FR2553909A1 - Procede et dispositif pour developper une image electrostatique latente - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN DISPOSITIF POUR DEVELOPPER UNE IMAGE TONER. LEDIT DISPOSITIF, DESTINE A DEVELOPPER UNE IMAGE TONER SUR UN SUPPORT PHOTOCONDUCTEUR 2 MUNI D'UNE IMAGE DE CHARGE ELECTROSTATIQUE LATENTE, COMPREND UN CYLINDRE MAGNETIQUE RENFERMANT UN NOYAU MAGNETIQUE 3 A PLUSIEURS POLES, AINSI QU'UNE ENVELOPPE ROTATIVE 4 ENTOURANT LEDIT NOYAU. LADITE ENVELOPPE 4 SUPPORTE UNE COUCHE UNIFORME 8 D'UN TONER ISOLANT MAGNETIQUE 6 A UN SEUL COMPOSANT, L'EPAISSEUR DE LADITE COUCHE 8 ETANT AU MOINS EGALE A LA LARGEUR D'UN INTERVALLE DE DEVELOPPEMENT A ENTRE LADITE ENVELOPPE 4 ET LEDIT SUPPORT 2. APPLICATION AUX INSTALLATIONS DE PHOTOCOPIE.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif permettant le dévClc,.)èm.ent d'ans image toner sur un support photoconducteur muni d'une image de charge électrostatique latente, au moyen d'un rouleau magnétique se composant d'un noyau magnétique à plusieurs pôles et d'une enveloppe rotative qui entoure ce noyau et sur la surface périphérique de laquelle tourne une couche uniforme d'un toner isolant, magnétique et à un seul composant, cette enveloppe faisant face, en réservant un intervalle de développement, au support mû en regard de ladite enveloppe, et une tension alternative étant appliquée audit rouleau magnétique (à rôle de balai redistributeur) par rapport audit support.

Dans un procédé connu du type précité (brevet US-A4 299 900), le noyau magnétique à plusieurs pâles est immobile. Seule l'enveloppe tourne. Un racleur en un matériau magnétisable est disposé en vis-à-vis d'un pôle du noyau magnétique, ce qui permet de déposer une très mince couche de toner sur l'enveloppe. L'intervalle de développement est dimensionné de façon que, dans la région de cet intervalle, la couche de toner conserve une certaine distance par rapport au support muni de l'image de charge.

On applique, entre le support et le rouleau magnétique, une tension alternative de basse fréquence dont la fréquence doit être d'environ 200 Hz et dont le voltage doit être d'environ 800 V. L'utilisation d'une telle couche mince de toner n'est pas favorable parce que, d'une part, la quantité de toner déchargée pour le développement est relativement modeste. D'autre part, il en résulte la nécessité de respecter de manière très précise l'espacement entre le support et la couche de toner dans l'intervalle de développement, ce qui impose des exigences sevoros aux tolérances dans les systèmes de montage du rouleau magnétique et du support. Dans la pratique, ces tolérances serrées, quand bien même elles sont possibles, ne peuvent être obtenues que moyennant une grande complexité.En outre, il est à craindre l'apparition d'un jeu après une assez longue durée d'utilisation, si bien qu'il n'est plus possible de respecter les tolérances, d'où il résulte une influence négative exercée sur le résultat du développement.

Dans un autre procédé connu (brevet US-?.- 121 93i,, un toner isolant et magnétique à un seul composant accomplit une révolution sur une enveloppe rotative entourant un noyau magnétique à plusieurs pôles, l'épaisseur de la couche de ce toner étant telle que ce dernier entre en contact avec le support. L'application d'une tension continue entre l'enveloppe et le support soutenant l'image de charge permet d'obtenir une charge du toner monocomposé selon une polarité inverse de celle des zones dudit support devant être développées, ce qui doit permettre un transfert de toner. Dans ce procédé, le développement de lignes fines ou de contours précis est difficile.De plus, étant donné que les supports photoconducteurs ne peuvent pas être intégralement déchargés en particulier dans le cas de copies multiples, des charges résiduelles persistent également dans les zones exemptes d'image. Dans ces zones également, la tension continue appliquée se traduit par un transfert partiel du toner si bien que, dans ces zones également, il se forme un fond gênant qui nuit à la qualité des copies.

L'invention a pour objet de proposer un procédé du type susmentionné, qui permette de développer des lignes fines et des contours précis sans aucun risque de formation d'un fond et dans lequel, en outre, il ne soit pas indispensable d'imposer des exigences trop sévères de respect d'une tolérance serrée dans l'intervalle de développement.

Cet objet est atteint par le fait que le noyau magnétique est entrainé en rotation ; par le fait que la fréquence de la tension alternative est supérieure à 15 kHz ; et par le fait que l'épaisseur de la couche du toner monocomposé est maintenue au moins égale à l'intervalle de développement. Du fait qu'aucun espacement n'est maintenu entre la couche de toner et le support > mais que, en revanche, il s'établit un contact entre la couche de toner et ledit support, il est d'une part possible de prévoir une couche de toner relativement épaisse, et donc de tenir à disposition une grande quantité de toner. Le contact direct entre le toner et l'image de charge permet d'éviter une dispersion des lignes de champ de l'image de charge, si bien que la reproduction de lignes fines est améliorée.Grâce à la rotation du noyau magnétique et à l'application de la tension alternative de haute fréquence, on obtient un champ alternatif combiné magnétique/électrique qui, en particulier, imprime des vibrations rapides à de petites particules de toner.

Il en résulte que précisément ces petites particules de toner peuvent traverser de part en part le matériau constituant ce toner, par suite de différences de charge, sans être fortement entravées par des particules de tonér plus grandes. De ce fait, la présentation, à l'image de charge, de petites particules fines de toner s'en trouve accrue, ce qui est en particulier avantageux pour une reproduction exacte de contours précis et de lignes fines.

Ainsi, en particulier l'accroissement de la mobilité des fines particules, à l'intérieur de la couche de toner monocomposé, permet d'obtenir une amélioration notable de la qualité de la copie.

Judicieusement, on applique une tension alternative dont la fréquence est comprise entre 18 kHz et 20 kHz.

Cette fréquence est suffisamment grande pour que les particules de toner proprement dites ne soient pas incitées à des mouvements de translation à travers le champ électrique, mais il convient de faire observer que la couche de toner est globalement dispersée. Il est avantageux que la tension alternative présente une amplitude de crête à crête excédant 1400 V et, de préférence, supérieure à 1600 V.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche de toner peut accomplir un rotation, dans l'intervalle de développement, dans le sens du déplacement du support. En outre, conformément à l'invention, il est prévu de superposer à la tension alternative une tension continue de 30 V à 60 V, présentant une polarité qui correspond à l'image de charge du support. Grace à cette mesure, on empêche un dépôt de toner dans les zones exemptes d'image et susceptibles d'accuser une charge résiduelle notamment dans le cas de copies multiples, parce qu'on évite l'apparition d'une différence de potentiel.

Conformément à l'invention, on peut utiliser un toner à un seul composant présentant une résistance linéaire d'environ 1014 ohms/cm et une grosseur de particules d'environ 5 p à environ 30 p.

L'invention propose en outre un dispositif pour dévélopper une image toner sur un support photocon ducteur pourvu d'une image de-charge électrostatique latente, à l'aide d'un rouleau magnétique comportant un noyau magnétique à plusieurs pôles entouré par une enveloppe entraînée qui fait face, en réservant un intervalle de développement, audit support mû en regard de cette enveloppe, et dont la périphérie est engagée dans une cuve de réserve renfermant un toner magnétique et isolant à un seul composant, la sortie de cette cuve étant munie d'un racleur situé à une distance prédéterminée de ladite enveloppe, cependant qu'une tension alternative est appliquée audit rouleau magnétique, ce dispositif étant caractérisé par le fait- que la distance entre l'enveloppe et le racleur est plus grande que l'intervalle de dévelop peuvent, par le fait que le noyau magnétique est doté d'un entrainement en rotation et par le fait que la fréquence de ladite tension alternative mesure au moins 15 kHz. A l'aide de ce dispositif, on obtient, dans l'intervalle de développement dans lequel le toner entre en contact avec le support, un champ alternatif combiné magnétique/ électrique qui provoque une dispersion dudit toner et en particulier un accroissement de la propension à la mobilité de petites particules de toner. De ce fait, les petites particules de toner peuvent être déposées plus facilement, ce qui est notamment dû au champ électrostatique de l'image de charge du support.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le racleur peut être fabriqué en un matériau magnétisable.

L'enveloppe peut être entrainée selon une rotation telle qu'elle se meuve dans la même direction que le support dans l'intervalle de développement, le noyau magnétique pouvant être entrainé dans le sens inverse de cette enveloppe.

L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure unique est une coupe fragmentaire schématique représentant un dispositif selon l'invention pour développer une image toner.

Le support est constitué par un tambour 1 sur la surface de l'enveloppe duquel est déposée une couche 2 de matériau photoconducteur, par exemple du sélénium, qui est raccordée à la masse et est par conséquent soumise au potentiel zéro. Une image de charge électrostatique latente, formée de manière connue sur la couche 2, est développée par transfert d'un toner 6 isolant et magnétique à un seul composant. On utilise un toner magnétique monccomposé dont la grosseur des particules est comprise entre 5 pm et 30 pm, de préférence entre -5 et 25 pm, et qui présente une résistance linéaire de 1014 4 ohms/cm.

Le toner monocomposé 6 est introduit dans une cuve de réserve 5 percée d'une ouverture inférieure dans la région de laquelle se trouve un rouleau magnétique.

Ce rouleau magnétique renferme un noyau magnétique à plusieurs pâles, comprenant au moins huit pâles, dont les pôles magnétiques s'alternant selon une succession régulière dans le sens circonférentiel, s'étendent a chaque fois dans le sens axial. Le noyau magnétique 3 est entouré par une douille ou enveloppe 4 en un alliage d'acier. Le noyau 3 et l'enveloppe 4 sont entralnés dans des rotations de directions opposées, conformément aux flèches indiquées. L'enveloppe 4 accuse une vitesse angu laire de l'ordre de 200 tr/min à 270 tr/min, tandis que le noyau magnétique 3 est entraÎné à des vitesses de rotation de l'ordre de 1000 tr/min à 1350 tr/min. De préférence, on maintient un rapport d'environ 1 : 5 entre les vitesses angulaires respectives de l'enveloppe 4 et du noyau 3.Par suite de la rotation de l'enveloppe 4 et du noyau 3, le toner 6 est déposé sur l'enveloppe 4 dans le sens périphérique, avec un mouvement dont la direction est opposée au sens de rotation du noyau 3.

L'épaisseur d'une couche 8 de toner 6, en révolution sur l'enveloppe 4, est limitée par un racleur 7 dont le tranchant est orienté radialement par rapport à ladite enveloppe 4 et qui est fixé à la cuve de réserve 5. Le racleur 7 est espacé de l'enveloppe 4 d'une distance radiale a2 par laquelle l'épaisseur de la couche 8 est déterminée.

Le racleur 7 consiste en un matériau magnétisable, par exemple une tôle d'acier, ce qui, par l'effet conjoint du noyau magnétique 3 et du tranchant de ce racleur 7, confère à la couche 8 une épaisseur sensiblement plus petite que la distance a2.

Les axes respectifs du rouleau magnétique et du tambour 1 sont mutuellement parallèles. Le cylindre magnétique est agencé de façon que soit maintenu, entre l'enveloppe 4 et la couche 2 du tambour 1, un intervalle de développement a1 mesurant de l'ordre de 0,25 mm à 0,4 mm.

La distance a2 entre le racleur 7 et la circonférence de l'enveloppe 4 est aj ajustée de telle sorte que l'épaisseur de la couche 8 de toner monocomposé 6 corresponde au moins à la largeur de l'intervalle de développement al et soit, de préférence, légèrement supérieure d'environ 5 % à 15 % à cette largeur.

Au moyen d'un générateur 9, une tension alternative de haute fréquence, à laquelle est superposée une faible tension continue, est appliquée à l'enveloppe 4 qui est de préférence électriquement conductrice, mais peut également être dotée d'un mince revêtement électriquement isolant . La tension continue, mesurant entre 30 V et 60 V et de préférence 40 V, possède une polarité qui correspond à celle des zones d'image de l'image de charge de la couche 2. La tension alternative, de préférence sinusoldale, possède une fréquence excédant 15 kHz et située, de préférence, dans la plage de 18 kHz à 20 kHz.

L'amplitude de cette tension alternative est de 1600 V de crête à crête. Dans une forme de réalisation préférentielle, il est prévu que la couche photoconductrice accuse une vitesse périphérique d'environ 10 cm/s à 15 cm/s.

La combinaison de l'application du champ alternatif de haute fréquence avec le champ alternatif magnétique provoqué par la rotation du noyau magnétique 3 ainsi qu'avec l'entrée au contact de la couche 8 de toner monocomposé, permet d'obtenir de très bons résultats de développement dus au fait qu'en particulier la mobilité des petites particules de toner est accrue, de sorte que la disponibilité de ces fines particules est relativement grande en présence de lignes ténues et de contours précis. Du fait que la couche 8 de toner monocomposé 6 entre au contact de la couche photoconductrice 2, on empêche une dispersion des lignes de champ de l'image de charge, ce qui, en combinaison avec les autres mesures prises, permet d'obtenir une reproduction très précise. De surcrolt, la superposition de la tension continue empêche l'apparition d'un fond, même en présence de copies multiples.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et au dispositif décrits et représenté, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour développer une mage toner sur un support photoconducteur muni d'une image de charge électrostatique latente, au moyen d'un roulez magnétique se composant d'un noyau magnétique à plusieurs pâles, ainsi que d'une douille ou enveloppe rotative qui entoure ce noyau, sur la surface périphérique de laquelle tourne une couche uniforme d'un toner magnétique isolant à un seul composant et qui, en réservant un intervalle de développement, fait face au support mû en regard de ladite enveloppe, une tension alternative étant appliquée audit rouleau magnétique par rapport audit support, procédé caractérisé par le fait que le noyau magnétique est entraÎ- né en rotation ; par le fait que la fréquence de ladite tension alternative excède 15 kHz ; et par le fait que l'épaisseur de la couche ' de toner à un seul composant est maintenue au moins égale à la largeur dudit intervalle de développement.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on applique une tension alternative dont la fréquence est comprise entre 18 kHz et 20 kHz.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la tension alternative présente une amplitude de crête à crête excédant 1400 V, et de préférence supérieure à 1600 V.

4.Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la couche de toner effectue, dans l'intervalle de développement, une révolution dans la même direction que le mouvement du support.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'une tension continue de 30 V à 60 V, accusant une polarité correspondant à l'image de charge du support, est superposée à la tension alternative.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'on utilise un toner à un seul composant présentant une résistance linéaire d'environ 1014 ohms/cm et une grosseur de particules comprise entre environ 5 um et 30 um.

7. Dispositif pour développer une image toner sur un support photoconducteur muni d'une image de charge électrostatique latente, ce dispositif comportant un rouleau magnétique renfermant un noyau magnétique à plusieurs pôles entouré par une douille ou enveloppe entraÎnée qui fait face, en réservant un intervalle de développement, au support mû en regard de ladite enveloppe, la périphérie de cette enveloppe étant engagée dans une cuve de réserve d'un toner magnétique isolant à un seul composant, la sortie de ladite cuve étant dotée d'un racleur espacé de ladite enveloppe d'une distance prédéterminée, dispositif caractérisé par le fait que la distance (a2) entre ladite enveloppe (4) et ledit racleur (7) est plus grande que ledit intervalle de développement (a1) ; par le fait que ledit noyau magnétique (3) est équipé d'un entrainement en rotation ; et par le fait que la fréquence de la tension alternative est d'au moins 15 kHz.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le racleur (7) est fabriqué en un matériau magnétisable.

9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que l'enveloppe (4) est entrainée selon une rotation telle qu'elle se meuve, dans l'intervalle de développement (a1), dans la même direction que le support (2) ; et par le fait que le noyau magnétique (3) est entraîné dans la direction inverse de ladite enveloppe (4).