EP0115866A1 - Paper drive roll for a printer or copier installation using the electrophotografic principle - Google Patents
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Abstract
Über die Papierumlenkwalze wird ein mit Toner versehener Aufzeichnungsträger durch einen Lösungsmitteldampf enthaltenden Behälter durchgeführt und über Lösungsmitteldampf auf dem Aufzeichnungsträger fixiert. Die Papierumlenkwalze besteht dabei aus einem Hartschaumkörper aus Polymethacrylimid-Schaum, auf den ein elastisches Netzgewebe aus toner-abweisendem Material (Polyäthylen) aufgezogen ist. Durch den Aufbau ergibt sich eine massearme Papierumlenkwalze mit geringer Wärmeleitfähigkeit, so dass an der Oberfläche der Fixierwalze kein Lösungsmitteldampf kondensieren kann. Der massearme Aufbau der Papierumlenkwalze verhindert einen Wischdruck beim Hochlaufen bzw. Abbremsen der Papierbahn.A recording medium provided with toner is passed over the paper deflecting roller through a container containing solvent vapor and fixed on the recording medium via solvent vapor. The paper deflection roller consists of a rigid foam body made of polymethacrylimide foam, onto which an elastic mesh made of toner-repellent material (polyethylene) is attached. The construction results in a low-mass paper deflection roller with low thermal conductivity, so that no solvent vapor can condense on the surface of the fixing roller. The low-mass construction of the paper deflection roller prevents wiping pressure when the paper web starts up or brakes.
Description
Bei Druck- oder Kopiergeräten, welche nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeiten, muß bei Anwendung eines Druckverfahrens,wie es z.B. in der DE-PS 31 16 828 beschrieben ist, nach erfolgtem Umdruck das auf dem Papier haftende Tonerbild fixiert werden. Dieses Fixieren kann mit Hilfe eines Lösungsmitteldampfes geschehen. Die bedruckte Papierbahn wird dabei kontinuierlich in Form einer Schlaufe über Papierumlenkwalzen durch eine mit Lösungsmitteldampf angereicherte Fixierstation gezogen. Die Transportwalzen halten dabei die Papierbahn straff. Die Papierumlenkwalzen (Fixier- und Auslaufwalze) lenken die Papierbahn durch die Fixierstation. Der eigentliche Transport des Papiers erfolgt über eine außerhalb der Fixiereinrichtung angeordnete Transporteinrichtung, z.B. über Papiertraktoren.In the case of printing or copying devices which work on the principle of electrophotography, the use of a printing process such as e.g. is described in DE-PS 31 16 828, after the transfer printing is done, the toner image adhering to the paper is fixed. This fixation can be done with the help of a solvent vapor. The printed paper web is continuously drawn in the form of a loop over paper deflecting rollers through a fixing station enriched with solvent vapor. The transport rollers keep the paper web taut. The paper deflection rollers (fixing and outfeed roller) guide the paper web through the fixing station. The actual transport of the paper takes place via a transport device arranged outside the fixing device, e.g. about paper tractors.
Um Dampfverluste zu verhindern, befindet sich im oberen Abschnitt der Fixierstation eine Kältefalle, an der der Großteil des aus strömenden Lösungsmittedampfeskondensiert, so daß er aus der Fixierstation nicht austreten kann (DE-PS 31 16 828).In order to prevent loss of steam, there is a cold trap in the upper section of the fixing station, on which the majority of the solvent vapor escaping condenses, so that it cannot escape from the fixing station ( D -PS 31 16 828).
Bei einer Unterbrechung des Druckvorganges wird die Papierbahn innerhalb der Fixierstation aus der Zone hoher Dampfkonzentration herausgenommen, um eine zu hohe Durchfeuchtung zu vermeiden. Diese "Standby-Position" liegt in der kalten Zone. Bei längerem Aufenthalt in diesem Bereich kühlt die Fixierwalze zwangsläufig ab. Bei Wiederaufnahme des Druckbetriebes wird die Fixierwalze wiederum in den Dampfraum abgesenkt, dabei ist es unvermeidlich, daß an der Oberfläche der Fixierwalze solange Lösungsmitteldampf kondensiert, bis eine Temperaturangleichung bis oberhalb des Taupunktes erfolgt ist. Dieser Flüssigkeitsfilm wird von der über die Fixierwalze bewegten Papierbahn aufgesogen und ins Freie transportiert. Dabei kann es zu erhöhten Lösungsmittelverlusten kommen und zu Störungen des Druckbildes infolge einer starken Einwirkung des Lösungsmittels von der Papierrückseite her.If the printing process is interrupted, the paper web inside the fusing station is removed from the zone of high steam concentration in order to avoid excessive moisture penetration. This "standby position" is in the cold zone. If you stay in this area for a long time, the fuser roller will cool down. When printing operation is resumed, the fixing roller is lowered again into the steam space, it is inevitable that solvent vapor condenses on the surface of the fuser roller until the temperature has risen to above the dew point. This liquid film is absorbed by the paper web moved over the fusing roller and transported outside. This can lead to increased solvent losses and disturbances in the printed image as a result of a strong influence of the solvent from the back of the paper.
'Ein weiteres Problem bildet der beim Anlaufen und Stoppen der Druckeinrichtung auftretende sogenannte Wischdruck. Dieser Wischdruck kann dann auftreten, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Papierumlenkwalzen von der Transportgeschwindigkeit des Papieres abweichen. Der Wischdruck verschlechtert die Qualität des Druckbildes über die gesamte Zeilenbreite.Another problem is the so-called wiping pressure that occurs when the printing device starts and stops. This wiping pressure can occur when the peripheral speed of the paper deflection rollers deviate from the transport speed of the paper. The wiping print deteriorates the quality of the printed image across the entire line width.
Beim Durchlaufen der Fixierstation wird das auf dem Papier befindliche Tonerbild mittels eines Lösungsmitteldampfes auf dem Papier fixiert. Dies geschieht durch Anlösen des Tonerbildes. Das vom Fixiermitteldampf angelöste Tonerbild benötigt nun wieder eine gewisse Zeit um vom teigigen in den festen Zustand überzugehen. Beim Verlassen der Fixierstation über die Papierauslaufwalze liegt systembedingt, die Tonerbildseite des Papieres auf der Papierauslaufwalzenoberfläche auf. Dabei kann es vorkommen, daß noch teigige Tonerpartikel auf der Papierauslaufwalzenoberfläche kleben bleiben. Diese Tonerpartikel werden dann mit weiteren Umdrehungen der Auslaufwalze als indirekter Druck auf die-Papierbahn abgegeben. Dieser indirekte, oft auch als "Offset-Druck" bezeichnete Druck, wird dem Originaldruckbild störend überlagert.When passing through the fixing station, the toner image on the paper is fixed on the paper by means of a solvent vapor. This is done by dissolving the toner image. The toner image released by the fixative vapor now needs a certain time again to change from the pasty to the solid state. When leaving the fusing station via the paper discharge roller, the toner image side of the paper lies on the surface of the paper discharge roller due to the system. It may happen that doughy toner particles stick to the surface of the paper discharge roller. These toner particles are then released with further revolutions of the outlet roller as indirect pressure on the paper web. This indirect print, often referred to as "offset printing", is disruptively superimposed on the original print image.
Zur Vermeidung der beschriebenen Kondensatflecken beim Hinein- und Herausnehmen der Fixierwalze in den Bereich hoher Dampfkonzentration innerhalb der Fixierstation ist es bekannt, die Fixierwalze elektrisch zu beheizen. Dies erfordert jedoch einen hohen Aufwand.In order to avoid the described condensate stains when inserting and removing the fixing roller into the area of high steam concentration within the fixing station, knows to heat the fuser roller electrically. However, this requires a lot of effort.
Die Anwendung einer Walze auf deren zylindrischen Oberfläche eine Drahtwendel aufgebaut ist, welche das Kondensat zu den Stirnflächen hin ableitet, wie sie z.B. in der DE-OS 30 48 477-beschrieben ist, ist bei der Anwendung sehr hoher Dampfkonzentration nicht mehr möglich.The use of a roller on the cylindrical surface of which a wire helix is built up, which discharges the condensate to the end faces, as e.g. is described in DE-OS 30 48 477, is no longer possible when using a very high vapor concentration.
Aufgabe der Erfindung ist es, Papierumlenkwalzen zum Führen und Umlenken des Aufzeichnungsträgers in Druckeinrichtungen bereitzustellen, bei der es beim Umlenken des Aufzeichnungsträgers nicht zu Verwischungen des Druckbildes kommt.The object of the invention is to provide paper deflecting rollers for guiding and deflecting the record carrier in printing devices, in which there is no blurring of the printed image when the record carrier is deflected.
Die Papierumlenkwalze soll zum Einbau innerhalb der Fixierstation eines nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeitenden Druck- oder Kopiergerätes geeignet sein.The paper deflecting roller should be suitable for installation within the fusing station of a printing or copying device which works on the principle of electrophotography.
Diese Aufgabe wird bei einer Papierumlenkwalze der eingangs genannten Art gemäß dem kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 oder 2 gelöst.This object is achieved in a paper deflecting roller of the type mentioned at the outset according to the characterizing part of patent claims 1 or 2.
Dadurch, daß die Oberfläche der Papierumlenkwalze eine gitterförmige maschenartige Struktur aus Farbe- bzw. Toner abweisendem Material aufweist, kann es an den Berührungspunkten der Struktur mit dem Aufzeichnungsträger zu keinen Störungen des Schriftbildes kommen.The fact that the surface of the paper deflecting roller has a lattice-like mesh-like structure made of paint or toner-repellent material means that there can be no disturbances in the typeface at the points of contact of the structure with the recording medium.
Formt man außerdem den Walzenkörper aus einem Material geringer Dichte, wie z.B. einem Kunststoffschaum, kann infolge der geringen Masse und dem geringen Trägheitsmoment der Papierumlenkwalze, ein Wischdruck nicht auftreten. Eine besonders einfache vorteilhafte Ausführungsform der Papierumlenkwalze besteht aus einem Walzenkörper aus Kunststoffschaum mit über dem Walzenkörper gezogenem Schlauch aus einem Kunststoffgewebe.If the roller body is also formed from a low-density material, such as a plastic foam, wiping pressure cannot occur due to the low mass and the low moment of inertia of the paper deflection roller. A particularly simple advantageous embodiment of the paper deflecting roller consists of a roller body made of plastic foam with a tube made of a plastic fabric pulled over the roller body.
Die Papierumlenkwalze besitzt eine sehr geringe Wärmekapazität, verbunden mit einer kleinen Wärmeleitfähigkeit, so daß Probleme hinsichtlich der Betauung der Fixierwalze und damit der Beeinträchtigung des Druckbildes durch Kondensatflecken nicht mehr auftreten können.The paper deflecting roller has a very low heat capacity, combined with a low thermal conductivity, so that problems regarding the thawing of the fixing roller and thus the impairment of the printed image by condensate stains can no longer occur.
Das geringe Massenträgheitsmoment durch die Verwendung von Schaumstoff beim Aufbau der Papierumlenkwalze, verhindert einen Wischdruck.The low moment of inertia due to the use of foam in the construction of the paper deflection roller prevents wiping pressure.
Die Verwendung eines Schaumstoffkörpers als Papierumlenkwalze in Verbindung mit dem, den Schaumstoff überziehenden Kunststoffgewebe-Schlauch hat wesentliche Vorteile. So erhöht er die mechanische Abriebfestigkeit der Walzenoberfläche und verlängert damit die Standzeit der Papierumlenkwalze. Weiters wird dadurch der sogenannte nOffset- druck" verhindert, da das Schriftbild nur noch punktförmig auf der Gitterstruktur aufliegt.The use of a foam body as a paper deflecting roller in connection with the plastic fabric hose covering the foam has significant advantages. It increases the mechanical abrasion resistance of the roller surface and thus extends the service life of the paper deflection roller. Furthermore, the so-called n offset printing is prevented, since the typeface only lies on the lattice structure in a punctiform manner.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beispielsweise beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings and described below, for example.
Es zeigt
- Fig. 1 ein Prinzipbild einer elektrofotografischen Druckeinrichtung, die eine Fixierstation aufweist, in der mit Hilfe von Lösungsmitteldampf fixiert wird, und
- Fig. 2 eine Ausführungsform der Papierumlenkwalze mit einer ausschnittsweise vergrößerten Darstellung (A) der Gitterstruktur.
- Fig. 1 is a schematic diagram of an electrophotographic printing device which has a fixing station in which is fixed with the help of solvent vapor, and
- Fig. 2 shows an embodiment of the paper deflection roller with a partially enlarged representation (A) of the lattice structure.
Aus der Fig. 1 ergibt sich ein prinzipieller Aufbau einer elektrofotografischen Druckeinrichtung. Eine Trommel 10 mit einer fotoleitfähigen Oberfläche wird mit Hilfe einer Koronaentladeeinrichtung 12 gleichmäßig aufgeladen. Anschließend wird mit Hilfe eines Zeichengenerators 14, über z.B. einen Laser ein Ladungsbild auf der Trommel 10 erzeugt. Die Ladungsbilder werden anschließend in einer Entwicklerstation 16 z.B. nach dem Magnetbürstenprinzip entwickelt. In einer Übertragungsstation 18 werden die nunmehr auf der Oberfläche der Trommel 10 angeordneten Tonerbilder auf Bildempfangsmaterial 20, z.B. eine Papierbahn als endgültigen Aufzeichnungsträger übertragen.1 shows a basic structure of an electrophotographic printing device. A
Dazu wird das Bildempfangsmaterial.20 an die Oberfläche der Trommel 10 herangeführt. Anschließend wird es durch eine Fixierstation 22 durchgeführt. Der Aufbau der Fixierstation 22 ist z.B. in der DE-OS 28 38 864 ausführlicher beschrieben.For this purpose, the
Die Fixierstation 22 besteht zunächst aus einem Behälter 24, an dessen Bodenfläche eine Heizeinrichtung 26 angecrdnet ist. Ein auf den Boden des Behälters 24 gegebenes Lösungsmittel wird durch Erhitzen verdampft. Um ein Austreten des.Lösungsmitteldampfes aus dem Behälter 24 zu verhindern, sind im oberen Bereich des Behälters 24 Kühlschlangen 28 angeordnet. In diesem Bereich kondensiert der Lösungsmitteldampf vom Kopf zum Boden des Behälters zurück. Mit Hilfe einer Fixierwalze 30 wird das Bildempfangsmaterial 20 durch den Behälter 24 gelenkt..Wenn fixiert werden soll, befindet sich dabei die Fixierwalze 30 in der Position I. Damit befindet sich das Bildempfangsmaterial 20 im Bereich des Lösungsmitteldampfes, der auf das darauf gebrachte Tonerbild einwirken kann. Während der Betriebspausen ist es zweckmäßig, das Bildempfangsmaterial 20 aus dem Bereich des Lösungsmitteldampfes herauszunehmen. Dazu wird die Fixierwalze 30 im Behälter 24 nach oben bewegt und in den Bereich der Kühlschlangen 28 gebracht, und zwar in die Position II. Dort.kühlt sich die Fixierwalze ab. Wird die Fixierwalze 30 wieder in die Position I gebracht, besteht die Gefahr, daß auf ihrer Oberfläche Lösungsmitteldampf kondensiert. Wird das Bildempfangsmaterial 20 unmittelbar über die Oberfläche der Fixierwalze 30 geführt, würde dieses das Kondensat von der Oberfläche der Fixierwalze 30 aufsaugen und aus dem Behälter heraus transportieren.The
Um dieses Bilden von Kondensat von vornherein zu vermeiden, besteht die Fixierwalze 30 entsprechend der Darstellung der Fig. 2 aus einem rollenförmigen Walzenkörper 32 aus Polymethacrylimid-Schaum (Hartschaum) mit einem über den Walzenkörper gezogenen Kunststoffgewebe aus Polyäthylen 33. Ein derartiges Kunststoffgewebe ist z.B. aus dem Verpakkungsbereich bekannt. Dabei wird dieses Gewebe schlauchförmig von einer Rolle abgezogen und über den zu verpackenden Gegenstand gezogen. Entsprechend der ausschnittsweisen vergrößert dargestellten Gitterstruktur der Fig. 2 besteht das Kunststoffgewebe aus übereinander kreuzförmig angeordneten Kunststoffäden.In order to avoid this formation of condensate from the outset, the
Die in der Fig. 2 dargestellten Papierumlenkwalzen 30 und 35 läßt sich in einfacher Weise herstellen. Zu diesem Zwecke wird auf den rollenförmigen Walzenkörper 32 das Kunststoffnetz oder -gewebe 33 aufgezogen, und so abgeschnitten, daß es seitlich die Ränder des Walzenkörpers 32 überlappt. Bedingt durch die Elastizität des Kunststoffnetzes 33 ziehen sich die überstehenden Bereiche des Kunststoffnetzes 33 radial etwas zusammen. Die überstehenden Bereiche werden dann an den Stirnflächen des Walzenkörpers32 über kreisförmige Kunststoffolien 34 aus schweißfähigem Material, z.B. Polyäthylen verschweißt. Damit ergeben sich vollständig plane Stirnflächen.The
Zwei beispielhafte Ausführungsformen der Papierumlenkwalze haben einen Durchmesser von ca. 40 und ca. 60mm, und eine Länge von 400mm, wobei das Kunststoffnetz aus Einzelfäden von ca. 5/10mm besteht und im aufgezogenen Zustand auf dem Walzenkörper 32 eine Maschenweite von 1cm hat. Die Stirnflächen des Walzenkörpers 32 bestehen aus einer kreisförmigen Polyäthylenfolie, die mit dem Kunstnetz unter Druck bei 120°C verschweißt ist:
- Bei der Auswahl des auf den Papierwalzenkörper aufzuziehenden Kunststoffschlauches ist darauf zu achten, daß das Kunststoffnetz aus einem toner-abweisenden Kunststoff besteht bzw. von einem toner-abweisenden Kunststoff überzogen ist.
- When selecting the plastic hose to be pulled onto the paper roll body, care must be taken that the plastic net consists of a toner-repellent plastic or is covered by a toner-repellent plastic.
Bei einer hier nicht dargestellten Ausführungsform der Papierumlenkwalze ist anstelle des schlauchförmigen Kunststoffgewebes die gitterförmige Struktur direkt in den Walzenkörper eingeprägt, wobei auch hier die Bereiche, die mit dem Aufzeichnungsträger direkt in Berührung kommen, eine toner-abweisende Oberfläche haben.In one embodiment of the paper deflecting roller, not shown here, the lattice-shaped structure is embossed directly into the roller body instead of the tubular plastic fabric, the regions which come into direct contact with the recording medium here also having a toner-repellent surface.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet , daß mindestens die mit dem Aufzeichnungsträger (20) in Berührung kommenden Bereiche der Papierumlenkwalze (30) eine gitterförmige, maschenartige Struktur aufweisen, die aus zwischen Vertiefungen der Papierumlenkwalzenoberfläche angeordneten schmalen, das Aufzeichnungsmaterial abweisenden, Erhöhungen besteht, auf denen der Aufzeichnungsträger aufliegt.1. paper deflecting roller for guiding the recording medium in printing devices,
characterized in that at least the areas of the paper deflecting roller (30) which come into contact with the recording medium (20) have a lattice-like, mesh-like structure which consists of narrow elevations which repel the recording material and are arranged between depressions of the paper deflecting roller surface and on which the recording medium rests.
dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenkörper (32) aus Polymethacryl-imid-Schaum und das Kunststoffnetz (33) aus Polyäthylen besteht.5. paper deflection roller according to claim 4,
characterized in that the roller body (32) consists of polymethacrylic imide foam and the plastic net (33) consists of polyethylene.
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