DE102011054694A1

DE102011054694A1 - Roll for guiding toner image from recording medium to platen roller of e.g. inkjet printer, has pores through which fluids passes upon rotation of roll

Info

Publication number: DE102011054694A1
Application number: DE201110054694
Authority: DE
Inventors: Alexander Breitenbach
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-04-25

Abstract

The roll (W1) has porous portion (1) that is made of sintered material such as sintered plastic and sintered ceramic. A top layer (2) made of porous material is arranged on the porous portion, which is anti-adhesive with respect to toner. A fluid resistant to toner is provided to interior of the porous portion. The fluid passes through the pores formed at the surface of roll upon rotation of the roll.

Description

Bei Tintendruckern bzw. elektrophoretischen Druckern, die Druckbilder mit Tinte bzw. Toner als Farbpartikel erzeugen, kann es vorkommen, dass Walzen eingesetzt werden, die einen Aufzeichnungsträger, der auf der einen Seite nicht fixierte oder ungenügend fixierte Druckbilder aufweist, führen, z.B. diesen umlenken oder an andere Walzen andrücken. Z.B. werden Walzen in einer Umdruckstation beim Übertrag von Druckbildern auf eine Seite des Aufzeichnungsträgers verwendet, wobei der Aufzeichnungsträger an ein Transferelement, z.B. eine andere Walze oder ein Band, auf dem die nicht fixierten Druckbilder angeordnet sind, angedrückt wird. Dabei kann ein elektrisches Feld eingesetzt werden, um den Übergang der Druckbilder zu fördern. Oder Walzen werden bei der Fixierung von Druckbildern eingesetzt, wobei die Walzen den Aufzeichnungsträger z.B. durch eine Fixierstation transportieren. Anforderungen an derart eingesetzte Walzen sind dann, dass sie eine hohe Antiadhäsion gegenüber den Farbpartikeln Tinte oder Toner bei gleichzeitiger Abrasionsbeständigkeit gegenüber dem Aufzeichnungsträger, z.B. Papier, aufweisen müssen. Wichtig ist zusätzlich, dass die Walzen nicht verschmutzen bzw. im Verschmutzungsfall leicht zu reinigen sind, da nicht abgenommene Farbpartikelreste eine Walzenumdrehung später wieder auf den Aufzeichnungsträger übertragen werden würden. In the case of ink printers or electrophoretic printers which produce printed images with ink or toner as color particles, it may happen that rollers are used which carry a recording medium which has on one side unfixed or insufficiently fixed printed images, e.g. deflect it or press it against other rollers. For example, Rollers are used in a transfer station in transferring print images on one side of the record carrier, the record carrier being attached to a transfer element, e.g. another roller or a belt on which the unfixed printed images are arranged, is pressed. In this case, an electric field can be used to promote the transition of the printed images. Or rollers are used in the fixing of printed images, the rollers the recording medium, e.g. transport through a fuser. Requirements for rolls used in this way are that they have a high anti-adhesion to the ink or toner color particles with simultaneous abrasion resistance to the recording medium, e.g. Paper, must have. It is also important that the rollers are not dirty or easy to clean in case of contamination, since not removed color particle residues would be a roller rotation later transferred back to the recording medium.

Walzen, die beim Umdruck oder zur Fixierung von Druckbildern eingesetzt werden, sind bekannt. In DE 694 34 753 T2 oder DE 694 04 921 T2 sind Walzen beschrieben, die einen schichtweise Aufbau aufweisen. Auf einen Metallschaft folgt von innen nach außen gesehen eine poröse Schicht, die als Ölreservoir dient, und darauf eine weitere poröse Schicht, die die Abgabe des Öls an der Oberfläche steuert. Bei Rotation der Walze wird durch die Fliehkraft das Öl aus dem Ölreservoir nach außen zur Oberfläche des Walze transportiert. Als Öl kann die Trägerflüssigkeit eines Toner und Trägerflüssigkeit aufweisenden Flüssigentwicklers verwendet werden. Rollers that are used in transfer printing or for fixing printed images are known. In DE 694 34 753 T2 or DE 694 04 921 T2 Rollers are described which have a layered structure. On a metal shaft follows from inside to outside a porous layer, which serves as an oil reservoir, and thereon another porous layer, which controls the release of the oil at the surface. As the roller rotates, the centrifugal force transports the oil from the oil reservoir out to the surface of the roller. As the oil, the carrier liquid of a toner and carrier liquid having liquid developer can be used.

Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, eine Walze anzugeben, die derart aufgebaut ist, dass die durch den Kontakt mit einem Aufzeichnungsträger verursachte Abrasion der Oberfläche minimiert ist und gleichzeitig die Oberfläche der Walze gereinigt wird bzw. das Anhaften von Farbpartikeln der Druckbilder verhindert wird. The problem to be solved by the invention is to provide a roller which is constructed such that the abrasion of the surface caused by the contact with a recording medium is minimized and at the same time the surface of the roller is cleaned or the adhesion of color particles of the printed images is prevented becomes.

Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This problem is solved according to the features of claim 1.

Bei einem elektrografischen Druckgerät wird z.B. eine Walze zum Andruck eines Tonerbilder transportierenden Aufzeichnungsträgers an eine Gegenwalze z.B. in der Umdruckstation vorgesehen. Die Walze weist einen porösen Grundkörper aus Sinterwerkstoff auf. Auf dem Grundkörper ist eine Deckschicht aus einem porösem Material angeordnet, das gegenüber Toner antiadhäsiv ist. In das Innere des Grundkörpers wird ein Fluid eingeführt, das Toner abweisend ist. Bei Rotation der Walze wandert das Fluid durch die Poren zur Oberfläche der Walze und befeuchtet diese, wobei verhindert wird, dass sich Toner auf der Oberfläche der Walze absetzen kann. In an electrographic printing device, e.g. a roller for pressing a toner image transporting recording medium to a counter roller e.g. provided in the transfer station. The roller has a porous body of sintered material. On the main body, a cover layer of a porous material is arranged, which is anti-adhesive to toner. Into the interior of the body, a fluid is introduced, the toner is repellent. As the roller rotates, the fluid travels through the pores to the surface of the roller and wets it, preventing toner from settling on the surface of the roller.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Walze ist darin zu sehen, dass deren Oberfläche von innen heraus benetzt wird und dabei gereinigt wird. Gleichzeitig wird die Walze antiadhäsiv gemacht, wenn das Fluid selbst antiadhäsive Eigenschaften gegenüber den Farbpartikeln der Druckbilder hat. The advantage of the roll according to the invention is the fact that its surface is wetted from the inside out and thereby cleaned. At the same time, the roll is made anti-adhesive when the fluid itself has anti-adhesive properties against the color particles of the printed images.

An Hand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert. With reference to embodiments, which are illustrated in the figures, the invention will be further explained.

Es zeigen: Show it:

1a als Teilansicht eine Walze im Schnitt mit einem Aufbau aus zwei Schichten, 1a as a partial view of a roll in section with a structure of two layers,

1b die Walze der 1a im Querschnitt, 1b the roller of the 1a in cross section,

2 eine Teilansicht einer zweiten Walze im Schnitt mit einem Aufbau aus drei Schichten. 2 a partial view of a second roller in section with a structure of three layers.

1a zeigt eine Teilansicht einer ersten Walze W1 in Seitenansicht im Schnitt, 1b die Walze W1 im Querschnitt. Die Walze W1 weist einen rohrförmigen Grundkörper 1 auf, auf dessen Oberfläche eine Deckschicht 2 aufgebracht ist. Der Grundkörper 1 ist z.B. beidseitig auf jeweils einem Flansch 3 angeordnet. Die Flansche 3 können aus Metall bestehen und jeweils in einem rohrförmigen Achsstück 7 enden, mit denen die Walze W1 drehbar gelagert ist. Durch mindestens ein rohrförmiges Achsstück 7 kann ein Fluid 6 in das Innere des Grundkörpers 1 zugeführt werden. 1a shows a partial view of a first roller W1 in side view in section, 1b the roller W1 in cross section. The roller W1 has a tubular base body 1 on, on its surface a cover layer 2 is applied. The main body 1 is, for example, on both sides on a flange 3 arranged. The flanges 3 can be made of metal and each in a tubular axle piece 7 ends, with which the roller W1 is rotatably mounted. By at least one tubular axle piece 7 can be a fluid 6 into the interior of the body 1 be supplied.

Der Grundkörper 1 kann aus einem elektrisch leitenden porösen Material bestehen, die Deckschicht 2 aus einem porösen elektrisch nicht leitenden Material hergestellt sein. An den Flansch 3 kann dann ein elektrisches Potential U angelegt werden, wenn z.B. ein elektrisches Feld zu einer anderen Walze erzeugt werden soll. Ein Stromfluss von dem Flansch 3 über die Deckschicht 2 zur anderen Walze ist wegen der isolierenden Deckschicht 2 dann unterbunden. Wenn die Oberfläche der Walze W1 von fest haftenden Ablagerungen zusätzlich gereinigt werden soll, kann an die Oberfläche eine Rakel 4 angelegt werden, die ebenfalls an ein elektrisches Potential U gelegt werden kann, um die Reinigung mittels elektrischem Feld zu unterstützen. The main body 1 may consist of an electrically conductive porous material, the cover layer 2 be made of a porous electrically non-conductive material. To the flange 3 can then be applied an electrical potential U, for example, if an electric field to another roller to be generated. A current flow from the flange 3 over the topcoat 2 to the other roller is because of the insulating cover layer 2 then stopped. If the surface of the roller W1 is to be additionally cleaned by firmly adhering deposits, a squeegee may be applied to the surface 4 be created, which also to an electrical potential U can be placed to assist cleaning by electric field.

Eine Weiterbildung der Walze W1 der 1 kann 2 entnommen werden. Hier weist die Walze W2 eine dritte Schicht 8 aus porösem elektrisch leitenden Material auf, die zwischen dem Grundkörper 1 und der Deckschicht 2 angeordnet ist und im Folgenden Zwischenschicht 8 genannt wird. Die Deckschicht 2 und der Grundkörper 1 können aus elektrisch isolierendem Material bestehen. An die Walze W2 und zwar an den Flansch 3 kann wiederum ein elektrisches Potential U angelegt werden, das z.B. über ein Verbindungsstück 5 mit der Zwischenschicht 8 verbunden sein kann. Dem Inneren der Walze W2 kann ein Fluid 6 über das Achsstück 7 zugeführt werden. A development of the roller W1 of 1 can 2 be removed. Here, the roller W2 has a third layer 8th made of porous electrically conductive material between the body 1 and the topcoat 2 is arranged and below interlayer 8th is called. The cover layer 2 and the main body 1 can be made of electrically insulating material. To the roller W2 and to the flange 3 In turn, an electrical potential U can be applied, for example via a connector 5 with the intermediate layer 8th can be connected. The interior of the roller W2 may be a fluid 6 over the axle piece 7 be supplied.

Die porösen Walzen W können somit von innen nach außen mit einem Fluid 6 durchströmt werden, das durch die porösen Schichten 1, 2 bei der Walze W1 oder 1, 2, 8 bei der Walze W2 zur Oberfläche der Walze W gelangt, so dass die Oberfläche der Walze W benetzt wird, wobei auf der Walze W eine antiadhäsive Beschichtung erzeugt werden kann und gleichzeitig die Oberfläche der Walze W gereinigt wird. Der Vorteil der Walze W besteht dann darin, dass eine Verschmutzung der Walze W aus der Walze W heraus an- bzw. abgelöst wird. Das Fluid 6 hängt von den Eigenschaften der Verschmutzungen auf der Oberfläche der Walze W ab, also insbesondere von den Eigenschaften der Farbpartikel der Druckbilder auf dem Aufzeichnungsträger. Als Fluid 6 eignet sich z.B. die Trägerflüssigkeit eines Flüssigentwicklers wie z.B. Mineralöl oder Silikonöl, wenn die Walze W in Kontakt mit Toner gelangt. Die Durchströmung des Fluids durch die Schichten 1, 2 evtl. 8 zur Oberfläche der Walze W kann durch Fliehkräfte erzeugt werden, wenn sich die Walze W an der Oberfläche z.B. mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,5 m/s bis 3,0 m/s dreht. Sie kann aber auch durch eine Pumpe erzeugt werden, die das Fluid 6 durch das Achsstück 7 in das Innere der Walze W drückt. Schließlich kann das Fluid 6 mit Hilfe eines im Inneren des Grundkörpers 1 angeordneten Leitblechs 9 durch die Poren der Walze W gedrückt werden (1b). Die Poren der Deckschicht 2 sollten so klein sein, dass Bestandteile des transportierten Materials z.B. eines Aufzeichnungsträgers, nicht in deren Poren eindringen können. The porous rollers W can thus from the inside to the outside with a fluid 6 flowing through the porous layers 1 . 2 at the roller W1 or 1 . 2 . 8th In the case of the roller W2, it comes to the surface of the roller W, so that the surface of the roller W is wetted, whereby an anti-adhesive coating can be formed on the roller W and, at the same time, the surface of the roller W is cleaned. The advantage of the roller W is then that a contamination of the roller W from the roller W is added or removed. The fluid 6 Depends on the properties of the contaminants on the surface of the roller W, ie in particular on the properties of the color particles of the printed images on the recording medium. As a fluid 6 For example, the carrier liquid of a liquid developer such as mineral oil or silicone oil is suitable when the roller W comes in contact with toner. The flow of fluid through the layers 1 . 2 Possibly. 8th to the surface of the roller W can be generated by centrifugal forces, when the roller W rotates at the surface, for example, at a speed between 0.5 m / s to 3.0 m / s. But it can also be generated by a pump, which is the fluid 6 through the axle piece 7 pushes into the interior of the roller W. Finally, the fluid can 6 with the help of one inside the main body 1 arranged baffle 9 are pressed through the pores of the roller W ( 1b ). The pores of the cover layer 2 should be so small that components of the transported material, eg a recording medium, can not penetrate into their pores.

Eine Walze W, die sich selbst reinigt und gleichzeitig antiadhäsiv ist, sollte folgende Eigenschaften aufweisen:

– Sie ist als poröses Rohr mit einer statistisch gleichmäßigen Verteilung der Poren bei den Schichten 1, 2, 8 über Umfang und Länge realisiert. Die Walze W sollte keine Bohrungen oder Schlitze aufweisen, da dies zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Benetzung der Oberfläche der Walze W führen würde.
– Die Zufuhr des Fluids 6 erfolgt durch einen zentralen Kanal (Bohrung) in dem Achsstück 7 axial nach innen und danach radial von innen nach außen. Das Fluid 6 hat antiadhäsive Eigenschaften gegenüber den Farbpartikeln der Druckbilder auf dem Aufzeichnungsträger.
– Wenn an die Walze W ein elektrisches Potential U angelegt werden soll, müssen Teile der Walze W elektrisch leitend sein. Wenn die Deckschicht 2 elektrisch isolierend sein soll, wird ein Aufbau mit elektrisch leitendem Grundkörper 1 und isolierender Deckschicht 2 oder mit einer elektrisch leitenden Zwischenschicht 8 und isolierendem Grundkörper 1 und Deckschicht 2 vorgesehen.
– Zur Reduzierung der Durchflusswiderstände kann der Grundkörper 1 poröser ausgeführt sein oder größere Poren aufweisen als die Deckschicht 2.

A roll W, which cleans itself and is anti-adhesive at the same time, should have the following properties:

- It is a porous tube with a statistically uniform distribution of pores in the layers 1 . 2 . 8th Realized over circumference and length. The roller W should have no holes or slits, as this would lead to an uneven distribution of wetting of the surface of the roller W.
- The supply of the fluid 6 takes place through a central channel (bore) in the axle piece 7 axially inwards and then radially from inside to outside. The fluid 6 has anti-adhesive properties against the color particles of the print images on the record carrier.
When an electric potential U is to be applied to the roller W, parts of the roller W must be electrically conductive. If the top coat 2 is to be electrically insulating, is a structure with electrically conductive body 1 and insulating cover layer 2 or with an electrically conductive intermediate layer 8th and insulating body 1 and topcoat 2 intended.
- To reduce the flow resistance, the main body 1 be made porous or have larger pores than the cover layer 2 ,

Vorteilhafte Werkstoffe für den Grundköper 1 sind:

– Sintermetall, z.B. Edelstahl, Bronze,
– Sinterkeramik, z.B. Oxide, Karbide, Nitride,
– Sinterkunststoff, z.B. PTFE, HDPE,
– Glasfaser verstärkter Kunststoff.

Advantageous materials for the basic body 1 are:

- sintered metal, eg stainless steel, bronze,
Sintered ceramics, eg oxides, carbides, nitrides,
Sintered plastic, eg PTFE, HDPE,
- Fiberglass reinforced plastic.

Die Deckschicht 2 kann elektrisch isolierend oder leitend, je nach Anwendungsfall, ausgeführt werden. Sie kann aus gesinterter Keramik, Sinterkunststoff aufgebaut sein oder eine poröse Plasmabeschichtung aufweisen. The cover layer 2 can be electrically insulating or conductive, depending on the application, executed. It can be made of sintered ceramic, sintered plastic or have a porous plasma coating.

Die Zwischenschicht 8 kann elektrisch leitfähig ausgeführt sein, wenn der Grundkörper 1 und die Deckschicht 2 elektrisch isolierend ausgeführt sind und an die Walze W ein elektrisches Feld angelegt werden soll. Die Zwischenschicht 8 kann durch ein Metallnetz, eine gesinterte Zwischenschicht oder Plasmabeschichtung realisiert werden. Die Poren können größer als bei der Deckschicht 2 gewählt werden. Als Werkstoff kann ein Metall wie z.B. Aluminium, Silber oder Kupfer verwendet werden. The intermediate layer 8th can be made electrically conductive when the body 1 and the topcoat 2 are performed electrically insulating and to the roller W an electric field to be applied. The intermediate layer 8th can be realized by a metal mesh, a sintered intermediate layer or plasma coating. The pores can be larger than the cover layer 2 to get voted. As a material, a metal such as aluminum, silver or copper can be used.

Als Fluid 6 kann ein Toner abweisendes Medium eingesetzt werden, um die Walze W antiadhäsiv zu machen, wenn der Aufzeichnungsträger Tonerbilder transportiert. As a fluid 6 For example, a toner-repellent medium may be employed to render the roller W anti-adhesive when the recording medium transports toner images.

Zur Reinigung der Walze W von stark haftenden Ablagerungen kann als Reinigungselement eine Rakel 4 aus Metall oder Kunststoff eingesetzt werden, ebenso eine Dichtlippe oder andere weiche Medien. Das Reinigungselement kann zur Verbesserung der Reinigung an eine elektrische Spannung gelegt werden, so dass Verschmutzungen mittels eines elektrisches Feldes von der Walze W abgezogen werden. To clean the roll W of strongly adhering deposits, a doctor blade can be used as the cleaning element 4 made of metal or plastic, as well as a sealing lip or other soft media. The cleaning element can be placed on an electrical voltage to improve the cleaning, so that pollution by an electric field from the roller W are deducted.

Als Beispiel einer Walze W kann eine Andruckwalze in einer Umdruckstation eines elektrografischen Druckers gewählt werden, mit der ein Aufzeichnungsträger an eine Transferwalze angedrückt wird. Besonders problematisch ist der Fall, wenn der Aufzeichnungsträger an der Walzenseite Tonerbilder trägt, die noch nicht fixiert sind, wie dies bei Duplexdruck der Fall sein kann. In diesem Fall kann die Walze W einen Aufbau aus zwei Schichten aufweisen und als poröses Metallrohr mit poröser Keramikbeschichtung realisiert werden:

– Poröses Rohr als Grundkörper 1 aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff, z.B. Siliziumkarbid.
– Poröse Deckschicht 2 aus elektrisch isolierendem Material z.B. Aluminiumtitanat.
– Eine evtl. vorgesehene Reinigungsrakel 4 sollte an einem elektrischen Potential U liegen.

As an example of a roller W, a pressure roller in a transfer station of an electrographic printer can be selected, with which a recording medium is pressed against a transfer roller. Particularly problematic is the case when the recording medium carries on the roll side toner images that are not yet fixed, as can be the case with duplex printing. In this case, the roll W may have a structure of two layers and be realized as a porous metal pipe with a porous ceramic coating:

- Porous tube as a basic body 1 made of an electrically conductive material, eg silicon carbide.
- Porous topcoat 2 made of electrically insulating material such as aluminum titanate.
- A possibly provided cleaning scraper 4 should be at an electrical potential U.

Bei Einsatz der Walze W als Umlenkwalze bei einem Tintendruckgerät ist folgender Aufbau zweckmäßig:

– Grundkörper 1 z.B. aus poröser Keramik aus einem Sinterwerkstoff. Sonst ist der Grundkörper 1 frei wählbar, da keine elektrischen Anforderungen gestellt werden.
– Als Deckschicht 2 eignet sich vor allem PTFE, das sehr antiadhäsiv ist.

When using the roller W as a deflection roller in an ink printing device, the following structure is appropriate:

- basic body 1 eg of porous ceramic made of a sintered material. Otherwise, the body is 1 freely selectable, as no electrical requirements are made.
- As a topcoat 2 PTFE is especially suitable, which is very anti-adhesive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

W W: Walze roller
U U: elektrisches Potential electrical potential
1 1: Grundkörper body
2 2: Deckschicht topcoat
3 3: Flansch flange
4 4: Rakel doctor
5 5: Verbindungsstück joint
6 6: Fluid fluid
7 7: Achsstück axle piece
8 8th: Zwischenschicht interlayer
9 9: Leitblech für das Fluid Baffle for the fluid

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 69434753 T2 [0002]
DE 69404921 T2 [0002]

Claims

Roller for guiding a printed image-carrying recording medium, in which a tubular porous body ( 1 ) is provided of sintered material, in the interior of which a fluid ( 6 ), wherein the pores of the main body ( 1 ) are designed such that the fluid ( 6 ) through the pores on the surface of the roller (W) and can wet them.

Roller according to Claim 1, in which the body ( 1 ) of electrically conductive material, a porous cover layer ( 2 ) is applied from electrically non-conductive material.

Roller according to Claim 1, in which on the base body ( 1 ) of electrically insulating material, a porous, electrically conductive intermediate layer ( 8th ) and on a porous cover layer ( 2 ) made of electrically insulating material.

Roller according to one of Claims 1, 2 or 3, in which the basic body ( 1 ) is made of sintered metal, sintered ceramic or sintered plastic.

Roller according to one of the preceding claims, in which the basic body ( 1 ) laterally on rotatably mounted tubular metallic flanges ( 3 ) is arranged.

Roller according to one of Claims 2 to 5, in which the cover layer ( 2 ) is made of sintered ceramic or sintered plastic.

Roller according to one of Claims 3 to 6, in which the intermediate layer ( 8th ) is made of metal.

Roller according to one of the preceding claims, in which the size of the pores in the layers ( 1 . 2 . 8th ) of basic body ( 1 ) to the cover layer ( 2 ) decreases.

Roller according to one of the preceding claims, in which the fluid ( 6 ) is anti-adhesive to color particles of the printed images.

Roller according to one of the preceding claims, in which the fluid ( 6 ) due to the centrifugal force of the rotating roller (W), one inside the body ( 1 ) arranged guide plate ( 9 ) or one by a pump in the main body ( 1 ) generated pressure flows through the pores.

Roller for pressing a print image bearing recording medium to a counter roll in the transfer station of an electrographic printing device, in which a base body ( 1 ) is provided from electrically conductive porous silicon carbide, in which on the base body ( 1 ) a cover layer ( 2 ) of porous aluminum titanate is arranged as an electrically insulating material, in which as fluid ( 6 ) a toner repellent medium in the interior of the body ( 1 ) is introduced.