Brevet FR2668270A1 — publié le 19920424

L'invention concerne un appareil de développement destiné à développer une image latente, en particulier une image latente électrostatique formée par un processus électrophotographique ou par un processus d'enregistrement électrostatique. Dans des dispositifs classiques de développement, tels que ceux représentés sur la figure 1 des dessins annexés et décrits ci-après, un élément rotatif 2 portant un développateur, qui sera appelé ci-après "manchon de développement" , est monté de façon à tourner dans le sens indiqué par une flèche B à proximité immédiate d'un élément cylindrique 1 portant une image latente électrostatique, qui sera appelé ci-après "tambour photosensible", qui peut tourner dans le sens indiqué par une flèche A. Le manchon 2 de développement se présente sous la forme d'un cylindre ayant, par exemple, un diamètre extérieur qui n'est pas inférieur à environ 16 mm et une épaisseur de 0,75 mm. Le manchon 2 de développement est disposé dans une ouverture d'un conteneur 3 qui renferme un développateur 5, l'ouver- ture étant adjacente au tambour photosensible.De cette manière, une zone 7 de développement est établie dans une position dans laquelle le manchon de développement est proche du tambour photosensible 1. I1 est disposé, à l'intérieur du manchon 2 de développement, un aimant 4 en forme de colonne comportant un certain nombre de pôles magnétiques, qui assume la fonction d'un moyen de génération d'un champ magnétique qui est fixe (non rotatif). L'aimant 4 est un aimant permanent ou un électro-aimant comportant deux couples de pôles magnétiques NI, S1 et N2, S2 qui sont équidistants dans la direction circonférentielle. L'aimant 4 produit des lignes de force magnétiques dans l'espace adjacent à la périphérie extérieure dudit manchon 2 de développement, lignes de force par lesquelles un développateur 5 à un constituant, par exemple, contenant principalement des particules magnétiques de poudre pigmentaire ou "toner", utilisables avec un procédé de développement par saut, est porté sur la surface extérieure du manchon 2 de développement. L'épaisseur de la couche de développateur 5 appliquée sur la surface extérieure du manchon 2 de développement, à l'intérieur du récipient 5, est régulée.L'élément 6 de régulation est disposé en face du manchon 2 de développement, à un intervalle prédéterminé S dans une position située en amont de la zone 7 de développement par rapport au sens de rotation B du manchon 2 de développement, plus particulièrement la position opposée au pôle magnétique N1 dans l'exemple représenté. Le développateur 5 porté par le manchon 2 de développement et ayant été soumis à la fonction de régulation de l'élément 6 de régulation, est transporté vers la zone 7 de développement où il est fourni au tambour photosensible 1 pour rendre visible l'image latente électrostatique que ce dernier porte. Cependant, si l'on essaie d'appliquer une grande force magnétique pour obtenir une bonne qualité d'image avec un aimant comportant un certain nombre de pôles, le diamètre de l'aimant doit être grand, de sorte qu'il devient difficile de réduire la dimension de l'appareil et que, dans le même temps, le coût de celui-ci augmente. Plus particulièrement, si la force magnétique produite par l'aimant est faible, il est difficile de former une couche de développateur ayant une épaisseur appropriée, au moyen de l'élément 6 de régulation, et, en outre, le dressage des chaînes du développateur est insuffisant dans la zone de développement. L'invention a donc pour objet principal de proposer un appareil de développement dans lequel les inconvénients indiqués ci-dessus de l'appareil classique sont éliminés. Un autre objet de l'invention est de proposer un appareil de développement pouvant produire des images développées de bonne qualité en utilisant un cylindre porteur de développateur de faible diamètre. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une coupe transversale d'un appareil classique de développement la figure 2 est une coupe transversale d'une forme de réalisation de l'appareil de développement selon l'invention ; et la figure 3 est une coupe transversale d'une autre forme de réalisation de l'appareil de développement selon l'invention. En référence à la figure 2, il est représenté une première forme de réalisation de l'appareil de développement selon l'invention dans lequel un tambour photosensible 1 présente un diamètre qui n'est pas supérieur à 120 mm, et avantageusement non supérieur à 60 mm. L'appareil de développement comprend un manchon 10 de développement sous la forme d'un cylindre, réalisé en une matière non magnétique et ayant avantageusement un diamètre qui n'est pas inférieur à 6 mm et qui n'est pas supérieur à 20 mm, et ayant avantageusement une épaisseur qui n'est pas inférieure à 0,25 mm et qui n'est pas supérieure à 1,5 mm. I1 est en outre avantageux, pour mieux empêcher la dispersion ou analogue du développateur 5, que le diamètre extérieur du manchon 10 de développement ne soit avantageusement pas inférieur à 8 mm et qu'il ne dépasse pas 16 mm. Cependant, le diamètre extérieur du manchon 10 de développement peut être compris dans la plage ne descendant pas en dessous de 5 mm et ne dépassant pas 25 mm. Une tension alternative est appliquée au manchon 10 de développement lors d'une opération de développement par une source 15 de tension de polarisation. Sous l'application de la tension de polarisation, un champ électrique vibratoire est formé de façon qu'un champ électrique dans la direction du manchon 10 vers le tambour 1 et qu'un champ électrique dans la direction du tambour photosensible 1 vers le manchon 10 soient produits en alternance dans la zone 7 de développement.Sous l'effet du champ électrique vibratoire, le développateur effectue le mouvement de vibration dans la zone 7 de développement, de sorte que le développateur se dépose sur la zone d'image de l'image latente. Un moyen fixe de génération d'un champ magnétique est logé dans le manchon 10 de développement et se présente sous la forme d'un aimant permanent ou d'un électro-aimant. Le moyen 11 de génération d'un champ magnétique, dans cette forme de réalisation, est un aimant 11 en forme de colonne ne comportant qu'un couple de pôles magnétiques différents N et S adjacents à sa périphérie extérieure. Les pôles magnétiques N et S sont diamétralement opposés, c'est-à-dire que les pôles magnétiques N et S et le centre de rotation du manchon 10 de développement se trouvent sur une ligne droite. L'aimant 11 peut être réalisé de toutes manières classiques. Par exemple, il peut être réalisé sous la forme d'un aimant en une seule pièce ne comportant que deux pôles magnétiques N et S. Dans une autre forme de réalisation, deux aimants peuvent être collés de façon que les pôles magnétiques ayant des polarités différentes soient éloignés l'un de l'autre et opposés l'un à l'autre. Dans une autre variante, deux parties découpées sont formées dans un élément de support d'aimant, et deux aimants sont montés dans les parties découpées de façon que les pôles magnétiques ayant des polarités différentes soient éloignés l'un de l'autre et opposés l'un à l'autre. Dans tous les cas, le pôle magnétique N et le pôle magnétique S sont diamétralement opposés, par rapport au centre du manchon 10 et sur la surface extérieure de l'aimant 11 disposé concentriquement avec le manchon 10.Grâce à cet agencement des deux pôles magnétiques, on peut réduire le diamètre du manchon 10 et donc le diamètre de l'aimant 11 sans perte de la force du champ magnétique de l'aimant 11. Par conséquent, on peut produire un champ magnétique puissant sur la périphérie extérieure du manchon 10, malgré son faible diamètre. Le jeu entre l'aimant 11 et le manchon 10 n'est pas inférieur à 0,25 mm et n'est pas supérieur à 1 mm. L'un des pôles magnétiques de l'aimant 11, par exemple le pôle magnétique N, est placé dans une position opposée à la zone de développement et sensiblement sur un prolongement XY d'une ligne passant par le centre de rotation Ol du tambour photosensible 1 et le centre de rotation 010 du manchon 10 de développement. L'autre pôle magnétique, c'est-à-dire le pôle magnétique S, est directement opposé à la zone de développement et est situé sensiblement sur la ligne XY. Par conséquent, le pôle magnétique S forme, dans la zone de développement 7, un champ magnétique destiné à dresser les particules du développateur magnétique pour qu'elles forment une brosse magnétique. Il est disposé un élément 12 de régulation opposé au pôle magnétique N.L'élément 12 de régulation est disposé sur le prolongement, ou à proximité immédiate du prolongement, d'une ligne reliant le centre de rotation 01 du tambour photosensible 1 au centre de rotation 010 du manchon 10 de développement. Une extrémité de l'élément 12 de régulation est montée sur le récipient 3 et l'autre extrémité est espacée de la surface extérieure du manchon 10 de développement d'un intervalle prédéterminé S. L'extrémité de l'élément 12 de régulation qui est opposée au manchon 10 se trouve dans le champ magnétique formé par le pôle magnétique N et, par conséquent, l'élément 12 de régulation a pour effet de former une mince couche de développateur dans le champ magnétique. Si l'élément 12 de régulation est réalisé en une matière magnétique telle que du fer, le champ magnétique est concentré sur l'élément 12 de régulation, de sorte qu' il se forme un rideau magnétique dans l'intervalle S sous l'effet d'un fort champ magnétique, afin qu'une couche de développateur d'épaisseur très inférieure à l'intervalle S puisse être formée. A titre d'exemple de l'image latente électrostatique à développer, une image latente constituée par une partie ne formant pas d'image, d'environ -200 V, et une partie formant une image, d'environ -700 V, est formée sur le tambour photosensible 1. L'intervalle, dans la zone de développement, entre la surface du tambour photosensible 1 et la surface du manchon 10 de développement est de 300 micromètres. La tension de polarisation de développement appliquée au manchon 10 de développement est une tension alternative combinée ayant une valeur crête-à-crête d'environ 1,3 kV et une fréquence de 1,5 kHz, et une tension continue de -250 V. L'épaisseur de la couche de développateur formée sur la surface extérieure du manchon 10 de développement est d'environ 70 à 80 micromètres.Le diamètre extérieur du manchon de développement est d'environ 10 mm, par exemple, et la force magnétique de l'aimant 11 est choisie de façon à être de 0,07 tesla à chacun des pôles magnétiques S et N sur la surface extérieure du manchon 10 de développement. La distance de la surface extérieure de l'aimant 11 à la surface extérieure du manchon 10 de développement est d'environ 1,2 mm. Etant donné que l'épaisseur du manchon 10 de développement est de 0,75 mm, le jeu entre la surface extérieure de l'aimant 11 et la surface intérieure du manchon 10 de développement est d'environ 0,45 mm. La force magnétique produite par l'aimant ll à deux pôles agit fortement sur la surface extérieure du manchon 10 de développement dans la zone 7 de développement de façon que le balai magnétique du développateur 5 soit dressé fermement et que, par conséquent, le développateur se libère aisément du manchon 10 sous l'effet du champ électrique vibratoire, augmentant ainsi l'efficacité du développement. De plus, étant donné que le diamètre du manchon 10 de développement est faible, il se forme un champ magnétique puissant sur la surface du manchon pour transporter le développateur, de sorte que le développateur 5 est suffisamment transporté jusque dans la zone 7 de développement. Pour ces raisons, on peut produire une image de bonne qualité, ayant une densité élevée, sans voile de fond.En outre, étant donné que le diamètre du manchon 10 de développement est faible, la zone 7 de développement est limitée à la région dans laquelle le tambour photosensible et le manchon 10 de développement sont les plus proches l'un de l'autre et au voisinage rapproché de cette région, ce qui permet de produire une image de bonne fidélité dans les demi-teintes. Dans la forme de réalisation ci-dessus représentée sur la figure 2, on utilise un développateur à un seul constituant, mais dans la forme de réalisation suivante, on utilise un développateur 13 à deux constituants qui contient des particules magnétiques de support et des particules non magnétiques de poudre pigmentaire ou "toner". Cette forme de réalisation est montrée sur la figure 3. Dans cette forme de réalisation, le développateur 13 à deux constituants contient des particules magnétiques de support formées, par exemple, de ferrite, ayant une dimension d'environ 70 à 50 micromètres, revêtues d'une résine de silicone, et des particules non magnétiques de poudre pigmentaire ou "toner", constituées, par exemple, de particules de poudre pigmentaire ayant une dimension moyenne d'environ 10 micromètres et de 0,6 % de silice colloïdale, les particules de poudre pigmentaire étant constituées de 100 parties d'une résine formée d'un copolymère styrène-butadiène et de 5 parties d'un pigment formé de phtalocyanine de cuivre.Lorsque le manchon 10 tourne, les particules de support s'écoulent à proximité immédiate de la surface du manchon 10 à l'intérieur du récipient 3, de manière que des particules de poudre pigmentaire soient amenées sur le manchon 10 dans le récipient 3. Un élément 14 de régulation est disposé sensiblement sur une ligne PQ qui s'écarte d'un angle e (environ 15 degrés) du prolongement XY, vers l'aval dans le sens de la rotation du manchon 10 de développement, comme vu depuis le centre 010 du manchon 10. L'élément 14 de régulation comporte une première extrémité montée sur le récipient 3 et son autre extrémité est disposée dans le champ magnétique produit par le pôle magnétique N et est espacée d'un jeu prédéterminé S de la surface du manchon 10 de développement, de manière que la quantité de particules 13 de poudre pigmentaire transportées vers l'extérieur du récipient soit convenablement régulée et que la dispersion de la poudre pigmentaire et la formation d'un voile de fond soient empêchées. Une tension de polarisation de développement est appliquée par la source 15 de tension au manchon 10 de développement. Cette tension de polarisation est, par exemple, une combinaison d'une tension alternative ayant une fréquence de 1,6 kHz et une valeur crête-à-crête d'environ 1,3 kV, et d'une tension continue d'environ -250 V. En raison du champ magnétique puissant produit par le pôle magnétique S dans la zone 7 de développement, le balai magnétique du développateur est suffisamment dressé et, par conséquent, les particules de poudre pigmentaire sont aisément libérées des particules de support sous l'influence du champ électrique vibratoire. Pour ces raisons, on peut produire une image de bonne qualité, de densité élevée, sans voile de fond. L'angle e formé entre la ligne PQ reliant l'extrémité de l'élément 14 de régulation qui est opposée au manchon 10 et le centre 010 du manchon et la ligne XY, par rapport au sens de rotation du manchon 10, est de préférence non inférieur à 5" et non supérieur à 20 . Si l'angle e est proche de 5", la force de confinement appliquée par le champ magnétique aux particules magnétiques de support devient élevée dans la position de l'élément 14 de régulation, ce qui augmente la proportion de particules de poudre pigmentaire par rapport aux particules de support dans le développateur amené à la zone 7 de développement, tandis que, si l'angle e est proche de 20 , la proportion des particules de poudre pigmentaire dans le développateur transporté sur le manchon 10 vers la zone 7 de développement diminue. L'élément 14 de régulation peut être réalisé en une matière magnétique ou en une matière non magnétique, ou bien il peut être réalisé en une matière magnétique et en une matière non magnétique superposées l'une à l'autre. La présente invention peut être appliquée à un appareil dans lequel le manchon 10 est soumis à une tension continue provenant d'une source 15 de tension, un champ électrique continu étant formé dans la zone 7 de développement. Dans ce cas, il est préférable que le jeu S soit plus grand afin que le balai magnétique du développateur dressé sur la surface du manchon dans la zone 7 de développement touche la surface du tambour 1. En ce qui concerne le développateur à deux constituants, on peut utiliser un mélange de particules magnétiques de support et de particules de poudre pigmentaire faiblement magnétiques. De plus, la présente invention peut être appliquée à un appareil de développement du type à contact dans lequel la surface du manchon de développement est mise en contact avec le tambour photosensible dans la zone de développement comme décrit, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 4 444 864 et dans la demande de brevet japonais N 91168/1979. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de développement destiné à développer une image d'attente électrostatique, caractérisé en ce qutil comporte un élément cylindrique rotatif (10) ayant un diamètre d'au moins 6 mm et d'au plus 20 mm, disposé de façon à etre opposé ou en contact avec un élément (1) portant une image dans une zone (7) de développement, et destiné à porter un dévelopateur (5, 13) jusqu'à élément (1) portant une image, un moyen (11) de génération d'un champ magnétique disposé fixement dans l'élément cylindrique (10) et comprenant seulement deux poles magnétiques (S, N) adjacents à sa périphérie extérieure, les deux poles magnétiques (S, N) étant sensiblement sur une ligne (X, Y) passant par un centre (0in) de l'élément cylindrique (10) et sensiblement dans des positions diamétralement opposées, l'un des poles magnétiques (S) formant un champ magnétique dans la zone de développement (7), l'appareil comportant en outre un moyen (3) d'alimentation de l'élément cylindrique (10) en dévelopateur (5, 13) et un moyen (12, 14) destiné à réguler l'épaisseur d'une couche de dévelopateur formée sur l'élément cylindrique (10), élément de régulation (12, 14) étant disposé dans un champ magnétique formé par l'autre pole magnétique (N). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que élément (1) portant une image se présente sous la forme d'un tambour, et les deux poles magnétiques sont sensiblement sur une ligne (X-Y) reliant le centre (01) de l'élément portant une image au centre (0in) de élément cylindrique. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen (15) destiné à appliquer une tension de polarisation pour former un champ électrique vibratoire entre l'élément portant une image et l'élément cylindrique. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen (12) de régulation est en matière magnétique et en ce que le moyen (3) d'alimentation fournit un dévelopateur magnétique (5) à un constituant à l'élément cylindrique (10). 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen (3) d'alimentation fournit un dévelopateur (13) contenant des particules magnétiques de support et des particules de poudre pigmentaire à l'élément cylindrique (10), et en ce que le moyen (14) de régulation est placé dans une position telle qu'une ligne (PQ) reliant le centre (070) de l'élément cylindrique (10) au moyen (14) de régulation s'écarte de ladite ligne (X-Y) d'un angle non inférieur à 50 et non supérieur à 200. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément cylindrique (10) a une épaisseur qui n'est pas inférieure à 0,25 mm et qui n'est pas supérieure à 1,5 mm. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'intervalle entre élément cylindrique (10) et le moyen (11) de génération d'un champ magnétique n'est pas inférieur à 0,25 mm et n'est pas supérieur à 1 mm.