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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung betrifft die elektrophotographische Entwicklung und insbesondere
eine mit einer Entwicklerwalze operierende nachgiebige Abstreichklinge.
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Hintergrund
der Erfindung
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Das
US-Patent Nr. 5 085 171 von Aulick et al. betrifft eine nachgiebige
Abstreichklinge mit einer dünnen äußeren Metallschicht
auf einer körnigen
Oberfläche,
die der Entwicklerwalze zugewandt ist. Diese ersetzt die bisherigen
starren Abstreichklingen, bei denen die Tonerschicht auf der Entwicklerwalze
aufgrund von Oberflächenunregelmäßigkeiten
der Abstreichklinge selbst und der Entwicklerwalze, mit der sie
in Kontakt kommt, variiert. Solche Variationen verursachen Variationen
im sichtbaren Bild, das vom Toner erzeugt wird, sowohl beim Druck
als auch bei Graphiken. Eine nachgiebige Abstreichklinge verhindert
idealerweise solche Variationen.
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Das
US-Patent Nr. 5 623 718 beschreibt einen entsprechenden Gegenstand,
der in den Vereinigten Staaten im Handel angeboten wird. Diese Abstreichklinge
stellt eine nachgiebige Abstreichklinge dar, bei der das nachgiebige
Abstreichelement einen festen Binder mit dispergierten Kornteilchen
und einem leitfähigen Füller besitzt.
Ein solches nachgiebiges Element verlängert die Funktionsdauer der
Abstreichklinge. Zusätzlich besitzt
diese Abstreichklinge eine starre vordere Verlängerung, um eine Sperrschicht
für nahezu
den gesamten Bereich hinter dem Spalt des nachgiebigen Elements
und der Entwicklerwalze zu bilden. Dies verhindert, daß sich ein
Tonerkeil am Spalt bilden kann. Wenn sich ein solcher Keil bildet,
beeinträchtigt
er die Fähigkeit
der Abstreichklinge, die richtige Menge Toner zuzuteilen. Dieser
Keil führt
auch dazu, daß der
Toner dazu neigt, in den Spaltbereich der Abstreichklinge und der
Entwicklerwalze hineinzuschmelzen.
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Ein
bedeutendes Problem bei solchen flexiblen Abstreichklingen ist,
daß der
Toner dazu neigt, zu koagulieren und sich in Form eines Films im
Spaltbereich zwischen der Klinge und dem Entwickler an die Abstreichklinge
anzuhaften. Dieses Phänomen
wird "Filmbildung" bezeichnet. Es scheint,
daß dieses
Phänomen als
eine Funktion der Tonerteilchengröße auftritt, wobei das Auftreten
wahrscheinlicher ist, wenn die Teilchengröße relativ klein ist, wie z.
B. 8 Mikron. Die filmüberzogenen
Bereiche beginnen als kleine Startpunkte vor dem Spalt und wachsen
allmählich über den
Spalt hinweg. Die filmüberzogenen
Bereiche verändern
die Oberfläche
der Abstreichklinge, was den Tonerfluß unterbricht. Darüber hinaus
verhindern die filmüberzogenen
Bereiche, daß elektrischer
Strom zwischen der Abstreichklinge und der Entwicklerwalze fließen kann,
was eine Uneinheitlichkeit der Tonerladung zur Folge hat. Dies führt zu einem
gravierenden Druckfehler, der "Streifen" genannt wird, wobei
weiße
Streifen in schwarzen Bereichen und in Graustufen zu sehen sind.
Dieser Effekt ist irreversibel.
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Die
Wahrscheinlichkeit der Tonerfilmbildung steigt bei Anwendungen,
bei denen Bilder mit geringer Abdeckung gedruckt werden. Dies erhöht die Druckleistung
des Entwicklers und somit die Anzahl der Umdrehungen der in Kontakt
mit der Abstreichklinge stehenden Entwicklerwalze. Dieses stärkere Aufwühlen des
Toners führt
bei den obigen nachgiebigen Abstreichklingen sowie bei Abstreichklingen
aus Stahl sehr häufig
zur Filmbildung.
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Diese
Erfindung unterscheidet sich dadurch am deutlichsten von den obigen
Abstreichklingen mit verlängerter
Lebensdauer, daß Molybdändisulfid
zusätzlich
zu den Kornteilchen und dem leitfähigen Füller zu dem festen Binder hinzugegeben
wird. Molybdändisulfid
ist als festes Gleitmittel gut bekannt, es wird jedoch nicht in
der elektrischen Kontaktfläche
irgendeines Gegenstandes, der einer Abstreichklinge ähnlich ist,
verwendet. Zum Beispiel beschreibt die US-A-5 177 537 eine Entwicklerapparatur,
die zur Steuerung der Tonertiefe einen mechanisch basierenden Mechanismus
verwendet. Die bei diesem Mechanismus verwendete Klinge umfaßt Molybdändisulfid
und ist elastisch, damit sie sich durch Druckanwendung an die Entwicklertrommel schmiegen
und einen "Spalt" bilden kann, der
die Tonertiefe auf der Entwicklertrommel steuert. Der Zweck des Molybdändisulfids
ist daher, als Gleitmittel zu dienen und die Oberfläche der
Klinge abzuschaben.
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Die
folgenden Druckschriften offenbaren ebenfalls die Verwendung von
Molybdändisulfid:
US-Patente Nr. 2 951 053 von Reuter et al., 3 630 146 von Shields,
3 936 103 von Sadamatsu, 4 150 955 von Samuelson, 4 279 500 von
Kondo et al., 4 526 952 von Zeitler et al., 5 099 783 von Bourgeois,
5 185 496 von Nishimura et al., 5 376 454 von Sugasawa et al., 5
397 600 von Shibata et al. und 5 456 734 von Ryoke et al.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß dieser
Erfindung verwendet die nachgiebige Abstreichklinge gemäß Anspruch
1 Molybdändisulfid
in einer elektrisch leitfähigen
Oberfläche.
Das Molybdändisulfid
kommt natürlich
in Plattenform vor und wird bei dieser Erfindung in dieser Form
verwendet, wobei die mittlere bevorzugte Teilchengröße 10 Mikron beträgt.
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Das
Molybdändisulfid
verhindert die Tonerfilmbildung. Dies ist eine Funktion, die vor
dem Spalt stattfindet, da eine Pulverbeschichtung aus Molybdändisulfid
die gleiche Funktion besitzt, selbst nachdem sie im Spalt abgerieben
worden ist.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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Die
Details der vorliegenden Erfindung werden in Verbindung mit den
begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei 1 eine perspektivische Ansicht einer
Abstreichklinge ist und 2 ein
Querschnitt der Abstreichklinge ist.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Außer der
Zugabe von Molybdändisulfid
und den speziellen Mengen der anderen Bestandteile der leitfähigen Schicht,
ist die Struktur der bevorzugten Abstreichklingen die gleiche wie
die Struktur, die in der EP-A-0 798 605 mit dem Titel "Compliant Doctor
Blade" beschrieben
ist. Ein Großteil
der folgenden Beschreibung ist mit dieser Anmeldung identisch.
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Ein
bevorzugter Aufbau einer flexiblen Abstreichklinge ist hier beschrieben,
der die erwünschte
Nachgiebigkeit mit der Entwicklerwalze besitzt, der jedoch keinen
trichterförmigen
Bereich vor dem Spalt und keinen langen abgerundeten Spaltbereich
besitzt, wie es von bisherigen flexiblen Abstreichklingen des Stands
der Technik her bekannt ist. Diese bevorzugte Abstreichklinge leidet
nicht unter den Problemen des unbeständigen hohen und niedrigen
Tonerflusses, die bei solchen flexiblen Abstreichklingen des Stands
der Technik auftreten. In der Klinge ist ein dünnes Abstandsstückmaterial
an die Bodenfläche
einer elastischen Schaumstoffschicht befestigt, und bei der Verwendung
liegt es zwischen der Schaumstoffschicht und dem leitfähigen Sandpapier, das
die Entwicklerwalze berührt.
Die Steifigkeit des Metall-Abstandsstücks in der
Verfahrensrichtung verhindert, daß der Schaumstoff sich im Bereich
vor dem Spalt deformiert und die unerwünschte Trichterform hervorruft.
Der Bereich vor dem Spalt der Klinge ist nahezu identisch mit dem,
der bei einer Abstreichklinge aus Stahl auftritt. Die Steifigkeit
des Metall-Abstandsstücks
verhindert auch die unerwünschte
lange abgerundete Spaltgeometrie und ahmt die Spaltgeometrie der
Stahlklinge identisch nach. Da die Steifigkeit, für die das
Abstandsstück
sorgt, nur in der Verfahrensrichtung wirksam ist und nicht entlang
der Länge
der Entwicklerwalze, wird die Gesamtflexibilität der Klinge beibehalten.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, umfaßt eine
nachgiebige Abstreichklinge einen Trägerstab (1) aus Aluminium,
vorzugsweise zum Beispiel einen 4,0 mm × 10 mm großen Stab aus Aluminium-6063-T5-Werkstoff mit
einer Länge
von 231,5 mm. Entlang des Stabes (1) erstreckt sich ein
Laminat (3), das ein nachgiebiges Trägerelement umfaßt, das
auf seiner Außenfläche (d.
h. auf der Fläche,
die mit der Entwicklerwalze in Kontakt steht) ein leitfähiges Mittel
zusammen mit einem festen Binder mit im Binder dispergierten Kornteilchen
trägt. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das nachgiebige Trägermaterial
ein Substrat aus nachgiebigem Polyethylenterephthalatpolyesterharzfilm
mit einer Dicke von etwa 0,002 bis etwa 0,005 Inch (d. h. von etwa
0,051 bis etwa 0,127 mm). Andere Materialien, die als das nachgiebige
Trägerelement
verwendet werden können, sind
u. a. Polyimid und Papier. Der feste Binder, der auf dem nachgiebigen
Trägerelement
getragen wird, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform ein gehärtetes Polyurethan
(z. B. Z001, das von Lord Chemical im Handel erhältlich ist) mit durch und durch
darin dispergierten Kornteilchen. Diese Kornteilchen besitzen im
allgemeinen eine Teilchengröße von etwa
8 bis etwa 20 Mikrometer, vorzugsweise besitzen sie einen Durchmesser
von etwa 20 Mikrometern, und sind vorzugsweise ein Keramikoxid,
wie z. B. Siliciumcarbid (z. B. Norbid, das von Norton Corp. im
Handel erhältlich
ist). Andere geeignete Kornmaterialien sind u. a. Aluminiumoxid, Diamantpulver,
Titandioxid, Zirkoniumdioxid und Mischungen davon.
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Das
nachgiebige Trägerelement
trägt auch
ein leitfähiges
Mittel. Dieses leitfähige
Mittel nimmt wirksam den Strom auf, der an die Abstreichklinge angelegt
wird, und leitet ihn an die Entwicklerwalze weiter. Das leitfähige Mittel
ist ein Mittel, in dessen fester Binderschicht, die von dem nachgiebigen
Trägerelement
getragen wird, leitfähige
Teilchen enthalten und dispergiert sind. Leitfähige Materialien, die verwendet
werden können,
sind u. a. Ruß,
Graphit, Metallfüllstoffe,
ionische Salze und Mischungen davon. Das bevorzugte leitfähige Material
ist Ruß.
Die in dem festen Binder enthaltenen leitfähigen Teilchen sollten der
Schicht einen elektrischen Widerstand von weniger als etwa 1 × 105 Ohm/Quadrat verleihen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind auch Molybdändisulfidteilchen
durchwegs in der von dem nachgiebigen Trägerelement getragenen festen
Binderschicht dispergiert. Die Zugabe dieses Bestandteils schließt die Filmbildung
aus, zumindest bei der Verwendung mit Toner auf Acrylbasis, für den diese
Klinge speziell entwickelt wurde (d. h. mit den Tonern der 4039-Laserdruckerreihe,
die vom Anmelder im Handel verkauft werden).
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Die
spezielle Formulierung ist wie folgt: Binderschichtformulierung
| Material | Gew.-% |
| Polyurethan
(Z001 von Lord Chemical) | 15 |
| Molybdändisulfid
(Platten mit einer mittleren Teilchengröße von 10 μm) | 30 |
| Ruß (XE-2
von Degussa) | 5 |
| Siliciumcarbid
(20 μm mittlere
Teilchengröße) | 50 |
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Die
obige Binderschichtformulierung wird gründlich ver mischt und als dünner Überzug (z.
B. mit einer Dicke von etwa 25 bis etwa 35 Mikron) auf den Polyesterharzfilm
aufgetragen. Diese Aufschlämmung
wird gehärtet,
um die leitende Schicht zu bilden. Die 5 Gew.-% Ruß führen zu
einem elektrischen Widerstand von weniger als 1 × 105 (zehn
hoch fünf)
Ohm/Quadrat. Eine höhere
Konzentration als 5 Gew.-% führt
zu einer Oberflächenrauhigkeit,
die für
eine korrekte Zuteilung von Toner zu glatt ist, ungeachtet der Größe der Abriebteilchen.
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Die
Zugabe des Molybdändisulfids
scheint etwas größere Siliciumcarbidkorngrößen notwendig
zu machen, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Teilchengrößen, die
größer sind
als etwa 20 Mikrometer, erzeugen Spitzen auf der Oberfläche, die
in einem schmalen Bereich zu viel Toner von der Entwicklerwalzenoberfläche abschaben,
was zu vertikalen Streifen auf der gedruckten Seite führt. Jede
Art von körnigem
Keramikoxid kann verwendet werden. Beispiele für solche Materialien sind u.
a. Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Diamantpulver, Zirkoniumdioxid
und Titandioxid innerhalb des hier definierten Teilchengrößenbereichs.
Aufgrund der durchgehenden Leitfähigkeit
bleiben die elektrischen Eigenschaften der Abstreichklinge konstant,
wenn sich das leitfähige/körnige Laminat
vom nachgiebigen Trägerelement
abreibt.
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Das
Laminat (3) wird durch einen beliebigen Klebstoff, der
stark genug ist, um den auf das Laminat einwirkenden Kräften zu
widerstehen, auf dem Stab (1) festgehalten. Ein Beispiel
für einen
solchen Klebstoff ist ein kommerzielles doppelseitiges Klebeband
(5) aus 1 Mil (25 μm)
dickem Polyester mit Klebstoff auf beiden Seiten, wobei die Gesamtdicke
0,13 mm beträgt,
die Breite 8,5 mm beträgt
und die Länge
der Länge
des Stabes (1) entspricht.
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Die
Entwicklerwalze (6) umfaßt ein halbleitendes organisches
Elastomer, das durch eine feste Spannungsquelle auf eine vorbestimmte
Spannung aufgeladen ist. Die Walze (6) wird mit einem Vorrat
an geladenem Toner in Kontakt gebracht, wenn sie sich im Uhrzeigersinn
dreht. Der Toner wird normalerweise überwiegend auf eine Polarität aufgeladen,
die der Polarität
der walze entspricht, während
gleichzeitig eine bedeutende Menge an Toner auf die entgegengesetzte
Polarität
aufgeladen wird. Der Sektor der Entwicklerwalze (6), der
auf die Abstreichklinge triff, trägt solchen Toner, und der Toner
mit entgegengesetzter Polarität
wird durch die geladene Abstreichklinge abgeblockt, so daß nur eine
dünne Schicht
Toner die Abstreichklinge passiert, und diese dünne Schicht ist stark überwiegend
auf die richtige Polarität
aufgeladen.
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Ein
schmales (vorzugsweise etwa 8 mm breites) leitfähiges Band (4) erstreckt
sich über
den Stab (1). Das Band (4) ist vorzugsweise ein
etwa 18 mm langes Stück
eines im Handel erhältlichen
Kupfer-Erdungsband mit einer leitfähigen klebenden Seite, die
an dem Laminat (3) über
der Spitze des Stabes (1) befestigt ist, und einer entgegengesetzten
leitfähigen
klebenden Seite, die an dem Stab (1) gegenüber dem
Laminat (3) befestigt ist. Dieses Band stellt einen elektrischen
Kontakt zwischen dem Laminat (3) und dem Stab (1)
her. Das Laminat (3) wird durch das Band (4) durch
eine feste Spannungsquelle, die mit der Rückseite des Bandes in Kontakt
steht, mit der gleichen Polarität
wie die Walze (6) aufgeladen. Eine Alternative zu dem Band
(4) ist, einfach ein Loch in das Laminat (3) an
der Stelle, wo ein elektrischer Kontakt hergestellt werden soll,
zu stanzen und dieses Loch mit einem leitfähigen Klebstoff auszufüllen, wie
z. B. mit einem Silicon- oder Epoxidklebstoff, der anschließend zu
einem Feststoff gehärtet
wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das leitende Band zwischen dem Stab (1) und dem Laminat
(3) von einer leitfähigen
Paste gebildet, die etwa 70% bis etwa 96% (vorzugsweise etwa 94%
bis etwa 96%) eines flexiblen Elastomers mit einer Härte von
weniger als etwa 50 Shore A, wenn trocken, (wie z. B. raumtemperaturvulkanisierbarer
Silicon- oder Latexgummi) und etwa 4% bis etwa 30% (vorzugsweise
etwa 4% bis etwa 6%) eines teilchenförmigen elektrisch leitfähigen Materials
(wie z. B. Ruß)
umfaßt.
Diese Paste kann gegebenenfalls auch ein herkömmliches Lösungsmittel enthalten, wie
z. B. Methylethylketon. Diese Pastenzusammensetzungen sind im Detail
in der EP-A-0 798 748 beschrieben.
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An
der Bodenfläche
des Trägerstabes
(1) (d. h. an der Seite des Trägerstabes, die der Entwicklerwalze zugewandt
ist) befindet sich eine Schicht aus elastischem Schaumstoff (2),
die im allgemeinen eine Dicke von etwa 2 bis etwa 3 mm besitzt und
sich entlang der gesamten Länge
des Trägerstabes
(1) erstreckt. Die Schaumstoffschicht (2) kann
an die Unterseite des Trägerstabes
unter Verwendung eines beliebigen herkömmlichen Klebstoffes, der den
auf die Abstreichklinge während
der Verwendung einwirkenden Kräften
widerstehen wird, befestigt sein, in einer bevorzugten Ausführungsform
ist dieser Klebstoff jedoch ein im Handel erhältliches doppelseitiges Klebeband
(5) aus 1 Mil (25 μm)
dickem Polyester mit Klebstoff auf beiden Seiten. Ein bevorzugtes
Schaumstoffmaterial ist Poron-Schaum, ein von Rogers Corp. im Handel
erhältlicher
Polyurethanschaum.
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Ein
Abstandsstück
(10) ist an den Boden der elastischen Schaumstoffschicht
(d. h. der Seite der elastischen Schaumstoffschicht, die der Entwicklerwalze
zugewandt ist) befestigt. Bei der Auswahl des Abstandsstücks ist
es wichtig, daß es
ein angemessenes Gleichgewicht zwischen Steifigkeit und Flexibilität aufrechterhält. Speziell
muß das
Abstandsstück
die Steifigkeit in der Verfahrensrichtung (d. h. in der Richtung,
in der sich die Entwicklerwalze bewegt) aufrechterhalten und dennoch
in der Richtung senkrecht zur Verfahrensrichtung (d. h. entlang
der Länge
der Abstreichklinge) Flexibilität
beibehalten. Es ist die Steifigkeit des Abstandsstücks, welche
für die
passende Spaltkonfiguration sorgt, wohingegen die Flexibilität entlang
der Länge
der Abstreichklinge es ermöglicht,
daß die
Klinge sich eng an die Oberfläche
der Entwicklerwalze schmiegt. Somit ergibt die Abstreichklinge die
Nutzen sowohl einer unflexiblen Stahl-Abstreichklinge als auch die einer flexiblen
Abstreichklinge. Ein beliebiges Material, das ein angemessenes Flexibilitäts/Steifigkeits-Gleichgewicht
aufrechterhält,
kann als das Abstandsstück
verwendet werden. Für
die Entscheidung, ob ein spezielles Material zur Verwendung als
Abstandsstück
geeignet ist, wird sowohl die Beschaffenheit des Materials als auch
dessen Dicke wichtig sein. Speziell gilt, daß wenn ein Material zu dünn ist,
es nicht den erforderlichen Steifigkeitsgrad liefern kann, während wenn
es zu dick ist, es nicht den erforderlichen Flexibilitätsgrad aufweisen
kann. Das Abstandsstück
kann aus einem beliebigen Material mit dem erforderlichen Flexibilitäts/Steifigkeits-Kompromiß bestehen
und ist vorzugsweise ein Material, das nicht korrodiert und dessen
Preis angemessen ist. Beispiele für Materialien, die verwendet
werden können,
sind u. a. Messing, Phosphorbronze, Berylliumkupfer, Polycarbonat,
Polyester und Edelstahl. Polyester ist ein besonders bevorzugtes
Material, da es leichter in die erwünschte Form geschnitten werden
kann als die Metalle. Edelstahl ist aufgrund seines attraktiven
Preises und der Tatsache, daß es
nicht korrodiert, ebenfalls ein bevorzugtes Material.
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Wenn
zum Beispiel Edelstahl zur Herstellung des Abstandsstücks verwendet
wird, macht eine Dicke von weniger als etwa 0,004 Inch (0,102 mm)
das Abstandsstück
zu brüchig.
Wenn Polyester (z. B. Mylar, das von DuPont im Handel erhältlich ist)
verwendet wird, macht eine Materialdicke von weniger als etwa 0,014
Inch (0,356 mm) das Material zu flexibel; eine höhere Steifigkeit ist erforderlich.
Andererseits ist Edelstahl mit einer Dicke von mehr als etwa 0,012
Inch (0,305 mm) zu dick und ergibt nicht den erforderlichen Flexibilitätsgrad. Daher
ist die ausgewählte
Dicke für
das Abstandsstück
rein eine Funktion des erforderlichen Steifigkeits/Flexibilitäts-Kompromisses.
Das in der Abstreichklinge verwendete Abstandsstückmaterial besitzt eine Steifigkeit von
0,5 bis 31,0, vorzugsweise von 10,0 bis 25,0, Inch Biegung/Inch
Länge/Pounds
Kraft (1,1 bis 69, vorzugsweise 22 bis 55, mm Biegung/cm Länge/N).
Diese Steifigkeit wird wie folgt gemessen: ein 4 mm breites Abstandsstück wird
an einem Ende fixiert und am anderen Ende belastet (wobei die Größe der Last
ausreichend niedrig sein sollte, um plastische Deformationen des
Abstandsstücks
zu verhindern); anschließend
wird die Verschiebung des belasteten Endes gemessen. Anders ausgedrückt, das
Abstandsstück
sollte eine Steifigkeit besitzen, die größer als die von 0,014 Inch
dickem (0,356 mm dickem) Polyester und kleiner oder gleich der von
0,012 Inch dickem (0,305 mm dickem) Edelstahl ist.
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Die
Plazierung des Abstandsstücks
(10) auf der Schaumstoffschicht (2) ist wichtig.
Speziell sollte das Abstandsstück
(10) mit der Vorderkante (9) der Abstreichklinge
(d. h. der Kante der Abstreichklinge, auf die die Entwicklerwalze
bei der Verwendung zuerst trifft) fluchten. Das Abstandsstück (10)
sollte sich entlang der gesamten Länge der Abstreichklinge erstrecken.
Es wird mit druckempfindlichem Klebstoff an der Schaumstoffschicht
(2) befestigt. Es ist wichtig, daß der Klebstoff nicht zuläßt, daß das Abstandsstück wandert
oder seine Position verändert.
Dies ist besonders wichtig, da das Abstandsstück während des Gebrauchs unter konstanter
Scherspannung stehen wird. Beispiele für geeignete Klebstoffe sind
u. a. Acrylklebstoffe. Es ist bevorzugt, daß das Abstandsstück durch
Verwendung eines Acrylklebstoffes (z. B. #9469 Double Sided Tape,
im Handel erhältlich
von 3 M) an dem Schaumstoff befestigt wird. Es ist nicht notwendig,
daß das
Abstandsstück
die gesamte Bodenfläche
der Schaumstoffschicht bedeckt, solange es an der Vorderkante (9)
der Schaumstoffschicht (2) plaziert und damit gefluchtet
wird. Es ist jedoch bevorzugt, daß das Abstandsstück eine
derartige Größe besitzt
und derart plaziert wird, daß es
den gesamten Bodenflächenbereich
der Schaumstoffschicht bedeckt, da dies den Zusammenbau und das
Ausrichten der Abstreichklinge wesentlich vereinfacht.
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Die
elastische Schaumstoffschicht (2) kann aus einem beliebigen
im Handel erhältlichen
Schaumstoff mit dem passenden Elastizitätsgrad bestehen. Vorzugsweise
ist der Schaumstoff (2) ein im Handel erhältlicher Polyurethanschaum
mit einer Dichte von etwa 20 lbs. pro Kubikfuß (etwa 0,32 g/cm3).
Der Schaumstoff (2) wird durch ein doppelseitiges Klebeband
(5), das etwa 4 mm breit und 0,013 mm dick ist, an Ort
und Stelle gehalten. Im Betrieb sorgt, wenn das Laminat auf dem
nachgiebigen Trägerelement
(3) wie beschrieben zurückgebogen wird,
die inhärente
Elastizität
des Schaumstoffmaterials und des Trägerelements dafür, daß die Laminatschicht (3)
gegen die Walze (6) gedrückt wird.
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In 2 ist eine Abstreichklinge
im Betrieb gezeigt. Im Betrieb ist das Laminat (3) nachgiebig
und wird einfach in eine Stellung nahe der Entwicklerwalze (6),
wenn diese sich dreht, zurückgebogen.
Das nachgiebige Trägerelement
(3) und die elastische Schaumstoffschicht (2)
sorgen für
die Kraft, die das leitfähige/körnige Laminat
gegen die Entwicklerwalze (6) drückt. Dieses berührt einen
Sektor der Entwicklerwalze (6), wobei der Sektor sich ständig ändert, wenn
die Walze (6) sich während
eines Entwicklungsvorgangs dreht. Die Steifigkeit des Abstandsstücks (10)
in der Richtung, in der sich die Walze dreht, verhindert, daß die Vorderkante
(9) des Schaumstoffs sich deformiert; dies sorgt für einen
Bereich vor dem Spalt mit einer optimalen Form (8). Dieser Bereich
vor dem Spalt ist nahezu identisch mit dem, der bei einer Stahl-Abstreichklinge
auftritt. Die Steifigkeit des Abstandsstücks verhindert auch die unerwünschte lange
abgerundete Spaltgeometrie, und der Kontaktbereich (7)
des Laminats (3) ahmt idealerweise die kurze flache Spaltgeometrie
einer Stahlklinge nach. Die Steifigkeit, für die das Abstandsstück sorgt,
ist nur in der Verfahrensrichtung wirksam und nicht entlang der Länge der
Klinge (d. h. der Länge
der Walze), so daß die
Gesamtflexibilität
der Klinge erhalten bleibt. Der Grund dafür ist die Schmalheit der Klinge
(vorzugsweise etwa 4 mm), die Breite des Spalts (d. h. etwa 0,5
bis etwa 1,5 mm, vorzugsweise etwa 1 mm) und die Gesamtlänge der
Klinge (etwa 230 bis etwa 233 mm, vorzugsweise etwa 231,5 mm). Die
bevorzugte Dicke des Abstandsstücks
beträgt
etwa 0,014 Inch (0,356 mm). Das bevorzugte Material ist Polyester.
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Allgemeiner
umfaßt
diese Erfindung das Plazieren einer Molybdändisulfidpulverschicht mit
Plattenstruktur, vorzugsweise mit einer mittleren Teilchengröße von 10
Mikron, auf die leitfähige
Oberfläche
der flexiblen Abstreichklinge. Wenn es als aufgestäubtes Pulver
aufgetragen wird, reibt sich das Molybdändisulfid rasch im Spalt ab,
verbleibt jedoch im Bereich vor dem Spalt. Die Gegenwart von Molybdändisulfid
im Bereich vor dem Spalt verhindert die Initiierungsstelle für die Filmbildung,
so daß keine
Filmbildung stattfindet.
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Bei
entsprechenden unbeschichteten Abstreichklingen beginnt das Auftreten
der Filmbildung bei der Verwendung innerhalb der normalen Nutzungsdauer
der Abstreichklinge. Es wurde gezeigt, daß die beschichteten Abstreichklingen
nach einem Betrieb, der dreimal so lang war wie die normale Nutzungsdauer
der Abstreichklinge, keine Filmbildung aufwiesen. Mit Molybdändisulfid
beschichtete Abstreichklingen ändern
ihre Morphologie nicht, wenn sie bei Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen
eingesetzt werden. Molybdändisulfid ändert die
triboelektrischen Eigenschaften der Abstreichklinge, die beim Aufladen
des Toners wichtig sind, nicht in bedeutendem Maße.
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Der
Auftrag des Molybdändisulfids
auf die Oberfläche
der Beschichtung ist wirkungsvoll, er ist jedoch auch teuer, da
er einen separaten Vorgang darstellt. Der Einbau des Molybdändisulfids
in die Beschichtung ist gleichermaßen effektiv und verringert
die Kosten. Der Einbau hat den zusätzlichen Nutzen, daß es innerhalb des
Spalts nicht abgerieben wird. Ein weiterer Nutzen des Einbaus ist
das verbesserte Ausstanzen des Films, da Molybdändisulfid ein bekanntes festes
Gleitmittel ist, das ein leichteres Ablängen und einen geringeren Werkzeugverschleiß ergibt.