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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Verhindern der Bildung von Tropflinien in einem
Flüssigtonerhardcopygerät, besonders auf einen
Farbhardcopydruckvorgang und -zeichenvorgang, und insbesondere auf die
Steuerung eines überschüssigen Toners bei einem
Flüssigelektrophotographiefarbdrucker.
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Die Elektrophotographie verwendet die Bildung eines
elektrostatischen latenten Bildes, um eine Hardcopy- bzw.
Druckkopiereproduktion zu erzeugen. Die grundlegende Funktionsweise
eines Laserdruckgeräts 124, das schematisch in Fig. 1 (Stand
der Technik) gezeigt ist, besteht darin, mit einer
Scorotron-Ladevorrichtung 136 eine Ladung auf einen sich
bewegenden photoleitfähigen isolierenden Oberflächenbereich eines
Photoleiters 126 aufzubringen. Der Oberflächenbereich wird
einem Lichtmuster 138, 140 ausgesetzt. Ein latentes Bild des
Musters wird auf der geladenen Oberfläche gebildet, das
daraufhin durch das Aufbringen eines elektroskopischen Toners
128, 130, 132, 134 auf das photoleitfähige Material
entwickelt wird. Das entwickelte Bild wird unter Verwendung
einer Übertragungstrommel 148 mit einer
Übertragungscorona-Ladeeinheit 150 auf ein Hardcopymedium 152 übertragen und
unter Verwendung einer weiteren Übertragungscorona-Einheit 154
mit dem Medium 152 verschmolzen oder an demselben fixiert.
Die isolierende Oberfläche des photoleitfähigen Materials
wird daraufhin gelöscht 146, gereinigt 142, 144 und für das
nächste Bild erneut verwendet. Dieser grundlegende Aufbau
wird bei einer Vielzahl von bekannten Produkten, wie z. B.
Computerdruckern und Plottern, Kopierern, Faxgeräten und
dergleichen, verwendet.
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Auf dem Gebiet der Farbhardcopyreproduktion, wie
beispielsweise mittels Laserdruckern, die
Flüssigelektrophotographietechniken (LEP-Techniken) verwenden, stellt die Verwendung
von Farbflüssigtonern (im allgemeinen eines gelben 128,
ei
nes magentafarbigen 130, eines cyanfarbigen 132 (die
subtraktiven Primärfarben) und eines schwarzen Toners 134), die
schwierig zu verarbeiten sind, eine Herausforderung aufgrund
von Entwurfsproblemen dar. Bei jedem Druckzyklus muß ein
Laden, ein Belichten, ein Entwickeln und ein Übertragen von
Farben vorgenommen werden, und das mehrere Male bei einer
Tonerschicht, die bereits auf den Photoleiter 126
aufgetragen worden ist. Ein inhärentes Problem bei diesem Prozeß ist
die Handhabung des überschüssigen Flüssigtoners.
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Ein pneumatischer Druck ist verwendet worden, um den
überschüssigen Flüssigtoner zu steuern. Das U. S. -Patent Nr.
3,741,643 verwendet ein "Luftmesser zum Entfernen eines
überschüssigen Toners von der Oberfläche der
photoleitfähigen Trommel oder des photoleitfähigen Bandes" (Spalte 1, II.
35-36). Insbesondere wird die Gebläseluft verwendet, um
den "verdünnenden" Teil des Flüssigtoners zu verdampfen.
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Im folgenden wird auf Fig. 2 (Stand der Technik) Bezug
genommen. Eine weitere Lösung für das Problem des Umgehens mit
einem überschüssigen Flüssigtoner bestand darin, eine
Quetschrolle 229 benachbart zu der Entwicklerrolle 228 jeder
Entwickleranordnung hinzuzufügen. Obwohl die Quetschrolle
229 beim Trocknen des Photoleiters an der Oberfläche wirksam
ist, ist bekannt, daß die Quetschrolle 229 den mit einem
Bild versehenen Photoleiter naß läßt, wobei sich ein Toner
an dessen Außenkanten, d. h. entlang jedes Endes des
Nahbereichs der Quetschrolle mit dem Photoleiter 126 (Fig. 2A),
befindet (dies ist auch als Kanteneffekt bekannt). Dieser
Bereich des nassen Photoleiters wird in den nächsten,
unterschiedlich farbigen Entwickler gezogen, wo sich eine
Vermischung mit diesem Toner ergibt. Mit der Zeit reicht diese
Farbvermischung, die als Querverunreinigung bekannt ist,
aus, um die Farbdruckqualität ernsthaft zu beeinträchtigen.
Verschiedene Vorrichtungen, die beispielsweise absorbierende
Kissen, Ansaugvorrichtungen und sich entgegengesetzt
drehende Endkappen an jedem Ende der Quetschrolle aufweisen, haben
einen begrenzten Erfolg beim Steuern der Kanteneffekte
ge
liefert. Folglich besteht ein Bedarf nach einer Vorrichtung,
um die Quetschrolle dabei zu unterstützen, diese
Kanteneffekte zu verhindern, die zu einer Querverunreinigung führen.
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Es ist außerdem bekannt, daß eine Quetschrolle 229 nach dem
Abwischen eines Bildes auf dem Photoleiter 226 ein Volumen
eines Toners über einem wesentlichen Teil ihres
Oberflächenbereichs zurückhält. Wie es in Fig. 2B dargestellt ist,
bildet sich eine Tropflinie aus zurückgehaltenem Toner in der
in Verarbeitungsrichtung dahinterliegenden Berührungslinie
zwischen der Questchrolle 229 und dem Photoleiter 226, wenn
das mit einem Toner versehene Bild von der Quetschrolle 229
weggezogen wird. Es ist bekannt, daß dieses Volumen eines
zurückgehaltenen Toners ausreicht, um die Farben der
benachbarten Entwickler zu verunreinigen. Der verschwendete Toner
aufgrund des Tropflinieneffekts wird außerdem mit der Zeit
die Anzahl der Seiten, die von einem gegebenen Tonervolumen
gedruckt werden können, deutlich verringern. Es hat sich
ferner herausgestellt, daß sich solche Tropflinien auch auf
der Entwicklerrolle 228 bilden. Folglich besteht ferner ein
Bedarf nach einer Vorrichtung, um das
Tropflinieneffektproblem zu verringern.
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Die JP-A-60 189777 bezieht sich auf eine
Klemmrollenanordnung einer Entwicklungsvorrichtung, die Entwicklungselemente
aufweist, zwischen denen eine lithographische Platte
befördert und mittels der Entwicklungselemente visualisiert wird.
Nach der Entwicklung der lithographischen Platte wird
dieselbe zwischen einem Paar von Klemmrollen hindurchgeführt,
die zum Fixieren des entwickelnden Bildes auf der
lithographischen Platte 1 verwendet werden. Komprimierte Luft wird
in die Zwischenräume zwischen den Rollen geblasen, um zu
verhindern, daß ein Entwickler ausläuft, um eine Störung des
"visualisierten Tonerteils" auf der lithographischen Platte
zu vermeiden.
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Die JP-A-06 051572 bezieht sich auf eine
Trocknungsvorrichtung für eine Flachformdruckplatte, die
feuchtigkeitsabsor
bierende Rollen zum Abwischen von flüssigen Tropfen an den
Umfangsrändern aufweist. Ferner wird nach dem Abwischen der
flüssigen Tropfen diesen Kanten eine trocknende Luft
zugeführt.
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Die EP 0 183 455 A2 betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen
eines elektrophotographischen Ausdrucks, die ein
pneumatisches Messer verwendet, um zu bewirken, daß der Entwickler
auf der empfindlichen Schicht in Verarbeitungsrichtung nach
der Drehrichtung der Trommel unter der pneumatischen Kraft
in Tropfen herabfällt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Vorrichtung zum Steuern eines überschüssigen Toners in einem
Flüssigtonerhardcopygerät und zum Verhindern der Bildung von
Tropflinien zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1
gelöst.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
das Betriebsverfahren keine sich berührenden Teile erfordert
und folglich keine negativen Verschleißfaktoren auftreten.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
dieselbe unter Verwendung einer wirtschaftlichen
Niederdruckgebläsevorrichtung arbeitet, wie z. B. einer
Membranpumpe oder eines Lüfters.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
ein Toner, der früher verschwendet wurde, zu der
Entwicklervorrichtung rückgeführt und wiederverwendet werden kann.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, daß dieselbe wirtschaftliche, handelsüblich erhältliche
Systemkomponenten verwendet, um eine preisgünstige Lösung zu
schaffen.
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Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, daß der überschüssige Toner direkt zu dem Entwickler
zurückgebracht wird, wodurch die Möglichkeiten für ein
Verschmieren im wesentlichen beseitigt werden.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der Betrachtung der folgenden
detaillierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen
offensichtlich werden, wobei gleiche Bezugszeichen in allen
Figuren gleiche Merkmale darstellen.
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Fig. 1 (Stand der Technik) ist eine schematische Zeichnung
einer Laserelektrophotographiegerätevorrichtung.
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Fig. 2 (Stand der Technik) ist eine schematische Zeichnung
der Komponenten einer
Elektrophotographiegerätevorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wobei:
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Fig. 2A das Problem der Kanteneffektbildung darstellt, und
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Fig. 2B das Problem der Tropflinienbildung darstellt.
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Fig. 3 ist eine schematische, perspektivische Zeichnung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beseitigen
von Tropflinien.
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Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung der vorliegenden
Erfindung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist,
wobei:
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Fig. 4A eine Darstellung der Funktionsweise der
vorliegenden Erfindung ist, wenn die Entwicklervorrichtung
in Eingriff genommen ist;
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Fig. 4B eine Darstellung der Funktionsweise der
vorliegenden Erfindung ist, wenn die Entwicklerrolle die
Übertragung des Toners von einem Reservoir auf die
Photoleiteroberfläche abgeschlossen hat; und
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Fig. 4C eine Darstellung der Funktionsweise der
vorliegenden Erfindung ist, wenn die Entwicklervorrichtung
vollständig außer Eingriff gebracht ist.
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Es sollte offensichtlich sein, daß die Zeichnungen, auf die
bei dieser Beschreibung verwiesen wird, nicht maßstäblich
gezeichnet sind, es sei denn, dies wird besonders angemerkt.
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Es wird nun detailliert auf ein spezifisches
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, das die
beste Art und Weise, wie sie gegenwärtig von den Erfindern
angesehen wird, zum Ausführen der Erfindung darstellt.
Alternative Ausführungsbeispiele werden ferner, wenn diese
anwendbar sind, kurz beschrieben.
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In den Fig. 3 und 4A bis 4C ist die Verwendung von
Luftdruck, um das oben erörterte Tropflinienproblem zu
verhindern, dargestellt. Die Photoleitertrommel 326 weist eine mit
einem Schlitz versehene Oberflächenregion 701 auf. Die mit
einem Schlitz versehene Oberflächenregion 701 weist einen
Schlitz 703 und ein Zwischenraummerkmal 705 auf, die die
Trommeloberfläche 327 öffnen. In einem zusammengebauten
Zustand (nicht gezeigt) weist die Trommel 326 einen im
wesentlichen röhrenförmigen Aufbau auf, durch den Luft unter
Druck, z. B. mit einem Lüfter, eingebracht werden kann, und
den Schlitz 703 als Ausgangsluftstrom aus der Trommel 326
verläßt. Der Schlitz 703 erzeugt einen laminaren Luftfluß
von der Trommeloberfläche 327 nach außen.
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Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4A
bis 4C dargestellt. Der mit einem Pfeil bezeichnete
"Luftfluß" stellt den Austritt von Luft aus der Trommel 326 dar.
Wenn die Entwicklervorrichtung in Eingriff genommen ist
(Fig. 4A), wird ein Toner mittels einer Entwicklerrolle 228
von einem Reservoir zu der Trommeloberfläche 327 übertragen.
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Die Quetschrolle 328 ist geeignet positioniert, um den
überschüssigen Toner von der Trommeloberfläche 327 zu wischen.
Der überschüssige Toner sammelt sich in der
Photoleitertrommel-Quetschrollen-Berührungslinie an. Wie es in Fig. 4B
gezeigt ist, wenn die
Entwicklerrollen-Photoleitertrommel-Berührungslinie geleert bzw. gesäubert ist (d. h. das latente
Bild vollständig mit dem ausgewählten Toner von einem
Reservoir versehen ist), trifft der laminare Luftfluß, d. h. eine
Luftschicht aus dem Schlitz 703, den Toner, der in der in
Verarbeitungsrichtung davor liegenden
Quetschrollen-Photoleitertrommel-Berührungslinie gefangen ist, und drückt
denselben an der Vorderseite der Quetschrolle 328 nach unten.
Eine Tropflinie von dem mit einem Toner versehenen Bild 801
wird verhindert. Im folgenden wird auf Fig. 4C Bezug
genommen. Der überschüssige Toner 803, der auf der Quetschrolle
328 verbleibt, kann nun durch ein beliebiges geeignetes
Verfahren entfernt werden, und der überschüssige Toner 803 kann
zu dem geeigneten Reservoir zurückgebracht werden. Es sollte
beachtet werden, daß der Luftfluß dem entsprechend jede
Tropflinie, die auf der Entwicklerrolle gebildet wird,
verhindern wird, obwohl dies ein weniger bedeutendes Problem
als der Quetschrollentropflinieneffekt darstellt. Es hat
sich herausgestellt, daß lediglich eine örtliche, niedrige
Flußrate in dem Bereich von 0,0142 m³ bis 0,142 m³ (0,5 bis
5 Kubikfuß) pro Minute durch den Schlitz 703 die
Tropflinienverhinderungsaufgabe erfüllen wird.
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Die vorhergehende Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist zu Darstellungs-
und Beschreibungszwecken vorgelegt worden. Es ist nicht
beabsichtigt, daß die Darstellung und Beschreibung
erschöpfend ist oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form
begrenzt. Offensichtlicherweise werden viele Modifikationen
und Änderungen Fachleuten auf diesem Gebiet ersichtlich.
Entsprechend können beliebige beschriebene Prozeßschritte
mit anderen Sehritten austauschbar sein, um dasselbe
Ergebnis zu erreichen. Das Ausführungsbeispiel wurde gewählt und
beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und dessen
be
ste Art und Weise zur praktischen Anwendung deutlich zu
erklären, damit Fachleute auf diesem Gebiet die Erfindung für
verschiedene Ausführungsbeispiele und mit verschiedenen
Modifikationen verstehen, die für die spezielle in Betracht
gezogene Verwendung geeignet sind. Der Schutzbereich der
Erfindung soll lediglich durch den beigefügten Anspruch
definiert sein.