DE102010016817A1

DE102010016817A1 - Anordnung zum Übertragen von Tonerbildern auf ein bahnförmiges Trägermaterial unter Verwendung eines vorbestimmten Umschlingungswinkels

Info

Publication number: DE102010016817A1
Application number: DE201010016817
Authority: DE
Inventors: Friedrich Meschenmoser
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2010-05-06
Filing date: 2010-05-06
Publication date: 2011-11-10

Abstract

Eine Anordnung dient zum Übertragen von Tonerbildern auf ein bahnförmiges Trägermaterial (10). Das Trägermaterial (10) ist zwischen einer Umdruckwalze (24) und einer Gegenwalze (10) geführt, wobei im Bereich einer Umdruckstelle (20) Toner auf das Trägermaterial (10) umgedruckt wird. Zwischen Umdruckwalze (24) und Gegenwalze (22) ist das Trägermaterial (10) so geführt, dass es die Gegenwalze (22) und/oder die Umdruckwalze (24) mit einem Umschlingungswinkel im Bereich von 3° bis 10° umschlingt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Übertragen von Tonerbildern auf ein bahnförmiges Trägermaterial, das zwischen einer Umdruckwalze und einer Gegenwalze geführt ist, wobei an einer Umdruckstelle Toner auf das Trägermaterial umgedruckt wird.
Beim Bedrucken von bahnförmigem Material, z. B. einer Papierbahn, wird einem Drucker eine große Länge dieses Trägermaterials zugeführt und dieses Trägermaterial unter Beaufschlagung mit einer vorbestimmten Bahnspannung abgeführt. Aufgrund von Ungleichmäßigkeiten im Trägermaterial, beispielsweise hervorgerufen durch Materialschwankungen, Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen etc., kann es vorkommen, dass das Trägermaterial im Umdruckbereich nicht glatt und gleichmäßig verläuft, so dass beim Übertragen von Toner auf das Trägermaterial Übertragungsfehler entstehen. Auch kann es geschehen, dass infolge großer Bahnspannungsunterschiede Knitterstellen am Trägermaterial entstehen. Bei blattförmigem Material tritt im Gegensatz zu bahnförmigem Material dieses Problem nicht auf, denn aufgrund der relativ kurzen Länge des Blattmaterials gleichen sich Materialunterschiede im Trägermaterial leicht aus.
Aus der US 6,199,859 B1 derselben Anmelderin ist eine Anordnung zum Entwölben von bahnförmigem Trägermaterial bekannt. Das Trägermaterial hat aufgrund einer Vorbehandlung oder infolge des Transports mit Rollen eine konkave oder eine konvexe Wölbung, was Probleme beim weiteren Transport in einem Drucker bereiten kann. Es wird daher vorgeschlagen, zwischen zwei Rollen, die das Trägermaterial führen eine zusätzliche Rolle einzufügen, wobei diese Rolle je nach Stärke der Wölbung in den Transportweg des Trägermaterials unterschiedlich tief einschwenkbar ist, wodurch sich der Umschlingungswinkel für das Trägermaterial ändert. Auf diese Weise kann einer vorgegebenen Wölbung des Trägermaterials entgegengewirkt werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Übertragen von Tonerbildern auf ein bahnförmiges Trägermaterial anzugeben, die bzw. das mit Hilfe einfacher technischer Maßnahmen auch bei Qualitätsschwankungen des Trägermaterials ein qualitativ hochwertiges Druckergebnis liefert.
Diese Aufgabe wird für eine Anordnung durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung ist im Bereich einer Umdruckstelle, an der Toner auf das Trägermaterial umgedruckt wird, zwischen einer Umdruckwalze und einer Gegenwalze das Trägermaterial so geführt, dass es die Gegenwalze und/oder die Umdruckwalze mit einem Umschlingungswinkel im Bereich von 3° bis 10° umschlingt.
Mit Hilfe dieses relativ großen Umschlingungswinkel-Bereichs wird das Trägermaterial auf seiner gesamten Breite eng und unter Spannung mindestens an einer der Walzen geführt, wodurch sich eine Glättung im Bereich der Umdruckstelle ergibt. Die Übertragung von Toner auf das geglättete Trägermaterial wird so verbessert und es entsteht ein qualitativ hochwertiger Druck. Die Wirkung der Glättung hängt von der Papierqualität ab, beispielsweise von der Materialdicke, der Feuchtigkeit, der Textur des Trägermaterials, der Rauheit und gegebenenfalls einer Vorbehandlung. Es hat sich gezeigt, dass der gewählte Bereich für den Umschlingungswinkel von 3° bis 10° ein gewisses Optimum für zahlreiche Anwendungsfälle darstellt, um eine ausreichende Glättungswirkung zu erzielen. Die Festlegung des Umschlingungswinkels und damit der Glättung direkt im Bereich der Umdruckstelle hat eine doppelte vorteilhafte Wirkung. Einerseits ist es eine einfache technische Maßnahme und erfordert einen geringen konstruktiven Aufwand. Andererseits wird das Trägermaterial zur Glättung nur im Umdruckbereich beansprucht; im Abschnitt vor dem Umdruckbereich und im Abschnitt nach dem Umdruckbereich ist das Trägermaterial wieder entspannt und kann unter Berücksichtigung der auf das Trägermaterial wirkenden Zugspannung seine ihm eigene Form mit Ausbildung von Wölbung und unterschiedlicher Straffung wieder ausbilden.
Gemäß einer Weiterbildung umschlingt das Trägermaterial nur die Gegenwalze, wobei ein vorlaufender Umschlingungswinkel im Bereich von 4° bis 8° und ein nachlaufender Umschlingungswinkel im Bereich von 0° bis 4° liegt. Der vorlaufende Umschlingungswinkel ist hier größer gewählt als der nachlaufende Umschlingungswinkel, was die vorteilhafte Wirkung hat, dass der wesentliche Teil des Glättungsvorganges vor dem Übertragen des Toners auf das Trägermaterial an der Umdruckstelle erfolgt. Ein gewisser nachlaufender Umschlingungswinkel ist vorteilhaft, weil sich das Trägermaterial nicht direkt an der Umdruckstelle des Trägermaterial wieder entwölbt oder entspannt, sondern noch eine gewisse Glättungswirkung durch die nachlaufende Umschlingung erfährt.
Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass die Umdruckwalze ein Fotoleiterband oder ein Transferband lagert, welches auf der von der Umdruckwalze abgewandten Seite Tonerbilder trägt.
Ein anderes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Abzugseinrichtung das Trägermaterial mit einer Spannkraft bezogen auf die Breite des Trägermaterials im Bereich von 60 bis 100 N/m beaufschlagt. Das Trägermaterial muss unter Spannung geführt werden, damit sich im Bereich der Umschlingung eine Glättungswirkung einstellt. Es hat sich gezeigt, dass bei dem angegebenen Bereich der Spannkraft in Verbindung mit dem angegebenen Umschlingungswinkelbereich für eine Vielzahl von Trägermaterialien und Anwendungsbeispielen ein Optimum an Glättungswirkung erzielt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Darin zeigt:
1 schematisch den Aufbau eines Hochleistungsdruckers, in welchem die Erfindung angewandt wird;
2 eine Anordnung mit schräg einlaufendem und gerade ablaufendem Trägermaterial; und
3 eine Anordnung, bei der das Trägermaterial nur die Gegenwalze mit einem vorlaufenden Umschlingungswinkel und einem nachlaufenden Umschlingungswinkel umschlingt.
1 zeigt schematisch den Aufbau eines Hochleistungsdruckers, der eine Papierbahn 10 als bahnförmiges Trägermaterial mit Toner bedruckt. Die Papierbahn 10 ist in Pfeilrichtung P1 über eine Bremseinrichtung 12 einem Drehrahmen 14 zugeführt und wird über eine Papier-Transportvorrichtung 16 und eine Umlenkwalze 18 abgezogen. Die Papier-Transportvorrichtung 16 und die Bremseinrichtung 12 wirken so zusammen, dass die Papierbahn 10 unter einer bestimmten Bahnspannung durch den Drehrahmen 14 geführt wird, der die Seitenkanten der Papierbahn 10 für ihre lagerichtige Zuführung zum Bedrucken ausrichtet. Die Papierbahn 10 wird einer Umdruckstelle 20 zugeführt, die an einem Transportspalt zwischen einer Gegenwalze 22 und einer Umdruckwalze 24 angeordnet ist und an der Toner auf die Papierbahn 10 gedruckt wird. Die Umdruckwalze 24 ist Teil eines Druckwerks 26 und führt ein Fotoleiterband 28. Entlang dem Fotoleiterband 28 sind verschiedene Aggregate K angeordnet, die das Fotoleiterband 28 fototechnisch vorbereiten, ein latentes Bild aufbringen, dieses latente Bild mit Toner einfärben und vom restlichen Toner reinigen, wie dies bei derartigen elektrografischen Druckwerken an sich bekannt ist.
Die Gegenwalze 22 ist an einem Schwenkarm 30 einer Verstelleinrichtung 32 angeordnet und ist in ihrer Höhe entlang dem Doppelpfeil 34 verstellbar. Sie kann damit mit einer vorbestimmten Kraft im Bereich der Umdruckstelle 20 an das Fotoleiterband 28 auf der Umdruckwalze 24 gedrückt werden. In diesem Betriebszustand wird die Papierbahn 10 unter einem Winkel β schräg der Umdruckstelle 20 zugeführt, wodurch sich ein vorgegebener Umschlingungswinkel für die Papierbahn 10 an der Gegenwalze 22 und/oder der Umdruckwalze 24 ergibt. Die Gegenwalze 22 kann von der Umdruckwalze 24 weggeschwenkt werden, so dass die Papierbahn 10 von der Umdruckwalze 24 entfernt ist. In diesem Betriebszustand kann die Papierbahn 10 eingefädelt oder ohne Druckvorgang vorwärts und rückwärts transportiert werden.
Nach dem Bedrucken der Papierbahn 10 durchläuft sie eine Fixierstation 36, die das Tonerbild beispielsweise mit Hilfe von Infrarotstrahlung fixiert. Eine Abzugsvorrichtung 38 zieht die Papierbahn 10 mit einer vorgegebenen Spannkraft in Richtung P2 ab. Diese Spannkraft liegt im Bereich von 60 bis 100 N/m bezogen auf die Breite der Papierbahn 10. Diese Spannkraft bewirkt in Verbindung mit der Umschlingung der Papierbahn 10 um die Gegenwalze 22 und/oder die Umdruckwalze 20 eine Glättung im Bereich der Umdruckstelle 20.
2 zeigt schematisch die Umschlingung der Papierbahn 10, die hier nur auf der Oberfläche der Gegenwalze 22 erfolgt. Ein Transferband 29 ist bei diesem Beispiel um die Umdruckwalze 24 und Walzen 50, 52 geführt und trägt umzudruckende Tonerbilder. Die Papierbahn 10 wird unter einem solchen Winkel der Umdruckstelle 20 zugeführt, dass sich ein vorlaufender Umschlingungswinkel von α1 einstellt. Dieser vorlaufende Winkel α1 ergibt sich aus der Verbindungslinie 40 zwischen den Mittelpunkten M1, M2 der Gegenwalze 22 und der Umdruckwalze 24 und dem Radius zum tangentialen Berührungspunkt 42 der Papierbahn 10 und der Gegenwalze 22.
3 zeigt schematisch eine Umschlingung von Papierbahn 10 und Gegenwalze 22 mit einem vorlaufenden Umschlingungswinkel α1 und einem nachlaufenden Umschlingungswinkel α2. Der nachlaufende Umschlingungswinkel α2 ist definiert als der Winkel zwischen der Verbindungslinie 40 der Mittelpunkte M1, M2 der Gegenwalze 22 und der Umdruckwalze 24 und dem Radius zum tangentialen Berührungspunkt 44 der Papierbahn 10 auf der Gegenwalze 22 im Nachlaufbereich der Papierbahn 10.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele können in verschiedener Hinsicht variiert werden. Die Umdruckwalze 24 kann anstelle eines Fotoleiterbandes auch ein Transferband tragen, welches zuvor von einer Fotoleitertrommel oder einem Fotoleiterband mit Tonerbildern versehen worden ist. Mit Hilfe des Transferbandes werden für den Mehrfarbendruck mehrere Farbauszüge gesammelt und diese Farbauszüge gemeinsam an der Umdruckstelle auf die Papierbahn übertragen. Während des Farbaufsammelns steht in diesem Fall die Papierbahn still und die Gegendruckwalze ist von der Umdruckwalze beabstandet. Anstelle des in 1 gezeigten Aufbaus mit einem Fotoleiterband kann das Druckwerk eine Fotoleitertrommel als Umdruckwalze haben.
Bezugszeichenliste

10: Papierbahn
12: Bremseinrichtung
14: Drehrahmen
16: Papier-Transportvorrichtung
18: Umlenkwalze
20: Umdruckstelle
22: Gegenwalze
24: Umdruckwalze
26: Druckwerk
28: Fotoleiterband
29: Transferband
K: Aggregate
30: Schwenkarm
32: Verstelleinrichtung
34: Doppelpfeil
36: Fixierstation
38: Abzugsvorrichtung
α1: vorlaufender Umschlingungswinkel
α2: nachlaufender Umschlingungswinkel
M1: Mittelpunkt der Gegenwalze 22
M2: Mittelpunkt der Umdruckwalze 24
40: Verbindungslinie
42, 44: Berührungspunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6199859 B1 [0003]

Claims

Anordnung zum Übertragen von Tonerbildern auf ein bahnförmiges Trägermaterial (10), beider das Trägermaterial (10) zwischen einer Umdruckwalze (24) und einer Gegenwalze (22) geführt ist, und bei der im Bereich einer Umdruckstelle (20), an der Toner auf das Trägermaterial (10) umgedruckt wird, zwischen Umdruckwalze (24) und Gegenwalze (22) das Trägermaterial (10) so geführt ist, dass es die Gegenwalze (22) und/oder die Umdruckwalze (24) mit einem Umschlingungswinkel (α1, α2) im Bereich von 3° bis 10° umschlingt.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der das Trägermaterial (10) nur die Gegenwalze (22) umschlingt, wobei ein vorlaufender Umschlingungswinkel (α1) im Bereich von 4° bis 8° und ein nachlaufender Umschlingungswinkel (α2) im Bereich von 0° bis 4° liegt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Umdruckwalze (24) ein Fotoleiterband (28) oder ein Transferband (29) lagert, welches auf der von der Umdruckwalze (24) abgewandten Seite Tonerbilder trägt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Verstelleinrichtung (32) vorgesehen ist, die ausgelegt ist, den Abstand zwischen der Gegendruckwalze (22) und der Umdruckwalze (24) zu vergrößern und zu verringern.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Abzugseinrichtung (38) das Trägermaterial (10) mit einer Spannkraft bezogen auf die Breite des Trägermaterials im Bereich von 60 bis 100 N/m beaufschlagt.
Verfahren zum Übertragen von Tonerbildern auf ein bahnförmiges Trägermaterial (10), bei dem das Trägermaterial (10) zwischen einer Umdruckwalze (24) und einer Gegenwalze (22) geführt wird, und bei dem im Bereich einer Umdruckstelle (20), an der Toner auf das Trägermaterial (10) umgedruckt wird, zwischen Umdruckwalze (24) und Gegenwalze (22) das Trägermaterial (10) so geführt wird, dass es die Gegenwalze (22) und/oder die Umdruckwalze (24) mit einem Umschlingungswinkel (α1, α2) im Bereich von 3° bis 10° umschlingt.