon K. K.) angebracht. Die Entwicklungshülse wurde bei einer niedrigeren Temperatur und einer niedrigeren Luftfeuchtigkeit von 15 °C und 10 % RH betrieben. Der Zustand der Tonerbeschichtung und das Auftreten von Streifen und Unregelmäßigkeiten in der Tonerschicht wurden visuell betrachtet und die elektrische Ladung (Triboelektrifizierung) des Toners gemessen. Ferner wurde ein vollständiges schwarzes Bild mit einem nicht magnetischen schwarzen Toner auf einem Papierblatt gebildet und die Bilddichte mit Hilfe eines McBeth-Densitometers gemessen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Auswertung des Klingenmaterials.
Wie in Tabelle 1 gezeigt wird, zeigte die elastische Klinge des Vergleichsbeispiels 1 keine ausreichende Reibungselektrifizierung, was eine niedrige Triboelektrifizierung ergibt. Folglich wurden Streifen und Unregelmäßigkeiten in der Tonerbeschichtung auf der Entwicklungshülse hervorgerufen und das Entwicklungsgefäß wurde durch Verstreuen von Toner verschmutzt, was zu einer niedrigen Dichte des vollständigen schwarzen Bildes führte. Die elastische Klinge der Beispiele 1 bis 5 zeigte andererseits ausreichende Reibungselektrifizierung, so dass hohe Werte der Triboelektrifizierung und ausreichende Dichte des vollständigen schwarzen Bildes ergeben wurde. In Beispiel 1 jedoch ist die Triboelektrifizierung niedriger als in den Beispielen 2 bis 4, und Streifen und Unregelmäßigkeiten wurden in der Tonerbeschichtung auf der Entwicklungshülse gebildet. Das gebildete vollständige schwarze Bild hatte eine leicht niedrigere Dichte. In Beispiel 5 wurden leichte Streifen und Unregelmäßigkeiten in der Tonerbeschichtung auf der Entwicklungshülse beobachtet, aufgrund der übermäßigen Elektrifizierung des Toners bei niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchtigkeit wie aus den Triboelektrifizierungswerten verstanden wird. Die Dichte des vollständigen schwarzen Bildes war etwas niedriger. In Vergleichsbeispiel 2 wurde der gegenteilige Effekt der übermäßigen Elektrifizierung beobachtet und die Dichte des schwarzen Bildes war niedriger.

Claims

Elastische Klinge (4) zum Kontrollieren einer Zufuhrmenge eines Entwicklers (6), welche auf ihrer Oberfläche eine Elektrisierungsschicht (4c) aufweist, die ein Polyamidelastomer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamidelastomer ein Blockcopolymer ist, das Polyamid und Polyether umfasst, welche durch eine Esterverbrückung oder eine Amidverbrückung verbunden sind, und das Polyamid ein carboxyliertes Polyamid ist, dessen endständige Aminogruppen carboxyliert sind.
Die Klinge nach Anspruch 1, wobei das Polyamidelastomer einen Gehalt der Polyamidkomponente von 20 bis 80 % aufweist.
Entwicklungsvorrichtung (14), welche einen Behälter (2) zum Aufbewahren eines einkomponentigen Entwicklers (6), ein den Entwickler tragendes Element (3) zum Befördern des Entwicklers von dem Behälter zu einer Entwicklungsposition, und ein Element zur Kontrolle der Entwicklerzufuhr zum Kontrollieren der Menge des Entwicklers auf dem den Entwickler tragenden Element umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zur Kontrolle der Entwicklerzufuhr eine elastische Klinge (4) nach Anspruch 1 oder 2 ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Klinge (4) in einer entgegengesetzten Richtung zu der Richtung der Bewegung des den Entwickler tragenden Elements (3) anliegt.
Die Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei das den Entwickler tragende Element (3) zylindrisch ist und in dem Behälter (2) einen Walzenspalt mit einer sich entgegengesetzten drehenden Walze (5) aus dem elastomeren Material zum Befördern des Toners (6) zu dem den Entwickler tragenden Element bildet.
Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei in dem Behälter (2) ein Toner (6) mit einem mittleren Teilchendurchmesser in dem Bereich von 3 bis 15 μm vorhanden ist.
Verfahrenskartusche, welche mindestens ein elektrophotographisches photoempfindliches Element (1) und eine Entwicklungsvorrichtung (14) umfasst, welche als eine Kartusche integriert und abnehmbar von einem Hauptkörper eines Bilderzeugungsgeräts sind, wobei die Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 definiert ist.
Die Kartusche nach Anspruch 7, wobei die Entwicklungsvorrichtung (14) und das photoempfindliche Element (1) so positioniert sind, dass sich zwischen ihnen ein schmaler Spalt befindet.
Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen Bildes (13) auf einem photoempfindlichen Element (1), wobei das Verfahren Bereitstellen eines einen Entwickler tragenden Elements (3), Auftragen von Toner (6) auf das den Entwickler tragende Element, Einstellen der Menge des Toners, der auf dem den Entwickler tragenden Element vorhanden ist, mit Hilfe einer Klinge (4) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, und Übertragen des Toners auf dem das Entwickler tragende Element auf eine Entwicklungszone, von wo sie auf das elektrostatische Bild aufgetragen wird, umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei es einen schmalen Spalt an der Entwicklungszone zwischen dem den Entwickler tragenden Element (3) und dem elektrophotographischen Element (1) gibt.
Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Toner (6) durch das Anlegen einer Wechselspannung übertragen wird.
Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Toner (6) durch das Anlegen einer Gleichspannung übertragen wird, die einer Wechselspannung überlagert ist.
Verfahrenskartusche, welche ein elektrophotographisches photoempfindliches Element und eine Entwicklungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 einschließt, wobei die Kartusche in einen Hauptkörper eines Bilderzeugungsgerätes einsetzbar und von einem Hauptkörper eines Bilderzeugungsgerätes abnehmbar ist.