DE102009024912B4

DE102009024912B4 - Verfahren zum Ändern der Temperatur einer Bedruckstoffbahn in einem Drucker oder Kopierer

Info

Publication number: DE102009024912B4
Application number: DE102009024912A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Christian (TU) Riedl; Dipl.-Ing. Stefan (FH) Röhl; Dipl.-Ing. Christian (FH) Wallis
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2029-06-16
Also published as: DE102009024912A1

Abstract

Verfahren zum Ändern der Temperatur einer Bedruckstoffbahn in einem Drucker oder Kopierer, bei dem mit Hilfe einer Kontaktwalze (50), deren Mantelfläche eine voreingestellte Temperatur hat, die Bedruckstoffbahn (12) erwärmt oder abgekühlt wird, bei dem mit Hilfe eines Sensors mindestens eine Eigenschaft der Bedruckstoffbahn (12, 12') ermittelt wird, wobei der Umschlingungswinkel (α), über den die Bedruckstoffbahn (12) die Kontaktwalze (50) kontaktiert, mit Hilfe mindestens einer verschiebbaren Umlenkwalze (58, 58') in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaft dynamisch während des Druckbetriebs geändert wird, wobei die Umlenkwalze (58, 58') in einer Transportrichtung (P1), in die die Bedruckstoffbahn (12, 12') beim regulären Betrieb des Druckers (10) oder Kopierers (10) transportiert wird, gesehen vor der Kontaktwalze (50) angeordnet ist, wobei bei einer Vergrößerung des Umschlingungswinkels (α) die Geschwindigkeit, mit der sich die Oberfläche der Kontaktwalze (50) dreht, temporär bis zum Abschluss der Vergrößerung des Umschlingungswinkels (α) verringert wird, so dass die Geschwindigkeit, mit...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ändern der Temperatur einer Bedruckstoffbahn in einem Drucker oder Kopierer. Die verwendete Vorrichtung umfasst eine Kontaktwalze, deren Mantelfläche eine voreingestellte Temperatur hat.
Aus dem Dokument DE 27 17 260 C3 ist eine Wärmeschmelzfixiereinrichtung für auf einem Aufzeichnungsträger befindliche Tonerbilder mit einem einen Fixierspalt bildenden Walzenpaar, von dem mindestens die mit dem Toner in Berührung kommende Fixierwalze erwärmt ist, und mit einer Führungseinrichtung zum Zuführen des Aufzeichnungsträgers zu dem Fixierspalt bekannt. Der Aufzeichnungsträger kommt mit seiner Tonerbildseite bereits vor dem Fixierspalt innerhalb eines Umschlingungswinkels mit der Fixierwalze in Berührung. Die Führungseinrichtung besteht aus einem als Vorheizeinrichtung ausgebildeten Sattel, der an seinem der Fixierwalze abgewandten Ende zur Einstellung des Umschlingungswinkels um eine Achse in Richtung der Fixierwalze verschwenkbar gelagert ist. Durch die Vorheizeinrichtung werden der Toner und der Aufzeichnungsträger bereits vor dem Kontakt mit der beheizten Fixierwalze erwärmt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass der Energiebedarf hoch ist, da sowohl die Vorheizeinrichtung als auch die Fixierwalze beheizt werden müssen. Ferner sind der verhältnismäßig komplizierte Aufbau und die sich hieraus ergebenden hohen Kosten nachteilig. Darüber hinaus ist es nachteilig, dass eine Änderung der Erwärmung des Aufzeichnungsträgers nur über eine Änderung der Temperatur der Fixierwalze und/oder der Vorheizeinrichtung möglich ist. Eine solche Änderung der Temperatur der Fixierwalze und/oder der Vorheizeinrichtung dauert vergleichsweise lange, so dass die Fixierwirkung nur langsam geändert werden kann.
Aus dem Dokument DE 91 15 888 U1 ist eine Anordnung zum Fixieren von Tonerbildern auf einem Aufzeichnungsträger eines elektrofotografischen Druck- oder Kopiergerätes zur kombinierten Anwendung von Druck und Wärme in einer Fixierpresszone zwischen einer Fixierwalze und einer Andruckwalze, von denen mindestens eine beheizt ist und zwischen denen der das Tonerbild tragende Aufzeichnungsträger hindurch geführt wird, bekannt. Die Anordnung umfasst eine Walzenanordnung mit einer oder mehreren Fixierwalzen und Andruckwalzen, die derart aufgebaut ist, dass der Aufzeichnungsträger beim Durchlaufen der Walzenanordnung mindestens zwei erste und zweite Fixierpresszonen hintereinander passiert. Nachteilig hieran ist, dass mindestens zwei Fixierwalzen und/oder mindestens zwei Andruckwalzen benötigt werden, wodurch ein einfacher und kompakter Aufbau der Anordnung erschwert wird. Bei der Verwendung zweier oder mehrerer beheizter Fixierwalzen entstehen hohe Energiekosten. Eine Änderung der Fixierwirkung ist nur über eine Änderung der Temperatur der Fixierwalze und somit nur mit relativ großer Zeitverzögerung möglich.
Aus dem Dokument WO 97/10533 A1 ist eine Fixiereinrichtung zum Fixieren von Tonerbildern auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger in einem Druck- oder Kopiergerät mit einem Fixierwalzen aufweisenden Thermofixierbereich und einem dem Thermofixierbereich in Aufzeichnungsträgerlaufrichtung vorgelagerten, bedarfsweise verschwenkbaren Führungssattel, der an seinem dem Thermofixierbereich zugewandten Ende eine Umlenkkante aufweist. Über die Umlenkkante wird der Aufzeichnungsträger dem Thermofixierbereich zugeführt. Die Umlenkkante ist vorzugsweise als verschleißfeste Stahlwelle ausgebildet, die drehfixierbar in der Halterung am Führungssattel angeordnet ist. Nachteilig sind der komplizierte Aufbau des Führungssattels und die Anfälligkeit des Führungssattels gegen Verschleiß.
Aus dem Dokument US 5,428,433 A ist eine elektrografische Druckeinrichtung zum ein- und beidseitigen Bedrucken einer Endlospapierbahn bekannt. Die Druckeinrichtung umfasst einen an eine Fixierwalze an- und abschwenkbaren unbeheizten Papierführungssattel, bei dem das Endlospapier vor dem eigentlichen Fixieren in einem durch die Schwenklage des Führungssattels vorgebbaren Umschlingungswinkel um die Fixierwalze geführt wird. Nachteilig hieran ist, dass der Umschlingungswinkel durch den Führungssattel nur vor dem oder bei dem Starten des Druckbetriebes der Druckeinrichtung einstellbar ist.
Aus dem Dokument US 5,887,236 A ist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Bildes bekannt, die eine Fixiereinheit umfasst, die mindestens ein Walzenpaar zur thermischen Fixierung des Toners des Bildes hat.
Aus dem Dokument US 2005/0195270 A1 ist ein thermischer Drucker bekannt, bei dem der Umschlingungswinkel in einem Farbübertragungsbereich veränderbar ist.
Aus dem Dokument DE 93 06 448 U1 ist eine Glättwerksanordnung zur Behandlung einer Materialbahn in einem in einem Walzenpaar gebildeten Walzenspalt bekannt, wobei eine der Walzen beheizt ist und der Umschlingungswinkel der Materialbahn um diese beheizte Walze veränderbar ist.
Aus dem Dokument DE 38 15 463 C2 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Glätte und Glanz auf einer Papierbahn in einer Kalanderanordnung bekannt. Die Kalanderanordnung umfasst mindestens ein Walzenpaar, wobei eine dieser Walzen beheizt ist und der Umschlingungswinkel der Papierbahn um die beheizte Walze veränderbar ist.
Aus dem Dokument US 4,071,392 A1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von gewelltem Karton bekannt.
Aus dem Dokument JP 2005-037645 A ist eine Fixiereinheit bekannt, die eine Fixierwalze und ein Andruckband zum Andrücken der Papierbahn an die Fixierwalze umfasst, wobei der Umschlingungswinkel des Andruckbandes um die Fixierwalze veränderbar ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ändern der Temperatur einer Bedruckstoffbahn in einem Drucker oder Fotokopierer anzugeben, bei dem das Maß der Änderung der Temperatur der Bedruckstoffbahn auf einfache Weise einstellbar und dynamisch während des Druckbetriebs änderbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung umfasst die verwendete Vorrichtung zum Ändern der Temperatur einer Bedruckstoffbahn eine Kontaktwalze, deren Mantelfläche eine voreingestellte Temperatur hat. Ferner hat die Vorrichtung eine in Transportrichtung der Bedruckstoffbahn vor der Kontaktwalze angeordnete, in mindestens eine Richtung bewegbar gelagerte Umlenkwalze. Mit Hilfe der Umlenkwalze ist der Umschlingungswinkel, über den die Bedruckstoffbahn die Kontaktwalze kontaktiert, einstellbar. Die Transportrichtung der Bedruckstoffbahn ist diejenige Richtung, in die die Bedruckstoffbahn beim regulären Betrieb der Vorrichtung transportiert wird. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Antriebseinheit zum Bewegen der Umlenkwalze und eine Steuereinheit zum Steuern der Antriebseinheit. Des Weiteren hat die Vorrichtung einen Sensor zum Ermitteln mindestens einer Eigenschaft der Bedruckstoffbahn. Die Steuereinheit steuert die Antriebseinheit in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaft der Bedruckstoffbahn.
Über den Umschlingungswinkel kann bei gleicher Transportgeschwindigkeit und gleicher Temperatur der Kontaktwalze das Maß der Änderung der Temperatur der Bedruckstoffbahn auf einfache Weise eingestellt werden. Je größer der Umschlingungswinkel ist, umso stärker wird die Bedruckstoffbahn erwärmt oder abkühlt. Auf diese Weise kann die Erwärmung oder Abkühlung beispielsweise an den verwendeten Bedruckstoff angepasst werden. Durch die Ermittlung mindestens einer Eigenschaft der Bedruckstoffbahn und durch die Veränderung des Umschlingungswinkels in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaft kann die Erwärmung oder die Abkühlung der Bedruckstoffbahn zeitnah und dynamisch an sich ändernde Parameter angepasst werden kann. Des Weiteren verschleißt eine solche Umlenkwalze nur langsam, so dass eine hohe Lebensdauer und somit geringe Kosten erreicht werden. Ferner wird durch die Einstellung des Umschlingungswinkels mit Hilfe des der Umlenkwalze ein einfacher Aufbau der der Fixiereinheit und somit geringe Kosten erreicht.
Es ist vorteilhaft, wenn der Sensor ein Temperatursensor zur Ermittlung der Ist-Temperatur der Bedruckstoffbahn ist und wenn die Steuereinheit die Antriebseinheit in Abhängigkeit von der ermittelten Ist-Temperatur der Bedruckstoffbahn ansteuert. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Temperatursensor die Ist-Temperatur der Bedruckstoffbahn nach dem Kontakt der Bedruckstoffbahn mit der Kontaktwalze ermittelt. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit die Ist-Temperatur mit einer voreingestellten Soll-Temperatur vergleicht und wenn die Steuereinheit die Antriebseinheit derart ansteuert, dass diese den Umschlingungswinkel durch eine entsprechende Bewegung des Umlenkwinkels so einstellt, dass die Ist-Temperatur der Soll-Temperatur entspricht. Auf diese Weise wird eine Regelung der Temperatur der Bedruckstoffbahn nach dem Kontakt der Bedruckstoffbahn mit der Kontaktwalze über eine entsprechende Regelung des Umschlingungswinkels mit Hilfe der Umlenkwalze erreicht. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Bedruckstoffbahn nach dem Kontakt mit der Kontaktwalze die gewünschte Soll-Temperatur unabhängig von sich während des Druckprozesses ändernden Parametern hat. Solche Parameter können beispielsweise aufgebrachten Tintemenge oder die aufgebrachte Tonermenge sein.
Die Ansteuerung der Umlenkwalze und somit die Einstellung des Umschlingungswinkels erfolgt insbesondere in Form eines Regelkreises. Alternativ kann ein Soll-Bereich vorgegeben sein, in dem die mit Hilfe des Temperatursensors ermittelte Temperatur sein soll.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Umlenkwalze mit Hilfe einer Linearführung bewegbar gelagert. Die Umlenkwalze ist insbesondere mit Hilfe eines auf einer Schiene verschiebbar gelagerten Schlittens bewegbar. Auf diese Weise wird ein einfacher und kostengünstiger Aufbau erreicht.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Antriebseinheit ein elektronisch kommutierter Motor ist. Hierdurch wird erreicht, dass während des Druckbetriebes auftretende Kräfte ausgeglichen werden können und somit einer Beschädigung der Bedruckstoffbahn vorgebeugt wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktwalze eine beheizte Fixierwalze einer Fixiereinheit zum Fixieren von auf der Bedruckstoffbahn aufgebrachter Tinte oder aufgebrachten Toner ist. Bei dem Bedrucken der Bedruckstoffbahn mit Toner wird die erwärmte Bedruckstoffbahn mit Hilfe einer Andruckwalze in einem Fixierbereich der Fixiereinheit gegen die Fixierwalze gedrückt und somit eine dauerhafte Fixierung des Toners auf der Bedruckstoffbahn erreicht. Die Andruckwalze ist vorzugsweise von der Fixierwalze wegbewegbar. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Andruckwalze ebenfalls beheizt sein. Bei dem Bedrucken der Bedruckstoffbahn mit Tinte wird die Bedruckstoffbahn durch die Fixiereinheit getrocknet Mit Hilfe der Umlenkwalze kann über den Umschlingungswinkel die Erwärmung der Bedruckstoffbahn und des Toners bzw. der Tinte, und somit die Fixierwirkung, dynamisch in Abhängigkeit der mit Hilfe des Sensors ermittelten Eigenschaft der Bedruckstoffbahn verändert werden. Insbesondere können die Erwärmung und die Fixierwirkung verglichen mit Fixiereinheiten, bei denen die Temperatur der Fixierwalze für eine Änderung der Fixierwirkung verändert werden muss, schnell durch eine Änderung des Umschlingungswinkels geändert werden. Hierdurch kann die Fixierwirkung zeitnah an sich ändernde Parameter, beispielsweise die aufgebrachte Menge an Toner oder Tinte, angepasst werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Kontaktwalze eine gekühlte Walze einer Kühleinheit zum Kühlen der Bedruckstoffbahn. Nach dem Erwärmen der Bedruckstoffbahn in der Fixiereinheit wird die Bedruckstoffbahn durch die Kühleinheit abgekühlt. Über die Änderung des Umschlingungswinkels kann die Abkühlung der Bedruckstoff schnell und zeitnah dynamisch geändert werden. Hierdurch können insbesondere Beschädigungen der Bedruckstoffbahn durch zu starkes Austrocknen vermieden werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ändern der Temperatur einer Bedruckstoffbahn in einem Drucker oder Kopierer, bei dem mit Hilfe einer Kontaktwalze, deren Mantelfläche eine voreingestellte Temperatur hat, die Bedruckstoffbahn erwärmt oder abgekühlt wird. Mit Hilfe eines Sensors wird mindestens eine Eigenschaft der Bedruckstoffbahn ermittelt. Der Umschlingungswinkel, in dem die Bedruckstoffbahn die Kontaktwalze kontaktiert, kann mit Hilfe einer Umlenkwalze in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaft dynamisch und schnell eingestellt werden.
Der Umschlingungswinkel wird vorzugsweise in Abhängigkeit der Temperatur der Kontaktwalze, der Geschwindigkeit, mit der die Bedruckstoffbahn transportiert wird, und/oder mindestens einer Eigenschaft der Bedruckstoffbahn eingestellt. Alternativ oder zusätzlich kann der Umschlingungswinkel auch in Abhängigkeit anderer als der zuvor genannten Parameter eingestellt werden. Hierdurch wird erreicht, dass die Bedruckstoffbahn unabhängig von den zuvor genannten Parametern auf eine optimale Soll-Temperatur erwärmt bzw. abgekühlt wird.
Es ist vorteilhaft, wenn die Eigenschaft der Bedruckstoffbahn kontinuierlich während des Betriebs des Druckers oder Kopierers ermittelt wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Bedruckstoffbahn jederzeit wenigstens annähernd die gewünschte Soll-Temperatur nach dem Kontakt mit der Kontaktwalze hat.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Ist-Temperatur der Bedruckstoffbahn ermittelt wird und wenn die Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur verglichen wird. Der Umschlingungswinkel wird in Abhängigkeit des Ergebnisses dieses Vergleiches geregelt. Auf diese Weise wird ebenso sichergestellt, dass die Bedruckstoffbahn jederzeit die Soll-Temperatur hat. Die Einstellung des Umschlingungswinkels erfolgt insbesondere in Form eines Regelkreises. Hierbei können neben der Temperatur der Bedruckstoffbahn nach dem Kontakt mit der Kontaktwalze zusätzlich oder alternativ auch noch weitere Größen berücksichtigt werden.
Bei einer Vergrößerung des Umschlingungswinkels wird die Geschwindigkeit, mit der sich die Kontaktwalze dreht, temporär derart verringert, so dass die Geschwindigkeit, mit der sich die Oberfläche der Kontaktwalze dreht geringer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Bedruckstoffbahn durch einen Hauptantrieb transportiert wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Bedruckstoffbahn durch den Hauptantrieb in Transportrichtung gesehen vor der Kontaktwalze schneller bewegt wird als die Bedruckstoffbahn aufgrund des Kontaktes der Bedruckstoffbahn mit der Kontaktwalze und einer Andruckwalze zum Andrücken der Bedruckstoffbahn an die Kontaktwalze transportiert wird. Auf diese Weise kann der Umschlingungswinkel durch Verschieben der Umlenkwalze auf einfache Weise schnell vergrößert werden. Umgekehrt wird bei einer Verkleinerung des Umschlingungswinkels die Kontaktwalze temporär mit einer größeren Geschwindigkeit gedreht, so dass die Geschwindigkeit der Oberfläche der Kontaktwalze temporär größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Bedruckstoffbahn durch den Hauptantrieb transportiert wird. Nachdem die gewünschte Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Umschlingungswinkels ausgebildet ist, wird die Kontaktwalze wieder beschleunigt bzw. abgebremst, bis die Oberfläche der Kontaktwalze sich wieder mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie die Bedruckstoffbahn durch den Hauptantrieb transportiert wird.
Es ist vorteilhaft, wenn bei einem Startvorgang in einem ersten Schritt die Kontaktwalze auf eine erste Geschwindigkeit beschleunigt wird und in einem zweiten Schritt der Hauptantrieb auf diese erste Geschwindigkeit beschleunigt wird. In einem dritten Schritt wird die Andruckwalze zum Andrücken der Bedruckstoffbahn an die Kontaktwalze in eine Position gebracht, in der die Bedruckstoffbahn gegen die Kontaktwalze gedrückt wird. In einem vierten Schritt werden die Kontaktwalze und der Hauptantrieb auf eine zweite Geschwindigkeit, die größer ist als die erste Geschwindigkeit, beschleunigt. Der Hauptantrieb wird hierbei in einer kürzeren Zeit auf die zweite Geschwindigkeit beschleunigt als die Kontaktwalze. Die Umlenkwalze wird derart verschoben, dass der gewünschte Umschlingungswinkel erreicht wird. Die Kontaktwalze und der Hauptantrieb werden vorzugsweise derart auf die erste Geschwindigkeit beschleunigt, dass der Hauptantrieb und die Kontaktwalze zeitgleich die erste Geschwindigkeit erreichen. Aufgrund der größeren Masse muss die Beschleunigung der Kontaktwalze früher beginnen als die Beschleunigung des Hauptantriebs.
Durch die schnellere Beschleunigung des Hauptantriebs auf die zweite Geschwindigkeit als der Kontaktwalze wird erreicht, dass die Bedruckstoffbahn durch den Hauptantrieb schneller transportiert wird als sie durch den Kontakt mit der Kontakt- und der Andruckwalze transportiert wird. Hierdurch wird die Länge des Teils der Bedruckstoffbahn, der sich zwischen dem Hauptantrieb und der Kontaktwalze befindet, derart vergrößert, dass der gewünschte Umschlingungswinkel ausgebildet werden kann. Die Beschleunigung des Hauptantriebes und der Kontaktwalze auf die zweite Geschwindigkeit erfolgt insbesondere derart, dass exakt der gewünschte Umschlingungswinkel ausgebildet werden kann. Alternativ können die Einstellung des Umschlingungswinkels und die Beschleunigung des Hauptantriebes und der Kontaktwalze in Form eines Regelkreises ausgebildet sein.
Bei einem Stoppvorgang wird der Hauptantrieb vorzugsweise schneller abgebremst als die Kontaktwalze. Die Umlenkrolle und die Andruckrolle werden derart verschoben, dass die Bedruckstoffbahn nicht gegen die Kontaktwalze gelenkt wird. Unter einem Stoppvorgang wird verstanden, wenn die mit Transportgeschwindigkeit transportierte Bedruckstoffbahn bis zum Stillstand abgebremst wird. Durch das schnellere Abbremsen des Hauptantriebes wird erreicht, dass der Umschlingungswinkel reduziert wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Bedrucken einer Bedruckstoffbahn;
2 eine schematische Darstellung eins Ausschnitts der Vorrichtung nach 1; und
3 den Verlauf der Bedruckstoffbahn während eines Druckbetriebszustands.
In 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 10 zum Bedrucken einer Bedruckstoffbahn 12 gezeigt. Die Vorrichtung 10 ist in 1 in zwei Betriebszuständen gezeigt. Während des Druckbetriebszustandes wird Toner oder Tinte auf die Bedruckstoffbahn 12 übertragen. Die einzelnen Einheiten und Elemente der Vorrichtung 10 sind im Druckbetriebszustand durch Volllinien dargestellt. Ebenso ist der Verlauf der Bedruckstoffbahn 12 während des Druckbetriebszustandes durch die Volllinie 12 dargestellt. Während des Ruhebetriebszustandes wird die Bedruckstoffbahn 12 nicht bewegt. Die Positionen derjenigen Elemente, die im Ruhebetriebszustand eine andere Position als im Druckbetriebszustand haben, sind im Ruhebetriebszustand durch Strichlinien dargestellt. Ebenso entsprechen ihre Bezugszeichen den Bezugszeichen desselben Elementes im Druckbetriebszustand und sind zur Unterscheidung jeweils mit einem Strich versehen. Der Verlauf der Bedruckstoffbahn im Ruhebetriebszustand ist dementsprechend durch die Strichlinie und das Bezugszeichen 12' dargestellt, sofern der Verlauf der Bedruckstoffbahn 12' und der Verlauf der Bedruckstoffbahn 12 im Druckbetriebszustand voneinander abweichen. Bei der folgenden Beschreibung wird beispielhaft von einem Bedrucken der Bedruckstoffbahn 12 mit Toner ausgegangen. Alternativ kann die Bedruckstoffbahn 12 auch mit Tinte bedruckt werden.
Die Vorrichtung 10 zum Bedrucken der Bedruckstoffbahn 12 umfasst eine Fixiereinheit 14, einen optionalen Kühlpuffer 16, ein Druckmodul 18 und einen Hauptantrieb 20. Bei der Bedruckstoffbahn 12 handelt es sich insbesondere um eine Papierbahn.
Die Bedruckstoffbahn 12 wird während des Druckbetriebszustandes mit Hilfe des Hauptantriebes 20 in Transportrichtung P1 transportiert. Der Hauptantrieb 20 umfasst insbesondere eine Antriebswalze 22 und eine Andruckwalze 24. Mittels der Andruckwalze 24 wird die Bedruckstoffbahn 12 gegen die Antriebswalze 22 gedrückt. Durch eine Drehung der Antriebswalze 22 in Richtung des Pfeils P2 wird die Bedruckstoffbahn 12 in Transportrichtung P1 transportiert. Die Bedruckstoffbahn 12 wird der Vorrichtung 10 durch eine Einzugseinheit 26 zugeführt. Die Einzugseinheit 26 umfasst vorzugsweise eine angetriebene Walze 28 und eine Andruckwalze 30, mit deren Hilfe die Bedruckstoffbahn 12 gegen die angetriebene Walze 28 gedrückt wird. Bei der Rotation der Antriebswalze 28 wird die Bedruckstoffbahn 12 aus einem nicht dargestellten Bedruckstoffbahnvorrat entnommen und der Vorrichtung 10 zugeführt. Die Bedruckstoffbahn 12 wird vor dem Eintritt in die Vorrichtung 10 beispielsweise über Umlenkwalzen geführt. Eine dieser Umlenkwalzen ist in 1 beispielhaft gezeigt und mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet.
Ferner umfasst die Vorrichtung 10 zum Bedrucken der Bedruckstoffbahn 12 eine Bremseinheit 34, mit deren Hilfe die Bedruckstoffbahn 12 abgebremst werden kann. Die Bremseinheit 34 umfasst insbesondere zwei Walzen 36, 38 zwischen denen die Bedruckstoffbahn 12 hindurchtransportiert wird.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Druckmodul 18 eine Umdruckeinheit 18, die ein Transferband 40 umfasst, welches über eine Vielzahl von Walzen 42 bis 46 geführt wird. Auf der Außenoberfläche des Transferbandes 40 ist das Tonerbild aufgetragen, das im Umdruckbereich 48 auf die der Umdruckeinheit 18 zugewandte Seite der Bedruckstoffbahn 12 übertragen wird. Während des Umdruckens ist die Umdruckwalze 46 derart angeordnet, dass das Transferband 40 die Bedruckstoffbahn 12 kontaktiert und der auf dem Transferband 40 aufgebrachte Toner auf die Bedruckstoffbahn 12 übertragen wird.
Der auf der Bedruckstoffbahn 12 aufgebrachte Toner wird mit Hilfe der Fixiereinheit 14 auf der Bedruckstoffbahn 12 fixiert. Die Fixiereinheit 14 umfasst eine Fixierwalze 50 und eine Andruckwalze 52. Die Fixierwalze 50 ist beheizt, so dass zumindest die Oberfläche der Fixierwalze 50 erwärmt ist. Bei einer alternativen Ausführungsform kann auch die Andruckwalze 52 beheizt sein. Die Bedruckstoffbahn 12 kontaktiert mit der Oberfläche, auf der der Toner durch die Umdruckeinheit 18 aufgebracht wurde, die Oberfläche der Fixierwalze 50. Auf diese Weise wird sowohl der Toner als auch die Bedruckstoffbahn 12 erwärmt. Der Toner wird insbesondere soweit erwärmt, dass die Glasübergangstemperatur erreicht oder überschritten wird. Im Druckbetriebszustand ist die Andruckwalze 52 derart angeordnet, dass die Bedruckstoffbahn 12 in einem Fixierbereich 54 gegen die Fixierwalze 50 gedrückt wird. Durch den Andruck der erwärmten Bedruckstoffbahn 12 und des erwärmten Toners wird eine Fixierung des Toners erreicht.
Der Winkel α, über den die Bedruckstoffbahn 12 die Fixierwalze 50 kontaktiert, wird als Umschlingungswinkel α bezeichnet. Die Mantelfläche der Fixierwalze 50 ist vorzugsweise in dem gesamten Umschlingungsbereich, in dem die Bedruckstoffbahn 12 die Fixierwalze 50 kontaktiert, auf eine voreingestellte Temperatur erwärmt. Je größer der Umschlingungswinkel α ist, umso stärker werden der Toner und die Bedruckstoffbahn 12 erwärmt. Auf diese Weise wird insbesondere eine Vorerwärmung des Toner vor der eigentlichen Fixierung im Fixierbereich 54 erreicht. Bei einem einseitigen Bedrucken der Bedruckstoffbahn 12 kontaktiert die Bedruckstoffbahn 12 die Fixierwalze 50 mit der bedruckten Seite. Bei einem beidseitigen Druck der Bedruckstoffbahn 12 kontaktiert die Bedruckstoffbahn 12 die Fixierwalze 50 mit derjenigen Seite, die soeben bedruckt wurde.
Nach dem Fixieren wird die Bedruckstoffbahn 12 in einen Kühlpuffer 16 transportiert, in dem die Bedruckstoffbahn 12 und der Toner abgekühlt werden und der Toner endgültig auf der Bedruckstoffbahn 12 fixiert wird. Nach dem Durchlaufen des Kühlpuffers 16 wird die bedruckte Bedruckstoffbahn 12 mit Hilfe einer Abzugseinheit 56 aus der Vorrichtung 10 in Richtung des Pfeils P3 abtransportiert.
Der Umschlingungswinkel α wird mit Hilfe einer Einstellwalze 58 eingestellt und ist mit Hilfe der Einstellwalze 58 veränderbar. Die Einstellwalze 58 ist in mindestens eine Richtung bewegbar gelagert. Bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Einstellwalze 58 über eine Linearführung 60 in Richtung des Doppelpfeils P4 verschiebbar. Die Linearführung 60 ist insbesondere durch einen auf einer Schiene verschiebbar gelagerten Schlitten realisiert. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Einstellwalze 58 auch in mehr als eine Richtung verschiebbar sein. Beispielweise wird die Einstellwalze 58 um die Längsachse der Fixierwalze 50 verschwenkt. Das Verschieben der Einstellwalze 58 erfolgt mit Hilfe einer in 1 nicht dargestellten Antriebseinheit. Bei der Antriebseinheit handelt es sich insbesondere um einen elektrisch kommutierten Motor (EC-Motor). Durch einen solchen EC-Motor können Kräfte, insbesondere Kräfte, die beim Anfahren und Abbremsen der Bedruckstoffbahn 12 entstehen, ausgeglichen werden.
Der Umschlingungswinkel α ist mit Hilfe der Einstellwalze 58 insbesondere in einem Bereich zwischen 0° und 120° einstellbar. Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Umschlingungswinkel α mit Hilfe der Einstellwalze 58 auch auf einen Wert größer 120° eingestellt werden. Über die Größe des Umschlingungswinkels α wird bei gleicher Transportgeschwindigkeit der Bedruckstoffbahn 12 die Dauer des Kontaktes einer Stelle der bedruckten Bedruckstoffbahn 12 mit der Fixierwalze 50 und somit die Erwärmung der Bedruckstoffbahn 12 und des auf der Bedruckstoffbahn 12 aufgebrachten Toners eingestellt. Auf diese Weise wird die Fixierwirkung der Fixiereinheit 14 eingestellt.
Ferner umfasst die Vorrichtung 10 eine in 1 nicht dargestellte Steuereinheit zum Steuern der Antriebseinheit und einen in 1 ebenfalls nicht dargestellten Sensor zum Ermitteln mindestens einer Eigenschaft der Bedruckstoffbahn 12. Der Sensor ist insbesondere ein Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur der Bedruckstoffbahn 12 und ist vorzugsweise derart angeordnet, dass er die Ist-Temperatur der Bedruckstoffbahn 12 nach dem Durchlaufen der Fixiereinheit 14 ermittelt. Die Steuereinheit vergleicht die Ist-Temperatur mit einer voreingestellten Soll-Temperatur und steuert die Antriebseinheit in Abhängigkeit des Ergebnisses dieses Vergleiches derart an, dass diese die Einstellwalze 58 so bewegt, dass der Umschlingungswinkel α derart eingestellt wird, dass die Ist-Temperatur der Bedruckstoffbahn 12 der Soll-Temperatur entspricht oder zumindest zwischen der Ist-Temperatur und der Soll-Temperatur nur eine geringe Abweichung besteht. Alternativ kann die Steuereinheit auch ermitteln, ob die Ist-Temperatur in einem voreingestellten Soll-Bereich liegt. Liegt die Ist-Temperatur außerhalb des Soll-Bereiches, so steuert die Steuereinheit die Antriebseinheit derart an, dass der Umschlingungswinkel α so geändert wird, dass die Ist-Temperatur der Bedruckstoffbahn 12 innerhalb des voreingestellten Soll-Bereiches ist. Die voreingestellte Soll-Temperatur ist insbesondere die Glasübergangstemperatur. Auf diese Weise wird eine dynamische Regelung der Temperatur der Bedruckstoffbahn 12 erreicht, durch die sichergestellt wird, dass die optimale Temperatur der Bedruckstoffbahn 12 unabhängig von sich ändernden Parameter sichergestellt ist und somit eine optimale Fixierwirkung gewährleistet ist. Solche Parameter können beispielsweise Eigenschaften des verwendeten Bedruckstoffes, insbesondere der Grammatur des verwendeten Bedruckstoffs, der Temperatur der Fixierwalze 50 und/oder der Geschwindigkeit, mit der die Bedruckstoffbahn 12 in Transportrichtung P1 transportiert wird, sein. Durch die Veränderung des Umschlingungswinkels α mit Hilfe Umlenkwalze 58 kann eine schnelle Änderung des Umschlingungswinkels α und somit auch eine schnelle Änderung des Maßes der Erwärmung der Bedruckstoffbahn 12 erfolgen. Hierdurch wird erreicht, dass die Erwärmung der Bedruckstoffbahn 12 zeitnah an sich ändernde Parameter angepasst werden kann.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können auch mehrere Temperatursensoren vorgesehen sein, durch die die Temperatur der Bedruckstoffbahn 12 an verschiedenen Stellen der Bedruckstoffbahn 12 ermittelt wird. Der Umschlingungswinkel α wird in Abhängigkeit der mit Hilfe der Temperatursensoren ermittelten Ist-Temperaturen gesteuert. Insbesondere werden auch die mit Hilfe von mehreren Temperatursensoren ermittelten Ist-Temperaturen der Bedruckstoffbahn 12 jeweils mit einer voreingestellten Soll-Temperatur oder mehreren voreingestellten Soll-Temperaturen verglichen und der Umschlingungswinkel α in Abhängigkeit dieses Vergleiches geregelt.
Bei dem in 1 durch die Volllinien dargestellten Druckbetriebszustand ist die Einstellwalze 58 in eine obere Position verschoben, so dass ein Umschlingungswinkel α von etwa 120° erreicht ist. Bei anderen Duckbetriebszuständen kann die Einstellwalze 58 weiter nach unten verschoben sein, so dass ein kleinerer Umschlingungswinkel α erreicht wird. Während des Druckbetriebszustandes ist die Andruckwalze 52 derart angeordnet, dass die Bedruckstoffbahn 12 gegen die Fixierwalze 50 im Fixierbereich 54 gedrückt wird. Die Bedruckstoffbahn 12 wird auf diese Weise zwischen der Fixierwalze 50 und der Andruckwalze 52 eingeklemmt. Ebenso ist die Bedruckstoffbahn 12 zwischen der Antriebswalze 22 und der Andruckwalze 24 des Hauptantriebs 20 eingeklemmt. Je schneller sich die Antriebswalze 22 bzw. die Fixierwalze 50 drehen, umso schneller wird die Bedruckstoffbahn 12 vom Hauptantrieb aus in Richtung der Fixiereinheit 14 bzw. von der Fixiereinheit 14 in Richtung des Kühlpuffers 16 transportiert. Wird die Bedruckstoffbahn 12 durch den Hauptantrieb 20 und die Fixiereinheit 14 mit der gleichen Geschwindigkeit transportiert, so ist die Länge der Bedruckstoffbahn, die zwischen diesen beiden Klemmbereichen angeordnet ist, konstant.
Für den ordnungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung 10 wird eine Spannung der Bedruckstoffbahn 12 zwischen der Bremseinheit 34 und der Abzugseinhit 56 benötigt. Diese benötigte Spannung wird mit Hilfe der Einstellwalze 58 erreicht. Ferner wird die Bedruckstoffbahn 12 über eine Umlenkwalze 62 geführt, die nach der Umdruckeinheit 18 und vor der Einstellwalze 58 angeordnet ist. Durch die Anordnung der Umlenkwalze 62 wird sichergestellt, dass die Bedruckstoffbahn 12 durch den Kontakt zur Umlenkwalze 62 derart geführt wird, dass die Bedruckstoffbahn 12 unabhängig von der Position der Einstellwalze 58, und somit des Umschlingungswinkels α, mit nach dem Durchlaufen des Umdruckbereichs 48 um einen konstanten Winkel abgelenkt wird.
Bei dem in 1 durch die Strichlinien dargestellten Ruhezustand der Vorrichtung 10 ist die Einstellwalze 58' soweit nach unten verschoben, dass die Bedruckstoffbahn 12' die Fixierwalze 50 nicht kontaktiert. Ebenso ist die Andruckwalze 52' der Fixiereinheit 14 derart verschoben, dass die Bedruckstoffbahn 12' die Fixierwalze 50 nicht kontaktiert. Somit beträgt der Umschlingungswinkel α im Ruhezustand 0°. Ebenso wird die Bedruckstoffbahn 12' im Ruhebetriebszustand nicht gegen die Fixierwalze 50 gedrückt. Die Bedruckstoffbahn 12' verläuft im Ruhebetriebszustand direkt von der Umlenkwalze 62 zum Kühlpuffer 16. Dadurch, dass die Bedruckstoffbahn 12' im Ruhebetriebszustand die Fixierwalze 50 nicht kontaktiert, wird eine Erwärmung der Bedruckstoffbahn 12' und des aufgebrachten Toners verhindert. Insbesondere wird eine zu starke Erwärmung und somit eine Bräunung oder Entflammung der Bedruckstoffbahn 12' verhindert. Des Weiteren wird einer Wellung der Bedruckstoffbahn 12', sogenanntes Curling, vorgebeugt. Ferner wird ein sogenannter Heißoffset des Toners vermieden. Wird der Toner nämlich zu stark erwärmt, so kann es passieren, dass er bei dem Kontakt mit einer Walze an dieser haftet. Auf diese Weise wird die Qualität des auf der Bedruckstoffbahn 12' aufgebrachten Druckbildes beeinträchtigt.
Ist die ermittelte Ist-Temperatur zu gering, so kann es sein, dass keine ausreichende Fixierung des Toners erreicht wird. Um die Temperatur der Bedruckstoffbahn 12 zu erhöhen, wird der Umschlingungswinkel α und somit die Wärmeeinwirkzeit vergrößert. Hierzu wird die Fixierwalze 50 temporär langsamer angetrieben, so dass die Bedruckstoffbahn 12 im Fixierbereich 54 temporär mit einer geringeren Geschwindigkeit transportiert wird als die Bedruckstoffbahn 12 durch den Hauptantrieb 20 transportiert wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Länge der Bedruckstoffbahn 12 zwischen dem Hauptantrieb 20 und dem Fixierbereich 54 vergrößert wird. Die Einstellwalze 58 wird soweit nach oben verschoben, dass die Bedruckstoffbahn 12 wieder gespannt ist. Auf diese Weise wird der Umschlingungswinkel α vergrößert. Ist der Umschlingungswinkel α auf den gewünschten Wert eingestellt, so wird die Fixierwalze 50 wieder mit der ursprünglichen Geschwindigkeit betrieben, so dass die Bedruckstoffbahn 12 durch den Fixierbereich 54 mit der gleichen Geschwindigkeit wie durch den Hauptantrieb 20 transportiert wird.
Umgekehrt wird zu einer Verringerung des Umschlingungswinkels α die Fixierwalze 50 temporär mit einer größeren Geschwindigkeit gedreht, so dass die Bedruckstoffbahn 12 durch den Fixierbereich 54 mit einer größeren Geschwindigkeit transportiert wird als sie durch den Hauptantrieb 20 transportiert wird. Die Einstellwalze 58 wird entsprechend nach unten verschoben, so dass sich der gewünschte Umschlingungswinkel α ergibt.
Alternativ kann zu einer Vergrößerung des Umschlingungswinkels α die Geschwindigkeit der Fixierwalze 50 beibehalten werden und die Geschwindigkeit, mit der der Hauptantrieb 20 die Bedruckstoffbahn 12 transportiert, temporär erhöht werden. Umgekehrt kann zu einer Verkleinerung des Umschlingungswinkels α die Geschwindigkeit der Fixierwalze 50 beibehalten werden und die Geschwindigkeit, mit der der Hauptantrieb 20 die Bedruckstoffbahn 12 transportiert temporär verringert werden.
Ferner umfasst die Vorrichtung 10 einen zwischen der Bremseinheit 34 und der Einzugseinheit 26 angeordneten Einzugspuffer 64. Beim erneuten Anfahren der Vorrichtung nach einer Unterbrechung des Druckvorgangs ist der Einzugspuffer 64 durch die Bedruckstoffbahn 12 gefüllt. Die Bedruckung der Bedruckstoffbahn 12 soll exakt an der Stelle fortgesetzt werden, an der mit Bedruckung vor der Unterbrechung des Druckvorgangs aufgehört wurde. Hierzu wird die Bedruckstoffbahn 12 entgegen der Transportrichtung P1 zurückgefahren, so dass die vor der Unterbrechung als letztes bedruckte und bereits fixierte Stelle der Bedruckstoffbahn 12 derart angeordnet ist, dass die weitere Bedruckung der Bedruckstoffbahn 12 unmittelbar nach dieser Stelle erfolgt. Die Länge der Bedruckstoffbahn 12 die vor Beginn des Startens zwischen der zuletzt bedruckten Stelle und dem Umdruckbereich 58 ist, wird auch als Startrampenlänge bezeichnet. Vor dem Beginn des Startvorgangs ist die Einstellwalze 58' an ihrer untersten Position angeordnet und kontaktiert die Bedruckstoffbahn 12' nicht. Ebenso ist die Andruckwalze 52 der Fixiereinheit 14 abgeschwenkt und kontaktiert die Bedruckstoffbahn 12' ebenfalls nicht.
Zunächst wird beim Startvorgang die Fixierwalze 50 der Fixiereinheit 14 derart beschleunigt, dass sich ihre Oberfläche mit einer voreingestellten ersten Geschwindigkeit dreht. Ebenso die Antriebswalze 22 derart beschleunigt, dass sich ihre Oberfläche ebenfalls mit der ersten Geschwindigkeit bewegt. Im Folgenden wird die Geschwindigkeit, mit der sich die Oberfläche der Fixierwalze 50 bewegt, kurz als die Geschwindigkeit der Fixierwalze 50 bezeichnet. Ebenso wird die Geschwindigkeit, mit der sich die Oberfläche der Antriebswalze 22 bewegt, als Geschwindigkeit der Antriebswalze 22 oder als Geschwindigkeit des Hauptantriebs 20 bezeichnet. Die Antriebswalze 22 und die Fixierwalze 50 werden insbesondere derart beschleunigt, dass sie gleichzeitig die erste Geschwindigkeit erreichen. Hierzu muss mit der Beschleunigung der Fixierwalze 50 eher begonnen werden als mit der Beschleunigung der Antriebswalze 22, da die Fixierwalze 50 aufgrund größerer Trägheit eine längere Zeit benötigt, um die erste Geschwindigkeit zu erreichen.
Haben sowohl die Fixierwalze 50 als auch die Antriebswalze 22 die erste Geschwindigkeit erreicht, so wird im nächsten Schritt die Andruckwalze 52' der Fixiereinheit 14 derart bewegt, dass sie in der Position 52 angeordnet ist und die Bedruckstoffbahn 12 gegen die Fixierwalze 50 gedrückt wird. Da sich die Oberfläche der Fixierwalze 50 und die Oberfläche der Antriebswalze 22 mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, wird die Bedruckstoffbahn 12 durch den Hauptantrieb 20 mit der gleichen Geschwindigkeit transportiert wie sie durch den Fixierbereich 54 hindurch transportiert wird. Zu dem Zeitpunkt des Anschwenkens der Andruckwalze 52 an die Bedruckstoffbahn 12 befindet sich in dem Fixierbereich 54 ein Teil der Bedruckstoffbahn 12 mit bereits vollständig fixiertem Toner.
Im nächsten Schritt werden sowohl die Antriebswalze 22 des Hauptantriebs 20 als auch die Fixierwalze 50 der Fixiereinheit 14 auf eine zweite Geschwindigkeit beschleunigt. Die zweite Geschwindigkeit ist größer als die erste Geschwindigkeit. Hierbei wird die Antriebswalze 22 des Hauptantriebs 20 in kürzerer Zeit auf die zweite Geschwindigkeit beschleunigt als die Fixierwalze 50 der Fixiereinheit 14. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Bedruckstoffbahn 12 durch den Hauptantrieb 20 so lange schneller transportiert wird als sie durch den Fixierbereich 54 hindurch transportiert wird, bis sowohl die Oberfläche der Fixierwalze 50 als auch die Oberfläche der Antriebswalze 22 mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Länge des Teils der Bedruckstoffbahn 12, der zwischen dem Hauptantrieb 20 und dem Fixierbereich 54 ist, vergrößert wird. Durch ein Verschieben der Einstellwalze 58' von ihrer unteren Position 58' in eine höhere Position wird der Umschlingungswinkel α ausgebildet. Die Beschleunigungen der Antriebswalze 22 und der Fixierwalze 50 sind insbesondere derart aufeinander abgestimmt, dass sich der gewünschte Umschlingungswinkel α ergibt und die Bedruckstoffbahn 12 nach dem Einstellen des gewünschten Umschlingungswinkels α gespannt ist. Durch ein entsprechendes Verschieben der Einstellwalze 58 kann erreicht werden, dass die Bahnspannung der Bedruckstoffbahn 12 konstant ist.
Wenn der Einzugspuffer 64 eine minimale Größe erreicht hat, beginnt die Einzugseinheit 26 die Bedruckstoffbahn 12 weiter aus dem Bedruckstoffbahnvorrat der Vorrichtung 10 zuzuführen. Sobald der gewünschte Umschlingungswinkel α erreicht ist und somit sowohl Fixierwalze 50 als auch die Antriebswalze 22 die zweite Geschwindigkeit erreicht haben, wird mit dem Bedrucken der Bedruckstoffbahn 12 im Umdruckbereich 48 fortgefahren. Die erste Geschwindigkeit ist insbesondere 0,3 m/s, die zweite Geschwindigkeit 2 m/s.
Bei einem alternativen Verfahren zum Starten beginnt der Umdruck des Toners auf die Bedruckstoffbahn 12 sobald die Oberfläche der Antriebswalze 22 des Hauptantriebs 20 die zweite Geschwindigkeit erreicht hat. Zu diesem Zeitpunkt hat die Fixierwalze 50 noch nicht die zweite Geschwindigkeit erreicht und der Umschlingungswinkel α ist noch nicht vollständig ausgebildet. Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass eine geringere Startrampenlänge und somit ein geringerer Einzugspuffer 64 benötigt wird. Hierdurch werden der benötigte Bauraum und der Aufwand reduziert. Ferner wird die Verfügbarkeit der Vorrichtung 10 für den Kunden erhöht, da ein schnelleres Starten des Druckvorgangs möglich ist.
Bei einem Stoppvorgang, d. h. im Übergang von einem Druckbetriebszustand in den Ruhebetriebszustand wird der Hauptantrieb 20 in einer kürzeren Zeit auf eine Geschwindigkeit von 0 m/s abgebremst als die Fixierwalze 50 der Fixiereinheit 14. Auf diese Weise wird die Bedruckstoffbahn 12 durch den Fixierbereich 54 mit einer größeren Geschwindigkeit transportiert als sie von dem Hauptantrieb 20 transportiert wird. Die Einstellwalze 58 wird kontinuierlich nach unten gefahren. Hierdurch wird ein Abbau des Umschlingungswinkels α bewirkt, bis letztendlich ein Umschlingungswinkel α von 0° erreicht ist. Mit dem Abbremsen des Hauptantriebs 20 und der Fixierwalze 50 wird begonnen, sobald die letzte mit Toner bedruckte Stelle der Bedruckstoffbahn 12 vollständig fixiert wurde, d. h. sobald diese den Fixierbereich 54 durchlaufen hat. Hierdurch wird bewirkt, dass die letzte bedruckte Stelle erst in einem großen Abstand hinter dem Fixierbereich 54 zum Stillstand kommt. Hat die Bedruckstoffbahn 12 eine Geschwindigkeit von 0 m/s erreicht, befindet sich die Einstellwalze 58' in der abgeschwenkten Position. Ebenso wird die Andruckwalze 52 der Fixiereinheit 14 abgeschwenkt, so dass die Bedruckstoffbahn 12' die Fixierwalze 50 nicht kontaktiert. Die Vorrichtung 10 befindet sich im Ruhebetriebszustand. Die Länge der Bedruckstoffbahn 12 zwischen der zuletzt bedruckten Stelle der Bedruckstoffbahn 12 und dem Umdruckbereich 54 nach beendetem Stoppvorgang wird auch als Stopprampenlänge bezeichnet. Dieser Teil der Bedruckstoffbahn 12 wird durch den Kühlpuffer 16 aufgenommen.
Vor dem erneuten Startvorgang der Vorrichtung 10 muss die Bedruckstoffbahn 12 entgegen der Transportrichtung P1 soweit zurück transportiert werden, dass nach bzw. während des Startvorgangs ein zeilengenaues Fortsetzen des Bedruckens erreicht wird. Bei einem Stoppvorgang nach dem zuvor beschriebenen Verfahren muss die Bedruckstoffbahn 12 insbesondere um ungefähr 2 m zurücktransportiert werden.
Bei einem alternativen Verfahren zum Stoppen wird der Hauptantrieb 20 bereits abgebremst während mit der Fixiereinheit 14 noch auf der Bedruckstoffbahn 12 aufgebrachter Toner fixiert wird. Somit wird der Umschlingungswinkel α bereits abgebaut während noch Toner mit Hilfe der Fixiereinheit 14 fixiert wird. Der Hauptantrieb 20 und die Fixierwalze 50 werden insbesondere derart abgebremst, dass die letzte bedruckte und fixierte Stelle sich nach dem Anhalten der Bedruckstoffbahn 12 ummittelbar nach dem Fixierbereich 54 angeordnet ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Bedruckstoffbahn 12 nur um ca. 1 m zurückgefahren werden muss, bevor mit einem erneuten Startvorgang begonnen werden kann. Hierdurch werden der für die Puffer 16, 64 benötigte Bauraum reduziert und die Verfügbarkeit der Vorrichtung 10 für den Kunden erhöht.
Der Kühlpuffer 16 umfasst eine gekühlte Walze 17a, zwei Einstellwalze 17b, 17c, 17b', 17c' und einen nicht dargestellten Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur der Bedruckstoffbahn 12 nach dem Kontakt mit der gekühlten Walze 17a. Die gekühlte Walze 17a ist vorzugsweise luftgekühlt. Mit Hilfe der Entstellwalzen 17b, 17c, 17b', 17c' kann der Umschlingungswinkel, über den die Bedruckstoffbahn 12 die gekühlte Walze 17a kontaktiert, eingestellt und insbesondere in Abhängigkeit der mit Hilfe des Temperatursensors ermittelten Temperatur dynamisch verändert werden. Hierdurch kann auch die Kühlung der Bedruckstoff schnell verändert und an variable Parameter angepasst werden. Die Änderung des Umschlingungswinkels erfolgt analog zur zuvor beschriebenen Änderung des Umschlingungswinkels α der Fixiereinheit 14.
Bei dem Bedrucken der Bedruckstoffbahn 12 mit Tinte umfasst die Fixiereinheit im Gegensatz zum Bedrucken der Bedruckstoffbahn 12 mit Toner keine Andruckwalze 52. Über den Umschlingungswinkel α wird die Trocknung der aufgebrachten Tinte dynamisch während des Druckbetriebes geregelt.
In 2 ist ein Ausschnitt der Vorrichtung 10 nach 1 gezeigt. Elemente mit gleichem Aufbau oder gleicher Funktion haben dieselben Bezugszeichen. Im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem Ausführungsbeispiel nach 2 anstelle des Kühlpuffers 16 eine Umlenkrolle 66 vorgesehen, durch die die Bedruckstoffbahn 12 nach Durchlaufen der Fixiereinheit 14 um etwa 180° umgelenkt wird.
In 3 ist der Verlauf der Bedruckstoffbahn 12 während des Druckbetriebszustandes nach 1 gezeigt. Der Umschlingungswinkel α beträgt auch in 3 120°.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12, 12': Bedruckstoffbahn
14: Fixiereinheit
16: Kühlpuffer
17a: gekühlte Walze
17b, 17c, 17b', 17c': Einstellwalze
18: Umdruckeinheit
20: Hauptantrieb
22: Antriebswalze
24: Andruckwalze
26: Einzugseinheit
28, 30, 36, 38, 42, 44: Walze
32, 62: Umlenkwalze
34: Bremseinheit
40: Transfereinheit
46: Umdruckwalze
48: Umdruckbereich
50: Fixierwalze
52, 52': Andruckwalze
54: Fixierbereich
56: Abzugseinheit
58, 58': Einstellwalze
60: Linearführung
64: Einzugspuffer
66: Umlenkwalze
P1: Transportrichtung
P2: Drehrichtung
P3: Abtransportrichtung
P4: Verschiebungsrichtung der Einstellwalze

Claims

Verfahren zum Ändern der Temperatur einer Bedruckstoffbahn in einem Drucker oder Kopierer, bei dem mit Hilfe einer Kontaktwalze (50), deren Mantelfläche eine voreingestellte Temperatur hat, die Bedruckstoffbahn (12) erwärmt oder abgekühlt wird, bei dem mit Hilfe eines Sensors mindestens eine Eigenschaft der Bedruckstoffbahn (12, 12') ermittelt wird, wobei der Umschlingungswinkel (α), über den die Bedruckstoffbahn (12) die Kontaktwalze (50) kontaktiert, mit Hilfe mindestens einer verschiebbaren Umlenkwalze (58, 58') in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaft dynamisch während des Druckbetriebs geändert wird, wobei die Umlenkwalze (58, 58') in einer Transportrichtung (P1), in die die Bedruckstoffbahn (12, 12') beim regulären Betrieb des Druckers (10) oder Kopierers (10) transportiert wird, gesehen vor der Kontaktwalze (50) angeordnet ist, wobei bei einer Vergrößerung des Umschlingungswinkels (α) die Geschwindigkeit, mit der sich die Oberfläche der Kontaktwalze (50) dreht, temporär bis zum Abschluss der Vergrößerung des Umschlingungswinkels (α) verringert wird, so dass die Geschwindigkeit, mit der die Bedruckstoffbahn (12, 12') durch die Kontaktwalze (50) transportiert wird, geringer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Bedruckstoffbahn (12, 12') durch einen in Transportrichtung (P1) vor der Umlenkwalze (58, 58') angeordneten Hauptantrieb (20) transportiert wird, und wobei bei einer Verkleinerung des Umschlingungswinkels (α) die Geschwindigkeit, mit der sich die Oberfläche der Kontaktwalze (50) dreht, temporär bis zum Abschluss der Verkleinerung des Umschlingungswinkels (α) erhöht wird, so dass die Geschwindigkeit, mit der die Bedruckstoffbahn (12, 12') durch die Kontaktwalze (50) transportiert wird, größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Bedruckstoffbahn (12, 12') durch den Hauptantrieb (20) transportiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Eigenschaft der Bedruckstoffbahn (12, 12') kontinuierlich während des Betriebs des Druckers oder Kopierers ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Ist-Temperatur der Bedruckstoffbahn (12, 12') ermittelt wird, bei dem die Ist-Temperatur mit einer Soll-Temperatur verglichen wird, und bei dem der Umschlingungswinkel (α) in Abhängigkeit des Ergebnisses dieses Vergleichs geregelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, bei dem beim Anfahren des Druckers (10) oder Kopierers (10) in einem ersten Schritt die Kontaktwalze (50) auf ein erste Geschwindigkeit beschleunigt wird, in einem zweiten Schritt der Hauptantrieb (20) zum Transport der Bedruckstoffbahn (12, 12') in Transportrichtung (P1) auf die erste Geschwindigkeit beschleunigt wird, in einem dritten Schritt eine Andruckwalze (52, 52') zum Andrücken der Bedruckstoffbahn (12, 12') an die Kontaktwalze (50) in eine Position gebracht wird, in der die Bedruckstoffbahn (12, 12') gegen die Kontaktwalze (50) gedrückt wird, und in einem vierten Schritt die Kontaktwalze (50) und der Hauptantrieb (20) auf eine zweite Geschwindigkeit, die größer ist als die erste Geschwindigkeit, beschleunigt werden, wobei der Hauptantrieb (20) in einer kürzeren Zeit auf die zweite Geschwindigkeit beschleunigt wird als die Kontaktwalze (50) und die Umlenkwalze (58, 58') derart verschoben wird, dass der gewünschte Umschlingungswinkel (α) erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim Übergang von einem Druckbetriebszustand in einen Ruhebetriebszustand der Hauptantrieb (20) zum Transport der Bedruckstoffbahn (12, 12') in Transportrichtung (P1) schneller abgebremst wird als die Kontaktwalze (50), und die Umlenkrolle (58, 58') derart verschoben wird, dass sie die Bedruckstoffbahn (12, 12') nicht gegen die Kontaktwalze (50) lenkt.