DE102008048047B4

DE102008048047B4 - Transfereinheit bei einem elektrophoretischen Druck- oder Kopiergerät

Info

Publication number: DE102008048047B4
Application number: DE102008048047.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Pohlt Michael
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2015-11-05
Anticipated expiration: 2028-09-20
Also published as: US20100074660A1; US8375853B2; DE102008048047A1

Abstract

Transfereinheit für ein elektrophoretisches Druck- oder Kopiergerät, bei dem auf einem Ladungsbildträger (1) Ladungsbilder von zu druckenden Bildern erzeugt werden, die durch Trägerflüssigkeit (FL) und Toner aufweisenden Flüssigentwickler zu Tonerbildern (TB) entwickelt werden und durch die Transfereinheit (6) in einer Umdruckstation (US) auf einen Bedruckstoff (7) umgedruckt werden, – bei der ein rotierendes Transferelement (60) vorhanden ist, das benachbart dem Ladungsbildträger (1) angeordnet ist und das die Tonerbilder (TB) vom Ladungsbildträger (1) übernimmt und der Umdruckstation (US) zuführt, – bei der benachbart dem Transferelement (60) hinter der Umdruckstation (US) ein Schöpfelement (620) vorhanden ist, das Trägerflüssigkeit (FL) auf das Transferelement (60) aufbringt, – bei der hinter dem Schöpfelement (620) und benachbart dem Transferelement (60) ein Reibungselement (621) in einem derartigen Abstand zum Transferelement (60) vorhanden ist, dass das Reibungselement (621) das Transferelement (60) nicht berührt und der zwischen Transferelement (60) und Reibungselement (621) bestehende Spalt (SP) vollständig mit Trägerflüssigkeit (FL) gefüllt ist, wobei das Reibungselement (621) und das Transferelement (60) mit derart unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten rotieren, dass eine Relativgeschwindigkeit an der Oberfläche zwischen Reibungselement (621) und Transferelement (60) besteht, wodurch über die zwischen Reibungselement (621) und Transferelement (60) vorliegende Trägerflüssigkeit (FL) Reibungskräfte auf das Transferelement (60) übertragen werden, die nach dem Umdruck auf dem Transferelement (60) verbliebenen Resttoner (RT) lockern.

Description

Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines Bedruckstoffs z. B. eines Einzelblattes oder eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z. B. Papier oder dünnen Kunststoff- oder Metallfolien, ist es bekannt, auf einem Ladungsbildträger, z. B. einem Fotoleiter, bildabhängig Potentialbilder (Ladungsbilder) zu erzeugen, die den zu druckenden Bildern, bestehend aus einzufärbenden und nicht einzufärbenden Bereichen, entsprechen. Die einzufärbenden Bereiche der Potentialbilder werden mit einer Entwicklerstation (Einfärbestation) durch Toner sichtbar gemacht. Anschließend wird das Tonerbild auf den Bedruckstoff umgedruckt.
Zum Einfärben der Potentialbilder kann dabei ein Toner und Trägerflüssigkeit enthaltender Flüssigentwickler verwendet werden.
Ein Verfahren zur elektrophoretischen Flüssigentwicklung (elektrografische Entwicklung) in digitalen Drucksystemen ist z. B. aus WO 2005/013013 A2 ( US 2006/0150836 A1 ) bekannt. Dabei wird als Flüssigentwickler eine Silikonöl enthaltende Trägerflüssigkeit mit darin dispergierten Farbteilchen (Tonerteilchen) verwendet. Die Zufuhr des Flüssigentwicklers zu dem Ladungsbildträger kann durch eine Applikatorwalze erfolgen, der der Flüssigentwickler durch eine Rasterwalze zugeführt wird, an der eine Kammerrakel angeordnet ist. Die Tonerbilder werden durch eine Transfereinheit von dem Ladungsbildträger auf den Bedruckstoff übertragen. Die Transfereinheit weist ein Transferelement, z. B. eine Transferwalze, auf, die die Tonerbilder zur Umdruckstelle in einer Umdruckstation transportiert und dort z. B. mit einer Koronaeinrichtung zusammenwirkt, um die Tonerbilder auf den Bedruckstoff zu übertragen. Zudem kann die Transfereinheit eine Reinigungseinheit zur Reinigung des Transferelements aufweisen, die z. B. als Blade-Walzen- oder Vlies-Reinigung realisiert ist.
Bei Druckern, die mit Flüssigentwickler arbeiten, stellt die Reinigung des Transferelements erhöhte Ansprüche. Da am Umdruck zum Bedruckstoff nur wenig Trägerflüssigkeit für den Tonertransport zum Bedruckstoff zur Verfügung steht, besteht die Gefahr, dass Toner sich unter Druck an der Umdruckstelle an dem Transferelement festsetzt. Durch die geringe Trägerflüssigkeit besteht außerdem die Gefahr, dass relativ viel Toner auf dem Transferelement zurückbleibt. Dieser Toner, im Folgenden Resttoner eines Restbildes genannt, muss vor der nächsten Übertragung eines neuen Druckbildes vom Transferelement abgereinigt werden. Sonst erhält man zusammen mit dem neuen Druckbild ein Schattenbild des vorher umgedruckten Druckbilds.
US 2007/223 980 A1 beschreibt eine Transfereinheit, bei der eine Reinigungseinheit vorgesehen ist, mit der der Resttoner von einem Transferelement abgereinigt werden soll. Die Reinigungseinheit weist ein Vorreinigungselement (preliminary cleaning member), ein Reinigungselement und ein Element zur Abreinigung der Trägerflüssigkeit auf. Das Vorreinigungselement hat die Aufgabe, den Resttoner auf dem Transferelement zu lockern. Dazu hat das Vorreinigungselement Kontakt mit dem Transferelement, streift an dem Transferelement entlang und schabt den Resttoner vom Transferelement ab. Das Vorreinigungselement weist dazu eine Oberfläche aus einem Schwamm oder einer Bürste auf. Zur Lockerung des Resttoners kann auf das Vorreinigungselement Reinigungsflüssigkeit aufgebracht werden. Diese Reinigungsflüssigkeit (z. B. die Trägerflüssigkeit) wird von dem Vorreinigungselement aufgesogen und durch den Andruck des Vorreinigungselements auf das Transferelement wieder freigegeben, wobei der Resttoner in der Reinigungsflüssigkeit verteilt wird.
JP 2002-132 106 A offenbart eine Reinigungseinrichtung für eine Fotoleitertrommel. Hier wird durch eine Benetzungsrolle eine Reinigungsflüssigkeit auf die Fotoleitertrommel aufgebracht bevor die Fotoleitertrommel durch eine Reinigungswalze gereinigt wird.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, eine Transfereinheit für ein elektrophoretisches Druck- oder Kopiergerät anzugeben, die derart ausgeführt ist, dass der Resttoner nach dem Umdruck vom Transferelement vollständig abgereinigt wird.
Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Benachbart dem Transferelement, das Tonerbilder von dem Ladungsbildträger übernimmt und diese der Umdruckstation zum Umdruck auf den Bedruckstoff zuführt, wird eine Reinigungseinheit angeordnet,

– die benachbart dem Transferelement hinter der Umdruckstation ein Schöpfelement vorsieht, das Trägerflüssigkeit auf das Transferelement aufbringt,
– die hinter dem Schöpfelement und benachbart dem Transferelement ein Reibungselement in einem derartigen Abstand zum Transferelement vorsieht, dass der Spalt zwischen Transferelement und Reibungselement mit Trägerflüssigkeit vollständig gefüllt ist, wobei das Reibungselement und das Transferelement mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren, so dass über die zwischen Reibungselement und Transferelement vorliegende Trägerflüssigkeit Reibungskräfte auf das Transferelement übertragen werden, durch die nach dem Umdruck auf dem Transferelement verbliebener Resttoner vom Restbild gelockert wird.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Wenn das Reibungselement an ein elektrisches Potential angelegt wird, kann ein elektrisch geladener Toner von dem Transferelement zum Reibungselement gezogen werden.
Vorteilhaft ist, wenn nach dem Reibungselement benachbart dem Transferelement ein Reinigungselement angeordnet wird, das an einem derartigen elektrischen Potential liegt, dass ein elektrisch geladener Toner von dem Transferelement zum Reinigungselement gezogen wird. Damit kann das Reinigungselement, neben dem Reibungselement, zur Reinigung des Transferelements eingesetzt werden.
Eine vollständige Reinigung des Transferelements von Restbildern wird dann erreicht, wenn das Reibungselement höchstens so breit ist wie das Schöpfelement und mindestens so breit ist wie der Einfärbebereich mit Toner auf dem Transferelement.
Das Transferelement, das Reibungselement, das Reinigungselement und das Schöpfelement können jeweils als rotierende Walze ausgebildet werden.
Zur Ablösung des Resttoners von der Oberfläche der Transferwalze werden somit Reibungskräfte durch die Reibungswalze über die Trägerflüssigkeit an die Transferwalze angelegt, durch die der Resttoner gelockert wird. Dazu ist erforderlich, dass die Reibungswalze mit einer anderen 0berflächengeschwindigkeit rotiert als die Transferwalze. Durch den Geschwindigkeitsunterschied der beiden Walzen ergibt sich ein Geschwindigkeitsgradient in der Trägerflüssigkeit mit der Folge, dass Reibungskräfte an der Oberfläche der Transferwalze entstehen.
An Hand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:
1 die Prinzipdarstellung eines elektrophoretischen Druck- oder Kopiergeräts,
2 den Aufbau einer Transfereinheit,
3 eine prinzipielle Darstellung der Trägerflüssigkeitsgeschwindigkeit im Spalt zwischen dem Transferelement und dem Reibungselement.
1 zeigt die Komponenten eines Drucksystems DS, wie es z. B. aus WO 2005/013013 A2 oder US 2006/0150836 A1 bekannt ist, WO 2005/013013 A2 oder US 2006/0150836 A1 wird hiermit in die Offenbarung einbezogen. Entlang eines Ladungsbildträgers 1, in 1 eine Fotoleitertrommel, ist eine Regenerationsbelichtung 2, eine Aufladestation 3, ein Element 4 zur bildmäßigen Belichtung, eine Entwicklervorrichtung 5, eine Transfereinheit 6 zum Umdruck der zu Tonerbildern entwickelten Potentialbilder auf einen Bedruckstoff 7, und ein Element 8 zur Reinigung des Ladungsbildträgers 1 angeordnet. Die Transfereinheit 6 weist eine Transferwalze 60, eine Gegendruckwalze 61 und eine Reinigungseinheit 62 auf. Die Entwicklervorrichtung 5 besteht z. B. aus einer Applikatorwalze 520, welche in Kontakt zum Ladungsbildträger 1 angeordnet ist. Mit der Applikatorwalze 520 werden die Potentialbilder auf dem Zwischenbildträger 1 entwickelt. Dazu führt die Applikatorwalze 520 einen Flüssigentwickler zumindest aus einer Trägerflüssigkeit und geladenem Toner dem Ladungsbildträger 1 zu. Die Entwicklung erfolgt auf bekannte Weise. Der Flüssigentwickler wird z. B. der Applikatorwalze 520 durch eine Rasterwalze 510 mit Näpfchen und Stegen und eine an der Rasterwalze 510 angeordneten Kammerrakel 511 zugeführt, die mit einem Vorratsbehälter 512 für Flüssigentwickler über Pumpen 513 und 514 verbunden ist.
In 2 ist ein Ausschnitt des elektrophoretischen Druck- oder Kopiergeräts DS nach 1 gezeigt, und zwar die Transfereinheit 6 und der benachbart angeordnete Ladungsbildträger 1. Die Transfereinheit 6 weist als Transferelement die Transferwalze 60, die benachbart einem als Fotoleitertrommel realisierten Ladungsträger 1 angeordnet ist, und die Reinigungseinheit 62 auf. Die Reinigungseinheit 62 weist ihrerseits ein Schöpfelement 620, ein Reibungselement 621 und ein Reinigungselement 622 auf. Das Transferelement 60, das Schöpfelement 620, das Reibungselement 921 und das Reinigungselement 622 sind in 2 jeweils als Walze realisiert; darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt, diese Elemente können auch eine andere Form haben, z. B. als Band realisiert werden. In der folgenden Erläuterung der Erfindung wird jedoch von Walzen ausgegangen.
Aus 2 ist zudem der Weg des Tonerbildes TB in der Trägerflüssigkeit FL vom Ladungsbildträger 1 zur Transferwalze 60 und von dort zur Umdruckstelle US der Umdruckstation dargestellt.
Das Tonerbild wird an der Umdruckstelle US auf den Bedruckstoff 7 übertragen. Dabei verbleibt ein unerwünschter Rest an Toner, der Resttoner RT des Resttonerbildes, an der Transferwalze 60, der von der Transferwalze 60 abgereinigt werden muss. Um den Reinigungsvorgang zu verbessern, wird von der hinter der Umdruckstelle US angeordneten Schöpfwalze 620 Trägerflüssigkeit TF auf die Oberfläche der Transferwalze 60 übertragen und damit auch auf den Resttoner RT. Dieser Resttoner RT kann dann von der Reinigungswalze 622 von der Transferwalze 60 abgenommen werden. Dazu wird an die Reinigungswalze 622 ein elektrisches Potential angelegt, das derart gepolt ist, dass elektrische Feldkräfte auf den geladenen Resttoner RT in Richtung zur Reinigungswalze 622 wirken, durch die der Resttoner RT zur Reinigungswalze 622 gezogen wird.
Bei einer Reinigungseinheit 62, die nur die Schöpfwalze 620 und die Reinigungswalze 622 aufweist, besteht das Problem, dass der Resttoner RT nicht vollständig von der Transferwalze 60 abgereinigt wird. Um dieses Problem zu lösen, wird bei der Erfindung zwischen der Schöpfwalze 620 und der Reinigungswalze 622 eine Reibungswalze 621 angeordnet, über die eine Lockerung des Resttoners RT auf der Transferwalze 60 erreicht wird. Die Reibungswalze 621 ist derart zur Transferwalze 60 angeordnet, dass der Spalt SP zwischen der Reibungswalze 621 und der Transferwalze 60 vollständig mit Trägerflüssigkeit FL gefüllt ist. Die Transferwalze 60 und die Reibungswalze 621 rotieren mit unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten (d. h. mit einer Relativgeschwindigkeit zueinander), so dass zwischen den beiden Walzen 60, 621 die Trägerflüssigkeit FL beschleunigt wird, also ein Geschwindigkeitsgradient in der Trägerflüssigkeit FL entsteht, der eine Reibungskraft an der Oberfläche der Transferwalze 60 erzeugt, durch die der Resttoner RT auf der Oberfläche der Transferwalze 60 gelockert wird.
Die entsprechenden Verhältnisse sind in 3 gezeigt, wobei zur Erläuterung die Oberflächen der Walzen 60, 621 als gerade Platten PL1 und PL2 dargestellt sind. Es wird im Beispiel der 3 davon ausgegangen, dass die Oberflächengeschwindigkeit der der Reibungswalze 621 entsprechenden Platte PL1 größer ist als die der Transferwalze 60 entsprechende Platte PL2, z. B. soll die Platte PL2 stehen und die Platte PL1 mit der Geschwindigkeit (Pfeil PF1) bewegt werden. Die Pfeile PF zwischen den Platten PL1 und PL2 zeigen die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Trägerflüssigkeit FL an verschiedenen Stellen innerhalb des Spalts SP.
Wenn die Platte PL1 mit einer Geschwindigkeit v bewegt werden soll, ist eine Kraft F erforderlich gemäß dem Gesetz: F = ηAdv/dz
Dabei ist η die Viskosität der Trägerflüssigkeit FL, A die Fläche der Platte PL1, v die Geschwindigkeit der Platte PL1, z der Abstand der beiden Platten PL1 zu PL2 (entspricht SP). Da in der Trägerflüssigkeit FL evtl. ein nicht konstantes Geschwindigkeitsgefälle v/z herrscht, wird v/z durch dv/dz ersetzt.
Die der Kraft F entgegengesetzt gerichtete Kraft ist die Reibungskraft, die auf die Transferwalze 60 einwirken kann, um den dort haftenden Resttoner RT zu lockern. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass die Reibungswalze 621 die Transferwalze 60 nirgends berührt bzw. ohne dazwischen liegende Trägerflüssigkeit FL betrieben wird, da sonst die Reibungskräfte zu groß sind bzw. das Prinzip nicht mehr funktioniert. Somit sollte die Reibungswalze 621 schmaler sein als der Schöpfbereich der Schöpfwalze 620. Zudem sollte die Reibungswalze 621 breiter sein als der Einfärbebereich auf der Transferwalze 60, um dort das ganze Restbild abreinigen zu können.
An Hand der 2 wird die Funktion der Erfindung weiter erläutert:
Mit der Schöpfwalze 620 wird Trägerflüssigkeit FL auf die Transferwalze 60 aufgebracht, die die Tonerverfestigung auf der Transferwalze 60 aufnehmen und abtransportieren soll. Danach wird über die Reibungswalze 621 der Resttoner RT durch die Reibungskräfte, die durch den Trägerflüssigkeitsfilm FL übertragen werden, von der Transferwalze 60 gelöst.
In einem ersten Ausführungsbeispiel wird von der Reinigungswalze 622 das Restbild RT zusammen mit einem Teil der Trägerflüssigkeit FL abgenommen. Dazu werden die elektrischen Kräfte der Tonerladung in einem über die Reinigungswalze 622 angelegten elektrischen Feld genutzt, um den Resttoner RT zur Reinigungswalze 622 zu ziehen.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel kann auch die Reibungswalze 621 an ein elektrisches Potential gelegt werden, um schon durch die Reibungswalze 621 das gelockerte Restbild RT abzunehmen. Dann muss durch die Reinigungswalze 622 nur noch der Rest der Trägerflüssigkeit FL mit evtl. noch vorhandenem Resttoner beseitigt werden. Wenn die Reibungswalze 621 schneller umläuft, kann diese einen größeren Anteil der Trägerflüssigkeit FL aufnehmen und damit auch einen größeren Teil des Restbildes.
Die Oberflächen der Transferwalze 60 und der Reibungswalze 621 können sich im Spalt SP in dieselbe Richtung (mit unterschiedlicher Oberflächengeschwindigkeit) oder in entgegen gesetzter Richtung (mit gleicher oder unterschiedlicher Oberflächengeschwindigkeit) bewegen. Durch die unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten ergibt sich eine Relativgeschwindigkeit zwischen der Transferwalze 60 und der Reibungswalze 621, die die Reibungskraft erzeugt.
Bezugszeichenliste

DS: Drucksystem
US: Umdruckstelle der Umdruckstation
SP: Spalt zwischen Reibungswalze und Transferwalze
PF: Geschwindigkeitspfeil
FL: Trägerflüssigkeit
RT: Resttoner
SP: Spalt
PL: Platte
TB: Tonerbild
1: Ladungsbildträger
2: Regenerationsbelichtung
3: Aufladestation
4: Bildmäßige Belichtung
5: Entwicklereinrichtung
6: Transfereinheit
7: Aufzeichnungsträger
8: Reinigungselement
52: Applikatoreinrichtung
520: Applikatorwalze
510: Rasterwalze
511: Kammerrakel
512: Vorratsbehälter
513: Pumpe
514: Pumpe
60: Transferwalze
61: Gegendruckwalze
62: Reinigungseinheit
620: Schöpfwalze
621: Reibungswalze
622: Reinigungswalze

Claims

Transfereinheit für ein elektrophoretisches Druck- oder Kopiergerät, bei dem auf einem Ladungsbildträger (1) Ladungsbilder von zu druckenden Bildern erzeugt werden, die durch Trägerflüssigkeit (FL) und Toner aufweisenden Flüssigentwickler zu Tonerbildern (TB) entwickelt werden und durch die Transfereinheit (6) in einer Umdruckstation (US) auf einen Bedruckstoff (7) umgedruckt werden, – bei der ein rotierendes Transferelement (60) vorhanden ist, das benachbart dem Ladungsbildträger (1) angeordnet ist und das die Tonerbilder (TB) vom Ladungsbildträger (1) übernimmt und der Umdruckstation (US) zuführt, – bei der benachbart dem Transferelement (60) hinter der Umdruckstation (US) ein Schöpfelement (620) vorhanden ist, das Trägerflüssigkeit (FL) auf das Transferelement (60) aufbringt, – bei der hinter dem Schöpfelement (620) und benachbart dem Transferelement (60) ein Reibungselement (621) in einem derartigen Abstand zum Transferelement (60) vorhanden ist, dass das Reibungselement (621) das Transferelement (60) nicht berührt und der zwischen Transferelement (60) und Reibungselement (621) bestehende Spalt (SP) vollständig mit Trägerflüssigkeit (FL) gefüllt ist, wobei das Reibungselement (621) und das Transferelement (60) mit derart unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten rotieren, dass eine Relativgeschwindigkeit an der Oberfläche zwischen Reibungselement (621) und Transferelement (60) besteht, wodurch über die zwischen Reibungselement (621) und Transferelement (60) vorliegende Trägerflüssigkeit (FL) Reibungskräfte auf das Transferelement (60) übertragen werden, die nach dem Umdruck auf dem Transferelement (60) verbliebenen Resttoner (RT) lockern.
Transfereinheit nach Anspruch 1, bei der das Reibungselement (621) an einem derartigen elektrischen Potential liegt, dass der elektrisch geladene Resttoner (RT) von dem Transferelement (60) zum Reibungselement (621) gezogen wird.
Transfereinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der hinter dem Reibungselement (621) benachbart dem Transferelement (60) ein Reinigungselement (622) angeordnet ist, das an einem derartigen elektrischen Potential liegt, dass der elektrisch geladene Resttoner (RT) von dem Transferelement (60) zum Reinigungselement (622) gezogen wird.
Transfereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Reibungselement (621) höchstens so breit ist wie das Schöpfelement (620).
Transfereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Reibungselement (621) mindestens so breit ist wie der Einfärbebereich mit Toner auf dem Transferelement (60).
Transfereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Transferelement (60) als Transferwalze ausgebildet ist.
Transfereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Reibungselement (621) als Reibungswalze ausgebildet ist.
Transfereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das Schöpfelement (620) als Schöpfwalze ausgebildet ist.
Transfereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der das Reinigungselement (622) als Reinigungswalze ausgebildet ist.