Brevet FR2072161A1 — publié le 19710924

La présente invention concerne généralement des assemblages pour faire des particules de marquage, pour un applicateur de développement dans un appareil où une image latente, soit électrostatique, soit magnétique,' doit être développée avec de telles 5 particules. Les systèmes de développement de l'état de la technique ont utilisé une brosse fibreuse rotative naturelle ou synthétique, de forme cylindrique, ou un applicateur pour transporter les particules de marquage, ou toner, et de les mettre en rapport avec 10 l'image latente devant être développée. Avant, le toner était soufflé ou arrosé sur la brosse, de même que mis en contact avec la brosse au moyen d'un ensemble donneur sous forme d'un rouleau cylindrique solide qui était mis en rotation dans un carter de révélateur, c'est-à-dire, le mélange toner 15 et véhicule. Cependant, on a découvert que cette solution avait certaines limitations et inconvénients, contribuant directement à la mauvaise qualité du développement de l'image latente. Un de ces inconvénients est le problème que pose l'ensemble donneur, tel qu'un 20 rouleau cylindrique solide, formant le matériau de révélateur en une configuration, de façon que le rouleau repose dans une cavité dont la forme s'accorde avec une partie de la surface de l'ensemble donneur. Ceci réduit l'efficacité du système, et nécessite un moyen d'agitation pour disposer .le révélateur pour le rendre 25 disponible aux surfaces donneuses du rouleau. En plus, lorsque les systèmes de l'état de la technique étaient inactifs pendant une certaine période de temps, le mélange révélateur s'agglomérait et rendait impossible un bon développement sans agiter au préalable, le mélange de révélateur. Ce problème fut cependant résolu par 30 l'addition d'un appareil, comme par exemple, un vibreur ou agitateur pour mélanger le révélateur. Une autre solution à ce problème, fut d'utiliser de grandes quantités de billes porteuses ou véhicules dans le mélange révélateur pour rendre celui-ci plus fluide, pour maintenir son pro-35 pre niveau dans le carter. Cependant, de telles fortes concentrations de billes ou perles véhicules prennent une trop grande place dans l'ensemble donneur qui pourrait être réservée au toner, réduisant ainsi les interventions de l'opérateur pour refaire le plein de révélateur. L'emploi, selon l'état de la technique 40 d'applicateurs fibreux naturels ou synthétiques, pour développer 70 4763? 2 2072161 les modèles de charges latentes électrostatiques avec un rouleau donneur cylindrique solide, ajouta des difficultés supplémentaires. Le contact entre l1applicateur et la surface d'enregistrement devant être développée, de même que le contact avec les rou-5 leaux donneurs, ont pour effet de serrer ou de tasser les fibres' de 1'applicateur, ce qui a pour résultat une dégradation de l'image développée. Cette action sur les fibres se produit aussi lorsque la machine est au repos et que les fibres de 1'applicateur sont déviées contre la surface de l'ensemble donneur. Ceci 10 nécessite d'ébouriffer les fibres de 1'applicateur pour obtenir un bon développement. Souvent ceci nécessite l'addition d'un dispositif sur le parcours de 11applicateur pour défaire les fibres. D'autres ensembles donneurs de l'état de la technique, y compris 15 le rouleau cylindrique, ont l'inconvénient supplémentaire de créer une dispersion excessive du toner. C'est-à-dire, particulièrement aux vitesses élevées de rotation, le contact rapide entre 1'applicateur et le donneur provoque un .violent coup sec aux fibres de 1'applicateur. Puisque la force vine communiquée ainsi aux 2o particules de marquage qui adhèrent aux fibres est plus grande que la force électrostatique, certaines de ces particules quittent 1'applicateur et peuvent contaminer d'autres zônes de la machine dans lesquelles opère l'ensemble révélateur. Par conséquent, un objet de la présente invention est d'axaélio-25 rer les ensembles donneurs pour le transport du toner vers un membre de développement. Un autre objet de l'invention est de fournir des meilleurs ensembles donneurs qui sont efficaces indépendamment de l'appareil supplémentaire pour reloger le révélateur dans le carter. 30 Un autre objet de l'invention est de fournir un meilleur en semble donneur qui fonctionne efficacement sans billes véhicules ou lames de raclettes. Un autre objet de l'invention est de fournir un système de développement avec un meilleur applicateur fibreux dans lequel 35 l'ensemble donneur maintient les fibres de 1'applicateur dans un meilleur état pour obtenir un bon développement. Un autre objet de l'invention est de fournir un système de développement utilisant un applicateur fibreux dans un ensemble donneur qui réduise à un minimum 1'éparpillement du toner. 40 Ces objets, ainsi que d'autres, qui peuvent être évidents, 70 47637 3 2072161 sont réalisés selon les principes de l'invention dans laquelle l'ensemble donneur comporte au moins une hélice sous forme d'un fil conducteur ou isolant qui définit un volume occupant au moins partiellement le carter de matériau de marquage à travers 5 lequel l'hélice se déplace pendant l'opération. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un ou de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : 10 La figure 1. est une vue en perspective de l'appareil donneur de la présente invention avec certaines parties du logement du carter arrachées pour des raisons de clareté du dessin. La figure 2. est une vue en bout de l'ensemble donneur de l'invention représentant la position de 1'applicateur fibreux 15 relative à l'ensemble donneur avec certaines parties arrachées. Référence est faite, d'abord à la figure 1. qui représente une vue en perspective de l'invention. Un logement de carter 2 de forme généralement cylindrique entoure partiellement le membre donneur 4. Une ouverture allongée ou fente dansle carter2, 20 est désignée généralement par la référence numérique 6. Comme on le verra conjointement avec la figure 2, cette fente rend le membre donneur 4 accessible aux fibres de 1'applicateur de développement. Le carter à deux bouchons d'extrémités 8, dont l'un est représenté sur la figure 1. L'arbre 10 se prolonge à travers 25 les bouchons 8 et il est monté dans ceux-ci pour être mis en rotation. Deux plaques de support 12 sont fixées à l'arbre pour tourner avec celui-ci dans le carter. L'ensemble donneur 4 est monté sur ces plaques de support. Référence est faite maintenant au membre donneur 4. Tel que 30 montre sur les figures, le membre donneur 4 peut ë"tre considéré comme étant une hélice ou spirale. Pour les besoins de cette demande de brevet, on a adopté la définition donnée par l'Encyclopédie Scientifique de Van Nostrand, 4ème édition, 1968 (Bibliothèque du Congrès Américain, n° 68-20922 du catalogue). 35 Par conséquent, par hélice on comprend une courbe dans l'espace traçée sur une surface conique ou sur un-cylindre d'une telle façon que tous les éléments de la surface sont coupés à un angle constant. Bien que la figure 1 illustre un exemple d'une hélice circulaire, c'est-à-dire, une courbe dans l'espace reposant 40 sur une surface -d'un cylindre droit, il faut noter que les con 70 47637 4 2072161 cepts de la présente invention s'étendent aussi aux hélices qui reposent sur une surface conique ou qui, selon la définition susmentionnée, comporte des éléments du cylindre ou de la surface conique qui sont coupés substantiellement â un angle constant. 5 Le membre donneur 4 peut être soit un matériau conducteur, soit un matériau isolant. L'hélice incorporée dans l'invention n'a pas besoin d'être sous compression, ni sous expansion, mais peut être formée de façon qu'aucune force ni compressive, ni expansive, ne soit présente. Le membre donneur 4 est constitué d'un fil qui 10 peut avoir un diamètre allant d'environ 75 microns jusqu'à 3 mm. En outre, comme variante pour former le membre donneur 4 d'un matériau isolant, on peut considérer,compris dans l'étendue de l'invention, un membre donneur 4 métallique ou conducteur revêtu d'un matériau isolant. 15 Tel que montré sur la figure 2., un matériau révélateur 5, soit du toner pur, soit un mélange de toner et des billes porteuses est contenu dans le carter 2 de façon à occuper une partie du volume formé par le membre donneur 4. Il faut remarquer que dans la description de l'invention, le diamètre effectif de l'hélice 20 ou le plus grand diamètre de l'hélice est inférieur au diamètre intérieur du carter 2, de façon à éliminer tout contact entre une partie quelconque du membre donneur 4 et les parois intérieures du carter 2. Cependant, pour rendre optimale l'efficacité du membre donneur 4 de l'invention, l'espace ou entrefer entre la 25 partie du membre donneur 4 la plus proche de l'intérieur du carter 2 est réduit à un minimum. Le carter peut être formé de tout matériau convenable et peut être soit conducteur, soit isolant. En se référant à la figure 2., le fonctionnement de l'ensemble donneur de l'invention sera décrite ci-après. Cette figure 30 représente, dans une vue du côté du carter 2, un applicateur fibreux 14 monté pour tourner sur un arbre 16 qui est substantiellement parallèle à l'arbre 10 de l'ensemble donneur. A travers la partie du bouchon 8 qui est arrachée avec une partie de la plaque de support 12, une partie du membre donneur 4 proche de la fente 35 6 est visible. On peut aussi voir d'après la figure 2 que les fibres de 1'applicateur 14 se prolongent à travers la fente 6 dans l'intérieur du volume formé par le membre donneur 4. En service, une force motrice est fournie à l'arbre 10 comme à l'arbre 16 pour effectuer une rotation de 1'applicateur et du donneur 4 40 à l'intérieur du carter 2. Il est à noter que la direction de 70 47637 5 2072161 rotation de 1'applicateur et du membre donneur 4 peut être sem- ■ blable ou opposée. La rotation du membre donneur 4, à travers le carter contenant le matériau révélateur 5, attire triboélectri-quement les particules de marquage vers les surfaces extérieures 5 du membre donneur 4. Ces particules adhèrent au membre donneur, et pendant sa rotation, elles sont transportées en contact avec les fibres de 1'applicateur 14. A ce moment, ces particules sont libres de transférer aux fibres de 1 *applicateur 14, au moyen des forces triboélectriques ou par le contact physique, des fibres 10 frottant par dessus le membre donneur. Dans ce dernier cas, les forces triboélectriques maintiennent les particules de marquage sur les fibres de 1*applicateur 14. L'applicateur 14 peut alors transporter ces particules en relation de développement de transfert avec une image latente, 15 pour la.rendre visible par l'adhésion de ces particules de marquage sur celle-ci. Il faut remarquer, en se référant à la figure 1., que l'angle sous lequel des parties du membre donneur s'introduisent dans 1*applicateur fibreux, s'approche de 90 degrés. Cependant, il 20 faut comprendre qu'un angle de 90 degrés avec l'arbre ou l'axe de 1'applicateur fibreux 14 n'est pas possible, en tenant compte de l'hélice. Cependant, compris dans l'étendœde l'invention, est l'objet qui'consiste à changer le pas de l'hélice, c'est-à-dire, le nombre de spires par unité de longueur axiale, et ainsi chan-25 ger l'angle que font ces parties du donneur 4 avec les fibres de l'applicateur 14, lorsqu'ils sont en contact. Ce facteur est une variante qui peut être changée selon les vitesses relatives de rotation du membre donneur 4 et de l'applicateur 14. En plus, ce facteur dépend, aussi de la quantité de matériau de. marquage 30 devant être déposée sur l'applicateur 14, pendant un tour particulier du membre donneur 4. Il est entendu que toutes ces variantes sont interdépendantes et une fonction de résultats opérationnels désirés. En outre, la distance dont les fibres de l'applicateur 14 s'introduisent dans le volume formé par le membre don-35 neur 4 est aussi une question de résultats opérationnels que l'on veut obtenir. D'après ce qui précède, on peut facilement se rendre compte que, lorsque le membre donneur 4 de l'invention interacte avec l'applicateur fibreux 14, il se produit très peu de coups secs résultant de ce contact mutuel,à cause de l'effet 40 de tronçonnage des parties du membre donneur 4 se déplaçant à 70 47637 6 2072161 travers l'applicateur fibreux. En plus, à cause de la nature hélicoïdale, il est évident que, lorsque le membre donneur 4 est mis en rotation autour de l'axe de l'arbre 10, son mouvement à travers le carter du matériau de révélateur a un effet agitateur 5 très souhaité. Ceci empêche l'agglomération du toner ou matériau révélateur dans le carter 2. Tel que susmentionné, conjointement avec la définition de l'hélice, telle qu'employée dans cette description, le membre donneur 4 peut être formé de façon que tous les points du membre 10 donneur forme le lieu géométrique d'un cône. Une telle configuration peut être utile dans les systèmes de développement/particulièrement lorsque deux sont utilisées ensemble avec leurs parties coniques dirigées dans des directions opposées. On peut comprendre alors que l'arbre 16 sur lequel est monté l'applica-15 teur fibreux 14, soit de préférence disposé dans un plan qui bi-secte la distance entre l'arbre des membres donneurs et substantiellement perpendiculaire au plan des arbres. De cette façon, 1'applicateut 14 serait alimenté en matériau révélateur par les deux membres donneurs. 20 En outre, l'hélice de l'invention peut dévier quelque peu de la définition stricte tout en restant dans l'étendue du concept de l'invention. Pour exemple, les spires de l'hélice au lieu d'être circulaires, pourraient avoir une autre configuration géométrique comme par exemple, rectangulaire, triangulaire, etc... 25 De telles formes prendraient plein avantage des aspects avantageux du mode de réalisation préféré avec un seul compromis possible dans la vitesse ou l'uniformité du transfert de particules de marquage vers l'applicateur. Par conséquent, un membre donneur semblable à un fil fin pourrait être formé par une pluralité de 30 segments raccordés,dont chacun circonscrit totalement ou partiellement un axe sans sortir de l'objectif de l'invention. Par conséquent, la présente divulgation décrit un ensemble donneur qui remplit les objets susmentionnés. La conception a rendu optimale la capacité du carter pour les particules de mar-35 quage et a réduit à tan minimum les petits coups secs de l'applicateur venant en contact avec l'ensemble donneur. On a évité l'emploi d'agitateurs et autres dispositifs supplémentaires pour le carter,de même que la nécessité d'avoir des raclettes pour distribuer les particules au membre donneur. 40 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées 70 47637 7 2072161 par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 70 47637 2072161 REVENDICATIONS 1. Ensemble donneur pour un système de développement, caractérisé par le fait qu'il comporte: a) un logement avec une ouverture et qui est adapté à 5 contenir une certaine quantité de particules de marquage; et, b) un membre donneur semblable à un fil d'un petit diamètre ayant un axe et constitué par une pluralité de spires dont chacune circonscrit au moins partiellement ledit axe. 2. Ensemble donneur selon la revendication 1, caractérisé 10 par le fait que les spires sont circulaires. 3. Ensemble donneur selon la revendication 1 ou 2,caractérisé par le fait que le membre donneur est hélicoïdal. 4. Ensemble donneur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le membre hélicoïdal se présente substantiellement 15 sous la forme d'une hélice circulaire droite. 5. Ensemble donneur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le membre donneur est monté pour être mis en rotation dans ledit logement. 6. Système de développement, caractérisé par le fait qu'il 20 comprend un applicateur fibreux pouvant être mis en rotation ainsi qu'un ensemble donneur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, les deux axes de rotation étant séparés d'une distance suffisante pour permettre un contact mutuel entre l'applicateur et le membre donneur dans ladite ouverture. 2 5 7. Méthode pour développer une image latente électrostatique avec des particules électroscopiques de marquage, caractérisée par le fait qu'elle comporte à fournir les particules au fond d'un récipient ayant une fente ou ouverture, à mettre en rotation un applicateur fibreux pour passer entre l'image qui doit être déve- 3 0 loppée et à travers la fente du récipient; et à mettre en rotation un membre hélicoïdal avec une surface isolante, à l'intérieur du récipient pour passer entre les particules et l'applicateur se prolongeant à travers la fente. BAD ORIGINAL