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Title:
METHOD FOR TREATING THE SURFACE OF A ROLLER THAT CARRIES TONER IN AN ELECTROGRAPHIC PRINTING OR COPYING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/000435
Kind Code:
A1
Abstract:
The surface of a roller that carries toner, particularly of a cleaning roller (31) for an applicator roller (developer roller) in the developer station of a printing or copying device, must be designed so that toner can be easily removed from the surface. To this end, the surface (33) of the roller (31) is coated with a ceramic layer (34) that is subsequently blasted with a blasting material, particularly with glass spheres. With this method, scalings, oxidation layers and soilings are removed from the ceramic layer and, in addition, the ceramic layer is subsequently compacted. An unwanted adherence of toner to the ceramic layer is prevented without a requiring the application of a Teflon layer.

Inventors:
FROESCHL RENE (DE)
HEIMPOLDINGER HERBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/006854
Publication Date:
January 05, 2006
Filing Date:
June 24, 2005
Export Citation:
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Assignee:
OCE PRINTING SYSTEMS GMBH (DE)
FROESCHL RENE (DE)
HEIMPOLDINGER HERBERT (DE)
International Classes:
G03G15/08; F16C13/00; (IPC1-7): G03G15/08; F16C13/00
Foreign References:
DE10213499A12003-10-23
EP1329440A12003-07-23
EP0331425A21989-09-06
US6327452B12001-12-04
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 008, no. 092 (P - 271) 27 April 1984 (1984-04-27)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 11 30 September 1998 (1998-09-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 02 28 February 1997 (1997-02-28)
Attorney, Agent or Firm:
Landskron, Jürgen (Thoenes Thur, Postfach 86 07 48 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung der Oberfläche einer Toner transportierenden Walze bei einer elektrografischen j Druck oder Kopiereinrichtung, bei dem die Walze als Walzenhülle ein Rohr (33) aufweist, auf dem eine Keramikschicht (34) aufgebracht wird, die mit einem Strahlgut bestrahlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bestrahlung der Keramikschicht (34) derart ist, dass diese von Verzunderungen, Oxidationsschichten oder Schmutzpartikel gereinigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem durch die Bestrahlung die Kerarαikschicht (34) nachverdichtet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem als Strahlgut Glaskugeln verwendet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Durchmesser der Glaskugeln im Bereich von ca. 100 bis 200 μm liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Strahlungsquelle für das Strahlgut ca. 30 mm von der Walze angeordnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die Glaskugeln mit einem Strahldruck von ca. 2 bar auf die Oberfläche der Walze auftreffen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem als Strahlgut Edelkorund verwendet wird.
9. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 3, bei dem als Strahlgut Quarz verwendet wird.
10. ).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Walze (31) mit einer Folie geschützt wird, die erst entfernt wird, wenn die Walze (31) in ihrem Ein¬ bauplatz angeordnet wird.
12. Reinigungswalze zur Reinigung einer Toneranlagerungsein¬ heit bei einer elektrografischen Druck oder Kopierein¬ richtung, deren Oberfläche nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 behandelt worden ist.
13. Reinigungswalze zur Reinigung einer Toneranlagerungsein¬ heit bei einer elektrografischen Druck oder Kopierein¬ richtung, bei der ein CrNi Rohr (33) vorgesehen ist, das von einer Keramikschicht (34) überzogen ist, deren Oberfläche nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 behandelt worden ist.
14. Entwicklerstation bei einer elektrografischen Druck oder Kopiereinrichtung, bei der eine Applikatorwalze (30) vorgesehen ist, die Toner zur Entwicklung von auf einem Ladungsbildträger erzeugten Ladungsbilder transportiert, bei der benachbart der Applikatorwalze (30) eine Reini¬ gungswalze (31) angeordnet ist, deren Oberfläche nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 behan¬ delt worden ist.
Description:
Verfahren zur Behandlung der Oberfläche einer Toner transpor¬ tierenden Walze bei einer elektrografischen Druck- oder Ko¬ piereinrichtung

Elektrofotografische Druck- oder Kopiereinrichtungen sind z.B. aus DE 102 13 499 Al bekannt. Sie weisen einen Aufbau auf, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Figur 1 zeigt dabei eine schematische Anordnung der zum Betrieb verwendeten Kom¬ ponenten. Ein Ladungsbildträger 1 (in Figur 1 eine Fotolei- tertrommel, ebenso kann der Zwischenträger ein Fotoleiterband sein) bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit an den Kom¬ ponenten 2-7, 10-14 vorbei. Zunächst wird der Ladungsbildträ¬ ger 1 von einem Ladecorotron 2 aufgeladen. Das zu druckende Bild wird mit scharf gebündeltem Licht als Ladungsbild durch einen Zeichengenerator 3 auf dem Ladungsbildträger 1 erzeugt. Anschließend wird das Ladungsbild mit Toner in einer Entwick¬ lerstation 4 eingefärbt. Die Entwicklerstation 4 weist min¬ destens eine Vorrichtung zum Transport des Toners auf, die den aus Toner und einem Träger (Carrier) bestehenden Entwick- ler 5 zum Ladungsbildträger 1 transportiert. Der Toner geht dabei im Spalt zwischen Entwicklerstation 4 und Ladungsbild¬ träger 1 entsprechend den Ladungsbildern auf den Ladungsbild¬ träger 1 über. Das Tonerbild wird schließlich in einer Um¬ druckstation 6, z.B. mit Hilfe eines Umdruckcorotrons 7, auf einen Aufzeichnungsträger 8, z.B. Papier, übertragen und dann in einer Fixierstation 9 (nicht dargestellt) fixiert. An¬ schließend wird der Ladungsbildträger 1 mit einem Korotron 10 elektrostatisch neutralisiert. Der auf dem Ladungsbildträger 1 noch haftende Resttoner wird für einen neuen Bildzyklus mittels einer Reinigungseinrichtung 11, z.B. einer Reini¬ gungsbürste 12 und Absaugeinheit 13, entfernt. Schließlich wird der Ladungsbildträger 1 zur Verbesserung seines Lang¬ zeitverhaltens durch eine Entladelampe 14 belichtet. Jetzt ist der Ladungsbildträger 1 für einen neuen Druckzyklus vor- bereitet. In Fig. 2 ist ein Beispiel einer üblichen Entwicklerstation 4 gezeigt, die eine Vorrichtung 15 zum Transport von Toner zu einem Ladungsbildträger 1 enthält. Die Vorrichtung zum Trans- port des Toners ist in Fig. 2 als Magnetwalze 16 realisiert mit einer rotierenden Walze 17, die eine elektrisch leitende Walzenhülle 22 aufweist, auf der der Entwickler 5 haftet, und mit einem im Inneren angeordneten Magnetsystem 18. Der Ent¬ wickler 5 wird in der Entwicklerstation 4 gemischt, dabei lädt sich der Toner durch Reibung triboelektrisch auf. Ent¬ sprechend den magnetischen Feldlinien des Magnetsystems 18 bildet der Entwickler dann Ketten 19, die den Entwicklerspalt 20 überbrücken und den Ladungsbildträger 1 kontaktieren. Der Toner wird auf Grund der Ladung des Ladungsbildträgers 1 und der Potentialdifferenz zwischen Ladungsbildträger 1 und Mag¬ netwalze 16 von dem Träger gelöst und geht auf den Ladungs¬ bildträger 1 über. Der Träger fällt dagegen in die Entwick¬ lerstation 4 zurück. Durch einen Abstreifer 21 wird die Höhe des Entwicklers 5 auf der Walzenhülle 22 eingestellt.

Eine weitere Entwicklerstation kann DE 101 52 892.2 entnommen werden. Hier wird ein aufgeladener Toner über eine an Vor¬ spannung liegende Applikatorwalze an einem Ladungsbildträger vorbei bewegt und dabei Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträ- ger eingefärbt.

In Fig. 1 und 2 ist als Beispiel einer Vorrichtung zum Trans¬ port von Toner zu einem Ladungsbildträger eine Magnetwalze vorgesehen. Sie kann aber auch eine weitere Magnetwalze sein, die Entwickler zu einer Magnetwalze oder zu einer Applikator¬ walze entsprechend DE 101 52 892.2 fördert. Schließlich kann die Vorrichtung auch zur Reinigung eines Ladungsbildträgers, einer Toner transportierenden Walze oder einer Applikatorwal¬ ze eingesetzt werden. Im folgenden wird darum für alle Anwen- dungsfälle der Vorrichtung zusammen gefasst von einer Toner¬ anlagerungseinheit gesprochen.

Die in elektrofotografischen Druckeinrichtungen eingesetzten Toneranlagerungseinheiten weisen somit, wie Fig. 2 zeigt, zu¬ mindest eine Walze 17 mit einer Hülle (Walzenhülle 22) auf, auf der der Toner haftet. Sie unterliegen jedoch einem uner¬ wünschten Tonerablagerungsprozess auf der Walzenhülle mit der Folge, dass der Transport von Toner negativ beeinflusst wird.

Aus DE 102 13 499 Al oder DE 101 52 892.2 sind Maßahmen be¬ kannt, mit denen der unerwünschte Tonerablagerungsprozess re¬ duziert werden kann. Diese beruhen darauf, die adhäsiven Kräfte zwischen Walzenhülle und dem Toner dadurch zu verrin- dem, dass die Walzenhülle eine spezielle Beschichtung er¬ hält. Z.B. kann die Walzenhülle mit einer porösen keramischen Spritzschicht beschichtet werden, wobei die Poren mit einem dünn fließenden Polymerlack verfüllt werden (DE 102 13 499 Al) . Oder auf die Walzenhülle wird eine Teflonschicht aufge- bracht, z.B. in Vertiefungen einer rauen Oberfläche (DE 101 52 892.2) . Zu Einzelheiten wird auf die zitierte DE 101 52 892.2 verwiesen, die in die Offenbarung einbezogen wird. DE 101 52 892.2 beschäftigt sich dabei in erster Linie mit einer Reinigungswalze, mit der von der Oberfläche einer Applikator- walze nach der Entwicklung verbliebener Toner abgereinigt wird. Diese Reinigungswalze weist als Walzenhülle ein Rohr aus CrNi auf, auf der eine Keramikschicht aufgebracht ist, die mit Teflon überzogen ist. Die Teflonbeschichtung wird in einer wässrigen Lösung und durch mechanisches Nachverdichten auf die Walzenhülle aufgebracht. Die Aufgabe der Teflon¬ schicht ist zum einen, ein Anhaften und Verschließen der Tä¬ ler in der Keramikschicht durch Toner zu verhindern, zum an¬ deren ist sie als Berühr- und Handlingschutz für die Keramik¬ schicht gedacht. Das Aufbringen der Teflonschicht erfordert einen aufwändigen Fertigungsprozess, bei dem die einzelnen Komponenten gut durchgemischt sein müssen. Bei einem nicht exakt eingehaltenen Fertigungsprozess kann es bereits in der Einschaltphase der Entwicklerstation zu Reinigungsproblemen z.B. der Applikatorwalze kommen.

Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Toner transportierende Wal¬ ze, z.B. eine Reinigungswalze in einer Entwicklerstation ei¬ ner elektrografischen Druck- oder Kopiereinrichtung, geschaf¬ fen werden kann, bei der sich Tonerteilchen nicht in den Tä¬ lern der Keramikschicht festsetzen können, zudem die elektri- sehen oder thermischen Eigenschaften auf der Oberfläche der Walzenhülle gleichmäßiger sind.

Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ge¬ löst. Bei einer Reinigungswalze wird das Problem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Nach dem Aufbringen der Keramikschicht, z.B. durch Plasmabe¬ schichten, wird die Oberfläche der Walzenhülle, somit die Ke¬ ramikschicht, mittels Bestrahlung durch ein Strahlgut noch- mals bearbeitet. Hierbei wird die Oberfläche der Keramik¬ schicht von Verzunderungen, Oxidationsschichten und Schmutz¬ partikeln gereinigt. Zudem wird die Oberfläche der Keramik¬ schicht mechanisch nachverdichtet.

Durch diese Nachbearbeitung wird erreicht, dass sich die To¬ nerteilchen nicht in den Vertiefungen oder Tälern der Kera¬ mikschicht festsetzen können, sondern sich immer wieder ablö¬ sen können. Zudem wird die elektrische und thermische Leitfä¬ higkeit über die Oberfläche der Walze gleichmäßiger. Ergebnis ist ein deutlich verbessertes Reinigungsverhalten im Verhält¬ nis zur Toneranlagerungseinheit insbesondere auch in der Ein¬ schaltphase der Entwicklerstation.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Strahlgut Glaskugeln verwendet werden. Diese können einen Durchmesser haben, der im Bereich von ca. 100 bis 200 μm liegt. Dabei kann eine Strahlungsquelle für das Strahlgut ca. 30 mm von der Walze entfernt angeordnet werden. Das Ergebnis ist besonders gut, wenn die Glaskugeln mit einem Strahldruck von ca. 2 bar auf die Oberfläche der Walze auftreffen.

Es ist jedoch auch möglich, ein anderes Strahlgut zu verwen¬ den, z.B. Edelkorund oder Quarz.

Als Verfahren zum Aufbringen der Keramikschicht kann Plasma¬ beschichten eingesetzt werden. Dabei kann die Walze ein CrNi- Rohr aufweisen.

Um bei der Handhabung der Walze ein Berühren deren Oberfläche zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Walze mit einer Folie zu schützen, die erst nach der Montage in der Entwicklerstation abgezogen wird.

Die erfindungsgemäße Walze ist besonders geeignet als Reini¬ gungswalze zur Reinigung einer Toneranlagerungseinheit, ins¬ besondere einer Applikatorwalze, die Toner an einem Ladungs- bildträger bei der Entwicklung der Ladungsbilder vorbei transportiert.

An Hand eines Ausführungsbeispieles, das in der Figur 3 dar¬ gestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert.

Aus Fig. 3 ergibt sich prinzipiell ein Ausschnitt einer Ent¬ wicklerstation entsprechend DE 101 52 892.2, die eine Appli¬ katorwalze 30 und eine benachbart zur Applikatorwalze 30 an¬ geordnete Reinigungswalze 31 zeigt. Die Applikatorwalze 30 transportiert Toner zu einem Ladungsbildträger (nicht darge- stellt) . Der nicht auf den Ladungsbildträger übergegangene Resttoner muss nun von der Applikatorwalze 30 durch die Rei¬ nigungswalze 31 abgereinigt werden. Dazu kann die Reinigungs¬ walze 31 mit einem Magnetsystem 32 versehen sein, weiterhin kann eine Potentialdifferenz zwischen Applikatorwalze 30 und Reinigungswalze 31 vorgesehen werden. Der Resttoner geht dann unterstützt durch das Magnetsystem 32 und das Potential auf die Reinigungswalze 31 über. Um ein Ablösen des Toners von der Oberfläche der Reinigungswalze 31 zu optimieren, weist die Reinigungswalze 31 ein Rohr 33 als Walzenhülle z.B. aus CrNi auf, das mit einer Keramikschicht 34 bedeckt ist. Die Oberfläche der Keramikschicht 34 wird nun nach dem oben be¬ schriebenen Verfahren so behandelt, dass sich der Toner leicht von der Oberfläche der Reinigungswalze 31 löst.

— fi — Bezugszeichenliste 1 Zwischenträger 2 Ladecorotron 3 Zeichengenerator 4 Entwicklerstation 5 Entwickler 6 Umdruckstation 7 Umdruckcorotron 8 Aufzeichnungsträger 9 Fixierstation 10 Corotron 11 Reinigungseinrichtung 12 Reinigungsbürste 13 Absaugeinheit 14 Entladelampe 15 Transportvorrichtung für Toner 16 Magnetbürste 17 Walze der Transportvorrichtung 18 Magnetsystem 19 Ketten von Entwickler 20 Entwicklerspalt 21 Abstreifer 22 Walzenhülle 30 Applikatorwalze 31 Reinigungswalze 32 Magnetsystem 33 Rohr der Reinigungswalze = Walzenhülle 34 Keramikschicht