DE10354347B4

DE10354347B4 - Entwicklereinheit

Info

Publication number: DE10354347B4
Application number: DE10354347A
Authority: DE
Inventors: Bernd Schultheis; Dieter Jung; Holger Köbrich
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2023-11-21
Also published as: JP2007511801A; US7522868B2; EP1709492A1; WO2005050330A1; US20060285886A1; DE10354347A1

Abstract

Entwicklereinheit mit einem Tonervorrat und einer Tonerantrageinrichtung (23),
wobei mittels der Tonerantrageinrichtung (23) Toner auf einen Entwickler (30) aufgegeben wird,
wobei der Entwickler (30) in flächigem Kontakt mit einem OPC (10) bringbar ist,
wobei der Entwickler (30) ein endloses, über zwei Umlenkwalzen (31, 32) laufendes Entwicklerband (34) aufweist, das zwischen den Umlenkwalzen (31, 32) einen Kontaktbereich zum OPC (10) bildet und
wobei auf der beschichteten Oberfläche des Entwicklerbandes (34) in Transportrichtung des Entwicklerbandes (34) nach der Tonerantrageinrichtung (23) und vor dem Kontaktbereich eine Dosierwalze (24) abläuft,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Kontaktbereich zwischen den Umlenkwalzen (31, 32) eine Ladeeinrichtung (33) zugeordnet ist, mittels derer elektrische Ladung auf den auf das Entwicklerband (34) aufgebrachten Toner eintragbar ist,
dem Entwicklerband (34) ein Bandspanner zugeordnet ist und dem Bandspanner eine Steuereinheit zugeordnet ist, die den Bandspanner in Abhängigkeit eines vorgebbaren Sollwertes einstellt und
das Entwicklerband...

Description

Die Erfindung betrifft eine Entwicklereinheit mit einem Tonervorrat und einer Tonerantrageinrichtung, wobei mittels der Tonerantrageinrichtung Toner auf einen Entwickler aufgegeben wird, wobei der Entwickler in flächigem Kontakt mit einem OPC bringbar ist, wobei der Entwickler ein endloses, über zwei Umlenkwalzen laufendes Entwicklerband aufweist, das zwischen den Umlenkwalzen einen Kontaktbereich zum OPC bildet und wobei auf der beschichteten Oberfläche des Entwicklerbandes in Transportrichtung des Entwicklerbandes nach der Tonerantrageinrichtung und vor dem Kontaktbereich eine Dosierwalze abläuft.

Eine Entwicklereinheit dieser Art ist aus der EP 0 727 720 A1 bekannt. Die bekannte Entwicklereinheit arbeitet mit einem flüssigen Toner, bei dem es erster Linie auf die Konsistenz der Flüssigkeit und die Adhäsion auf dem Entwicklerband ankommt. Für Entwicklereinheiten mit Trockentonern sind andere Überlegungen anzustellen, um eindeutig abgegrenzte Bilder zu bekommen und Streuungen von Tonerpartikeln zu vermeiden, die die Qualität des Drucke verschlechtern. Ähnlich verhält es sich bei einem Verfahren nach der US 5 999 779 A .

Aus der JP 06 222657 A ist ein Entwicklersystem bekannt, bei dem eine bereits auf der Entwicklerwalze dosierte Tonerschicht lediglich auf ein Entwicklerband transferiert wird. Ähnlich arbeitet auch das Entwicklersystem nach der JP 06 308813 A .

Eine Color-Flüssigkeits-Entwicklungsmethode ist aus der US 6 137 976 A bekannt, bei der es wieder auf die Konsistenz der Flüssigkeit und die Adhäsion auf dem Entwicklerband ankommt.

Die DE 100 07 122 A1 zeigt das normale 1 K-Entwicklersystem mit einer Toner-Antragwalze und Entwicklenrwalze, bei der durch Andruck ein Nip erzeugt werden muss.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Entwicklereinheit der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der der Tonerübertrag in einem großflächigen Kontaktbereich zwischen OPC und dem Entwickler stattfindet und dabei vorzugsweise bei Verwendung eines Trockentoners verbessert wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass dem Kontaktbereich zwischen den Umlenkwalzen eine Ladeeinrichtung zugeordnet ist, mittels derer elektrische Ladung auf den auf das Entwicklerband aufgebrachten Toner eintragbar ist, dem Entwicklerband ein Bandspanner zugeordnet ist und dem Bandspanner eine Steuereinheit zugeordnet ist, die den Bandspanner in Abhängigkeit eines vorgebbaren Sollwertes einstellt und das Entwicklerband auf seiner den Toner aufnehmenden Oberfläche eine Rautiefe im Bereich kleiner 0,7 mal dem d_50vol -Wert des verwendeten Toners, insbesondere zwischen 5 und 8 μm aufweist.

Dabei wird der relativ große Nip auf dem Entwicklerband gebildet und der Toner lässt sich leichter vom Entwicklerband zum OPC übertragen. Die Tonerteilchen, die eine lange Verweilzeit im Kontaktbereich benötigen, werden sicher auf den OPC übertragen. Insbesondere eignet sich eine derartige Entwicklereinheit zur qualitativ hochwertigen Übertragung von keramischen Tonern.

Infolge der gegenüber dem Stand der Technik vergrößerten Nip-Ausgestaltung lassen sich auch die Umfangsgeschwindigkeiten von OPC und Entwickler und damit die Druckgeschwindigkeit deutlich steigern.

Mit dem Bandspanner kann die Bandspannung bspw. als Druckparameter gezielt eingestellt werden. Auf diese Weise lässt sich eine Anpassung an den verwendeten Tonertyp und/oder die übertragene Bildinformation einstellen.

Zur Vermeidung von Tonerrückständen auf dem Entwicklerband nach dem Übertrag auf dem OPC weist das Entwicklerband eine gegenüber dem Tonerteil geringere Rautiefe auf.

Denkbar ist jedoch auch, dass der Kontaktbereich im Abstand zu den beiden Umlenkwalzen angeordnet ist. Hierbei wirken im Kontaktbereich keine oder nur minimale Fliehkräfte auf den Toner ein. Damit ist die Gefahr, dass sich unbeabsichtigt Tonerteilchen ablösen, minimiert. Darüber hinaus wird bei dieser Ausgestaltung ein gleichmäßiger Anpressdruck über den gesamten Nip-Bereich bewirkt.

Die zur Unterstützung des Tonerübertrages verwendete Ladeeinrichtung kann von mindestens einer Korona oder mindestens einer Bias-Rolle gebildet sein. Bevorzugt ist die Ladeeinrichtung im Kontaktbereich zwischen den Berührpunkten, an denen das Entwicklerband auf den OPC und im ausreichenden Abstand zu diesen angeordnet. Auf diese Weise wird verhindert, dass außerhalb des Kontaktbereiches Streueffekte entstehen, die ein unkontrolliertes Ablösen des Toners bewirken.

In einer bevorzugten Erfindungsvariante kann es vorgesehen sein, dass die Dosierwalze unter Zwischenlage des Entwicklerbandes an einer der Umlenkwalzen anliegt. Hier wird ein vorbestimmter Spaltbereich zwischen Dosierwalze und Umlenkwalze geschaffen, in dem die Dicke der Tonerschicht auf dem Entwicklerband genau eingestellt werden kann. Ebenso kann auch für eine optimale Beschichtung des Entwicklerbandes vorgesehen sein, dass die Tonerantrageinrichtung als Antragwalze ausgebildet ist, die unter Zwischenlage des Entwicklerbandes auf einer der Umlenkwalzen abrollt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 in Seitendarstellung und im Schnitt einen Teil einer Entwicklereinheit mit einem zugeordneten OPC und

2 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht ein Entwicklerband einer Entwicklereinheit mit einem zugeordneten OPC.

In 1 ist eine Entwicklereinheit mit einem Entwicklergehäuse 20 abschnitts- weise dargestellt. Dem Entwicklergehäuse 20 ist eine in der Zeichnung nicht dargestellte auswechselbare Tonerkartusche zugeordnet. Aus dieser wird Tonerpulver in den Bereich zwischen zwei Mischschnecken 21, 22 in das Entwicklergehäuse dosiert. Im Anschluss an die Mischschnecken 21, 22 gelangt das Tonerpulver zu einer Tonerantrageinrichtung 23, die vorliegend als Antragwalze ausgebildet ist. Die Antragwalze 23 rollt auf der Oberfläche eines Entwicklerbandes 34 ab. Dabei überträgt die Antragwalze 23 das Tonerpulver. Das Entwicklerband 34 ist um zwei zueinander achsparallele Umlenkwalzen 31, 32 geführt. In Transportrichtung hinter der Antragwalze 23 ist eine Dosierwalze 24 angeordnet. Diese ist im Bereich der Umlenkwalze 32 angeordnet. Sie sorgt dafür, dass die Oberfläche des Entwicklerbandes 34 stets mit gleichmäßiger Schichtdicke mit Toner beladen ist. Die Umlenkwalze 31 dient als Spannrolle und kann quer zu ihrer Achsrichtung verstellt werden. Damit kann das Entwicklerband 34 unter eine vorgegebene Bandspannung gesetzt werden, die in einer Ausführungsform mittels elektrostatischer oder elektromagnetischer Stellglieder auch gezielt einstellbar sein kann.
Im Bereich zwischen den beiden Umlenkwalzen 31, 32 ist als Ladeeinrichtung 33 mindestens eine Korona oder mindestens ein Bias-Rolle angeordnet.
Wie die 1 erkennen lässt, steht eine OPC 10, die vorliegend als Phototrommel ausgebildet ist, in Kontakt mit dem Entwicklerband 34. Dabei wird die Oberfläche des OPC 10 von dem Entwicklerband 34 über einen Teil ihres Umfanges umschlungen. Die Umschlingung bildet einen Kontaktbereich, den sogenannten "Nip". Dieser Nip erstreckt sich vorliegend zwischen den beiden Berührlinien, in denen die Umlenkwalzen 31, 32 an dem OPC 10 anliegen. Die Ladeeinrichtung 33 ist zwischen diesen Berührlinien und im Abstand zu diesen angeordnet. Sie unterstützt im Kontaktbereich die Übertragung des Toners auf den OPC 10.
Der OPC 10 ist in bekannter Weise aufgebaut. Ihm ist eine Ladekorona 12 zugeordnet, die den OPC auf ein Ladungsniveau bringt. Mit einem LED-Schreibkopf 13 wird ein latentes Ladungsbild erzeugt. In Drehrichtung vor der Ladekorona ist eine Löschlampe 11 angeordnet. Diese entlädt den OPC vollständig.
Zur Durchführung eines Druckvorganges wird zunächst ein latentes Ladungsbild auf dem OPC 10 erzeugt. Dieses wird bei einer Drehung des OPC 10 der Entwicklereinheit 30 zugeführt. Gleichzeitig werden auch die Umlenkwalzen 31, 32 gedreht und das Entwicklerband 34 über die Antragwalze 23 gleichmäßig mit Toner beschichtet. Sobald das latente Ladungsbild den Kontaktbereich erreicht, wird der Toner vom Entwicklerband 34 auf den OPC 10 übertragen. Das geschieht zunächst allein aufgrund der Ladungsdifferenzen zwischen dem OPC 10 und den Tonerteilchen. In dem Bereich der Ladeeinrichtung 33 wird die Übertragung dann aktiv unterstützt.
Um Streueffekte zu vermeiden, kann die Ladungssteuerung auch so ausgelegt sein, dass ein Tonerübertrag allein im Bereich der Ladeeinrichtung 33 erfolgt.
Anstatt der in 1 gezeigten Korona kann als Ladeeinrichtung 33 auch mindestens eine Bias-Rolle verwendet werden. Diese rollt auf der dem OPC 10 abgekehrten Seite auf dem Entwicklerband 34 ab. Dabei kann eine Presskraft aufgebracht werden, die den Tonerübertrag zusätzlich zu der eingebrachten Ladespannung unterstützt.
Die Ladeeinrichtung 33 kann über eine Steuerung auch zum Ausgleich der Alterung des OPC 10 verwendet werden. Hierzu kann in Intervallen oder kontinuierlich die Ladespannung nachgeregelt werden.
In 2 ist eine zu der 1 alternative Ausgestaltung der Erfindung schematisch dargestellt. Dabei ist der OPC 10 zwischen den Umlenkwalzen 31, 32 und ohne Kontakt zu diesen angeordnet. Es bildet sich ein Nip, bei dem im gesamten Kontaktbereich gleiche Kräfte zwischen dem Entwicklerband 34 und dem OPC 10 wirken. Darüber hinaus wirken im Nip-Bereich keine Fliehkräfte auf den Toner, die zu Streueffekten führen können.

Claims

Entwicklereinheit mit einem Tonervorrat und einer Tonerantrageinrichtung (23), wobei mittels der Tonerantrageinrichtung (23) Toner auf einen Entwickler (30) aufgegeben wird, wobei der Entwickler (30) in flächigem Kontakt mit einem OPC (10) bringbar ist, wobei der Entwickler (30) ein endloses, über zwei Umlenkwalzen (31, 32) laufendes Entwicklerband (34) aufweist, das zwischen den Umlenkwalzen (31, 32) einen Kontaktbereich zum OPC (10) bildet und wobei auf der beschichteten Oberfläche des Entwicklerbandes (34) in Transportrichtung des Entwicklerbandes (34) nach der Tonerantrageinrichtung (23) und vor dem Kontaktbereich eine Dosierwalze (24) abläuft, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kontaktbereich zwischen den Umlenkwalzen (31, 32) eine Ladeeinrichtung (33) zugeordnet ist, mittels derer elektrische Ladung auf den auf das Entwicklerband (34) aufgebrachten Toner eintragbar ist, dem Entwicklerband (34) ein Bandspanner zugeordnet ist und dem Bandspanner eine Steuereinheit zugeordnet ist, die den Bandspanner in Abhängigkeit eines vorgebbaren Sollwertes einstellt und das Entwicklerband (34) auf seiner den Toner aufnehmenden Oberfläche eine Rautiefe im Bereich kleiner 0,7 mal dem d_50vol -Wert des verwendeten Toners, insbesondere zwischen 5 und 8 μm aufweist.
Entwicklereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Umlenkwalzen (31, 32) unter Zwischenlage des Entwicklerbandes (34) an dem OPC (10) angelegt ist.
Entwicklereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich im Abstand zu den beiden Umlenkwalzen (31, 32) angeordnet ist.
Entwicklereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (33) von mindestens einer Korona gebildet ist.
Entwicklereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung (33) von mindestens einer Bias-Rolle gebildet ist, die auf der dem OPC (10) abgewandten Seite auf dem Entwicklerband (34) abrollt.
Entwicklereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierwalze (24) unter Zwischenlage des Entwicklerbandes (34) an einer der Umlenkwalzen (31, 32) anliegt.
Entwicklereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerantrageinrichtung (23) als Antragwalze ausgebildet ist, die unter Zwischenlage des Entwicklerbandes (34) auf einer der Umlenkwalzen (31, 32) abrollt.