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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen eines Photoleiters in einer Druckmaschine.
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In der Drucktechnik ist es bekannt umlaufende Photoleiter für die Ausbildung von latenten Tonerbildern, die auf einen Bildträger übertragen und auf diesem fixiert werden, auszubilden. Nach der Übertragung von Toner vom Photoleiter auf den Bildträger besteht die Gefahr, dass noch immer einige Tonerpartikel an dem Photoleiter anhaften, welche abgereinigt werden müssen. Hierzu sind unterschiedliche Reinigungselemente, wie beispielsweise feststehende oder rotierende Bürsten bekannt. So beschreibt beispielsweise das
US Patent 6,334,042 B1 eine drehbar antreibbare Reinigungsbürste, die in Kontakt mit einem Photoleiter steht, um diesen zu reinigen. Um die Lebenszeit der Reinigungsbürste zu erhöhen, ist ein Seitenbewegungsmechanismus für die Reinigungsbürste vorgesehen, der die Reinigungsbürste während des Betriebs langsam entlang seiner Längsachse bewegt, um eine gleichmäßigere Abnutzung derselben vorzusehen.
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Die bekannten Reinigungssysteme besitzen den Nachteil, dass bestimmte Bereiche wie beispielsweise Linienbereiche des Photoleiters nicht oder nur ungenügend gereinigt werden. Dies kann beispielsweise durch eine lokale Beschädigung oder eine übermäßige lokale Abnutzung eines Reinigungselements, Durchlässe zwischen Bürstenelementen oder ähnliches bedingt sein.
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Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen eines Photoleiters in einer Druckmaschine anzugeben, welche eine verbesserte Reinigung des Photoleiters vorsehen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 3 und eine Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 13 gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Insbesondere weist ein erstes Verfahren zum Reinigen eines Photoleiters in einer Druckmaschine das Erzeugen einer Bewegung des Photoleiters in einer umlaufenden Richtung, sowie das Erzeugen einer ersten Hin- und Herbewegung eines mit einer Oberfläche des Photoleiters in Kontakt stehenden Reinigungselements quer zu einer Bewegungsrichtung der Oberfläche des Photoleiters auf, wobei die Hin- und Herbewegung eine Frequenz von wenigstens 1 kHz aufweist. Durch die relativ hohe Frequenz der Hin- und Herbewegung des Reinigungselements ist es in der Regel möglich auf Tonerpartikel oder sonstigen Verunreinigungen auf der Oberfläche des Photoleiters neben einer ersten Kraftkomponente bedingt durch die umlaufende Bewegung des Photoleiters eine zweite Kraftkomponente im Wesentlich senkrecht hierzu auszuüben. Dies ermöglicht eine bessere Lösung derselben selbst wenn eine Kraftkomponente entfällt, beispielsweise durch eine lokale Beschädigung/Abnutzung, oder eine Borstenstruktur des Reinigungselements, so ergibt sich eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass wenigstens die andere Kraftkomponente wirkt. Dabei ist die hohe Frequenz von Vorteil, da eine Durchlässigkeit des Reinigungselements bedingt durch beispielsweise Beschädigungen derselben, Abnutzungen und/oder die Struktur von beispielsweise Bürstenelementen verringert wird.
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Vorzugsweise ist ferner das Erzeugen einer zweiten Hin- und Herbewegung des Reinigungselements derart vorgesehen, das wenigstens ein Teilbereich des Reinigungselements zur Oberfläche des Photoleiters hin und von ihr weg bewegt wird, ohne dass das Reinigungselement die Oberfläche des Photoleiters verlässt. Hierdurch kann eine weitere Kraftkomponente auf zu lösende Partikel ausgeübt werden.
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Bei einem zweiten Verfahren zum Reinigen eines Photoleiters in einer Druckmaschine erfolgt eine Bewegung des Photoleiters in einer umlaufenden Richtung, eine erste Hin- und Herbewegung eines mit einer Oberfläche des Photoleiters in Kontakt stehenden Reinigungselements quer zu einer Bewegungsrichtung der Oberfläche des Photoleiters sowie eine zweite Hin- und Herbewegung des Reinigungselements derart, dass wenigstens ein Teilbereich des Reinigungselements zur Oberfläche des Photoleiters hin und von ihr weg bewegt wird, ohne dass das Reinigungselement die Oberfläche des Photoleiters verlässt. Hierdurch können drei unterschiedliche Komponenten auf zu lösende Partikel, die sich auf der Oberfläche des Photoleiters befinden, ausgeübt werden, welches wiederum die Reinigungseffizienz erhöht. Hierbei erfolgt die erste und/oder die zweite Hin- und Herbewegung vorzugsweise mit einer Frequenz von wenigstens 1 kHz, um eine gute, gleichmäßige und vollständige Reinigung vorzusehen.
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Bevorzugt erfolgt die erste und/oder die zweite Hin- und Herbewegung mit einer Frequenz von wenigstens 10, insbesondere wenigstens 20 kHz, um eine vollständige Reinigung und ein Durchlaufen von Tonerpartikeln unter dem Reinigungselement hindurch zu vermeiden. Insbesondere kann die erste und/oder die zweite Hin- und Herbewegung so auf die Geschwindigkeit der Oberfläche des Photoleiters und einer während einer Bebilderung ausgebildeten Pixelgröße abgestimmt werden, das für jedes Pixel auf der Oberfläche des Photoleiters wenigstens eine Richtungsänderung des Reinigungselements vorgesehen wird. Hierdurch wird sicher gestellt, dass auf jedes Pixel im Normalfall wenigstens eine Kraftkomponente einwirkt, in Richtung der Drehung und quer hierzu. Selbst wenn durch eine lokale Beschädigung, Abnutzung oder Ausbildung von Borsten des Reinigungselements eine Kraftkomponente in Längsrichtung nicht Möglich ist, so ist durch eine entsprechend abgestimmte Hin- und Herbewegung noch immer eine seitlich wirkende Kraftkomponente vorgesehen. Dies gilt natürlich auch in umgekehrter Weise.
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Vorzugsweise beträgt der Hub der ersten und/oder der zweiten Hin- und Herbewegung wenigstens 20 μm vorzugweise wenigstens 40 μm, um eine vollständige Reinigung der Oberfläche des Photoleiters vorzusehen. Insbesondere sollte der Hub der Hin- und Herbewegung wenigstens einer Pixelbreite in Bewegungsrichtung des Reinigungselements entsprechen.
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Vorzugsweise ist die zweite Hin- und Herbewegung eine Linearbewegung oder eine Schwenkbewegung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren ferner das Erzeugen einer Drehung des Reinigungselements um eine Drehachse auf, um eine Bewegung eines mit der Oberfläche des Photoleiters in Kontakt stehenden Bereichs des Reinigungselements in oder entgegen der Bewegungsrichtung der Oberfläche des Photoleiters zu bewirken. Durch die Drehung des Reinigungselements insbesondere in Kombination mit der raschen Hin- und Herbewegung kann eine besonders gute Reinigung der Oberfläche des Photoleiters vorgesehen werden.
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Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Reinigen eines Photoleiters weist einen Photoleiter einer Druckmaschine mit einer Oberfläche, die umlaufend bewegbar ist, ein Reinigungselement und wenigstens eine Bewegungseinheit zum Erzeugen einer ersten Hin- und Herbewegung des Reinigungselements quer zu einer Umlaufrichtung der Oberfläche des Photoleiters auf, während das Reinigungselement mit einer Oberfläche des Photoleiters in Kontakt steht. Dabei ist die Bewegungseinheit in der Lage eine Hin- und Herbewegung des Reinigungselements mit einer Frequenz von wenigstens 1 kHz zu erzeugen. Eine entsprechende Vorrichtung ermöglicht die schon oben bezüglich des Verfahrens genannten Vorteile des Vorsehens in der Regel zwei Kraftkomponenten auf Partikel, die sich auf der Oberfläche des Photoleiters befinden. Die Vorrichtung kann wenigstens eine Bewegungseinheit zum Erzeugen einer zweiten Hin- und Herbewegung des Reinigungselements derart aufweisen, das wenigstens ein Teilbereich des Reinigungselements zur Oberfläche des Photoleiters hin und von ihr weg bewegt wird, ohne dass das Reinigungselement die Oberfläche des Photoleiters verlässt.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung weist einen Photoleiter einer Druckmaschine mit einer Oberfläche, die umlaufend bewegbar ist, ein Reinigungselement, wenigstens eine Bewegungseinheit zum Erzeugen einer ersten Hin- und Herbewegung des Reinigungselements quer zu einer Umlaufrichtung der Oberfläche des Photoleiters, während es mit der Oberfläche des Photoleiters in Kontakt steht und wenigstens eine Bewegungseinheit zum Erzeugen einer zweiten Hin- und Herbewegung des Reinigungselements derart auf, dass wenigstens ein Teilbereich des Reinigungselements zur Oberfläche des Photoleiters hin und von ihr weg bewegt wird, ohne dass das Reinigungselement die Oberfläche des Photoleiters verlässt. Bei dieser Ausführungsform werden wiederum in der Regel drei Kraftkomponenten auf die Partikel ausgeübt, wodurch sich wiederum die oben genannten Vorteile ergeben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:
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1 eine schematische Seitenansicht einer elektrophotographisch arbeitenden Druckmaschine;
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2 eine schematische Seitenansicht eines Druckwerks der elektrophotographisch arbeitenden Druckmaschine gemäß 1;
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3 eine schematische Seitenansicht einer Reinigungseinheit für einen Photoleiter gemäß einer ersten Ausführungsform;
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4 eine schematische schräge Draufsicht auf die Reinigungseinheit gemäß 3;
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5 eine schematische Seitenansicht einer Reinigungseinheit gemäß einer alternativen Ausführungsform;
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6 eine schematische schräge Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung gemäß 5;
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7 eine schematische Seitenansicht eines Druckbereichs einer alternativen elektrophotographisch arbeitenden Druckmaschine.
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In der nachfolgenden Beschreibung verwendete Orts- bzw. Richtungsangaben beziehen sich primär auf die Darstellungen in den Zeichnungen, und sollten daher nicht einschränkend gesehen werden. Sie können sich aber auch auf eine bevorzugte Endanordnung beziehen.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Mehrfarben-Druckmaschine 1 mit einem Anleger 3, einer Ausrichteinheit 4, einer Vielzahl von Druckwerken 5, einer Transporteinheit 7, einer Fixiereinheit 9, einem Duplexpfad 12 mit Wendereinheit 13, sowie einem Ausleger 15. Solche Mehrfarben-Druckmaschinen 1 sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt und 1 stellt nur ein sehr vereinfachtes Beispiel derselben dar.
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Der Anleger 3 dient zur Aufnahme eines Bogenstapels und zum Anlegen vereinzelter Bögen an die Ausrichteinheit 4, und ist an einem ersten Ende der Druckmaschine 1 dargestellt. Er kann aber auch an einer beliebigen anderen Position angeordnet sein, und muss auch die Bögen nicht direkt an die Ausrichteinheit 4 anlegen.
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Die Ausrichteinheit 4 ist eines geeigneten Typs, welche an sie angelegte Bögen in geeigneter Weise ausrichtet, und an die Transporteinheit 7 übergibt. Die Transporteinheit 7 ist eines bekannten Typs, die geeignet ist Bögen an den Druckwerken 5 vorbei zu transportieren. In der dargestellten Ausführungsform besitzt die Transporteinheit 7 ein umlaufendes Transportband 17, das um entsprechende Transport- und Führungsrollen 19 herum geführt ist.
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Die Druckwerke 5, die in größerer Einzelheit in 2 dargestellt sind, sind geeignet jeweilige Farbauszüge auf die durch die Transporteinheit 7 geförderten Bögen zu drucken. In der dargestellten Mehrfarben-Druckmaschine 1 sind fünf Druckwerke 5 dargestellt, die beispielsweise mit den Farben schwarz, zyan, magenta, yellow und einer Sonderfarbe, wie beispielsweise clear dry ink betrieben werden können. Die Druckwerke 5 besitzen jeweils eine Bebilderungstrommel 20, eine Andruckrolle 22, eine Reinigungseinheit 24, eine Ladungseinheit 26, eine Belichtungseinheit 28 sowie eine Entwicklereinheit 30. Die Andruckrolle 22, die Reinigungseinheit 24, die Ladungseinheit 26, die Belichtungseinheit 28 sowie die Entwicklereinheit 30 sind in bekannter Weise um die Bebilderungstrommel herum angeordnet.
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Die Bebilderungstrommel 20 besitzt eine photoleitende Oberfläche, wie es in der Technik bekannt ist und steht mit dem Transportband 17 in Kontakt. Die Bebilderungstrommel 20 ist drehbar gelagert. Die Bebilderungstrommel 20 kann über einen eigenen Antrieb angetrieben werden, oder sie kann beispielsweise auch über Reibung mit dem Transportband 17 der Transporteinheit 7 gedreht werden. Insbesondere ist eine Drehung der Bebilderungstrommel 20 in Richtung des Pfeils A vorgesehen. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann zwischen der Bebilderungstrommel 20 und dem Transportband 17 auch noch eine Zwischentrommel vorgesehen sein, wie es in der Technik bekannt ist.
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Die Andruckrolle 22 ist benachbart derart zur Bebilderungstrommel 20 vorgesehen, dass dazwischen ein Druckspalt gebildet wird, durch den das Transportband 17 der Transporteinheit 7 sowie ein zu bedruckender Bogen hindurchgeführt werden kann. Die Andruckrolle 22 kann mit Spannung beaufschlagt werden, um einen Tonertransfer von der Bebilderungstrommel 20 zu einen zu bedruckenden Bogen zu fördern.
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Die Reinigungseinheit 24 ist in Laufrichtung A der Bebilderungstrommel 20 zwischen der Andruckrolle 22 und einer Ladungseinheit 26 angeordnet. Die Reinigungseinheit 24, die dazu dient nicht vollständig übertragene Tonerpartikel vom Photoleiter zu entfernen, wird nachfolgend näher beschrieben.
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Die Ladungseinheit 26 der Druckwerke 5 ist in Laufrichtung A der Bebilderungstrommel zwischen der Reinigungseinheit 24 und der Belichtungseinheit 28 angeordnet und weist beispielsweise eine Korona-Vorrichtung auf. Die Ladungseinheit 26 ist geeignet, eine gleichmäßige Ladung auf der Oberfläche der Bebilderungstrommel 20 zu erzeugen. Die Belichtungseinheit 28 ist in Laufrichtung A der Bebilderungstrommel 20 zwischen der Ladungseinheit 26 und der Entwicklereinheit 30 vorgesehen. Die Belichtungseinheit 28 ist eines geeigneten Typs, um eine lokale Entladung der Oberfläche der Bebilderungstrommel 20 vorzusehen, wie es in der Technik bekannt ist. Die Ladungseinheit 26 und die Belichtungseinheit 28 sind somit in der Lage, ein latentes Ladungsbild auf der Oberfläche der Bebilderungstrommel 20 zu erzeugen.
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Die Entwicklereinheit 30 ist in Laufrichtung A der Bebilderungstrommel 20 zwischen der Belichtungseinheit 28 und der Andruckrolle 22 angeordnet, und dient dazu, Tonerpartikel im Bereich eines Übertragungsspaltes 32 – gemäß einem latenten Ladungsbild auf der Bebilderungstrommel 20 – auf diese zu übertragen, wie es in der Technik bekannt ist. Dies kann in kontaktierender Weise oder auch kontaktlos erfolgen
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Die Druckwerke 5, sind jeweils gleich aufgebaut, sind jedoch üblicherweise mit unterschiedlich farbigen Tonerpartikeln bestückt, um jeweilige Farbauszüge auf einem Bedruckstoff zu erzeugen, die nachfolgend in der Fixiereinheit 9 fixiert werden können.
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Die Fixiereinheit 9 ist irgendeines bekannten Typs, um Toner auf einem Bedruckstoff zu fixieren. Dies kann beispielsweise über geheizte Druckrollen oder auch andere geeignete Vorrichtungen erfolgen, wie beispielsweise eine kontaktlose Heizvorrichtung, die mit Licht oder anderer elektromagnetischer Strahlung, wie beispielsweise Mikrowellen, arbeitet.
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Hinter der Fixiereinheit 9 schließt sich der Duplexpfad 12 an, der in bekannter Weise einen Bogenförderpfad zurück zur Ausrichteinheit 4 vorsieht. In dem Duplexpfad 12 ist eine Wendeeinrichtung 13 vorgesehen, die einen entlang des Duplexpfades 12 geförderten Bogen in bekannter Art und Weise wenden kann. Wenn ein Bogen nach der Fixiereinheit 9 nicht dem Duplexpfad 12 zugeführt werden soll, kann er über eine entsprechende Weiche auch dem Ausleger 15 zugeführt werden.
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Nachfolgend wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 3 und 4 eine erste Ausführungsform einer Reinigungseinheit 24 näher erläutert.
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Die Reinigungseinheit 24 besteht im Wesentlich aus einem Reinigungselement 36 einer Antriebseinheit 38 sowie einer optionalen Abrichteinheit 39 und einer optionalen Auffangeinheit 40.
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Bei der Ausführungsform gemäß 3 besteht das Reinigungselement 36 aus einem Rollenkörper 42 sowie einer Vielzahl von Borsten 44, die sich wie dargestellt, radial zum Rollenkörper 42 erstrecken können. Die Borsten können sich aber auch in einer beliebigen anderen Konfiguration erstrecken. Insbesondere können die Borsten 44 derart angeordnet sein, dass benachbarte Längsreihen der Borsten versetzt zueinander sind, so dass in Umfangsrichtung des Rollenkörpers 42 zwischen den Borsten keine Freiräume entstehen. Die Borsten 44 können aus einem geeigneten in der Technik bekannten Material bestehen. Es ist auch möglich statt der Borsten 44 auf dem Rollenkörper 42 eine Reinigungsschicht, beispielsweise aus einem schwamm- oder schaumartigen Material, oder auch eine Vielzahl von durchgängigen Reinigungslippen aus einem elastischen Material (z. B. entsprechend den Längsreihen von Borsten 44) vorzusehen. Das Reinigungselement 36 ist bezüglich der Bebildungstrommel 20 derart angeordnet, das eine Reinigungsoberfläche bestehend aus Borsten 44, Reinigungsmaterial, elastischen Lippen oder sonstigem mit der Oberfläche der Bebildungstrommel 20 in Kontakt steht, oder in Kontakt hiermit gebracht werden kann. Der Rollenkörper 42 hat eine Länge die größer ist als die Länge der Bebilderungstrommel 20, wie in 4 zu erkennen ist. Die Vielzahl von Borsten 44 ist in einem Bereich des Rollenkörpers 42 vorgesehen, der sich über die Länge der Bebilderungstrommel 20 hinaus erstreckt.
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Die Bewegungseinheit 38 steht mit dem Reinigungselement 36 in Verbindung, und ist geeignet das Reinigungselement 36 um eine Drehachse 46 zu drehen. Insbesondere ist die Bewegungseinheit 38 in der Lage das Reinigungselement 36 in der gleichen Drehrichtung wie die Bebilderungstrommel 20 zu drehen, so dass sich die in Kontakt stehenden Oberflächen des Reinigungselements 36 und der Bebilderungstrommel 20 gegenläufig bewegen. Alternativ ist es auch möglich, eine entgegengesetzte Drehung vorzusehen, wobei dann das Reinigungselement 36 derart gedreht werden sollte, dass es eine höhere Oberflächengeschwindigkeit aufweist, als die Bebilderungstrommel 20, um im Kontaktbereich eine Relativbewegung zwischen den jeweiligen Oberflächen vorzusehen.
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Neben dem Vorsehen einer Drehbewegung ist die Bewegungseinheit 38 ferner in der Lage das Reinigungselement 36 in Längsrichtung, d. h. parallel zur Drehachse 46 hin und her zu bewegen, wie durch den Doppelpfeil C in 4 angedeutet ist. Der Hub einer solchen Hin- und Herbewegung sollte vorzugsweise größer sein als eine auszubildende Pixelbreite in Umlaufrichtung der Bebilderungstrommel 20. Die Bewegungseinheit 38 ist in der Lage eine Hin- und Herbewegung mit einer Frequenz von wenigstens 1 kHz vorzusehen, wobei bevorzugt Frequenzen von wenigstens 10 oder wenigstens 20 kHz bevorzugt werden. Ingesamt sollte die Hin- und Herbewegung gemäß dem Doppelpfeil C so auf eine auszubildende Pixelgröße auf der Bebilderungstrommel 20 und eine Umlaufgeschwindigkeit der Bebilderungstrommel 20 abgestimmt sein, dass für jedes Pixel auf der Oberfläche des Photoleiters wenigstens eine Richtungsänderung des Reinigungselements vorgesehen wird.
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Obwohl gemäß der dargestellten Ausführungsform sowohl die Drehbewegung als auch die Hin- und Herbewegung gemäß dem Doppelpfeil C durch eine einzige Bewegungseinheit 38 vorgesehen wird, könnten diese beiden Bewegungen auch durch getrennte Bewegungseinheiten vorgesehen werden. Neben den beiden oben genannten Bewegungskomponenten (Drehung, hin und her in Längsrichtung) kann optional noch eine weitere Bewegungskomponenten vorgesehen werden, wie sie beispielsweise durch den Doppelpfeil D in den 3 und 4 dargestellt ist, oder eine Bewegungskomponente wie sie durch den Doppelpfeil E in 3 dargestellt ist. Die Bewegungskomponente gemäß dem Doppelpfeil D sieht eine Bewegung des Reinigungselementes 36 auf die Bebilderungstrommel 20 zu und von dieser weg vor. Dabei sollte der Hub dieser Bewegung so gewählt sein, dass das Reinigungselement 36 zu keinem Zeitpunkt den Kontakt zur Oberfläche mit der Bebilderungstrommel verliert. Dies kann Beispielsweise durch elastische Borsten, elastische Lippen oder eine elastische Reinigungsschicht erreicht werden. Eine entsprechende Bewegungskomponente kann beispielsweise durch eine exzentrisch zum Rollenkörper 42 angeordnete Drehachse 46 vorgesehen werden. Natürlich kann eine entsprechende Bewegung auch auf andere Weise erzeugt werden.
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In gleicher Weise sollte bei einer Bewegungskomponente wie sie durch den Pfeil E in 3 angedeutet ist, sicher gestellt werden, dass die Bewegung so ist, dass das Reinigungselement 36 zu keinem Zeitpunkt außer Kontakt mit der Oberfläche der Bebilderungstrommel 20 kommt. Die Bewegungskomponente gemäß Pfeil E ist im Wesentlichen parallel zu einer Tangentialen zur Bebilderungstrommel 20 im Berührungsbereich zwischen Reinigungselement 36 und Bebilderungstrommel 20. Diese Bewegungskomponenten gemäß D und E führen unter anderem dazu, dass sich die Anstellwinkel der elastischen Reinigungsborsten 44 (Lippen etc) und zum Teil auch deren Wirkrichtung (in/gegen die Drehrichtung der Bebilderungstrommel 20) ständig ändern, was die Reinigung fördern kann. Darüber hinaus wird ständig der Druck, der auf die Oberfläche der Bebilderungstrommel angelegt wird verändert. Die Hin- und Herbewegungen können auf unterschiedliche Art und Weise erzeugt werden, wobei als Bewegungsmechanismen für Linearbewegungen insbesondere Piezoelemente und/oder eine Voice-Coil in betracht kommen. Es sind aber auch sonstige, mechanisch, elektromagnetisch oder gar durch Ultraschall getriebene Bewegungen denkbar. Die jeweiligen Bewegungskomponenten können unabhängig voneinander gesteuert oder geregelt werden. Insbesondere können sie gleichzeitig oder auch abwechselnd eingesetzt werden, wobei jeweils wenigstens immer zwei wirken sollten (d. h. neben einer Drehung der Bebilderungstrommel als erste Komponente wenigstens eine weitere). Die Bewegungskomponenten können synchron oder auch asynchron eingesetzt werden. Sie können aber auch durch eine einzige Bewegungseinheit und abhängig voneinander eingesetzt werden.
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Durch das Vorsehen der unterschiedlichen Bewegungskomponenten ist es möglich auf Tonerpartikel, die sich auf der Bebilderungstrommel 20 befinden, oder auch sonstige Verunreinigungen unterschiedliche Kraftkomponenten auszuüben, um diese sicher zu lösen. Darüber hinaus wird die Wahrscheinlichkeit, dass wenigstens eine Kraftkomponente auf einen Tonerpartikel oder eine sonstige Verunreinigung wirkt erhöht.
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Die optionale Abrichteinheit 39 kann beispielsweise eine Gummilippe darstellen, die entfernt von der Bebilderungstrommel 20 mit einer Reinigungsoberfläche des Reinigungselements 36, wie beispielsweise die Borsten 44 in Kontakt steht, um gegebenenfalls daran befindliche Partikel zu entfernen. Natürlich ist es auch Möglich andere Abrichteinheiten vorzusehen, welche beispielsweise eine Absaugeinheit oder sonstiges aufweisen kann.
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Die optionale Auffangeinheit 40 befindet sich unterhalb des Reinigungselements 36 und dient dazu gegebenenfalls abgereinigte Tonerpartikel aufzufangen, um zu verhindern, dass diese auf einen unter der Bebilderungstrommel 20 hindurchbewegten Bildträger gelangen. Hierzu kann die Auffangeinheit 40 beispielsweise eine einfache Wanne sein, wie in 3 angedeutet ist. Es sei bemerkt dass sowohl die Abrichteinheit 39 als auch die Auffangeinheit 40 in Figur zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen wurden.
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Die 5 und 6 zeigen eine alternative Ausführungsform einer Reinigungseinheit 24. Die Reinigungseinheit 24 weist wiederum ein Reinigungselement 36, eine Bewegungseinheit 38, sowie eine Auffangeinheit 40 auf. Bei dieser Ausführungsform besteht das Reinigungselement 36 aus einem Grundkörper 50 und einem Abstreifelement 52, das vorzugsweise lösbar am Grundkörper 50 befestigt ist, um einen einfachen Austausch zu ermöglichen. Das Abstreifelement 52 besitzt insbesondere eine flexible Abstreiflippe, die wie in Figur dargestellt ist, spitz zuläuft, wie es in der Technik bekannt ist. Statt einer einzelnen Lippe können auch mehrere parallele Lippen oder Lamellen am vorderen Ende des Abstreifelements 52.
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Der Hauptkörper 50 steht mit der Bewegungseinheit 38 in Verbindung, die in der Lage ist auf den Grundkörper 50 eine Hin- und Herbewegung in Längsrichtung des Grundkörpers 50 vorzusehen, wie es durch den Doppelpfeil C in 6 angedeutet ist. Wiederum beträgt die Frequenz einer solchen Hin- und Herbewegung wenigstens 1 kHz und liegt bevorzugt über 10 oder gar über 20 kHz. Auch können weitere Bewegungskomponenten, wie beispielsweise durch den Doppelpfeil D in 5 und 6 oder wie durch den Doppelpfeil F in 5 angezeigt, vorgesehen werden.
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Die Bewegungskomponente gemäß D sieht wiederum eine Bewegung des Reinigungselements auf die Bebilderungstrommel 20 zu und von dieser weg vor, was üblicherweise eine elastische Biegung der Reinigungslippe und somit eine Veränderung des Anstellwinkels bewirkt. Dabei sollte der Hub wiederum so gewählt werden, dass das Reinigungselement 36 zu keinem Zeitpunkt des Hubs den Kontakt mit der Oberfläche der Bebilderungstrommel 20 verliert. Die Bewegungskomponente gemäß dem Doppelpfeil F in 5 sieht hingegen eine Schwenkbewegung um einen nicht näher dargestellten Schwenkpunkt des Reinigungselements 36 dar. Dabei sind sowohl der Hub der Schwenkbewegung als auch der Schwenkpunkt so gewählt, dass das Reinigungselement 36 zu keinem Zeitpunkt einen Kontakt mit der Oberfläche der Bebilderungstrommel 20 verliert. Über die Schwenkbewegung lässt sich insbesondere der Anstellwinkel des Abstreifelements 52 einstellen, der zum Beispiel zwischen 0° und 180° eingestellt werden kann. Bei einer raschen Hin- und Herbewegung wird in der Regel aber nur eine geringe Winkeländerung erzeugt.
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Alle der oben genannten Bewegungskomponenten gemäß den Doppelpfeilen C, D, E und F sollte vorzugsweise über 1 kHz liegen. Die unterschiedlichen Bewegungskomponenten sind in der Lage unterschiedliche Kraftkomponenten auf zu lösende Partikel auf der Oberfläche der Bebilderungstrommel 20 auszuüben. Die Bewegungskomponenten können wiederum beliebig eingesetzt und gesteuert werden.
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Nachfolgend wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Vorgang zum Bedrucken eines Bedruckstoffs, wie beispielsweise eines Papierbogens, näher erläutert.
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Zunächst wird über den Anleger 3 ein Papierbogen an die Ausrichteinheit 4 angelegt, und dieser wird in geeigneter Weise ausgerichtet. Anschließend wird der Papierbogen an das Transportband 17 der Transporteinheit 7 übergeben, und beispielsweise elektrostatisch darauf festgehalten. Das Transportband 17 wird umlaufend gefördert, um den Papierbogen entlang der Druckwerke 5 zu führen. In den Druckwerken 5 wird in bekannter Weise die Bebilderungstrommel 20 gedreht und über die Ladungseinheit 26 mit einer gleichmäßigen Ladung beaufschlagt. Die Belichtungseinheit 28 führt eine lokale Entladung der Oberfläche der Bebilderungstrommel 20 durch, um ein latentes Ladungsbild zu erzeugen. Das latente Ladungsbild wird durch die Drehung der Bebilderungstrommel 20 dann an der Entwicklereinheit 30 vorbei bewegt, und Toner wird gemäß dem latenten Ladungsbild auf die Bebilderungstrommel 20 übertragen.
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Anschließend wird das so erzeugte Tonerbild mit der Bebilderungstrommel 20 weiterbewegt und im Bereich zwischen Bebilderungstrommel 20 und Andruckrolle 22 dann auf den Papierbogen übertragen. Auf der Bebilderungstrommel 20 verbleibende Tonerpartikel werden durch das Reinigungselement 36, das eine Drehbewegung und wenigstens eine Hin- und Herbewegung mit einer Frequenz von > 1 KHz in Längsrichtung durchführt, abgereinigt. Durch die rasche Hin- und Herbewegung, die bevorzugt so auf die Geschwindigkeit der Oberfläche des Photoleiters und eine während einer Bebilderung ausgebildete Pixelgröße abgestimmt ist, dass für jedes Pixel auf der Oberfläche des Photoleiters wenigstens eine Richtungsänderung des Reinigungselements vorgesehen ist, wird eine gute Reinigung sichergestellt.
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Durch die Vielzahl von Druckwerken werden in geeigneter Weise unterschiedliche Farbauszüge eines Mehrfarbendruckbildes auf den Papierbogen übertragen. Nun wird der Papierbogen mit den darauf befindlichen Tonerschichten durch die Fixiereinheit 9 geführt, in der das Tonerbild fixiert wird. Anschließend kann der Papierbogen zum Ausleger 15 geführt werden. Wenn der Papierbogen beidseitig bedruckt werden soll, kann er über den Duplexpfad 12 zurück zur Ausrichteinheit 4 gefördert werden, wobei er bei diesem Transport durch die Wendeeinheit 13 gewendet wird, um eine Bedruckung der zweiten Seite des Papierbogens zu ermöglichen.
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7 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Druckbereichs einer alternativen elektrophotographisch arbeitenden Druckmaschine, die hinsichtlich eines Anlegers, einer Ausrichteinheit, einer Transporteinheit, einer Fixiereinheit, eines Duplexpfads, einer Wendeeinheit und eines Auslegers 15 im Wesentlichen genauso aufgebaut sein kann wie bei der ersten Ausführungsform gemäß 1. Diese sind daher auch in 3 nicht näher dargestellt. Ein Unterschied ergibt sich jedoch im Aufbau eines Druckwerks 5. Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist nämlich ein einzelnes Druckwerk 5 vorgesehen. Dementsprechend kann natürlich auch die Transporteinheit wesentlich kompakter als in 1 dargestellt sein.
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Das Druckwerk 5 besteht aus einer Photoleitereinheit 60, einer Andruckrolle 62, einer Reinigungseinheit 64, einer Vielzahl von Ladungseinheiten 66, einer Vielzahl von Belichtungseinheiten 68 sowie einer Vielzahl von Entwicklereinheiten 70 vorgesehen.
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Die Photoleitereinheit 60 besteht aus einem Photoleiterband 72, das um Führungs- und/oder Transportrollen 74, 76 und 78 herum geführt ist. Das Photoleiterband 72 ist über eine der Führungs- und/oder Transportrollen 74, 76 und 78 eine nicht näher dargestellte Antriebseinheit in Richtung des Pfeils E umlaufend bewegbar. Natürlich ist es auch möglich das Photoleiterband über einen Reibungskontakt mit einem entsprechenden Förderelement einer Transporteinheit zum Transport von Bedruckstoff umlaufend zu bewegen.
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Die Andruckrolle 62 ist im Bereich der Führungs- und/oder Transportrolle 78 für das Photoleiterband 72 angeordnet, und drückt gegen die Führungs- und/oder Transportrolle 78 derart, dass dazwischen ein Druckspalt gebildet wird. Ein in Richtung des Pfeils F geförderter Bedruckstoff, wie beispielsweise ein Papierbogen 80, kann gemeinsam mit dem Photoleiterband 72 durch den Druckspalt zwischen Andruckrolle 62 und Führungs- und/oder Transportrolle 78 hindurch gefördert werden, wie schematisch in 3 angedeutet ist.
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Die Reinigungseinheit 64 steht mit dem Photoleiterband 72 in Reinigungskontakt, und zwar zwischen den Führungs- und/oder Transportrollen 78 und 74. Die Reinigungseinheit 64 kann im Wesentlichen in derselben art und Weise aufgebaut sein wie zuvor anhand der 3 bis 6 beschrieben wurde. Obwohl dies in 7 nicht dargestellt ist, kann der Reinigungseinheit 64 eine Gegenrolle zugeordnet sein, die auf der anderen Seite des Photoleiterbandes 72 angeordnet ist, sodass das Photoleiterband 72 zwischen Reinigungseinheit 64 und Gegenrolle aufgenommen ist. Hierdurch kann eine durch den Kontakt zwischen Reinigungseinheit 64 und Photoleiterband 72 bedingte unkontrollierte Bewegung des Photoleiterbandes 72 verhindert oder zumindest verringert werden. Statt an ein freies Trum des Photoleiterbandes 72 anzugreifen könnte die Reinigungseinheit beispielsweise auch im Bereich der Führungs- und/oder Transportrolle 74 angreifen. Neben den schon zuvor genannten Bewegungskomponenten C bis F könnte hier noch eine Bewegungskomponente im Wesentlichen parallel zur Erstreckung des Trums des Photoleiterbandes 72 vorgesehen werden.
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Zwischen den Führungs- und/oder Transportrollen 74 und 76 bildet das Photoleiterband 72 ein Trum, auf das Toner übertragen wird. Hierzu sind fünf benachbarte Einheiten, jeweils bestehend auf nebeneinander liegender Ladungseinheit 66, Belichtungseinheit 68 sowie Entwicklereinheit 70 vorgesehen, wie in 3 zu erkennen ist.
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Die Ladungseinheiten 66 sind eines geeigneten Typs, wie beispielsweise einer Korona-Vorrichtung, um eine gleichmäßige Ladung auf dem Photoleiterband 72 zu erzeugen. Die Belichtungseinheit 68 ist wiederum eines geeigneten Typs, um eine lokale Entladung des Ladungsbandes 72 zur Erzeugung eines latenten Ladungsbildes vorzusehen. Die Entwicklereinheiten 70 sind jeweils des Typs, bei dem Toner kontaktlos übertragen wird, und sie sind so angeordnet, dass sie Toner entsprechend einem latenten Ladungsbild, wie oben beschrieben auf das Photoleiterband 72 übertragen können.
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Dadurch, dass der Toner durch die Entwicklereinheiten 70 jeweils kontaktlos auf das Photoleiterband 72 übertragen werden, ist es möglich, nach einer ersten Tonerübertragung auf das Photoleiterband 72 dieses erneut mit einer gleichmäßigen Ladung zu versehen, eine lokale Entladung vorzusehen und eine erneute Tonerübertragung gemäß dem so erzeugten latenten Tonerbildes vorzusehen. Dies kann, wie in 3 angedeutet ist, mehrfach (je nach Anzahl der Einheiten aus Ladungseinheit 66, Belichtungseinheit 68 sowie Entwicklereinheit 70), wiederholt werden. Hierdurch können auf dem Photoleiterband 72 mehrere Tonerschichten, insbesondere Tonerschichten unterschiedlicher Farben ausgebildet werden, wodurch auf dem Photoleiterband 72 ein mehrfarbiges Tonerbild erzeugt werden kann, das dann in den Druckspalt zwischen Andruckrolle 62 und Führungs- und/oder Transportrolle 78 auf einen Bedruckstoff 80 übertragen wird. Somit ist nur eine einzige Tonerübertragung auf dem Bedruckstoff 80 vorgesehen. Durch die potentiell höheren Tonermengen, die pro Umlauf auf das Photoleiterband 72 aufgebracht werden erhöht sich die Gefahr, dass Tonerpartikel auf dem Photoleiterband 72 verbleiben, sodass hier die erfindungsgemäße Reinigungseinheit 64 besonders vorteilhaft ist.
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Die Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, ohne auf die konkret dargestellten Ausführungsformen beschränkt zu sein. Insbesondere können die dargestellten Reinigungseinheiten anders als konkret dargestellt aufgebaut sein, und mit anderen Photoleitern zusammenwirken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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