ITRM960373A1

ITRM960373A1 - Lamina elastica e dispositivo di sviluppo utilizzante la medesima.

Info

Publication number: ITRM960373A1
Application number: IT96RM000373A
Authority: IT
Inventors: Hiroshi Sasame; Toru Ishigaki; Noriyuki Yanai; Tetsuya Kobayashi
Original assignee: Canon Kk
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 1997-11-29
Also published as: DE69637729D1; IT1284655B1; FR2734923A1; JPH08328381A; EP0745911A2; EP0745911A3; ITRM960373A0; EP0745911B1; US5689783A; FR2734923B1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "LAMINA ELASTICA E DISPOSITIVO DI SVILUPPO UTILIZZANTE LA MEDESIMA"

DESCRIZIONE

FONDAMENTO DELL'INVENZIONE

Campo dell'invenzione

Questa invenzione si riferisce ad una lamina elastica e a un dispositivo di sviluppo per effettuare la regolazione dello spessore dello strato di uno sviluppatore mediante la lamina elastica.

Fondamento di tecnica relativa

Finora negli apparecchi di formazione di immagine quali gli apparecchi di copiatura e le stampanti del tipo elettroforografico, spesso è stato utilizzato un dispositivo di sviluppo utilizzante uno sviluppatore con un componente non magnetico o un componente magnetico (da qui in avanti riferiti come toner) . Un esempio di dispositivo di sviluppo del tipo a sviluppo con un solo componente in un apparecchio di formazione di immagine del tipo elettrofotografico è mostrato in figura 3 dei disegni annessi.

Come mostrato, questo dispositivo di sviluppo è dotato di una camera di sviluppo 102 avente una parte di apertura 103 in una parte opposta a un tamburo fotosensibile 101, e un contenitore di toner 114 contenente un toner in esso è disposto sul retro della camera di sviluppo 102. E' anche realizzata una parete di suddivisione 115 per suddividere la camera di sviluppo 102 e il contenitore di toner 114. Inoltre, un elemento trasportatore di sviluppatore elettricamente conduttore (da qui in avanti riferito come manicotto di sviluppo (110) è disposto a rotazione nella camera di sviluppo 102 in modo che una parte di essa sia esposta alla parte di apertura 103 e questo manicotto di sviluppo 110 viene ruotato nella direzione della freccia durante l'operazione di sviluppo in modo da convogliare così il toner verso il tamburo fotosensibile 101 trasportando su di esso il toner.

Il manicotto di sviluppo 110 è tenuto con uno spazio da 50 a 500 μm rispetto al tamburo fotosensibile 101 ed è formato con un'area di sviluppo per alimentatore il toner trasportato sul manicotto di sviluppo 110 verso il tamburo fotosensibile 101. Inoltre, nella camera di sviluppo 102, è contenuto un rullo di alimentazione 112 per alimentare il manicotto di sviluppo 110 con il toner convogliato dal contenitore di toner 114 mediante i mezzi di convogliamento 111.

Durante l'operazione di sviluppo una tensione di polarizzazione di sviluppo costituita da una tensione in corrente continua e da una tensione in corrente alternata sovrapposta all'altra viene applicata da una sorgente di tensione di polarizzazione (non mostrata) al manicotto di sviluppo 110.

Sopra il manicotto di sviluppo 110 è disposto un elemento di regolazione di sviluppatore da qui in avanti riferito come lamina di sviluppo (113) per regolare lo spessore di strato del toner trasportato sul manicotto di sviluppo 110. Questa lamina di sviluppo 113 è montata nella camera di sviluppo 102. Durante l'operazione di sviluppo i mezzi di convogliamento 111 convogliano il toner verso il rullo di alimentazione 112 oltre la parete di suddivisione 115 e il toner viene applicato sul manicotto di sviluppo 110 mediante il rullo di alimentazione 112 ruotato nella direzione della freccia. Il manicotto di sviluppo 110 viene ruotato nella direzione della freccia e il toner trasportato su questo manicotto di sviluppo 110 viene regolato a uno spessore di strato predeterminato mediante la lamina di sviluppo 113, dopo di che esso viene inviato nell'area di sviluppo opposta al tamburo fotosensibile 101. In questa area di sviluppo il toner viene regolato ad uno spessore predeterminato di strato dalla sorgente di tensione di polarizzazione mediante il manicotto di sviluppo 113 e quindi viene inviato nell'area di sviluppo opposta al tamburo fotosensibile 101. In questa area di sviluppo è formato un campo elettrico mediante la polarizzazione di sviluppo fornita dalla sorgente di tensione di polarizzazione sul manicotto di sviluppo 110 e mediante questo campo elettrico, il toner si propaga dal manicotto di sviluppo 110 verso una zona del tamburo fotosensibile 101 su cui viene formata una immagine elettrostatica latente, e aderisce ad essa, per cui l'immagine elettrostatica latente viene trasformata in una immagine visibile.

E' desiderabile che la lamina 113 sia realizzata con un materiale che fornisce efficacemente cariche al toner; per esempio quando il toner porta la polarità negativa è preferibile il nylon o similare, e quando il toner viene caricato positivamene è preferibile una resina fluorata o similare, ed è preferibile un materiale caricato alla polarità opposta rispetto alla polarità del toner.

Tuttavia, quando la lamina di sviluppo 113 è costruita con l'impiego di un materiale quale nylon, la resina è dura e pertanto il contatto uniforme della lamina con il manicotto di sviluppo 110 risulta difficile e così, il ricoprimento del toner diventa non uniforme.

Pertanto si verifica una irregolarità particolarmente in una immagine a semitinte.

Così, verrebbe in mente di formare uno strato di resina 113b e una gomma elastica 113a come mostrato in figura 4 dei disegni annessi e realizzare la separazione della funzione di ottenere un contatto uniforme con l'elasticità della gomma e realizzare la carica del toner mediante il materiale di resina sulla superficie della gomma.

Anche mediante questa tecnica, tuttavia, non potrebbe essere eliminata completamente l'irregolarità. In passato anche questo livello è passato, ma negli anni recenti, per esempio nelle stampanti, la richiesta di uscita grafica è diventata più alta, e, con la tendenza verso la stampa a colori, è diventato necessario migliorare ulteriormente il livello.

Come risultato degli studi su questo punto, è stato scoperto il seguente fatto.

Se la precisione della superficie di bordo (la parte A di figura 4) della lamina di sviluppo è cattiva, il ricoprimento diventa non uniforme. Si considera che ciò avviene poiché se la superifcie del bordo non è regolare, la quantità di toner introdotta in uno spazio B per introdurre in esso il toner diventa non uniforme.

Pertanto, la lamina viene tagliata in modo da rendere la superficie del bordo liscia, ma quando uno strato di resina è realizzato sulla gomma, la gomma può essere tagliata in modo netto, mentre lo strato di resina viene in contatto e la superficie di estremità dello strato di resina in questione viene disturbata e ciò dà come risultato irregolarità del ricoprimento del toner.

La durezza dello strato di resina ha anche influenzato l'irregolarità dell'immagine.

Cioè, se il materiale di resina che ricopre la superficie è troppo duro, anche se vi è uno strato di gomma all'interno, la sua elasticità non viene sfruttata efficacemente e non può essere realizzato un contatto uniforme.

Se al contrario il materiale di resina che ricopre la superficie è troppo morbido, la superficie di contatto diventerà rugosa per effetto di usura e il ricoprimento del toner diventerà non uniforme.

Questi problemi sono in relazioni contrarie uno rispetto all'altro e sono stati molto difficili da risolvere .

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Uno scopo della presente invenzione è fornire una lamina elastica che ha una alta precisione di planarità della sua superficie di estremità.

Un altro scopo della presente invenzione è fornire un dispositivo di sviluppo che è uniforme nello spessore di strato di uno sviluppatore su un elemento che trasporta lo sviluppatore.

Un altro scopo ancora della presente invenzione è fornire una lamina elastica comprendente:

uno strato di gomma; e

uno strato di resina di superficie posto sullo strato di gomma;

lo strato di resina di superficie soddisfacendo la seguente condizione:

3 ≤ E x t ≤ 30,

dove E: modulo elastico dello strato di resina di superficie (kg/cm2);

t: spessore dello strato di resina di superficie (cm) .

Un altro scopo ancora della presente invenzione è fornire un dispositivo di sviluppo comprendente: un elemento di trasporto di sviluppatore che trasporto su di esso uno sviluppatore; e

una lamina elastica formante una presa con l'elemento che trasporta lo sviluppatore e che regola lo spessore dello strato di sviluppatore sull'elemento che trasporta lo sviluppatore;

la lamina elastica avendo uno strato di gomma e uno strato di resina di superficie posto sullo strato di gomma;

lo strato di resina di superficie soddisfacendo la seguente condizione:

3 ≤ E x t ≤ 30,

dove E: modulo elastico dello strato di resina di superficie (kg/cm2);

t: spessore dello strato di resina di superficie (cm) .

Un altro scopo della presente invenzione è fornire un metodo di fabbricazione comprendente le operazioni di:

preparare uno strato di gomma;

formare sullo strato di gomma uno strato di resina soddisfacendo la condizione seguente:

3 ≤.E x t ≤.30,

dove E: modulo elastico dello strato di resina (kg/cm2);

t: spessore dello strato di resina (cm); e tagliare una lamina elastica comprendente lo strato di resina formato sullo strato di gomma in una dimensione predeterminata.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 è una vista laterale mostrante un dispositivo di sviluppo avente la lamina elastica della presente invenzione montato su di esso come esso è applicato in una unità di processo montabile in modo rimovibile in un apparecchio di formazione di immagine .

La figura 2 è una vista in sezione trasversale mostrante la costruzione di una lamina di sviluppo secondo una realizzazione della presente invenzione.

La figura 3 è una vista in sezione trasversale di un esempio di dispositivo di sviluppo,·

la figura 4 è una vista in sezione trasversale di un esempio di una lamina elastica.

DESCRIZIONE DELLE REALIZZAZIONI PREFERITE

Una realizzazione della presente invenzione verrà da qui in avanti descritta con riferimento ai disegni .

La figura 1 mostra schematicamente la costruzione di un esempio dell'apparecchio di costruzione di immagine utilizzante il dispositivo di sviluppo della presente invenzione. Questo apparecchio di formazione di immagine è una stampante a fascio ' laser utilizzante il processo elettrofotografico di tipo a trasferimento.

Un tamburo fotosensibile 1 che è un elemento di trasporto di immagine che trasporta su di esso una immagine elettrostatica ha un diametro di 30 mm avente uno strato fotosensibile lb comprendente uno strato di materiale fotoconduttore organico (OPC) sulla superficie esterna di un corpo di base di tamburo la realizzato con un materiale elettricamente conduttore quale alluminio rettificato, e viene azionato a rotazione nella direzione della freccia a una velocità di processo predeterminata {velocità periferica), per esempio 100 mm/sec. Il numero di riferimento 2 indica un rullo di carica come elemento di carica per caricare uniformemente il tamburo fotosensibile 1, e una tensione di vibrazione che è una tensione costituita da una tensione in corrente continua negativa e da una tensione a corrente alternata sovrapposta all'altra viene applicata al mandrino 3 di questo rullo mediante un alimentatore di tensione 10. A questo momento, viene realizzata una esposizione a scansione mediante un fascio laser 5 emesso da un dispositivo di scansione laser 12 in base alla informazione di immagine contenuta in un segnale elettrico, per cui il potenziale della parte esposta viene attenuato e una immagine elettrostatica latente viene formata sulla superficie del tamburo fotosensibile 1. L'immagine latente viene sviluppata mediante un toner carico negativamente applicato sul manicotto di sviluppo 62 mediante la lamina di sviluppo 61 di un dispositivo di sviluppo 6 in modo che l'immagine latente possa essere sviluppata a inversione, cioè, il toner possa aderire all parte esposta .

D'altra parte da una parte di alimentazione di carta, non mostrata, un materiale di trasferimento P viene alimentato attraverso la guida 7 nella parte di presa (parte di trasferimento) tra il tamburo fotosensibile 1 e un rullo di trasferimento 8 come elemento di trasferimento in relazione temporizzata con l'immagine a toner sulla superficie del tamburo fotosensibile 1, e l'immagine a toner sulla superficie del tamburo fotosensibile 1 viene spostata sequenzialmente (trasferita) sulla superficie del materiale di trasferimento P mediante una polarizzazione di trasferimento di polarità opposta alla polarità di carica del toner che viene applicata dall'alimentatore di tensione 10 sul rullo di trasferimento 8.

Il materiale di trasferimento P che è passato attraverso la parte di trasferimento viene separato dalla superficie del tamburo fotosensibile 1 e viene introdotto nei mezzi di fissaggio, (non mostrati) viene sottoposto a fissaggio di immagine e viene posto in uscita come materiale con l'immagine formata (stampa).

Dopo la separazione del materiale di trasferimento la superficie del tamburo fotosensibile 1 viene pulita con un dispositivo di pulitura di tipo a lamina 9 che è un dispositivo di pulitura tale che un contaminante aderente quale un qualsiasi toner residuo su di esso possa essere rimosso, e viene utilizzato ripetutamente per formazione di immagine. A questo momento la pressione della lamina è di 25 g/cm .

Il numero di riferimento 11 indica una unità di controllo (CPU) per predisporre automaticamente la sorgente di tensione di applicazione di polarizzazione 10 per il rullo di carica 2 e il rullo di trasferimento 8 a una temporizzazione di applicazione predeterminata e a un potenziale predeterminato .

Il rullo di carica 2, il dispositivo di sviluppo 6, il pulitore 9 e il tamburo fotosensibile 1 sono costruiti in una unità integrata come una unità di processo 13. Questa unità di processo 13 è montabile a rimozione rispetto alla stampante a fascio laser che è un apparecchio di formazione di immagine, e una operazione di montaggio o smontaggio di essa può essere eseguita facendo scorrere l'unità di processo 13 lungo una guida 14, cioè, muovendola in una direzione perpendicolare al piano del foglio di disegno di figura 1. L'unità di processo 13, tuttavia, può essere corredata con almeno il tamburo fotosensibile 1 e il dispositivo di sviluppo 6.

Il dispositivo di sviluppo 6 verrà ora descritto in dettaglio.

Il dispositivo di sviluppo 6 utilizza un toner monocomponente con possibilità di carica negativa, e nella presente realizzazione utilizza un toner non magnetico non contenente materiale magnetico, poiché la presente realizzazione è per stampa a colori.

Il toner trasportato su un rullo di sviluppo 62 come elemento di trasporto di sviluppatore per effetto di una forza speculare ha il suo spessore di strato regolato da una lamina di sviluppo 61 premuta verso un rullo di sviluppo 62 e viene caricato alla polarità negativa per effetto dell'attrito di esso con la lamina 61 e il rullo di sviluppo 62.

Come nell'esempio di figura 3 una tensione di polarizzazione' viene applicata al rullo di sviluppo 62 e il toner sul rullo di sviluppo 62 viene sollevato e sviluppa a inversione l'immagine elettrostatica sul tamburo fotosensibile 1.

La figura 2 è una vista della lamina di sviluppo 61 mostrante una prima realizzazione della presente invenzione. In figura 2 il numero di riferimento 611 indica uno strato elastico formato su una gomma di uretano con una durezza di gomma di 65° (con il misuratore di durezza di Wallace).

Il numero di riferimento 612 indica una resina come uno strato che impartisce la carica per caricare per effetto di attrito il toner, e nella presente realizzazione, esso è una resina di un nylon lineare per caricare il toner alla polarità negativa, poiché nella presente realizzazione viene utilizzato un toner monocomponente non magnetico con capacità di carica negativa.

In primo luogo è stata preparata una soluzione di alcool metilico al 20% mediante impiego di Amilan CM4000 (prodotta da Toray Co., Ltd.) ed è stata applicata sulla gomma di uretano mediante il metodo di ricoprimento a immersione, è stata essiccata in aria, e successivamente essiccata a 80°C.

Così, il film di nylon è stato formato sulla gomma, e successivamente esso è stato tagliato in una dimensione predeterminata. Il modulo elastico di questa resina formata come film era di 4000 kg/cm2.

A questo momento lo spessore del film di nylon era di 20 μm il che ha consentito una formazione ordinaria di film uniforme. Successivamente il tutto è stato formato fino a 20 /xm.

Successivamente, mediante impiego di Amilan CM4000 (prodotto da Toray Co., Ltd.), il film di nylon è stato formato in modo analogo sulla gomma. Il modulo elastico di questa resina formata come film era di 2500 kg/cm2.

Analogamente, mediante impiego di Toresin (prodotto da Teikoku Kagaku Industry Co., Ltd.), il film di nylon è stato formato sulla gomma. Il modulo elastico di questa resina formata come film era di 1500 kg/cm2.

Successivamente mediante l'impiego di AQ Nylon A-70 (prodotto da Toray Co., Ltd.), il film di nylon è stato formato su gomma. Il modulo elastico di questa resina formata con film era di 500 kg/cm2.

Inoltre, 30 parti in peso di un agente a catena ramificata (resina di melammina formaldeide) e 3 parti in peso di un catalizzatore (cloruro di ammonio) sono stati miscelati con Amilan CM4000 (prodotto da Toray Co., Ltd.), e allo stesso modo come prima descritto, il nylon a catena ramificata è stato formato su gomma, il modulo elastico di questa resina formata come film era di 10000 kg/cm2.

Analogamente, 50 parti in peso di un agente a catena ramificata (resina di melammina formaldeide) e 5 parti in peso di un catalizzatore (cloruro di ammonio) sono stati miscelati con Amilan CM4000 (prodotto da Toray Co., Ltd.) e allo stesso modo come prima descritto il film di nylon a catena ramificata è stato formato su gomma. Il modulo elastico di questa resina formata come film era di 15000 kg/cm2.

Analogamente, 100 parti in peso di un agente a catena ramificata (resina di melammina formaldeide) è 5 parti in peso di un catalizzatore (cloruro di ammonio) sono state miscelate con Amilan CM4000 (prodotto da Toray Co., Ltd.) e allo stesso modo come prima descritto, il film di nylon a catena ramificata è stato formato su gomma. Il modulo elastico di questa resina formata come film era di 20000 kg/cm2. Questi elementi sono stati realizzati in modo vario con differenti moduli elastici e spessori di film come mostrato nella tabella 1 di seguito. La tabella 1 mostra i valori del modulo elastico E x spessore t delle rispettive lamine.

Tabella 1 Elenco di E x t

(Valutazione)

Le rispettive lamine di sviluppo secondo la realizzazione 1 sono state valutate per quanto riguarda la scarsa qualità di immagine attribuibile alle lamine di sviluppo nell'apparecchio di formazione di immagine descritto nella realizzazione. Il risultato è mostrato nella tabella seguente.

Tabella 2

Vi è una correlazione tra questo risultato di valutazione e i valori di E x t e buone immagini sono ottenute soltanto nel campo di 3 ≤ E x t ≤ 30.

Ciò è dovuto al fatto che se il modulo elastico E dello strato di resina (nel caso della presente realizzazione resina di nylon) è minore quando la lamina è tagliata, lo strato di resina si contrae e la parte di bordo dello strato di resina diventa ondulata. Tuttavia, se il modulo elastico è piccolo ma lo spessore di film t è grande, lo strato di resina diventa rigido e pertanto non si contrae e così, verranno ottenute buone immagini. Ciò è determinato da E x t, e il valore limite di esso è 3.

Se al contrario il modulo elastico E dello strato di resina di superficie è grande, il fenomeno della contrazione durante il taglio non avrà luogo e il bordo diventerà netto, ma se lo spessore di film t è troppo grande, lo strato di resina diventerà troppo rigido e l'elasticità dello strato di gomma sotto di essa non può essere assicurato e il contatto uniforme diventa impossibile. Ciò è anche determinato da E x t, e si vedrà che il valore limite superiore di esso è 30.

Un metodo per misurare questo modulo elastico verrà mostrato di seguito.

Il modulo elastico della presente invenzione viene misurato mediante una prova a trazione.

Viene preparato un materiale campione con uno spessore di 1 mm e una lunghezza di prova iniziale di 30 mm.

Questo materiale campione viene tirato con una velocità di sollecitazione elastica di 100 mm/min con un provino lineare n.3 e il modulo elastico E kg/cm<2 >è stato dedotto dalla forza di contrazione durante una sollecitazione di 10%.

Successivamente, il modulo elastico del nylon è stato ulteriormente sperimentato entro un vasto campo .

Tabella 3

Come si può vedere nella figura 3, è preferibile che il modulo elastico sia da circa 1000 (kg/cm2) a 15000 (kg/cm2) .

Ciò è dovuto al fatto che se il modulo elastico è inferiore a 1000 (kg/cm2) la superfìcie della lamina di sviluppo diventerà ruvida per effetto del leggero contatto di attrito tra il manicotto e il toner e verrà creato un ricoprimento non uniforme del toner, con il risultato di conseguenti cattive immagini.

Se al contrario, il modulo elastico è maggiore di 15000 (kg/cm2), anche se lo spessore di film t è piccolo, l'elasticità dello strato interno di gomma non verrà sfruttata e il contatto uniforme diventerà impossibile .

Come prima descritto, nel caso in cui sia soddisfatto 1000 ≤. E ≤. 15000 oltre che 3 ≤. E x t ≤ 30, la creazione di irregolarità di immagine può essere impedita in modo più affidabile.

Mentre sono state ’ prima descrite le realizzazioni della presente invenzione, la presente invenzione non è limitata a questa realizzazione, ma tutte le modifiche all'interno della idea tecnica sono possibili.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Lamina elastica comprendente: uno strato di gomma,· e uno strato di resina di superficie realizzato sullo strato di gomma; lo strato di resina di superficie soddisfacendo la seguente condizione: 3 ^ E x t ^ 30, dove E: modulo elastico dello strato di resina di superficie (kg/cm2); t: spessore dello strato di resina di superficie (cm).
2. Lamina elastica secondo la rivendicazione 1, in cui lo strato di gomma è una gomma di uretano, e lo strato di resina di superficie è nylon.
3. Lamina elastica secondo la rivendicazione 1, in cui il modulo elastico dello strato di resina di superficie è da 1000 a 15000 kg/cm2.
4. Dispositivo di sviluppo comprendente: un elemento trasportatore di sviluppatore che trasporta su di esso uno sviluppatore; e una lamina elastica formante una presa con detto elemento di trasporto di sviluppo e che regola lo spessore dello strato dello sviluppatore su detto elemento di trasporto di sviluppatore; detta lamina elastica avendo uno strato di gomma e uno strato di resina di superficie realizzato sullo strato di gomma; lo strato di resina di superficie soddisfacendo la seguente condizione: 3 ≤ E x t ≤ 30, dove E:’ modulo elastico dello strato di superficie (kg/cm<2>); t : spessore dello strato di resina di superficie (cm).
5. Dispositivo di sviluppo secondo la rivendicazione 4, in cui lo sviluppatore è uno sviluppatore monocomponente con capacità di carica negativa, e lo strato di resina di superficie è nylon.
6. Dispositivo di sviluppo secondo la rivendicazione 5, in cui lo strato di gomma è gomma di uretano.
7. Dispositivo di sviluppo secondo la rivendicazione 4, in cui il modulo elastico dello strato di resina di superficie è da 1000 a 15000 kg/cm<2>.
8. Metodo di fabbricazione di una lamina elastica comprendente una operazione di: preparare uno strato di gomma; formare sullo strato di gomma uno strato di resina soddisfacente la seguente condizione: 3 E x t 30, dove E: modulo elastico dello strato di resina (kg/cm<2>); t: spessore dello strato di resina (cm); e tagliare una lamina elastica comprendente lo strato di resina formato sullo strato di gomma in una dimensione predeterminata.
9. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui lo strato di gomma è gomma di uretano, e lo strato di resina di superficie è nylon.
10. Metodo secondo la rivendicazione 8, in cui il modulo elastico dello strato di resina di superficie è da 1000 a 15000 kg/cm<2>.