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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Drucker zum Aufbringen eines
Druckbildes auf eine Endlosbahn, die Bilder auf den mit hoher Geschwindigkeit
getragenen Bahnen formen.
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Bei
einem Drucker, der Endlosbahnen ohne Einzugslöcher verwendet und auf der
Bahn ein Bild bei gleichzeitigem Vorrücken desselben durch Benutzung
eines Einzugsrollen-Mechanismus erzeugt – ist ein Drucken möglich, das
keine Druckpositionsverschiebungen erwarten lässt, weil kein zu deutlicher Schlupf
zwischen Band und Einzugsrollen auftritt. Wenn aber der Drucker
ein Hochgeschwindigkeitstyp ist, der in der Lage ist, mehr als 100
Seiten pro Minute zu drucken, oder wenn er ein Typ für den Ultra-Hochgeschwindigkeitsbereich
ist, der mehr als 200 Seiten pro Minute drucken kann, wird es bei
der herkömmlichen
Konfiguration schwierig, die Bahn dem bildformenden Abschnitt exakt
zuzuführen;
und selbst wenn ein extrem dünnes
Papier, wie es beispielsweise für
ein Lexikon benutzt wird, mit einer Rate von 100 Seiten pro Minute
oder mehr verwendet wird, ist es notwendig, die Spannung, die Laufposition,
etc. des zugeführten
Bandes sehr genau zu steuern.
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Aus
WO 95/19929 A1 ist eine Druckvorrichtung mit Friktionsantrieb zur
Verarbeitung von Endlospapier bekannt. Sie enthält zu diesem Zweck einen Friktionsantrieb
aus Friktionsrollen, zwischen denen der Aufzeichnungsträger durchgeführt wird,
und eine Papierzuführeinrichtung.
In der Papierzuführeinrichtung
wird der Aufzeichnungsträger
in einer Bahnvorzentriereinrichtung ausgerichtet, danach in Aufzeichnungsträger-Transpor-trichtung
abgebremst, so dass der Aufzeichnungs träger eine vorgegebene Positionslage
im Friktionsantrieb einnimmt. Danach wird die Aufzeichnungsträgerbahn
in einer Stabilisierungszone durch Stabilisierungsrollen stabilisiert
und über
einen Schlaufenzieher dem Antrieb des Druckaggregates zugeführt.
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Diesem
Stand der Technik liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Druckeinrichtung
zur Verarbeitung von bandförmigen
Aufzeichnungsträgern
bereitzustellen, bei der der bandförmige Aufzeichnungsträger mit
Friktion angetrieben wird. Die Druckvorrichtung soll dabei perforiertes
als auch unperforiertes Papier verarbeiten können. Probleme, die bei einer
hohen Geschwindigkeit mit der Positionierung des Endlospapiers auftreten,
werden in diesem Zusammenhang nicht im Einzelnen angesprochen und
gelöst.
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Spezielle
Eigenarten, die bei verschiedenen Anordnungen der Förder- bzw.
Führungskomponenten
der dort beschriebenen Druckeinrichtung auftreten und deren Vor-
und Nachteile sind kein Gegenstand dieser Druckschrift.
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Aus
DE 197 49 603 A1 ist
eine Vorrichtung zum Transport eines Aufzeichnungsträgers in
einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät bekannt. Die Vorrichtung
umfasst eine Antriebswalze, eine relativ zur Antriebswalze verschiebbar
gelagerte Andruckwalze und eine Andruckfeder, die einen Andruck
der Andruckwalze auf die Antriebswalze bewirkt, wobei der Aufzeichnungsträger zwischen
der Antriebswalze und der Andruckwalze durch Reibschluss transportiert
wird und die Antriebswalze am Aufzeichnungsträger mit einer Berührfläche anliegt und
wobei sich die Kraftwirkung der Andruckfeder in eine erste, senkrecht
zur Berührfläche wirkende
radiale Kraftkomponente und eine zweite, von einer die Andruckwalze
führenden
Führungsfläche aufgenommene
Kraftkomponente aufteilt.
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Das
Problem, das durch die dort offenbarte Einrichtung gelöst werden
soll besteht darin, dass die Positionierung des Aufzeichnungsträger in Transportrichtung möglichst
exakt erfolgen kann. Diese Aufgabe soll für einen traktorlosen Antrieb
gelöst
werden und insbesondere dann zum Tragen kommen, wenn der Aufzeichnungsträger nach
einem Druckstopp wieder positioniert werden muss. Probleme, die
beim Positionieren eines Druckmediums im Zusammenhang mit hoher
Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit in Abhängigkeit vom Bandtyp des Druckmediums verursacht
werden, werden in dieser Druckschrift nicht angesprochen oder gelöst.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Drucker bereitzustellen,
der unabhängig
vom Bandtyp einen stabilen Einzug der Bahn bei hoher Geschwindigkeit
und mit hoher Genauigkeit ermöglicht.
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Die
genannte Aufgabe wird gelöst
durch einen Drucker mit den Merkmalen nach Anspruch 1.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Heranziehung der Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist eine Prinzipskizze
des Druckers, dargestellt als eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist eine Ansicht, welche
die Konfiguration des Steuerbereichteils der Ausführungsform
der 1 veranschaulicht;
und
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3 ist eine Prinzipskizze
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Das
Bezugszeichen 1 in 1 bezeichnet eine
Endlosbahn. Die Bahn 1 kann aus Papier, aus einem Kunststofffilm,
oder dgl. hergestellt sein. Die Bahn 1 wird über Führungsrollen 2 und 3,
die entlang der Bahnvorschubstrecke angeordnet sind, in eine Puffereinheit 4 eingegeben,
und die Führungsrolle 2 ist über einen
Zeitgaberiemen 2a mit einem Motor 2b verbunden
und wird mit einer Umfangsgeschwin digkeit in Drehung versetzt, die
größer als
die Vorschubrate des Bandes 1 ist und in der gleichen Richtung verläuft wie
die Vorschubrichtung des Bandes 1.
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Die
Puffereinheit 4 ist ausgestattet mit:
einem Speicherabschnitt 4a zum
zeitweiligen Speichern des zugeführten
Bandes 1;
einem Paar von Rollen 4b und 4c,
die am Bandlade-Bereich in Bezug auf den Speicherabschnitt 4a vorgesehen
sind;
einem Paar von Rollen 4d und 4e, die
am Bandentlade-Bereich in Bezug auf den Speicherbereich 4a vorgesehen
sind;
Motoren 4f und 4g, jeweils entsprechend
zum Antreiben der Rollen 4b und 4e; und
einer
Anzahl von Sensoren (bei dieser Ausführungsform: 3 Paare optischer
Sensoren 4h, 4i und 4j) zum Überwachen
der Größe des Durchhangs
des Bandes 1 im Speicherbereich 4a;
und sie steuert
die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Rollen 4b und 4e durch
die Motoren 4f und 4g gemäß der jeweiligen Ausgabe jedes
Sensors 4h, 4i, 4j, so dass die Größe des Durchhangs
des Bandes 1 im Speicherbereich 4a so begrenzt wird, dass
sie innerhalb einer vorbestimmten zulässigen Spanne bleibt, innerhalb
derer es erwünscht
ist, dass die Rolle 4e und der Motor 4g so beaufschlagt
werden, dass das erzeugte Drehmoment konstant gehalten und eine stabile
Steuerung des Drehmomentes durchgeführt wird, das für die Umdrehung
der Rolle 4e benötigt wird.
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In
der Nähe
der Rollen 4d und 4e, platziert im Bandentlade-Bereich
der Puffereinheit 4, ist ein Element 4k angebracht,
das die Randkantenpositionen des zugeführten Bandes 1 begrenzt,
innerhalb deren die Laufposition des in Kontakt mit dem Führungselement 4k stehenden
Bandes 1 leicht justiert werden kann, weil das Führungselement 4k auf
das im Stapelzustand befindliche Band 1 einwirkt. Bei dieser Ausführungsform
ist das Führungselement 4k so
angebracht, dass die Schräglagebreite
in der Vorschubrichtung des Bandes 1 mit einem maximalen
Spiel von etwa 1 mm während
des Starts des Vorschubs eingegrenzt werden kann (dieses Spiel kann
während
des stabilisierten Vorschubs etwa 0,5 mm betragen). Die Spannung
des Bandes 1 in der Anfangsphase seines Vorschubs wird
durch das von der Rolle 4 erzeugte Drehmoment und den Übernahmewinkel des
Bandes 1 in Bezug auf die Führungsrolle 5 (fixierte
Rolle) bestimmt, und der latorale Schrägungswinkel des Bandes 1 kann
bis zu einem bestimmten Ausmaß begrenzt
werden.
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Nachdem
das Band 1 aus der Puffereinheit 4 herausgezogen
worden ist, wird das Band 1 in eine Spannungs-Erteilungseinheit 6 über die
oben erwähnte
Führungsrolle 5 eingegeben.
Die Spannungs-Erteilungseinheit 6 besteht aus einer Eingaberolle 6c,
angetrieben durch einen Motor 6a und ein Zahnrad 6b,
einer Anpressrolle 6d, die so angebracht ist, dass sie
pressend gegen die Eingaberolle 6c anliegt, und einer Tänzerrolle 6e,
die beweglich auf der Bahnvorschubstrecke getragen wird.
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Die
vorhergehende Druckrolle 6d ist an einem Ende eines Arms 6f angebracht,
der so getragen wird, dass seine Schwingung um eine Achse 6g möglich ist;
and er wird gegen die Eingaberolle 6c durch die elastische
Kraft einer Feder 6h gepresst, die am anderen Ende des
Armes 6f angebracht ist. Die Tänzerrolle 6e ist an
einem Ende des Arms 6j angebracht, der so gelagert ist,
dass er dessen Schwingung um eine Achse 6e erlaubt; und
er ist so beschaffen, dass irgendwelche leichten Unterschiede der
Vorschubrate des zugeführten
Bandes 1 durch die elastische Kraft einer Feder 6k absorbiert
werden, welche am anderen Ende des Armes 6j angebracht
ist. Die Schwingungsposition des Armes 6j wird durch einen
Sensor 6m überwacht,
und die Rotation der Eingaberolle 6c wird gemäß der jeweils
besonderen Position des Armes 6j gesteuert, nämlich entsprechend
dem besonderen Ausgabepegel des Sensors 6m. Gemäß der vorliegenden
Erfindung spielt die Tänzerrolle 6e eine
wichtige Rolle bei der Steuerung der Spannung des Bandes 1 zwischen
der Eingaberolle 6c und einer Ausgaberolle 15c (was
in dieser Beschreibung später
im Einzelnen beschrieben wird). Das heißt, dass ein bildfor mender
Anlagenteil 10 zwischen der Eingaberolle 6c und
der Ausgaberolle 15c tätig
wird; und dies bedeutet, dass, wenn keine äußerst genaue Spannungssteuerung
an der Tänzerrolle 6e durchgeführt werden
kann, der Drucker das fatale Problem auslöst, dass die Bildkomponenten
jeder Farbe in einem positionsversetzten Zustand auf das Band 1 übertragen
werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird daher die Spannung
des Bandes 1 zwischen der Eingaberolle 6c und
der Ausgaberolle 15c durch die Tänzerrolle 6e so eingestellt,
dass sie innerhalb des Bereichs von 30 bis 200 N bleibt, je nach
dem Riesgewicht und der Breite des Druckpapiers.
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Anschließend wird
das Band 1, das aus der Spannungs-Erteilungseinheit 6 herausgezogen
wurde, über
eine Führungsrolle 7 in
eine Schräglage-Korrektureinrichtung 8 eingegeben.
Die Schräglage-Korrektureinrichtung 8 besteht
aus zwei positionsbegrenzenden Rollen 8a und 8b,
einem Sensor 8c zum Detektieren der Randkantenposition
der Bahn 1, und einem Antriebsmotor 8d. Die beiden
positionsbegrenzenden Rollen 8a und 8b sind so
gehaltert, dass sie rotationsmäßig in ihrer
parallelen Lage durch einen Tragrahmen 8d bewegt werden,
wobei die Rollen 8a, 8b so angebracht sind, dass
beide gegeneinander durch Drehen des Rahmens 8d um einen
Winkel in die geforderte Winkelstellung geneigt werden können, basierend
auf dem Ausgabepegel des Sensors 8c.
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Das
Band 1, das durch die Schräglage-Korrektureinrichtung 8 gelaufen
ist, wird dann über
eine Führungsrolle 9 in
den Bildformungsabschnitt 10 eingegeben. Wenngleich die
vorliegende Erfindung nicht auf die Benutzung des Bildformungsabschnittes 10 beschränkt ist,
stellt die vorliegende Ausführungsform
das Beispiel eines Bilderzeugungsabschnittes des Typs dar, der Tonerbilder
auf dem lichtempfindlichen Material unter Verwendung eines bekannten elektrophotographischen
Prozesses erzeugt; und sie zeigt die Konfiguration, bei der Bilder
auf eine Seite des Bandes 1 durch vier Bildformungsabschnitte 10a, 10b, 10c und 10d erzeugt
werden.
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Die
Struktur der bildgebenden Abschnitte 10a, 10b, 10c, 10d wird
weiter unten unter Benutzung des bildgebenden Teils 10a als
Beispiel beschrieben. Das Bezugszeichen 101 in der Figur
bezeichnet ein Band mit lichtempfindlichem Material. Wenn das lichtempfindliche
Band 101 zu rotieren beginnt, wird Hochspannung an einen
Korona-Lader 102 angelegt und die Oberfläche des
lichtempfindlichen Bandes 101 wird gleichförmig aufgeladen.
Der Laserstrahl, der von einer Lichtquelle 103 erzeugt wird,
die einen Halbleiter-Laser, lichtemittierende Dioden, etc. enthält, setzt
die Oberfläche
des lichtempfindlichen Bandes 101 der Belichtung durch
das Bild aus und erzeugt ein elektrostatisches latentes Bild auf
dem mit lichtempfindlichem Material versehenen Band 101.
Wenn die Fläche
des lichtempfindlichen Bandes 101, das dieses latente Bild
trägt,
eine Position erreicht die einer Bildentwicklungseinheit 104 zugekehrt
ist, wird ein Entwicklungs-Agens auf das elektrostatische latente
Bild angebracht, und ein Tonerbild wird auf dem lichtempfindlichen
Band 101 geformt. Das Tonerbild, das auf dem lichtempfindlichen Band 101 geformt
worden ist, wird durch das Einwirken einer Transfereinheit 105 auf
das Band 1 gezogen, wodurch eine Ladung entgegengesetzter
Polarität
gegenüber
derjenigen des Tonerbildes auf der Rückseite des Bandes 1 aufgebracht
wird. Die Fläche,
die die Transferposition des lichtempfindlichen Bandes 101 passiert
hat, wird durch eine Reinigungseinheit 106 gesäubert, um
sie für
die nächste
Druckoperation vorzubereiten.
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Nachdem
in der oben beschriebenen Weise das Tonerbild von den vier bildformenden
Abschnitten 10a, 10b, 10c und 10d auf
das Band 1 übertragen worden
ist, wird das Tonerbild im Wege des Durchgangs des Bandes 1 durch
eine Beheizungsvorrichtung 11 fixiert, und dann wird das
Band 1 vom Drucker über
Führungsrollen 12, 13 und 14,
einem Ausgaberollen-Mechanismus 15 und einer Ziehvorrichtung 16 abgenommen.
Anschließend
wird das Band 1 zu einem Nachprozessor (in der Figur nicht
dargestellt) gebracht, wo der Drucker dann die erforderlichen Prozeduren,
wie etwa das Schneiden, das Stapeln und Lochen, am Band 1 durchführt, um
so die Serie der Operationen zu beenden. Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist der Ausgaberollen-Mechanismus 15 ähnlich demjenigen des weiter
vorne in der Beschreibung erwähnten
Eingaberollen-Mechanismus 6c aufgebaut und besteht aus
einer Eingaberolle 15c, die durch einen Motor 15a und
ein Zahnrad 15b sowie eine Anpressrolle 15d angetrieben
wird, welche in Bezug auf die Eingaberolle 15c im Presssitz
angebracht ist, wobei die Anpressrolle 15d an dem einen
Ende eines Arms 15f angebracht ist, der so gelagert ist,
dass er sein Schwingen um eine Achse 15e erlaubt, und dass
er gegen die Eingaberolle 15c durch die elastische Kraft
einer Feder 15g angedrückt
wird, welche an dem anderen Ende des Armes 15f angebracht
ist.
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Der
Drucker wird durch einen Steuerteil 100 gesteuert. Die
Art und Weise, in der der Schleifenvorschubmotor 4f der
Eingabemotor 6a, der Antriebsmotor 8d, die Schräglage-Korrektureinrichtung 8 und der
Ausgabemotor 15a durch den Steuerabschnitt 100 gesteuert
werden, wird weiter unten unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Der
Schleifenvorschubmotor 4f wird so angetrieben, dass sich
seine Umdrehungsgeschwindigkeit gemäß des besonderen Bereichs eines
Druckpapier trennenden Sensors auf der Basis der digitalen Signale
der Schleifenpuffer-Speichervolumen-Überwachungsschalter
(beispielsweise optische Sensoren) 4h und 4j ändert.
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Beim
Eingabemotor 6a wird dessen Rotation gemäß der besonderen
Kerbposition eines Kodierers 6m gesteuert, der an der Tänzerrolle 6e angebracht ist;
und er wird so angetrieben, dass die Position der Tänzerrolle 6e (d.h.,
die Spannung des Druckpapiers) konstant gehalten wird.
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Der
Antriebsmotor 8d der Schräglage-Korrektureinrichtung 8 wird
gemäß dem besonderen Ausgabepegel
des Papierkanten-Detektionssensors 8c angetrieben und steuert
die Position des von der Schräglage-Korrektureinrichtung 8 abgeladenen
Papiers. Die Position des an die Bildformungseinheit 10 gelieferten
Papiers wird somit stabil gehalten.
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Die
Anzahl der Schlitze im Kodierer 18g einer Geschwindigkeits-Detektionsrolle
18 wird während
einer festgesetzten Zeitdauer durch eine Schlitzzählstrecke 102 bestimmt.
Die Geschwindigkeit des Ausgabemotors 15a wird gemäß dem besonderen
Zählwert
geändert,
um die Wirkungen der Querschnittseinengung des Papiers im Fixierbereich 11 und
die Wirkungen der Zunahme der Umfangsgeschwindigkeit der Ausgaberolle 15c zu
minimieren, die mit der Erwärmung
der Ausgaberolle 15e verbunden sind. Das heißt, dass
die Wirkungen der Wärme, die
von dem Fixierabschnitt 11 erzeugt wird, durch Ändern der
Geschwindigkeit des Ausgabemotors 15a unterdrückt werden
können.
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Das
Wärmeerzeugungsgerät 11 weist
eine Vielzahl von Heizplatten auf, so dass es thermische Energie
an die Bahn 1 liefern kann, wobei es eine Innenluft-Temperatur im Bereich
von 150 bis 350°C aufrechterhält und die
Bahn 1 erwärmt.
Falls der Bildformungsteil die Tintenstrahl-Technik statt der elektrophotographischen
Technik anwendet, kann das Heizgerät 11 als Mittel zum
Trocknen des auf dem Band 1 während der Tintenstrahl-Bearbeitung
aufgezeichneten Tintenbildes benutzt werden; und in diesem Falle
wird die Innenluft-Temperatur des Heizgerätes 11 so eingestellt,
dass sie innerhalb des Bereichs von etwa 40 bis 150°C bleibt.
Das Bezugszeichen 16a in 1 bezeichnet
den Motor zum Antreiben der Rolle, die das Zugelement 16 bildet;
und in ähnlicher
Weise bezeichnen die Bezugszeichen 17 und 18 jeweils
entsprechend die Anpressrolle und die Geschwindigkeits-Detektorrolle,
wobei die Anpressrolle 17 und die Geschwindigkeits-Detektorrolle 18 als
sogenannte „gekuppelte
rotierende Rollen" ausgebildet
sind, die gleichzeitig rotieren, wenn sie in Berührung mit der zugeführten Bahn 1 kommen.
Weiter weist die Drehachse der Geschwindigkeits-Detektorolle 18 eine
mit Schlitz versehene Scheibe (Kodierer 18g) auf und ist
so ausgebildet, dass sie die entsprechenden Schlitze unter Benutzung
optischer Sensoren, oder dergleichen erkennt. Die Rotationsgeschwindigkeit
der Ausgaberolle 15c wird durch den Steuerabschnitt 100 des
Druckers gemäß den Ausgabesignalen
der oben erwähnten
optischen Sensoren innerhalb einer voreingestellten Periode gesteuert, so
dass die Spannung des durch die Bildformungseinheit 10 geleiteten
Bandes 1 gesteuert wird. Das heißt, dass, wenn ein Signal von
der Geschwindigkeits-Detektorrolle 18 erhalten
wird, was bedeutet, dass der Vorschubstatus des Bandes 1 in
seiner Verzögerungsrichtung
detektiert worden ist, die Rotationsgeschwindigkeit der Ausgaberolle 15c gesteigert wird,
während
im entgegengesetzten Falle die Rotationsgeschwindigkeit der Ausgaberolle 15c verringert wird.
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Mit
Hilfe des Druckers der oben beschriebenen Konfiguration kann ein
Farbdrucken hoher Qualität,
das nicht anfällig
für Veränderungen
hinsichtlich der Bildposition ist, durchgeführt werden, weil die Bandspannung
zwischen der Eingaberolle 6c und der Ausgaberolle 15c durch
die Tänzerrolle 6e gesteuert
wird und somit der Vorschub des durch den Bildformungsabschnitt 10 gelaufenen
Bandes 1 stabilisiert werden kann.
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Wenngleich
die obige Beschreibung eine Konfiguration betrifft, bei der vier
Bildformungsbereiche 10a, 10b, 10c, 10d in
Reihe auf einer einzigen Seite des Bandes 1 angeordnet
sind, können
auch vier bildformende Bereiche 10e, 10f, 10g, 10h auf
der anderen Seite des Bandes 1 angeordnet werden, um so
die vorliegende Erfindung bei einem Drucker anzuwenden der in der
Lage ist, Farbbilder auf beiden Seiten des Bandes 1 zu
erzeugen. In diesem Falle macht das Anordnen der vier bildgebenden
Positionen auf der einen Seite des Bandes 1, nämlich 10e, 10f, 10g und 10h wie
in 3 dargestellt, den
Drucker unter praktischen Gesichtspunkten interessant, weil die
Höhe des
Druckers nicht zu stark gesteigert werden kann und weil seine Ausmaße kompakt
gestaltet werden können.