DE102016208479A1

DE102016208479A1 - Elektrofotografischer Großformat-Farbdrucker

Info

Publication number: DE102016208479A1
Application number: DE102016208479.8A
Authority: DE
Inventors: Stephan Frisch; Johannes Roth; Burkhard Söhler
Original assignee: Roth and Weber GmbH
Current assignee: Roth and Weber GmbH
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2017-11-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrofotografischen Großformat-Drucker mit einer Druckbreite größer 0,5 m, insbesondere Großformat-Farbdrucker mit mehreren Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22), wobei jede Druckstation eine Fotoleitertrommel (2), eine Ladeeinheit (5), eine Belichtungseinheit (4), eine Entwicklerstation (3, 23), eine Löschvorrichtung (7), eine Reinigungsvorrichtung (6), und ein Gehäuse (10) aufweist, mit jeweils einer Anodenwalze (8, 8C, 8M, 8Y, 8K) für jede Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22), mit einem über Umlenkrollen (28), zwischen Anodenwalzen (8, 8C, 8M, 8Y, 8K) und Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) geführten Transferband (9), mit einer an Spannung angelegten Transferrolle (29) zur Übertragung von Tonerbildern auf ein zu bedruckendes Medium (30), mit einer Fixierstation (31), mit einer Reinigungsstation (32) und mit einem Tragrahmen. Ein derartiger Drucker soll Platz sparend aufgebaut, in verschiedene Leistungsklassen umbaubar und störungsfrei betreibbar sein. Dazu wird vorgeschlagen, dass der Tragrahmen als Aufnahmemittel für die unmittelbar hintereinander angeordneten verschiedene Farben (Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz) beinhaltende Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) vorgesehen ist, dass die Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) im Tragrahmen und/oder die Entwicklerstationen (3, 22) gegen gleiche oder unterschiedliche Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) und/oder Entwicklerstationen (3, 23) austauschbar sind, und dass die Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) je eine Tiefe kleiner 160 mm vorzugsweise kleiner 150 mm höchst vorzugsweise kleiner 140 mm aufweisen

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrofotografischen Großformat-Drucker mit einer Druckbreite größer 0,5 m. insbesondere Großformat-Farbdrucker mit mehreren Druckstationen, wobei jede Druckstation eine Fotoleitertrommel, eine Ladeeinheit, eine Belichtungseinheit, eine Entwicklerstation, eine Löschvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung, und ein Gehäuse aufweist, mit jeweils einer Anodenwalze für jede Druckstationen, mit einem über Umlenkrollen, zwischen Anodenwalzen und Druckstationen geführten Transferband, mit einer an Spannung angelegten Transferrolle zur Übertragung von Tonerbildern auf ein zu bedruckendes Medium, mit einer Fixierstation, mit einer Reinigungsstation und mit einem Tragrahmen.
Derartige elektrofotografische Drucker sind sowohl monochrom als auch farbig allgemeiner Stand der Technik. Die zugrunde liegenden Technologien sind z. B. im Buch „Handbuch der Printmedien" von Helmut Kipphan (Hrsg.), Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000, Seiten 61ff, beschrieben.
Zunächst folgt eine kurze Beschreibung der Technologie für eine einzelne Farbe, einen monochromen Prozess. Typischerweise besteht der elektrofotografische Prozess aus sechs Schritten. Wesentlich für den elektrofotografischen Prozess ist der Aufbau des Fotoleiters. Sehr oft werden dafür Aluminiumtrommeln als Substrat verwendet, die mit einem speziellen ca. 20 μm dicken organischen fotoleitendem Material beschichtet sind. Wesentliche Eigenschaft des Fotoleiters ist ein hoher elektrischer Widerstand in der Abwesenheit von Licht und ein deutlich geringerer elektrischer Widerstand bei Beleuchtung. Die Aluminiumtrommel ist dabei elektrisch geerdet.
In einem ersten Schritt wird die Oberfläche des Fotoleiters homogen elektrisch in der Regel negativ geladen. Dies geschieht meist über Korona-Einheiten oder in direktem Kontakt mit einer auf einer hohen Spannung befindlichen elastomeren Ladewalze.
Der zweite Schritt ist die Belichtung. Hier werden z. B. elektronisch ansteuerbare LED-Belichtungsmodule mit einer Auflösung von beispielsweise 600 dpi eingesetzt, die das gewünschte Muster auf den Fotoleiter übertragen. Alternativ kann dies auch über einen entsprechend modulierten Laser erfolgen. In den belichteten Bereichen sinkt der elektrische Widerstand, so dass die Ladung dort abfließen kann und die belichteten Bereiche positiver geladen sind. Somit entsteht ein Ladungsmuster.
In einem dritten Schritt „Entwicklung” wird dieses unsichtbare Muster sichtbar gemacht. Dazu wird der Fotoleiter in Kontakt mit elektrisch geladenen Farbpartikeln einer definierten Polarität, in der Regel einer negativen Ladung, einem Toner mit einer typischerweise im Bereich von 5 bis 10 μm liegenden Partikelgröße, gebracht. Etwas vereinfacht haften die Partikel an den positiver geladenen Stellen, so dass das Bild auf dem Fotoleiter sichtbar wird.
Der vierte Schritt ist der Tonertransfer. Konkret wird das Tonerbild vom Fotoleiter auf ein Medium (beispielsweise Papier) übertragen. Meist geschieht dies in einer Abrollung, wobei der Transfer der elektrisch geladenen Tonerpartikel durch ein elektrisches Feld unterstützt wird. Das elektrische Feld kann durch eine Korona oder eine auf Spannung liegende elastomere Walze auf der Medium-Rückseite erzeugt werden.
In einem fünften Schritt wird der Toner auf dem Medium fixiert. Dazu werden üblicherweise heiße Walzen einsetzt. Der Toner besteht neben Pigmenten und anderen Hilfsstoffen aus einem polymeren Material, welches unter Einwirkung der hohen Temperatur der heißen Walzen anschmilzt, so dass der Toner dauerhaft auf dem Medium anhaftet.
Im sechsten und letzten Schritt wird der Fotoleiter entladen und gereinigt, damit er in ursprünglichem Zustand für die nächste Umdrehung und den nächsten Druck zur Verfügung steht. Über eine Löscheinheit wie beispielsweise eine LED-Zeile wird der Fotoleiter über die gesamte Breite gleichmäßig belichtet, so dass das vorherige Ladungsbild verschwindet. Die Reinigung kann beispielsweise über elastomere Rakel oder rotierende Bürsten erfolgen. Sie entfernen die Reste von Toner, da der Transfer auf das Medium in der Regel nicht vollständig gelingt.
Für vollfarbige Ausdrucke werden nach Stand der Technik üblicher Weise die Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz überlagert. Für die Realisierung im Detail sind vielfältige Möglichkeiten in der Literatur, beispielsweise bei Kipphan a. a. O., beschrieben. Außerdem gibt es eine Vielzahl von Geräten auf dem Markt, die diese und ähnliche Technologie einsetzen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nun die Bauform „Tandemarchitektur mit Zwischenträgerband” beschrieben, wie sie als Stand der Technik beispielsweise in der US 4,903,067 anhand insbesondere der 9 ausgeführt wird. Bei dieser Art der Ausführung zur Erstellung von Farbdrucken gibt es für jede der vier Farben ein Druckwerk aus den oben beschriebenen elektrofotografischen Einheiten für einen monochromen Drucker mit Ausnahme der Fixierung. So wird auf jedem Fotoleiter ein Tonerbild in der jeweiligen Farbe Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz entwickelt. Der Toner wird jedoch nicht direkt auf das Medium sondern erst auf einen Zwischenträger übertragen. Dieser Zwischenträger ist meist als ein spezielles endloses Band ausgeführt, welches als Transferband bezeichnet wird.
Darauf werden die vier Farben gesammelt und dann alle zusammen in einem Schritt auf das Medium übertragen. Sowohl der Transfer von den Fotoleitern auf das Band als auch vom Band auf das Medium erfolgt elektrostatisch analog zum oben beschriebenen Transfer für einen monochromen Prozess vom Fotoleiter auf das Medium. Abschließend wird der Toner auf dem Medium fixiert.
Für elektrofotografische Drucker im „Großformat” mit einer Druckbreite von größer 0,5 m stellt insbesondere die Entwicklerstation eine Herausforderung dar. Es ist schwierig, über die gesamte Breite eine gleichmäßige und stabile Einfärbung zu erreichen. Dies wird mit zusätzlichen technischen und kommerziellen Anforderungen wie hoher Geschwindigkeit, kompakter Bauform und geringen Kosten weiter erschwert.
Grundsätzlich ist eine Vielzahl von Ausführungsformen von Entwicklerstationen bekannt. Eine Übersicht dazu findet sich z. B. im Buch „Handbuch der Printmedien" von Helmut Kipphan (Hrsg.), Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000, Kapitel 5.2.3 „Farbwerk (Entwicklungseinheit) und Toner", Seiten 726 bis 730.
Man unterscheidet zwischen sogenannten 1K- und 2K-Systemen. Einkomponenten(1K)-Systeme arbeiten nur mit Tonerpartikeln, während bei Zweikomponenten(2K)-Systemen zusätzlich ein „Carrier” verwendet wird. Dabei handelt es sich um magnetische Partikel, die größer als die nichtmagnetischen Tonerpartikel sind. Tonerpartikel und Carrier-Partikel werden im reibenden Kontakt triboelektrisch mit entgegengesetzter Polarität elektrisch geladen. Durch die entgegengesetzte Ladung haften die Tonerpartikel an den Carrier-Partikeln. Das Gemisch aus nichtmagnetischem Toner und magnetischem Carrier wird als Entwickler bezeichnet.
Im Folgenden wird kurz die Technologie von 1K- und 2K-Systemen beschrieben. Für Details sei auf das o. g. Buch von Helmut Kipphan (Hrsg.) a. a. O. verwiesen.
Bei 1K-Systemen hat man ein Reservoir mit Toner, eine sogenannte Zuführwalze, eine Entwicklerwalze und eine Rakeleinheit. Die Zuführwalze, beispielsweise eine Schaumwalze oder eine Bürstenwalze, dreht sich und transportiert so Toner aus dem Reservoir zur Entwicklerwalze, die beispielsweise eine elektrisch halbleitfähige elastomere Walze sein kann. Zwischen den beiden Walzen gibt es einen Überlapp, so dass die bewegten Tonerpartikel einer Reibung ausgesetzt sind. Dabei werden sie triboelektrisch mit einer definierten Polarität aufgeladen. Über Adhäsionskräfte und elektrostatische Kräfte bleibt eine erhebliche Menge des Toners an der Entwicklerwalze haften. Die Entwicklerwalze dreht sich weiter und transportiert den Toner zur Rakeleinheit. Diese kann z. B. als fest stehende Rakel oder als drehende Walze ausgeführt sein. Sie drückt typisch mit einer definierten Kraft gegen die Entwicklerwalze und erzeugt im Zusammenspiel mit der Drehung der Entwicklerwalze eine Tonerschicht mit einer definierten Dicke von meist wenigen Monolagen. Diese Tonerschicht wird der Fotoleitertrommel angeboten. Dabei liegt die Entwicklerwalze auf einem elektrischen Potenzial, welches zwischen den Potenzialen „entladen” und „geladen” auf der Fotoleitertrommel liegt. Entsprechend dem sich ausbildenden elektrischen Feld werden Tonerpartikel auf die Fotoleitertrommel übertragen oder verbleiben auf der Entwicklerwalze. So wird das Ladungsmuster auf der Fotoleitertrommel entwickelt.
Bei 2K-Systemen hat man ein Reservoir aus Entwickler, eine Magnetwalze und auch eine Rakeleinheit. Die Magnetwalze besteht meist aus einer sich drehenden nichtmagnetischen Hülse und innen liegenden fest stehenden Magneten. Über die Magnete wird der Entwickler zur Hülse gebracht. Die Oberfläche der Hülse besitzt eine definierte Rauigkeit und transportiert über eine Drehung den Entwickler zur Rakeleinheit. Die ist meist als fest stehende Rakel in einem definierten Abstand zur Magnetwalze ausgeführt. Im Zusammenspiel mit der Drehung der Magnetwalze wird so eine definierte Menge an Entwickler auf deren Oberfläche erzeugt. Im Laufe der weiteren Drehung wird der Entwickler der Fotoleitertrommel angeboten. Die Magnetwalze hat ein elektrisches Potenzial, welches zwischen den Potenzialen „entladen” und „geladen” auf der Fotoleitertrommel liegt. Entsprechend dem sich ausbildenden elektrischen Feld werden Tonerpartikel auf die Fotoleitertrommel übertragen oder verbleiben auf der Magnetwalze. So wird das Ladungsmuster auf dem Fotoleiter entwickelt. Die magnetischen Carrier werden durch die geeignet angeordneten Magnete auf der Magnetwalze gehalten.
1K-Systeme findet man im Markt meist im sogenannten „low-end” Bereich, d. h. bei eher geringen Geschwindigkeiten und bei Systemen mit eher kurzer Lebensdauer, allerdings in relativ kompakter Bauform. Für schnellere Druckgeschwindigkeiten werden üblicher Weise die etwas aufwendigeren und damit teureren 2K-Systeme verwendet, welche vielfach auch eine größere Bauform besitzen.
Bei elektrofotografischen Großformatdruckern sind monochrome Modelle sowohl mit 1K- als auch 2K-Entwicklungsstationen bekannt. Bei elektrofotografischen Großformat-Farbdruckern werden bisher nur vergleichsweise langsame 1K-Entwicklungsstationen eingesetzt.
Diese Drucker sind zudem nicht „kompakt”. Dabei ist zu berücksichtigen, dass eine typische Druckbreite für das Großformat in der Elektrofotografie 36'' (also ca. 914 mm) beträgt, d. h. die Breite des Druckers auf dem A0 gedruckt werden soll, lässt sich nicht verringern. Die bekannten Großformat-Farbdrucker weisen in den beiden anderen Dimensionen (Höhe und Tiefe) des Geräts auch Abmessungen über 0,9 m auf, so dass ein Transport durch übliche Türen mit Weiten von kleiner gleich 0.9 m nicht direkt möglich ist, geschweige denn passen diese Großformat-Farbdrucker in übliche Personenaufzüge.
Um zum Aufstellungsort transportiert werden zu können, werden die bekannten Großformat-Farbdrucker in mehrere Teile zerlegt und erst vor Ort beim Anwender aus zwei oder mehrere Teilen zusammengebaut. Das ist deutlich aufwändiger und damit für Anwender und Hersteller klar teurer als ein kompaktes Gerät, welches durch übliche Türen passt und vor Ort nicht noch montiert werden muss.
Dabei ist neben dem Transportaufwand der Stellplatzbedarf bekannter Großformat-Farbdrucker zu berücksichtigen. Bei Anwendern, bei denen z. B. ein Monochrom-Großformatdrucker gegen einen Großformat-Farbdrucker ausgetauscht werden soll, ist in den gegebenen Räumlichkeiten in der Regel nur wenig Platz (für Monochrommodell) vorhanden, so dass Farb-Systeme mit geringerer Größe bevorzugt werden.
Ein weiterer Vorteil eines kompakten Geräts ist für den Hersteller, dass er nach der Montage im Werk das Gerät vollständig testen und einstellen kann. Bei Montagearbeiten vor Ort beim Anwender würden zusätzliche Arbeiten anfallen, da die abschließenden Tests und Einstellungen erst nach vollständiger Montage vor Ort möglich sind.
Die Erfindung geht zunächst von der Aufgabe aus, einen elektrofotografischen Großformat-Drucker insbesondere Großformat-Farbdrucker derart auszubilden, dass die geschilderten Platzprobleme nicht auftreten. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dass der entsprechend kompakte Großformat-Drucker an verschiedene Geschwindigkeits- und Leistungsklassen den individuellen Anwenderbedürfnissen entsprechend problemlos anpassbar ist, und dass ein störungsfreier Betrieb bei stets ausreichender Tonerversorgung über die Breite der Fotoleitertrommel gewährleistet ist.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß für einen elektrofotografischen Drucker der eingangs genannten Art durch die in den Patentansprüchen 1 und 3 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die erste Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Tragrahmen als Aufnahmemittel für die unmittelbar hintereinander angeordneten, verschiedene Farben (Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz) beinhaltende Druckstationen vorgesehen ist, dass die Druckstationen je eine Tiefe kleiner 160 mm vorzugsweise kleiner 150 mm höchst vorzugsweise kleiner 140 mm aufweisen, wobei die Fotoleitertrommel einen Durchmesser kleiner gleich 60 mm, vorzugsweise kleiner 55 mm höchst vorzugsweise kleiner 51 mm aufweist, und die Durchmesser der übrigen Prozesswalzen an den kleinen Durchmesser der Fotoleitertrommel entsprechend angepasst sind, und dass die Belichtungseinheit eine Tiefe kleiner 45 mm, vorzugsweise kleiner 40 mm höchst vorzugsweise kleiner 35 mm aufweist.
Weitere Vorteile in der Kompaktheit des Druckers lassen sich erreichen, wenn die Druckstationen je eine Höhe kleiner 120 mm vorzugsweise kleiner 100 mm höchst vorzugsweise kleiner 90 mm aufweisen.
Vorteilhaft ist dabei, dass die Belichtungseinheit mindestens zwei kaskadiert angeordnete LED-Belichtungsmodule aufweist, wobei die LED-Belichtungsmodule auf einem verwindungssteifen Träger fixiert sind, dass die LED-Belichtungsmodule bezüglich ihres Abstandes zur Fotoleitertrommel gleich und fest bzw. händisch justierbar fokussiert sind, und dass der Belichtungseinheit eine Regeleinrichtung zugeordnet ist, die Fehler welche durch einen nicht optimalen Abstand zwischen der Belichtungseinheit und der Fotoleitertrommel in der Belichtung der Fotoleitertrommel entstehen können, durch Beeinflussung der an die Belichtungseinheit gegebenen Daten dynamisch auszugleichen vermag. Dadurch wird erreicht, dass die viel Platz beanspruchenden Antriebe zur Justierung der Belichtungseinheit gegenüber der Fotoleitertrommel eingespart werden. Neben einem Kostenvorteil ergeben sich große Platzersparnisse, wodurch jede Druckstation und letztendlich der Drucker kompakter baut.
Durch die Anordnung der Druckstationen hintereinander baut der Drucker nicht so hoch, als wenn die Druckstationen, wie zum Stand der Technik ausgeführt, übereinander angeordnet wären. Durch die geringe Höhe der Druckstationen können unter den Drucker nicht nur eine sondern zwei Schubladen mit jeweils 2 Rollen von zu bedruckenden Medium untergebracht werden, und zusätzlich lässt sich noch ein Scanner auf dem Drucker platzieren, ohne dass das gesamte Gerät die oben erwähnten 0,9 m in der Höhe übersteigt. Wird auf den Scanner verzichtet lassen sich sogar 3 Schubladen mit jeweils 2 Rollen, wie bisher nicht möglich, unter dem Drucker unterbringen ohne die Ziel-Höhe zu übersteigen. Durch den kompakten Aufbau der Druckstationen wird bei deren hintereinander-Anordnung die Tiefe des Druckers auch geringer als 0,9 m gehalten.
Die weitere Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Tragrahmen als Aufnahmemittel für die unmittelbar hintereinander angeordneten verschiedene Farben (Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz) beinhaltende Druckstationen vorgesehen ist, dass die Druckstationen im Tragrahmen und/oder die Entwicklerstationen austauschbar sind, wobei ein Austausch gegen gleiche (1K gegen 1K oder 2K gegen 2K) oder unterschiedliche (1K gegen 2K oder 2K gegen 1K) Druckstationen und/oder Entwicklerstationen möglich ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die austauschbar aufgebauten Druckstationen und/oder Entwicklerstationen den kompakten Aufbau gemäß Anspruch 1 oder 2 aufweisen.
Durch diese Maßnahmen, den Drucker wahlweise mit in der Baugröße optimierten Einkomponenten- für niedrigere Geschwindigkeiten oder in der Baugröße optimierten Zweikomponenten-Entwicklungsstationen für höhere Geschwindigkeiten auszustatten, können verschiedene Geschwindigkeits- und Leistungsklassen individuell an die Kundenbedürfnisse angepasst und ein Drucker in kompakter Bauform hergestellt werden. So lässt sich auf einer Basis sowohl das Einstiegsmodell als auch das Modell mit hoher Druckgeschwindigkeit realisieren. Selbstverständlich kann bei Bedarf z. B. eine (schnelle) 2K Entwicklerstation für die Farbe schwarz, für einen schnellen monochrom-Betrieb und jeweils eine (langsamere) 1K-Entwicklerstation für die Farben Cyan, Magenta, Gelb eingesetzt werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gehäuse der Druckstationen mit gleichen Halterungen und/oder gleichen Befestigungspunkten und/oder mit gleichen Zugängen für die Zufuhr von frischem Toner und/oder mit gleichen Schnittstellen für mechanische Antriebseinheiten und/oder zu schaltende elektrische Spannungen und/oder steuerungstechnische Anschlüsse ausgebildet sind.
Vorteilhaft ist, wenn die Fotoleitertrommel einen Durchmesser kleiner gleich 60 mm, vorzugsweise kleiner 55 mm höchst vorzugsweise kleiner 51 mm aufweist, und die Durchmesser der übrigen Prozesswalzen an den kleinen Durchmesser der Fotoleitertrommel entsprechend angepasst sind.
Es hat sich bewährt, wenn die Entwicklerstation für einen Einkomponenten-Toner einer Druckstation eines elektrofotografischen Druckers eine Toner-Transferwalze mit einem Durchmesser kleiner 44 mm, vorzugsweise kleiner 35 mm höchst vorzugsweise einen Durchmesser von 33 mm, zwei Mischschnecken mit einem Durchmesser kleiner 20 mm vorzugsweise einen Durchmessern von 18 mm, eine Toner-Ladewalze mit einem Durchmesser kleiner 26 mm vorzugsweise einen Durchmesser von 24 mm und einen Doctor Roller mit einem Durchmesser kleiner 27 mm vorzugsweise einen Durchmesser von 25 mm aufweisen, und wenn die Ladeeinheit in Form einer Ladewalze einen Durchmesser von etwa 20 mm aufweist.
Nachahmenswert ist, wenn die Entwicklerstation für einen Zweikomponenten-Toner, einem Entwickler bestehend aus Toner und Carrier, einer Druckstation eines elektrofotografischen Druckers, eine Magnetwalze für die Übertragung des Toners auf die Fotoleitertrommel, zwei um die Magnetwalze angeordnete, sie mit Entwickler beaufschlagende, in einer oberen und einer unteren Transportkammer angeordnete Mischschnecken und eine Rakeleinheit zur Einstellung der Schichtstärke des Entwicklers auf der Magnetwalze aufweist, wobei die Magnetwalze einen Durchmesser von kleiner 44 mm, vorzugsweise kleiner 35 mm höchst vorzugsweise einen Durchmesser von 33 mm, die Mischschnecken Durchmesser von etwa 21 mm und eine Ladeeinheit in Form einer Ladewalze einen Durchmesser von etwa 20 mm aufweisen sollten.
Es empfiehlt sich, dass die untere Transportkammer der Entwicklerzufuhr für die Magnetwalze und die obere Transportkammer der Ableitung und Aufbereitung des Entwicklers zugeordnet sind, und dass die Rakeleinheit an der unteren Transportkammer angeordnet ist, und dass wenigstens die untere Mischschnecke und/oder die untere Transportkammer derart ausgebildet ist/sind, dass sich über die Breite der unteren Transportkammer eine ungleichmäßige, abnehmende Förderleistung der Mischschnecke ergibt.
Von Vorteil ist, dass die Mischschnecken der Transportkammern derart ausgebildet sind, dass eine ausreichende Verteilung des Entwicklers in den Transportkammern dadurch sichergestellt ist, dass die Transportkammern über die Breite der Entwicklerstation verjüngt ist und/oder dass sich die Steigung der Mischschnecken über die Breite der Entwicklerstation ändert und/oder dass der Kerndurchmesser der Schneckenwellen über die Breite der Entwicklerstation variiert und/oder dass die Drehgeschwindigkeit der Schneckenwelle dem Tonerbedarf der Entwicklerstation anpassbar ist.
Zweckmäßig ist, dass die obere Transportkammer in Transportrichtung an ihrem Anfang eine Ausschleusestation für Toner und/oder Carrier aufweist wobei die Ausschleusestation die Ausschleusung des Toner und/oder Carriers in Abhängigkeit von der Toner/Carrier-Sättigung des Entwicklers am Eingang der unteren Transportkammer zu regeln vermag.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Magnetwalze an eine negative Gleichspannung angelegt ist, der eine regelbare Wechselspannung überlagerbar ist.
Ein Vorzug ergibt sich, wenn mindestens einer Druckstation eine Steuervorrichtung zugeordnet ist, die ein zu druckendes Image oder Bild auswertet und die für das zu druckende Image erforderliche Tonermenge ermittelt, und dass die Steuervorrichtung mit der Entwicklerstation und/oder Tonerzufuhr zur Steuerung der erforderlichen Tonermenge verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung den Mischprozess der Mischschnecken in der Entwicklerstation und/oder die Tonerzufuhr steuern kann, und wobei Sensoren den Füllstand der Entwicklerstation erfassen und ihn an die Steuervorrichtung zur Auswertung melden können.
Bemerkenswert ist, dass eine Fixierstation in Druckrichtung hinter den Druckstationen angeordnet ist und modular an die Druckgeschwindigkeit der eingesetzten Druckstationen entsprechend anpassbar ist. Dabei kann die Fixiereinheit aus einem separaten Modul bestehen, welches einfach, z. B. für einen Transport, vom Hauptteil des Druckers in dem unter anderem die Druckstationen untergebracht sind, getrennt werden. Beim Aufstellen des Druckers sind nach einem entsprechenden Transport beim Zusammenfügen des Hauptteils mit der Fixiereinheit dabei nur geringe bzw. keine Justierarbeiten erforderlich.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer Druckstation mit einer Fotoleitertrommel, einer 1K-Entwicklerstation, einer Belichtungsstation, einer Ladeeinheit, Reinigung- und Löschstation für die Fotoleitertrommel und einer Transfereinheit,
2 eine schematische Schnittdarstellung einer Druckstation mit einer Fotoleitertrommel, einer 2K-Entwicklerstation, einer Belichtungsstation, einer Ladeeinheit, Reinigung- und Löschstation für die Fotoleitertrommel und einer Transfereinheit,
3 ein erstes Beispiel für die Ausgestaltung von Mischschnecken
4 ein weiteres Beispiel für die Ausgestaltung von Mischschnecken,
5 eine schematische Darstellung eines Mehrfarben-Druckers mit je einer Druckstation für jede der Farben nach dem CMYK-Farbmodell, und
6 eine erfindungsgemäße Ausbildung der Tonersteuerung.
In der 1 ist eine schematische, stark vereinfachte Schnittdarstellung einer monochromen Druckstation 1 eines Großformat-LED-Druckers mit einer Fotoleitertrommel 2 (OPC, organic photo conductor drum) dargestellt. Die Fotoleitertrommel 2 weist einen Durchmesser von z. B. 50 mm auf. Um die Fotoleitertrommel 2 sind im Uhrzeigersinn eine Ladeeinheit 5 mit einem Durchmesser von beispielsweise 20 mm, eine Belichtungseinheit 4 z. B. ein LED-Belichtungsmodul, eine 1K-Entwicklerstation 3 für Einkomponenten-Toner, eine Transfer- oder Anodenwalze 8, eine Löschvorrichtung 7 und eine Reinigungsvorrichtung 6 hintereinander angeordnet. Zwischen der Fotoleitertrommel 2 und der Transfer- oder Anodenwalze 8 verläuft ein endloses Transferband 9. Diese Bauelemente sind an und in einem Gehäuse 10 untergebracht, das nur teilweise dargestellt ist.
Die 1K-Entwicklerstation 3 weist eine Toner-Transferwalze 11 mit einem Durchmesser von 33 mm, eine Mischeinheit mit einer unteren Mischschnecke 12 und einer oberen Mischschnecke 13, jeweils mit Durchmessern von 18 mm, sowie eine Toner-Ladewalze 14 mit einem Durchmesser von 24 mm auf. Der Toner-Transferwalze 11 ist ein sogenannter Doctor Roller 15 mit einem Durchmesser von 25 mm – eine Abquetsch-, Abstreif- oder Abschabewalze – zugeordnet, der mit einer Reinigungslippe 16 versehen ist. Durch diese Wahl der Durchmesser und die vorteilhafte Anordnung der übrigen Komponenten um die Fotoleitertrommel 2 erlangt das Druckwerk einen sehr kompakten Aufbau und weist nur noch eine Tiefe kleiner 140 mm auf.
Der beschriebene, kompakte Aufbau der Druckstationen 1 hat zudem den Vorteil, dass bei Farbdruckern, bei denen vier Druckstationen 1 für die Prozessfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz eingesetzt werden, der Drucker selbst eine erheblich geringere Tiefe aufweist, so dass der Drucker noch durch Türen mit einer lichten Weite kleiner gleich 900 mm hier einer lichten Weite von 800 mm befördert werden kann, ohne dass der Drucker demontiert werden muss.
Die Oberfläche der sich gegen den Uhrzeigersinn drehenden Fotoleitertrommel 2 wird mittels der Ladeeinheit 5 elektrostatisch negativ aufgeladen. Die Ladung auf der Fotoleitertrommel 2 wird nun durch Belichtung gemäß den Informationen des zu druckenden Image oder Bildes mittels der Belichtungseinheit 4 an den Stellen gelöscht, an denen der Toner auf die Fotoleitertrommel 2 aufgetragen werden soll. Dies erfolgt dadurch, dass an den durch die Belichtungseinheit 4 belichteten Stellen die Fotoleitertrommel 2 leitend wird und demzufolge ihre Ladung verliert. In der Mischeinheit wird durch die Mischschnecken 12 und 13 der Toner vermischt und durch die Toner-Ladewalze 14 der 1K-Entwicklerstation 3 an die Toner-Transferwalze 11 übertragen.
Die Fotoleitertrommel 2 wird nun in ihrer Drehrichtung 20 weiter gedreht, so dass die gemäß dem Image belichteten Stellen in unmittelbare Nähe dieser Toner-Transferwalze 11 gebracht werden, die in Drehrichtung 21 kreist. Da der an der Toner-Transferwalze 11 haftende Toner negativ aufgeladen ist, wird er nur an den durch Belichtung neutralisierten, positiver geladenen Stellen der Fotoleitertrommel 2 übertragen.
Die mit dem Toner behafteten Stellen der Fotoleitertrommel 2 werden bis zur Anodenwalze 8 und dem Transferband 9 weiter gedreht, wo der negativ geladene Toner der Fotoleitertrommel 2 von der Anodenwalze 8 angezogen wird und auf dem dazwischen liegenden Transferband 9 anhaftet. Das Transferband 9 transportiert dann in bekannter Weise, wie anhand der 3 noch näher erläutert wird, das Toner-Bild zu dem in einer Transferstation zu bedruckenden Medium.
Bei der weiteren Drehung der Fotoleitertrommel 2 wird mittels der Löschvorrichtung 7 die Ladung auf der Fotoleitertrommel 2 vergleichmäßigt und anschließend der gegebenenfalls verbleibende Resttoner von der Fotoleitertrommel 2 durch die Reinigungsvorrichtung 6 beseitigt. Diese Reinigungsvorrichtung 6 besteht aus einer walzenförmigen Reinigungsbürste 18, die den verbliebenen Resttoner von der Fotoleitertrommel 2 entfernt, und einer an der Fotoleitertrommel 2 anliegenden Reinigungslippe 17, die noch verbliebenen Resttoner vollständig von der Fotoleitertrommel 2 abstreift, sowie einer Resttonerschnecke 19, die den Resttoner in einen Resttonerbehälter fördert.
In der 2 ist eine monochrome Druckstation 22 eines Großformat-LED-Druckers mit einer Entwicklerstation 23 für Zweikomponenten-Toner dargestellt, wobei zur 1 gleiche Bauelemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Die Fotoleitertrommel 2 weist einen Durchmesser von 50 mm auf. Um die Fotoleitertrommel 2 sind im Uhrzeigersinn die Ladeeinheit 5 in Form einer Ladewalze mit einem Durchmesser von beispielsweise 20 mm, eine Belichtungseinheit 4, z. B. ein LED-Belichtungsmodul, die 2K-Entwicklerstation 23, die Transfer- oder Anodenwalze 8, die Löschvorrichtung 7 und die Reinigungsvorrichtung 6 hintereinander angeordnet. Zwischen der Fotoleitertrommel 2 und der Anodenwalze 8 verläuft das Transferband 9.
Die 2K-Entwicklerstation 23 weist eine Magnetwalze 24 mit einem Durchmesser von beispielsweise 35 mm auf, deren Außenrohr gerändelt und in ihrem Inneren der Träger mit aufgeklebten Magneten versehen ist. Die Magnetwalze 24 ist mit einem Spalt von etwa 0,3 mm zur Fotoleitertrommel 2 angeordnet und dreht sich in Drehrichtung 25 gegenläufig zu der Drehrichtung 20 der Fotoleitertrommel 2. Weiterhin sind zwei ggf. schräg angeordnete Mischschnecken 12' und 13' mit Durchmessern von beispielsweise 21 mm sowie eine Rakeleinheit 26 zur Einstellung der Schichtstärke vorgesehen. An der oberen Mischschnecken 13' ist ein Tonerdichtesensor 27 zur Messung des Mischungsverhältnisses des Entwicklers angeordnet.
Die angegeben Werte sind lediglich beispielhafte Maßangaben, Änderungen sind durchaus denkbar. Jedoch sollten bei Abwandlungen der Maße das Verhältnis einigermaßen gleich bleiben und die Durchmesser der Magnetwalze 24, der Ladeeinheit 5 und der Mischschnecken 12' und 13' an den kleinen Durchmesser der Fotoleitertrommel 2 entsprechend angepasst sein.
Die beiden Mischschnecken 12' und 13' stehen an ihren longitudinalen Enden miteinander in Verbindung. Da die Mischschnecken 12' und 13' derart angeordnet sind, dass sie den Entwickler in entgegengesetzten Richtungen fördern, kann der Entwickler im Kreislauf transportiert werden.
Diese Bauelemente sind an und in dem Gehäuse 10 untergebracht, das nur teilweise dargestellt ist. Dies entspricht in seinen Abmessungen und Formen dem Gehäuse 10 der Druckstation 1 mit der 1K-Entwicklerstation 3 für Einkomponenten-Toner.
Durch diese Wahl der Abmessungen erlangt die Druckstation 1 einen sehr kompakten Aufbau mit geringer Höhe und geringer Tiefe, so dass ein mit vier derartigen in Reihe angeordneten Druckstationen 1 oder 22 versehener Großformat-Farbdrucker auch nur eine geringe Gesamttiefe aufweist. Die Kombination aus geringer Höhe und geringer Tiefe der Druckstation gewährleistet, dass ein Drucker welche mit vier Medien-Rollen und einem Scanner an Top oder 6 Rollen und Scanner noch die für einen Transport geforderten Außenabmessungen erreicht, und bei dem auch noch eine gute Bedienbarkeit aufgrund der Höhe gegeben ist.
Wie bereits oben erwähnt, wird in einem ersten Schritt die aktive Schicht der vollständig entladenen Fotoleitertrommel 2 mittels der elastomeren Ladeeinheit 5 elektrisch geladen. In Drehrichtung 20 der Fotoleitertrommel 2 folgend wird die homogene Aufladung durch Belichtung mittels der Belichtungseinheit 4 entsprechend dem gewünschten Druckbild entladen, indem an den durch die Belichtungseinheit 4 belichteten Stellen die Fotoleitertrommel 2 leitend wird und demzufolge ihre Ladung verliert. Da die positiver geladenen Bereiche nachfolgend den Toner anziehen, wird auf der Fotoleitertrommel 2 ein entsprechendes Bild entwickelt.
Die 2K-Entwicklerstation 23 für einen Zweikomponenten-Toner ist in Drehrichtung 20 die nächste Position der Fotoleitertrommel 2. Von der sich in der unteren Transportkammer 33 drehenden unteren Mischschnecke 12' übernimmt die Magnetwalze 24, deren Drehrichtung 25 gegenläufig zur Drehrichtung 20 der Fotoleitertrommel 2 ist, das Gemisch aus Toner und Carrier, den Entwickler, der durch die Rakeleinheit 26 auf eine gleichmäßige Schichtdicke gebracht wird. Im Annäherungsbereich der Magnetwalze 24 zur Fotoleitertrommel 2 werden die feinen Tonerpartikel auf die Fotoleitertrommel 2 übertragen, wobei nur die positiver geladenen Regionen der Oberfläche der Fotoleitertrommel 2 den negativ geladenen Toner übernehmen, während der Carrier an der Magnetwalze 24 haften bleibt, so dass das latente Ladungsbild auf der Fotoleitertrommel 2 durch den Tonerauftrag sichtbar wird. Der bereichsweise an Toner verarmte Entwickler wird von der Magnetwalze 24 weiter transportiert und in eine obere Transportkammer 34, in der sich der oberen Mischschnecke 13' dreht, abgeworfen.
Am Einlauf der unteren Mischschnecke 12' wird die richtige Entwicklermischung zugeführt, die über die Breite aber je nach Schwärzungsgrad der Bildinformation lokal an Entwickler verarmt. Deshalb muss die unteren Mischschnecke 12' und/oder die untere Transportkammer 33 derart ausgelegt sein, dass an ihrem Ende noch genug Entwickler vorhanden ist. Der Entwickler wird vom Auslass in die obere Transportkammer 34 befördert und dort zusammen mit dem direkt von der Magnetwalze 24 abgeworfenen an Toner verarmten Restentwickler mit frischem Toner angereichert. Der an der oberen Transportkammer 34 angeordnete Tonerdichtesensor 27 ermittelt den erforderlichen Tonerbedarf und steuert danach die Tonerzufuhr. Die obere Mischschnecke 13' transportiert dann den angereicherten Entwickler wieder an den Einlass der unteren Transportkammer 33.
Die 3 zeigt ein erstes Beispiel, wie die Förderschnecken 12', 13' ausgebildet sein können. Hier verjüngen sich sowohl die Transportkammer 33, das Schneckengewinde 35 und die Schneckenwelle 25. Dadurch wird sichergestellt, dass auch die weiter von dem Einlauf 37 der Förderschnecke 12' entfernt liegenden Bereiche schnell und sicher mit ausreichendem Entwickler versorgt werden. Anstelle der Verjüngung aller Komponenten kann aber auch der Durchmesser der Schneckenwelle 36 konstant bleiben. Werden dagegen die Durchmesser der Transportkammer 33 und des Schneckengewindes 35 konstant gehalten, kann zur Erzielung des gleichen Effekts, eine Verringerung des aktiven Querschnitts, die Schneckenwelle 36 zum Auslass hin verdickt werden, da sich allgemein betrachtet die Fördermenge nach der Drehzahl, dem Innen- und Außendurchmesser, der Steigung, dem Befüllungsgrad und der Reibung des Mediums an der Förderschnecke richtet. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich eine ungleichmäßige, abnehmende Förderleistung der Mischschnecken 12', 13' so dass ein möglichst gleichmäßiger Füllstand der Transportkammern 33 und 34 erreicht wird.
Anhand der 4 wird nun eine weitere Variante der Mischschnecke 12' dargestellt, bei der sich die Steigung des Schneckengewindes 35 verkürzt. Dies wird durch das Streckenverhältnis A > B veranschaulicht. Dadurch wird auch erreicht dass sich eine ungleichmäßige, abnehmende Förderleistung der Mischschnecke 12' ergibt, damit ein über der Breite der Mischschnecken 12' möglichst gleichmäßiger Füllstand erreicht wird.
Die 5 zeigt nun die Reihenanordnung der einzelnen Druckstationen 1C, 1M, 1Y und 1K des Mehrfarbendruckers nach dem CMYK-Farbmodell, die die Prozessfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz auf das Transferband 9 als Farbträger auftragen. Gleiche Bauelemente sind mit denselben Bezugszeichen aber den entsprechenden Indizes der Prozessfarben versehen.
Am Ende der Druckstationen 1C, 1M, 1Y und 1K läuft das Transferband 9 um eine Umlenkrolle 28 zu einer Transferrolle 29 einer Transferstation, von der das auf dem Transferband 9 befindliche mehrfarbige Tonerbild auf ein Medium 30 übertragen wird, welches anschließend eine Fixierstation 31 mit einer beheizten Fixierwalze und einer gegenüberliegenden Andruckwalze durchläuft. Um die Tonerpartikel zur Erzeugung eines stabilen Druckbildes auf dem Medium 30 zu verankern erfolgt ein Anschmelzen und damit Festigen der Farbe auf dem Medium 30 über Wärmezufuhr durch die Fixierwalze und Druckkontakt mittels der Andruckwalze. Das Transferband 9 wird weiter über eine Reinigungsstation 32 um eine weitere Umlenkrolle 28 wieder zur ersten Druckstation 1C zurückgeführt.
Als Druckstationen 1C, 1M, 1Y und 1K können dabei die Druckstationen 1 mit den 1K-Entwicklerstationen 3 für Einkomponenten-Toner oder bedarfsweise die Druckstationen 22 mit den 2K-Entwicklerstationen 23 für Zweikomponenten-Toner eingesetzt werden. Damit dieser Austausch reibungslos vonstattengeht, sind alle Abmessungen der Druckstationen 1 und 22 und Anschlüsse gleich ausgelegt. Die für beide Druckstationen 1 und 22 gemeinsamen Komponenten sind in einem nicht dargestellten Trägerrahmen untergebracht, an dem die Befestigungspunkte und Steckverbindungen für die Druckstationen 1 und 22 vorgesehen sind, in die die an den Gehäusen 10 der Druckstationen 1 und 22 angebrachten Halterungen Anschlüsse und Stecker eingreifen können und somit eine mechanische und elektrische Verbindung herstellen.
Dadurch, dass sich die Druckstation 1 mit der 1K-Entwicklerstation 3 für Einkomponenten-Toner sowie die Druckstation 22 mit der 2K-Entwicklerstation 23 für Zweikomponenten-Toner in den Abmessungen und Formen des Gehäuse 10, den Halterungen am Gehäuse 10, den Zugängen für die Zufuhr von frischem Toner, den Schnittstellen für die mechanische Antriebseinheit sowie die zu schaltenden elektrischen Spannungen und steuerungstechnischen Anschlüssen entsprechen, lassen sich beide Druckstationen 1 jederzeit austauschen. Anstelle des Wechsels der Druckstationen 1 und 22 ist es auch denkbar, diese derart auszubilden, dass nur die Entwicklerstationen 3 und 23 ersetzt werden können.
Die 6 zeigt eine Tonersteuerung für einen erfindungsgemäßen Druckprozess, bei der ein zu druckendes Image 38 oder Bild mittels einer Steuervorrichtung 39 ausgewertet und daraus ermittelt wird, wieviel Toner für das zu druckende Image 38 erforderlich sein wird. Aufgrund dieser Auswertung werden der Mischprozess der Mischschnecken 12, 13 und 12', 13' in der Entwicklerstation 3, 23 sowie die Tonerzufuhr 40 gesteuert und der Füllstand in der Entwicklerstation 3, 23 automatisch an den vorausberechneten Tonerverbrauch angepasst. Durch die Steuerung der Tonerzufuhr 40 wird der Toner erst dann aus der Tonerkartusche 41 zur Verfügung gestellt, wenn dieser gebraucht wird, so dass eine Alterung des Toners z. B. durch unnötiges Mischen in der Entwicklerstation 3, 23 vermieden wird. Gegebenenfalls erfassen Sensoren den Füllstand der Entwicklerstation 3, 23 und melden ihn an die Steuervorrichtung 39, die daraus den aktuellen Tonerbedarf ermittelt.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch den vorliegenden erfindungsgemäßen Gegenstand eine Plattform für elektrofotografische Drucker ermöglicht wird, die wahlweise mit Einkomponenten-3 oder Zweikomponenten Entwicklungsstationen 23 ausgestattet werden können, insbesondere für Großformat-Farbdrucker in kompakter Bauweise ähnlich einem heutigen S/W Drucker, um so verschiedene Geschwindigkeit und Leistungsklassen in einem Drucker wahlweise abdecken zu können. Durch die gegenüber dem genannten Stand der Technik kompaktere Bauform können diese Drucker noch durch Türen mit einer lichten Weite von kleiner 900 mm auch ohne Demontage befördert und installiert werden. Dies ist sehr kundenfreundlich, da die Kunden oft nicht genügend Platz haben oder ausreichend Platz zur Verfügung stellen möchten.
Zusätzlich soll in diese kompakte Bauform wahlweise sowohl der Einsatz eines in der Baugröße optimierten 1K-Druckstation 1 für niedrigere Geschwindigkeiten als auch für höhere Geschwindigkeiten ein in der Baugröße optimierten 2K-Druckstation 22 verwendet werden können. Diese Lösung ermöglicht es erstmals einen kompakten Drucker zu bauen, welcher individuell an die Kundenbedürfnisse angepasst werden kann. So können auf einer Basis sowohl das Einstiegsmodell als auch das Modell mit hoher Druckgeschwindigkeit realisiert werden.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, den Drucker und die der Druckstationen 1 und 22 so zu gestalten, dass jeweils wahlweise eine 1K- oder eine 2K-Entwicklungsstation 3 und 23 eingesetzt werden kann. Dazu werden die Entwicklungsstationen 3 und 23 in Gehäuse und Schnittstellen so ausgeführt, dass sie jederzeit austauschbar sind. Konkret bedeutet dies gleiche Halterungen am Gehäuse, gleiche Zugänge für die Zufuhr von frischem Toner, gleiche Schnittstellen für die mechanische Antriebseinheit sowie die zu schaltenden elektrischen Spannungen und steuerungstechnischen Anschlüssen.
Zusätzlich sind alle Druckstationen hintereinander angeordnet, so dass diese einfach ausgetauscht werden können.
Um die erfindungsgemäße Lösung kompakte Bauform zu realisieren, ist die Fixierstation in Druckrichtung hinter den und unterhalb der Druckstationen angeordnet und lässt sich modular an die entsprechende Druckgeschwindigkeit anpassen, ggf. auch in einer separaten einfach abnehmbaren Ausführung.
Bezugszeichenliste

1: Druckstation
2: Fotoleitertrommel
3: 1K-Entwicklerstation
4: Belichtungseinheit
5: Ladeeinheit
6: Reinigungsvorrichtung
7: Löschvorrichtung
8: Transfer- oder Anodenwalze
9: Transferband
10: Gehäuse
11: Toner-Transferwalze
12: untere Mischschnecke
13: obere Mischschnecke
14: Toner-Ladewalze
15: Doctor Roller/Walze zur Einstellung der Schichtstärke
16: Reinigungslippe für Doctor Roller
17: Reinigungslippe für Fotoleitertrommel
18: walzenförmige Reinigungsbürste
19: Resttonerschnecke
20: Drehrichtung der Fotoleitertrommel
21: Drehrichtung der Toner-Transferwalze
22: Druckstation
23: 2K-Entwicklerstation
24: Magnetwalze
25: Drehrichtung der Magnetwalze
26: Rakeleinheit
27: Tonerdichtesensor
28: Umlenkrollen
29: An Spannung angelegte Transferrolle
30: Medium (beispielsweise Papier)
31: Fixierstation
32: Reinigungsstation
33: untere Transportkammer
34: obere Transportkammer
35: Schneckengewinde
36: Schneckenwelle
37: Einlauf
38: zu druckendes Image
39: Steuervorrichtung
40: Tonerzufuhr
41: Tonerkartusche

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 4903067 [0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Handbuch der Printmedien” von Helmut Kipphan (Hrsg.), Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000, Seiten 61ff [0002]
„Handbuch der Printmedien” von Helmut Kipphan (Hrsg.), Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000, Kapitel 5.2.3 „Farbwerk (Entwicklungseinheit) und Toner”, Seiten 726 bis 730 [0014]

Claims

Elektrofotografischer Großformat-Drucker mit einer Druckbreite größer 0,5 m, insbesondere Großformat-Farbdrucker mit mehreren Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22), wobei jede Druckstation eine Fotoleitertrommel (2), eine Ladeeinheit (5), eine Belichtungseinheit (4), eine Entwicklerstation (3, 23), eine Löschvorrichtung (7), eine Reinigungsvorrichtung (6), und ein Gehäuse (10) aufweist, mit jeweils einer Anodenwalze (8, 8C, 8M, 8Y, 8K) für jede Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22), mit einem Ober Umlenkrollen (28), zwischen Anodenwalzen (8, 8C, 8M, 8Y, 8K) und Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) geführten Transferband (9), mit einer an Spannung angelegten Transferrolle (29) zur Übertragung von Tonerbildern auf ein zu bedruckendes Medium (30), mit einer Fixierstation (31), mit einer Reinigungsstation (32) und mit einem Tragrahmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen als Aufnahmemittel für die unmittelbar hintereinander angeordneten, verschiedene Farben (Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz) beinhaltende Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) vorgesehen ist, dass die Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) je eine Tiefe kleiner 160 mm vorzugsweise kleiner 150 mm höchst vorzugsweise kleiner 140 mm aufweisen, wobei die Fotoleitertrommel (2) einen Durchmesser kleiner gleich 60 mm, vorzugsweise kleiner 55 mm höchst vorzugsweise kleiner 51 mm aufweist, und die Durchmesser der übrigen Prozesswalzen an den kleinen Durchmesser der Fotoleitertrommel (2) entsprechend angepasst sind, und dass die Belichtungseinheit (4) eine Tiefe kleiner 45 mm, vorzugsweise kleiner 40 mm höchst vorzugsweise kleiner 35 mm aufweist.
Elektrofotografischer Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) je eine Höhe kleiner 120 mm vorzugsweise kleiner 100 mm höchst vorzugsweise kleiner 90 mm aufweisen.
Elektrofotografischer Drucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Belichtungseinheit (4) mindestens zwei kaskadiert angeordnete LED-Belichtungsmodule aufweist, wobei die LED-Belichtungsmodule auf einem verwindungssteifen Träger fixiert sind, dass die LED-Belichtungsmodule bezüglich ihres Abstandes zur Fotoleitertrommel (2) gleich und fest bzw. händisch justierbar fokussiert sind, und dass der Belichtungseinheit (4) eine Regeleinrichtung zugeordnet ist, die Fehler welche durch einen nicht optimalen Abstand zwischen der Belichtungseinheit (4) und der Fotoleitertrommel (2) in der Belichtung der Fotoleitertrommel (2) entstehen können, durch Beeinflussung der an die Belichtungseinheit (4) gegebenen Daten dynamisch auszugleichen vermag.
Elektrofotografischer Großformat-Drucker mit einer Druckbreite größer 0,5 m, insbesondere Großformat-Farbdrucker mit mehreren Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22), wobei jede Druckstation eine Fotoleitertrommel (2), eine Ladeeinheit (5), eine Belichtungseinheit (4), eine Entwicklerstation (3, 23), eine Löschvorrichtung (7), eine Reinigungsvorrichtung (6), und ein Gehäuse (10) aufweist, mit jeweils einer Anodenwalze (8, 8C, 8M, 8Y, 8K) für jede Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22), mit einem über Umlenkrollen (28), zwischen Anodenwalzen (8, 8C, 8M, 8Y, 8K) und Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) geführten Transferband (9), mit einer Transferrolle (29) zur Übertragung von Tonerbildern auf ein zu bedruckendes Medium (30), mit einer Fixierstation (31), mit einer Reinigungsstation (32) und mit einem Tragrahmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen als Aufnahmemittel für die unmittelbar hintereinander angeordneten, verschiedene Farben (Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz) beinhaltende Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) vorgesehen ist, dass die Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) im Tragrahmen und/oder die Entwicklerstationen (3, 23) austauschbar sind, wobei ein Austausch gegen gleiche oder unterschiedliche Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) und/oder Entwicklerstationen (3, 23) möglich ist.
Elektrofotografischer Drucker gekennzeichnet durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 oder 3 und 4.
Elektrofotografischer Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuse (10) der Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) mit gleichen Halterungen und/oder gleichen Befestigungspunkten und/oder mit gleichen Zugängen für die Zufuhr von frischem Toner und/oder mit gleichen Schnittstellen für mechanische Antriebseinheiten und/oder zu schaltende elektrische Spannungen und/oder steuerungstechnische Anschlüsse ausgebildet sind.
Elektrofotografischer Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwicklerstation (3) für einen Einkomponenten-Toner einer Druckstation (1) eines elektrofotografischen Druckers eine Toner-Transferwalze (11) mit einem Durchmesser kleiner 44 mm, vorzugsweise kleiner 35 mm höchst vorzugsweise einen Durchmesser von 33 mm, zwei Mischschnecken (12, 13) mit einem Durchmesser kleiner 20 mm vorzugsweise einen Durchmessern von 18 mm, eine Toner-Ladewalze (14) mit einem Durchmesser kleiner 26 mm vorzugsweise einen Durchmesser von 24 mm und einen Doctor Roller (15) mit einem Durchmesser kleiner 27 mm vorzugsweise einen Durchmesser von 25 mm aufweisen, und dass die Ladeeinheit (5) in Form einer Ladewalze einen Durchmesser von etwa 20 mm aufweist.
Elektrofotografischer Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entwicklerstation (23) für einen Zweikomponenten-Toner – einem Entwickler bestehend aus Toner und Carrier – einer Druckstation (22) eines elektrofotografischen Druckers eine Magnetwalze (24) für die Übertragung des Toners auf die Fotoleitertrommel (2), zwei um die Magnetwalze (24) angeordnete, sie mit Entwickler beaufschlagende, in einer oberen und einer unteren Transportkammer (33, 34) angeordnete Mischschnecken (12', 13') und eine Rakeleinheit (26) zur Einstellung der Schichtstärke des Entwicklers auf der Magnetwalze (24) aufweist.
Elektrofotografischer Drucker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetwalze (24) einen Durchmesser von kleiner 44 mm, vorzugsweise kleiner 35 mm höchst vorzugsweise einen Durchmesser von 33 mm, die Mischschnecken (12', 13') Durchmesser von etwa 21 mm und eine Ladeeinheit (5) in Form einer Ladewalze einen Durchmesser von etwa 20 mm aufweisen.
Elektrofotografischer Drucker nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Transportkammer (33) der Entwicklerzufuhr für die Magnetwalze (24) und die obere Transportkammer (34) der Ableitung und Aufbereitung des Entwicklers zugeordnet sind, und dass der Doctor Roller (15) an der der unteren Transportkammer (33) angeordnet ist, und dass wenigstens die untere Mischschnecke (12') und/oder die untere Transportkammer (33) derart ausgebildet ist/sind, dass sich über die Breite der unteren Transportkammer (33) eine ungleichmäßige, abnehmende Förderleistung der Mischschnecke (12') ergibt.
Elektrofotografischer Drucker nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischschnecken (12', 13') der Transportkammern (33, 34) derart ausgebildet sind, dass eine ausreichende Verteilung des Entwicklers in den Transportkammern (33, 34) dadurch sichergestellt ist, dass die Transportkammern über die Breite der Entwicklerstation (23) verjüngt ist und/oder dass sich die Steigung der Mischschnecken (12', 13') über die Breite der Entwicklerstation (23) ändert und/oder dass der Kerndurchmesser der Schneckenwellen (36) über die Breite der Entwicklerstation (23) variiert und/oder dass die Drehgeschwindigkeit der Schneckenwelle (36) dem Tonerbedarf der Entwicklerstation (23) anpassbar ist.
Elektrofotografischer Drucker nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Transportkammer (34) in Transportrichtung an ihrem Anfang eine Ausschleusestation für Toner und/oder Carrier aufweist wobei die Ausschleusestation die Ausschleusung des Toner und/oder Carriers in Abhängigkeit von der Toner/Carrier-Sättigung des Entwicklers am Eingang der unteren Transportkammer (33) zu regeln vermag.
Elektrofotografischer Drucker nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetwalze (24) an eine negative Gleichspannung angelegt ist, der eine regelbare Wechselspannung überlagerbar ist.
Elektrofotografischer Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Druckstation (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) eine Steuervorrichtung (39) zugeordnet ist, die ein zu druckendes Image (38) oder Bild auswertet und die für das zu druckende Image (38) erforderliche Tonermenge ermittelt, und dass die Steuervorrichtung (39) mit der Entwicklerstation (3, 23) und/oder Tonerzufuhr (40) zur Steuerung der erforderlichen Tonermenge verbunden ist.
Elektrofotografischer Drucker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (39) den Mischprozess der Mischschnecken (12, 13; 12', 13') in der Entwicklerstation (3, 23) und/oder die Tonerzufuhr (40) steuert.
Elektrofotografischer Drucker nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren den Füllstand der Entwicklerstation (3, 23) erfassen und ihn an die Steuervorrichtung (39) zur Auswertung melden.
Elektrofotografischer Drucker nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fixierstation (31) in Druckrichtung hinter den Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) angeordnet ist und modular an die Druckgeschwindigkeit der eingesetzten Druckstationen (1, 1C, 1M, 1Y, 1K, 22) entsprechend anpassbar ist.