DE102004030863A1

DE102004030863A1 - Verfahren zur Behandlung der Oberfläche einer Toner transportierenden Walze bei einer elektrografischen Druck- oder Kopiereinrichtung

Info

Publication number: DE102004030863A1
Application number: DE102004030863A
Authority: DE
Inventors: Rene Fröschl; Herbert Heimpoldinger
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-01-19
Also published as: WO2006000435A1; EP1761826A1; US20070223973A1

Abstract

Die Oberfläche einer Toner transportierenden Walze, insbesondere einer Reinigungswalze (31) für eine Applikatorwalze (Entwicklerwalze) in der Entwicklerstation einer Druck- oder Kopiereinrichtung, muss derart gestaltet sein, dass Toner leicht von der Oberfläche gelöst werden kann. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die Oberfläche (33) der Walze (31) mit einer Keramikschicht (34) überzogen, die anschließend mit einem Strahlgut, insbesondere mit Glaskugeln, bestrahlt wird. Durch dieses Verfahren werden Verzunderungen, Oxidationsschichten und Verschmutzungen von der Keramikschicht entfernt und zudem diese nachverdichtet. Ein unerwünschtes Haften von Toner an der Keramikschicht wird verhindert, ohne dass das Aufbringen einer Teflonschicht erforderlich wäre.

Description

Elektrofotografische Druck- oder Kopiereinrichtungen sind z.B. aus DE 102 13 499 A1 bekannt. Sie weisen einen Aufbau auf, wie er in 1 dargestellt ist. 1 zeigt dabei eine schematische Anordnung der zum Betrieb verwendeten Komponenten. Ein Ladungsbildträger 1 (in 1 eine Fotoleitertrommel, ebenso kann der Zwischenträger ein Fotoleiterband sein) bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit an den Komponenten 2-7, 10-14 vorbei. Zunächst wird der Ladungsbildträger 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 Entwicklerstation 4 eingefärbt. Die Entwicklerstation 4 weist mindestens eine Vorrichtung zum Transport des Toners auf, die den aus Toner und einem Träger (Carrier) bestehenden Entwickler 5 zum Ladungsbildträger 1 transportiert. Der Toner geht dabei im Spalt zwischen Entwicklerstation 4 und Ladungsbildträger 1 entsprechend den Ladungsbildern auf den Ladungsbildträger 1 über. Das Tonerbild wird schließlich in einer Umdruckstation 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. Anschließend 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 Reinigungsbürste 12 und Absaugeinheit 13, entfernt. Schließlich wird der Ladungsbildträger 1 zur Verbesserung seines Langzeitverhaltens durch eine Entladelampe 14 belichtet. Jetzt ist der Ladungsbildträger 1 für einen neuen Druckzyklus vorbereitet.
In 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 Transport des Toners ist in 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 Entwickler 5 wird in der Entwicklerstation 4 gemischt, dabei lädt sich der Toner durch Reibung triboelektrisch auf. Entsprechend 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 Magnetwalze 16 von dem Träger gelöst und geht auf den Ladungsbildträger 1 über. Der Träger fällt dagegen in die Entwicklerstation 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 Vorspannung liegende Applikatorwalze an einem Ladungsbildträger vorbei bewegt und dabei Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger eingefärbt.
In 1 und 2 ist als Beispiel einer Vorrichtung zum Transport von Toner zu einem Ladungsbildträger eine Magnetwalze vorgesehen. Sie kann aber auch eine weitere Magnetwalze sein, die Entwickler zu einer Magnetwalze oder zu einer Applikatorwalze entsprechend DE 101 52 892.2 fördert. Schließlich kann die Vorrichtung auch zur Reinigung eines Ladungsbildträgers, einer Toner transportierenden Walze oder einer Applikatorwalze eingesetzt werden. Im folgenden wird darum für alle Anwen dungsfälle der Vorrichtung zusammen gefasst von einer Toneranlagerungseinheit gesprochen.
Die in elektrofotografischen Druckeinrichtungen eingesetzten Toneranlagerungseinheiten weisen somit, wie 2 zeigt, zumindest eine Walze 17 mit einer Hülle (Walzenhülle 22) auf, auf der der Toner haftet. Sie unterliegen jedoch einem unerwünschten Tonerablagerungsprozess auf der Walzenhülle mit der Folge, dass der Transport von Toner negativ beeinflusst wird.
Aus DE 102 13 499 A1 oder DE 101 52 892.2 sind Maßahmen bekannt, mit denen der unerwünschte Tonerablagerungsprozess reduziert werden kann. Diese beruhen darauf, die adhäsiven Kräfte zwischen Walzenhülle und dem Toner dadurch zu verrindern, dass die Walzenhülle eine spezielle Beschichtung erhält. 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 A1 ). Oder auf die Walzenhülle wird eine Teflonschicht aufgebracht, 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 Applikatorwalze 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 Teflonschicht ist zum einen, ein Anhaften und Verschließen der Täler in der Keramikschicht durch Toner zu verhindern, zum anderen ist sie als Berühr- und Handlingschutz für die Keramikschicht 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 Walze, z.B. eine Reinigungswalze in einer Entwicklerstation einer elektrografischen Druck- oder Kopiereinrichtung, geschaffen werden kann, bei der sich Tonerteilchen nicht in den Tälern der Keramikschicht festsetzen können, zudem die elektrischen oder thermischen Eigenschaften auf der Oberfläche der Walzenhülle gleichmäßiger sind.
Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei einer Reinigungswalze wird das Problem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Nach dem Aufbringen der Keramikschicht, z.B. durch Plasmabeschichten, wird die Oberfläche der Walzenhülle, somit die Keramikschicht, mittels Bestrahlung durch ein Strahlgut nochmals bearbeitet. Hierbei wird die Oberfläche der Keramikschicht von Verzunderungen, Oxidationsschichten und Schmutzpartikeln gereinigt. Zudem wird die Oberfläche der Keramikschicht mechanisch nachverdichtet.
Durch diese Nachbearbeitung wird erreicht, dass sich die Tonerteilchen nicht in den Vertiefungen oder Tälern der Keramikschicht festsetzen können, sondern sich immer wieder ablösen können. Zudem wird die elektrische und thermische Leitfähigkeit über die Oberfläche der Walze gleichmäßiger. Ergebnis ist ein deutlich verbessertes Reinigungsverhalten im Verhältnis zur Toneranlagerungseinheit insbesondere auch in der Einschaltphase 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 verwenden, z.B. Edelkorund oder Quarz.
Als Verfahren zum Aufbringen der Keramikschicht kann Plasmabeschichten 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 Reinigungswalze zur Reinigung einer Toneranlagerungseinheit, insbesondere einer Applikatorwalze, die Toner an einem Ladungsbildträger bei der Entwicklung der Ladungsbilder vorbei transportiert.
An Hand eines Ausführungsbeispieles, das in der 3 dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert.
Aus 3 ergibt sich prinzipiell ein Ausschnitt einer Entwicklerstation entsprechend DE 101 52 892 .2, die eine Applikatorwalze 30 und eine benachbart zur Applikatorwalze 30 angeordnete 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 Reinigungswalze 31 abgereinigt werden. Dazu kann die Reinigungswalze 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 beschriebenen Verfahren so behandelt, dass sich der Toner leicht von der Oberfläche der Reinigungswalze 31 löst.

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

Claims

Verfahren zur Behandlung der Oberfläche einer Toner transportierenden Walze bei einer elektrografischen 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.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bestrahlung der Keramikschicht (34) derart ist, dass diese von Verzunderungen, Oxidationsschichten oder Schmutzpartikel gereinigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem durch die Bestrahlung die Keramikschicht (34) nachverdichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem als Strahlgut Glaskugeln verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Durchmesser der Glaskugeln im Bereich von ca. 100 bis 200 μm liegt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Strahlungsquelle für das Strahlgut ca. 30 mm von der Walze angeordnet wird.
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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem als Strahlgut Edelkorund verwendet wird.
Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 3, bei dem als Strahlgut Quarz verwendet wird.
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 Einbauplatz angeordnet wird.
Reinigungswalze zur Reinigung einer Toneranlagerungseinheit bei einer elektrografischen Druck- oder Kopiereinrichtung, deren Oberfläche nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 behandelt worden ist.
Reinigungswalze zur Reinigung einer Toneranlagerungseinheit bei einer elektrografischen Druck- oder Kopiereinrichtung, 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.
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 Reinigungswalze (31) angeordnet ist, deren Oberfläche nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 behandelt worden ist.