DE10322502A1

DE10322502A1 - Umdruckstation für ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät

Info

Publication number: DE10322502A1
Application number: DE10322502A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. Brecht; Friedrich Meschenmoser; Christian Dipl.-Ing. Kürmeier; Stephan Dipl.-Ing. Kühne
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-23
Also published as: EP1627260A1; DE502004009858D1; JP2006528795A; US7466948B2; EP1627260B1; WO2004102284A1; US20070081836A1; JP4384173B2

Abstract

Bei der Umdruckstation für ein elektrografisches Druck- oder Kopiegerät erfolgt der Umdruck mit Hilfe einer Tranferrolle (1), die zum Umdrucken an den Zwischenträger (3) angeschwenkt (AN-Position) wird und in den Druckpausen abgeschwenkt wird. Die AN-Position wird bei jedem Druckgerät dadurch ermittelt, dass die Transferrolle (1) von einer Antriebseinheit (AE) Drehmomenten-gesteuert zum Zwischenträger (3) bewegt wird, bis die Antriebswelle blockiert. Die erreichte Position der Antriebswelle wird gespeichert. Im Druckbetrieb wird die Transferrolle (1) von der Antriebseinheit (AE) zunächst Position-gesteuert zum Zwischenträger (3) bewegt, bis die gespeicherte Position der Antriebswelle erreicht ist, anschließend schaltet die Antriebseinheit in den Drehmomenten-gesteuerten Modus um, in dem die Transferrolle (1) an dem Zwischenträger (3) mit der gewünschten Andruckkraft gehalten wird.

Description

Elektrografische Druck- oder Kopiergräte sind z.B. aus der US 6 072 977 bekannt. Sie weisen z.B. eine Fotoleitertrommel als Zwischenträger auf, auf der mittels eines Lasers oder LED-Kammes ein Ladungsbild des auf einen Aufzeichnungsträger, z.B. eine Papierbahn, zu druckenden Bildes erzeugt wird. Anschließend wird der Zwischenträger an einer Entwicklerstation vorbei bewegt, durch die das Ladungsbild auf dem Zwischenträger mit Toner einfärbt wird. In einer Umdruckstation wird das Tonerbild vom Zwischenträger auf den Aufzeichnungsträger übertragen und anschließend in einer Fixierstation fixiert. Damit ist der Druck- oder Kopiervorgang für ein Bild beendet. Der Zwischenträger wird entladen und steht dann für einen neuen Druck- oder Kopiervorgang zur Verfügung.
Das Tonerbild soll möglichst fehlerfrei vom Zwischenträger auf den Aufzeichnungsträger umgedruckt werden. Druckbildfehler bei den heute verwendeten Umdruckverfahren in Endlosdruckern im Geschwindigkeitsbereich bis ca. 1,5 m/s bestehen vor allem im Auftreten von Fehlstellen (Datenverlust) bzw. Aufhellungen in Rasterflächen, in unscharfen Rasterflächen und Querstreifen in Rasterflächen auf dem Aufzeichnungsträger. Bei Druckeinrichtungen mit mehreren Druckgeräten ist besonders der 2. Drucker eines Twin-Systems kritisch (bzw. der 3. Drucker eines Triple-Systems usw.), der auf ein von der Fixierstation des vorhergehenden Druckers gestresstes (welliges, geschrumpftes, Feuchtigkeitsverlust aufweisendes) Papier drucken muss.
Stand der Technik bei Endlosdruckern ist der Umdruck mit einem Transfercorotron, dies ist z.B. aus DE 197 49 386 C2 bekannt. Hier wird der Aufzeichnungsträger ohne zusätzlichen Anpressdruck im Umdruckbereich am Zwischenträger vorbei geführt und mit Hilfe des Transfercorotrons wird das Druckbild vom Zwischenträger auf den Aufzeichnungsträger umgedruckt. Die vom elektrischen Feld zwischen Transfercorotron und Toner auf dem Zwischenträger erzeugte Kraft ist oft nicht ausreichend, um bei welligem Aufzeichnungsträger den Toner vollständig auf den Aufzeichnungsträger zu übertragen. Dadurch ergeben sich Druckbildfehler wie Fehlstellen und Rasterunschärfen. Weiterhin kann der Aufzeichnungsträger wegen der geringen elektrostatischen Haftung am Zwischenträger unkontrolliert schlagartig durchrutschen. Dies zeigt sich durch Querstreifen in Rasterflächen.
Um den Aufzeichnungsträger mechanisch an den Zwischenträger zu bringen und dadurch die oben beschriebenen Probleme zu reduzieren, wurden zusätzliche Umdruckhilfen (Transferblade, Andruckrolle, Umdruckbacken etc.) mit einem Transfercorotron kombiniert. Dadurch konnten aber die oben beschrieben Probleme nicht vollständig abgestellt werden, da der mechanische Andruck des Aufzeichnungsträgers an den Zwischenträger zusammen mit einem Transfercorotron nicht im eigentlichen Umdruckbereich stattfinden kann.
Weiterhin ist es bekannt (WO 02/077719 A1), als Umdruckmittel eine Transferrolle zu verwenden, die im Umdruckbereich den Aufzeichnungsträger an den Zwischenträger andrückt. Aufbau und Funktion einer solchen Umdruckstation kann WO 02/077719 A1 entnommen werden, auf die verwiesen wird und die hiermit in die Offenbarung einbezogen wird. Dort ist die Umdruckstation so gestaltet, dass dieses Prinzip auch bei Hochgeschwin digkeitsdruck- oder Hochgeschwindigkeitskopiergeräten einsetzbar ist. Dazu musste erreicht werden, dass der Aufzeichnungsträger im Umdruckbereich sicher am Zwischenträger anliegt, sich im Druckbetrieb keine Sprünge in der Relativgeschwindigkeit zwischen Aufzeichnungsträger und Zwischenträger ergeben und keine Druckbildfehler auf dem Aufzeichnungsträger auftreten.
Unter verschiedenen Umweltbedingungen können bei einer Umdruckstation mit Transferrolle folgende Störgrößen auftreten: Teiletoleranzen, Rundlaufabweichungen (Fotoleiter, Transferrolle), Temperaturschwankungen, Verschmutzung, Verschleiss (Fotoleiter, Transferrolle), variabler Bahnzug im Aufzeichnungsträger, zur Transferrolle asymmetrischer Bahnzug, verschiedene Dicke, Steife, Welligkeit des Aufzeichnungsträgers. Dabei muss z.B. berücksichtigt werden, dass Transferrolle und Zwischenträger ausgetauscht werden müssen und anschließend ein einwandfreier Umdruck gegeben sein muss. Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, eine Umdruckstation mit einer Transferrolle anzugeben, die unter variablen Umgebungsbedingungen einwandfrei funktioniert.
Dieses Problem wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich gegenüber herkömmlichen Systemen die folgenden Vorteile:

– Mit einer derart gelagerten Transferrolle wird der Aufzeichnungsträger über die gesamte Breite an den Zwischenträger gleichmäßig angedrückt. Das Tonerbild wird somit einwandfrei auf den Aufzeichnungsträger übertragen.
– Elektrische Feldlinien und Andruckkraft auf den Aufzeichnungsträger wirken am gleichen Ort – im Umdruckbereich – und in gleicher Richtung.
– Durch die geeignet gewählte Andruckkraft der Transferrolle werden Sprünge in der Relativgeschwindigkeit zwischen Aufzeichnungsträger und Zwischenträger und die oben angegebenen Druckbildfehler wirksam vermieden.
– Durch die Antriebseinheit kann die Transferrolle exakt bewegt werden. Dadurch werden beim An- und Abschwenken Relativgeschwindigkeiten zwischen Aufzeichnungsträger und Zwischenträger vermieden.
– Eine konstante Andruckkraft der Transferrolle an den Zwischenträger ist gewährleistet. Die Andruckkraft kann je nach Eigenschaft des Aufzeichnungsträgers eingestellt werden.
– Die Eigenschaften des Antriebssystems passen sich an die Bedingungen im Druckgerät an. Auch über die Lebensdauer (Verschleiss, auch elektrischer Verschleiss der Transferrolle) wird immer ein gleich gutes Ergebnis erzielt (gleiche Andruckkraft, Kompensation verschiedener Lagen der Umdrucklinie). Vorteil ist, dass eine höhere Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers realisiert werden kann.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Vermeidung von durch (asymmetrische) Unwucht oder (asymmetrischen) Radialschlag des Zwischenträgers, der Transferrolle oder des Aufzeichnungsträgers oder durch Unparalellität von Transferrolle und Zwischenträger in Radialrichtung verursachten Druckfehler kann in der Umdruckeinheit mindestens eine Ausgleichsvorrichtung vorgesehen werden, die ungleichmäßig über die Breite der Transferrolle wirksam sein kann und dadurch Toleranzen bei Transferrolle oder Zwischenträger ausgleicht. Dabei können je nach Einsatzfall auch zwei oder mehr Ausgleichsvorrichtungen eingesetzt werden.
Die Antriebseinheit gleicht somit Unwucht, Radialschlag oder Dickenänderungen im Aufzeichnungsträger gleichförmig über die Zwischenträgerbreite aus.
Als Antriebseinheit kann ein Motor verwendet werden, der im Position-gesteuerten Modus und im Drehmomenten-gesteuerten Modus arbeiten kann. Bei dem Motor kann es sich um einen rotatorischen Motor, z.B. einen bürstenlosen Gleichstrommotor, oder um einen Linearmotor handeln.
Zweckmäßig ist es, wenn die Umdruckeinheit einen einseitig gelagerten Andruckbalken, an dem das Übertragungselement angreift, und mindestens eine, zweckmäßigerweise mindestens zwei, am Andruckbalken gelagerte Lagerschwinge aufweist, in der die Transferrolle gelagert ist. Die Lagerschwingen und der Andruckbalken können um ein gemeinsames Drehlager drehbar gelagert sein. Die Lagerschwingen sind zudem um die Drehachse gegenüber dem Andruckbalken beweglich, so dass sich die Transferrolle parallel an den Zwischenträger anlegen kann. Bei Bewegung einer Lagerschwinge gegen den Andruckbalken kann mindestens eine Ausgleichsvorrichtung gespannt oder entspannt werden. Dann kann die Umdruckeinheit und mit ihr die Transferrolle durch das Übertragungselement an den Zwischenträger angeschwenkt oder abgeschwenkt werden. Der Schwenkvorgang kann dadurch erreicht werden, dass das Übertragungselement über einen Koppelarm mit einem Exzenter verbunden ist, der an der Antriebswelle der Antriebseinheit angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, statt der rotatorischen Antriebseinheit (Motor mit Übertragungselement) eine linear arbeitende Antriebseinheit (Linearmotor) zu verwenden.
Um mit Hilfe der Transferrolle den Radialschlag des Zwischenträgers oder der Transferrolle korrigieren zu können, ist diese also derart gelagert, dass die mindestens eine Ausgleichsvorrichtung einen Druck in Richtung zum Zwischenträger ausübt. Die Ausgleichsvorrichtung kann z.B. aus federnden Elementen bestehen. Die Antriebseinheit gleicht dann den Radialschlag gleichförmig über die Breite der Transferrolle aus (Transferrolle bleibt parallel zur Drehachse). Wenn zwei Ausgleichsvorrichtung vorgesehen werden, jeweils eine pro Lagerschwinge, wirken diese ungleichförmig über die Breite der Transferrolle, nämlich vorne und hinten bei unterschiedlichem Radialschlag, also Taumelschlag sowie Schiefstand der Transferrolle zum Zwischenträger.
Der Andruckbalken kann mit einer Umlenkrolle für den Aufzeichnungsträger versehen sein. Diese Umlenkrolle kann in der AN-Position einen tangentialen Bahnlauf zum Zwischenträger herstellen. Wenn die Umlenkrolle auf dem Andruckbalken angeordnet wird, wirkt die Ausgleichsvorrrichtung nicht auf die Umlenkrolle. Damit können auch Aufzeichnungsträgerbahnen, die nicht symmetrisch zur Transferrolle laufen, verarbeitet werden, da die Umlenkrolle bei einseitigen Bahnzug nicht einseitig abheben kann, d.h. die Achse der Umlenkrolle bleibt parallel zur Achse des Zwischenträgers. Die Transferrolle hebt bei einseitigen Bahnzug nicht ab, da der Umschlingungswinkel des Aufzeichnungsträgers an der Transferrolle nahezu Null ist und somit kaum Kräfte aus dem Bahnzug auf die Ausgleichsvorrichtungen rückwirken.
Durch eine entsprechende Anordnung der Umlenkrolle ist es möglich, den Aufzeichnungsträger tangential an der Oberfläche der Transferrolle und eines trommelförmigen Zwischenträgers vorbei zu führen. Eine solche Führung kann auch erreicht werden, wenn in der Umlenkeinheit Rollen oder Backen in entsprechender Weise angeordnet werden. Der Vorteil einer solchen Führung des Aufzeichnungsträgers liegt darin, dass der Tonerverflug minimiert wird und das Druckbild gleichmäßiger ist.
Die erfindungsgemäße Umdruckstation ist besonders für Druckgeräte geeignet, die einen bandförmigen Aufzeichnungsträger mit hoher Geschwindigkeit bedrucken und bei denen der Zwischenträger eine Fotoleitertrommel ist.
Der Winkel, um den die Antriebswelle von der AB-Position zur AN-Position zu bewegen ist, kann mit Hilfe eines Positionszählers festgelegt werden, wobei der AB-Position bzw. der AN-Position ein erster bzw. zweiter Zählerstand zugeordnet ist. Der zweite Zählerstand wirkt dabei als Sollgröße oder Regelvorgabe für die Drehmomentenregelung. Bei Überschreiten einer definierten Positionsabweichung kann das Drehmoment angepasst werden.
Wenn eine Umdruckstation in ein Druckgerät eingebaut wird, ist es vorteilhaft, wenn die AB-Position und die AN-Position eingemessen wird. Dadurch wird gewährleistet, dass die Transferrolle immer mit dem notwendigen Druck an dem Zwischenträger anliegt. Die AB-Position kann derart gefunden werden, dass die Antriebswelle solange gedreht wird bis z.B. ein an der AB-Position angeordneter Hallschalter anspricht bzw. der Exzenter an einem mechanischen Anschlag anliegt. Der dabei erreichte erste Zählerstand des Positionszählers kann dann gespeichert werden bzw. der Positionszähler wird auf einen vorgegebenen Ausgangswert zurückgesetzt. Die AB-Position ergibt sich dann durch eine definierte Differenz zum ersten Zählerstand. Anschließend kann die Antriebswelle die Umdruckeinheit Drehmomenten-gesteuert zum Zwischenträger bewegen bis die Antriebswelle nach Auftreffen der Transferrolle auf den Zwischenträger blockiert. Dabei werden Störgrößen wie z.B. Bahnzug im Aufzeichnungsträger aufgehoben oder können ermittelt werden. Der dann erreichte zweite Zählerstand des Positionszählers kann wiederum gespeichert werden. Um Toleranzen auszugleichen, kann dieser Anschwenkvorgang z.B. bei unterschiedlichen Zwischenträgerstellungen wiederholt werden, dies kann auch bei kontinuierlicher Drehung des Zwischenträgers erfolgen. Der Zwischenträger muss dabei nicht entfernt werden. Aus den ermittelten zweiten Zählerständen kann anschließend ein Mittelwert gebildet werden, der im Druckbetrieb als zweiter Zählerstand verwendet wird. Ein entsprechender Messvorgang kann selbstverständlich auch in Druckpausen durchgeführt werden, um z.B. Verschleiss bei der Transferrolle oder dem Zwischenträger auszugleichen.
Beim Druckbetrieb steht die Umdruckeinheit zunächst in der AB- Position. Soll gedruckt werden, wird die Umdruckeinheit an den Zwischenträger solange angeschwenkt bis der zweite Zählerstand erreicht ist. Der Anschwenkvorgang erfolgt somit positionsgesteuert. Wenn der zweite Zählerstand erreicht ist, schaltet die Antriebseinheit auf Drehmomentensteuerung um, so dass die Transferrolle mit einer (über das Drehmoment) einstellbaren Andruckkraft an dem Zwischenträger anliegt. Bei Überschreiten einer definierten Positionsabweichung kann das Drehmoment im Druckbetrieb angepasst werden (überlagerte Positionsregelung). In der Druckpause wird die Umdruckeinheit wieder vom Zwischenträger Position- gesteuert abgeschwenkt bis der erste Zählerstand erreicht ist. Selbstverständlich können die Endpositionen der Umdruckeinheit auch mit anderen Mitteln festgelegt werden, z.B. könnte in den Endpositionen jeweils ein Hallschalter angeordnet sein, deren Sensorsignal ausgewertet wird.
An Hand eines Ausführungsbeispieles, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen
1 eine Seitenansicht des Antriebssystems für den Fall, dass die Umdruckeinheit angeschwenkt ist (AN-Position);
2 eine Seitenansicht des Andrucksystems für den Fall, dass die Umdruckeinheit abgeschwenkt ist (AB-Position);
3 eine Schnittansicht an der Stelle K-K der 2:
4 eine Prinzipdarstellung des Schwenkbereiches des Antriebssystems;
5 eine Steuerschaltung für das Antriebssystem;
6 ein Beispiel einer tangentialen Führung des Aufzeichnungsträgers über Transferrolle und Zwischenträger mit Umlenkrollen;
7 ein Beispiel einer tangentialen Führung des Aufzeichnungsträgers über Transferrolle und Zwischenträger mit Umlenkbacken.
Aus den folgenden Figuren ist von einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät nur die Umdruckstation gezeigt, die prinzipiell dargestellt ist. Die übrigen Komponenten des Druck- oder Kopiergerätes können auf bekannte Weise aufgebaut sein.
Aus 1 und 2 ergibt sich der Aufbau der Umdruckstation US, wobei 1 die Umdruckstation in der angeschwenkten Position (AN-Position) zeigt, 2 in der abgeschwenkten Position (AB-Position).
Die Umdruckstation US dient in bekannter Weise dazu, Tonerbilder von einem Zwischenträger 3, z.B. einer Fotoleitertrommel, auf einen Aufzeichnungsträger 2, z.B. einen Papierbahn, umzudrucken. Der Umdruck erfolgt mit Hilfe einer Transferrolle 1, deren Funktion z.B. in WO 02/0777 19 beschrieben ist.
Die Umdruckstation US weist ein Antriebssystem AS auf, das folgende Komponenten umfasst:

– eine Antriebseinheit AE, z.B. einen Motor mit Steuerung, wobei die Antriebseinheit AE sowohl in einem Position-gesteuerten Modus als auch in einem Drehmomenten-gesteuerten Modus betreibbar ist;
– ein mechanisches Übertragungselement UE;
– eine Umdruckeinheit UD.
– zusätzlich kann mindestens eine Ausgleichsvorrichtung 9 vorgesehen werden, zweckmäßigerweise zwei Ausgleichsvorrichtungen 9a, 9b.

Die Antriebseinheit AE kann aus einem Motor 4 mit Motorsteuerung (5) bestehen, an dessen Antriebswelle 11 das Übertragungselement UE angreift. Dieses weist einen Exzenter 5 und einen Koppelarm 6 auf. Der Exzenter 5 ist auf der Antriebswelle 11 angeordnet (3), der Koppelarm 6 ist drehbar und exzentrisch am Exzenter 5 gelagert, sowie drehbar an der Umdruckeinheit UD. Bei Bewegung der Antriebswelle 11 führt der Koppelarm 6 eine Bewegung zum Zwischenträger 3 hin aus.
Die Umdruckeinheit UD weist die folgenden Komponenten auf:

– einen Andruckbalken 7, an dem der Koppelarm 6 gelagert ist und der z.B. am einen Ende beidseits jeweils in einem Drehlager 12a, 12b angeordnet ist;
– im Ausführungsbeispiel zwei Lagerschwingen 8a, 8b, in der die Transferrolle 1 gelagert ist; die Lagerschwingen 8a, 8b sind ebenfalls um die Drehlager 12a, 12b drehbar angeordnet;
– evtl. eine Umlenkrolle 10 für den Aufzeichnungsträger 2 auf dem Andruckbalken 7.

Die evtl. vorgesehenen Ausgleichsvorrichtungen 9a, 9b wirken zwischen Andruckbalken 7 und Lagerschwingen 8a, 8b derart, dass ein Druck auf die Lagerschwingen 8a, 8b und damit auf die Transferrolle 1 in Richtung zum Zwischenträger 3 ausgeübt wird. Dazu ist es zweckmäßig, wenn die Lagerschwingen 8a, 8b relativ zu dem Andruckbalken 7 bewegbar sind. Die Ausgleichsvorrichtungen 9a, 9b können z.B. eine federndes oder evtl. dämpfendes Element, wie in den 1 bis 3 gezeigt, aufweisen. Die Transferrolle 1 kann sich dadurch parallel an den Zwischenträger 3 anlegen. Dabei bewegen sich evtl. die Lagerschwingen 8a, 8b gegenüber dem Andruckbalken 7, wobei die Ausgleichsvorrichtungen 9a, 9b etwas mehr gespannt oder entspannt werden. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn innerhalb der Umdruckeinheit UD mindestens zwei Ausgleichsvorrichtungen 9a, 9b vorgesehen werden, um über die ganze Breite der Transferrolle 1 einen gleichmäßigen Andruck an den Zwischenträger 3 zu erreichen.
Weiterhin können noch zusätzlich Führungsrollen 13 für den Aufzeichnungsträger 2 vorgesehen werden.
1 zeigt den Zustand, in dem die Umdruckeinheit UD und damit die Transferrolle 1 an den Zwischenträger 3 angeschwenkt ist = AN-Position. Der Exzenter 5 steht dabei in einer für die Dehmomentenregelung günstigen Position etwa um 90° vom hinteren Totpunkt HT entfernt (lineares Übertragungsverhalten). Um die Umdruckeinheit UD vom Zwischenträger 3 abzuschwenken, wird die Antriebswelle 11 entsprechend 2 gedreht, der Exzenter 5 zieht über den Koppelarm 6 die Umdruckeinheit UD und damit die Transferrolle 1 vom Zwischen träger 3 weg in die AB-Position. Dabei dreht die Umdruckeinheit UD um die Drehlager 12a, 12b.
Solange kein Andruck zwischen Transferrolle 1 und Zwischenträger 3 herrscht, drücken die Ausgleichsvorrichtungen 9a, 9b die Lagerschwingen 8a, 8b an je einen Anschlag 34 am Andruckbalken 7 an, in diesen Phasen bewegen sich die Lagerschwingen 8a, 8b und der Andruckbalken 7 synchron.
Aus 3 ergibt sich die Ansicht K-K der 2. Die Antriebseinheit AE weist eine Antriebswelle 11 auf, an der der Exzenter 5 gelagert ist. Der Koppelarm 6 ist sowohl am Exzenter 5 als auch am Andruckbalken 7 drehbar gelagert. In den Lagerschwingen 8a, 8b sind die Lagerzapfen 1a, 1b der Transferrolle 1 gelagert. Die Lagerung 1a, 1b (z.B. ein Kugellager) der Transferrolle 1 in den Lagerschwingen 8a, 8b kann eine Schrägstellung der Achse von Transferrolle 1 zum Drehlager 12 aufnehmen. Die Lagerschwingen 8a, 8b sind weiterhin gegenüber dem Druckbalken 7 um die Achse 12a, 12b beweglich gelagert. Über die Ausgleichsvorrichtungen 9a, 9b kann somit die Transferrolle 1 in Richtung zum Zwischenträger 3 so eingestellt werden, dass die Andruckkraft über die Breite des Aufzeichnungsträgers 3 auch bei Taumelschlag gleich verteilt ist. Die Ausgleichsvorrichtungen 9 können dämpfende Eigenschaften haben, darüber hinaus ist der verfügbare Ausgleichsweg so klein gewählt, dass das Antriebssystem AS keine Schwingungsneigung aufweist.
Aus 4 ergibt sich eine Prinzipdarstellung der Drehbewegung der Antriebswelle von der AN- Position in die AB- Position und umgekehrt. Um diese Endpositionen feststellen zu können, können z.B. Hallschalter H an diesen angeordnet sein, die ein Sensorsignal abgeben, wenn z.B. eine Markierung an der Antriebswelle an dem entsprechenden Hallschalter vorbeiläuft. Von der AB- Position (Hallschalter H2) ausgehend erfolgt z.B. eine Drehung der Antriebswelle nach rechts bis die AN- Position erreicht ist, an der ein Hallschalter H1 angeordnet sein kann. Bevor die AN- Position erreicht ist, berührt die Transferrolle 1 bereits den Zwischenträger 3 an der Stelle BER. In 4 sind die einzelnen Positionen der Antriebswelle mit Toleranzbereich dargestellt. Die AB-Position kann aber auch mit einem mechanischen Referenzanschlag 35 festgelegt werden. Der Exzenter 5 kann in der AN- Position etwa 90° von einem Totpunkt HT entfernt liegen, um eine Drehmomentensteuerung zu erleichtern.
Wenn z.B. eine Umdruckstation US oder eine neue Transferrolle 1 in ein Druckgerät eingesetzt wird, ist es zweckmäßig, die Antriebseinheit AE in ihrer Drehbewegung so einzustellen, dass die Umdruckeinheit UD und damit die Transferrolle 1 von der AB- Position exakt in die AN-Position geschwenkt werden kann und Toleranzen z.B. bei dem Zwischenträger 3, der Transferrolle 1 oder des Aufzeichnungsträgers 2 kompensiert sind. Dazu muss sowohl die AB- Position, aber insbesondere die AN-Position genau festgelegt werden. Dies kann z.B. mit Hilfe eines Positionszählers erfolgen, dessen Zählerstand die Position der Antriebswelle 11 anzeigt.
Dann wird zunächst die AB-Position festgelegt. Dazu kann z.B. der Hallschalter H2 verwendet werden, der ein Sensorsignal abgibt, wenn eine Markierung der Antriebswelle 11 an diesem vorbeiläuft. Es ist jedoch auch möglich, an dieser Stelle einen mechanischen Anschlag 35 anzuordnen, der die Drehbewegung der Antriebswelle 11 begrenzt. Der Zählerstand des Positionszählers in dieser Lage wird als erster Zählerstand gespeichert. Die AB-Position kann dabei, wie 4 zeigt, in einem definierten Abstand zum Referenzanschlag 35 liegen. Nunmehr wird die Antriebseinheit AE in den Drehmomenten-gesteuerten Modus geschaltet und die Antriebswelle 11 solange bewegt bis sie blockiert. Dies ist dann der Fall, wenn die Transferrolle 1 an dem Zwischenträger 3 mit einer entsprechenden Andruckkraft anliegt. Diese Andruckkraft kann somit über das Drehmoment beeinflusst werden. In dieser Lage wird der Zählerstand des Positionszählers als zweiter Zählerstand gespeichert. Dieser zweite Suchvorgang kann mehrmals wiederholt werden, um z.B. Toleranzen des Zwischenträgers 3 oder der Transferrolle 1 auszugleichen. Aus den verschiedenen zweiten Zählerständen kann dann ein Mittelwert gebildet werden, der im Druckbetrieb verwendet wird.
Im Druckbetrieb wird ausgehend von der AB-Position die Antriebseinheit AE zunächst im Positions-gesteuertem Modus betrieben. Die Antriebswelle 11 bewegt die Umdruckeinheit UD und die Transferrolle 1 zum Zwischenträger 3. Wenn der Positionszähler seinen zweiten Zählerstand erreicht hat, ist die Transferrolle 1 in Betriebsposition für den Umdruck. Ab jetzt wird die Antriebseinheit AE in den Drehmoment-gesteuerten Modus geschaltet, wodurch die Transferrolle 1 mit der gewünschten Andruckkraft am Zwischenträger 3 anliegt.
Nach Beendigung des Umdruckvorganges wird die Umdruckeinheit UD und die Transferrolle 1 vom Zwischenträger 3 abgeschwenkt. Dazu wird die Antriebseinheit AE in den Position-gesteuerten Modus geschaltet und die Antriebswelle 11 solange bewegt bis der erste Zählerstand erreicht ist.
Aus 5 ergibt sich ein Aufbau der Antriebseinheit AE. Sie weist einen Motor 4, eine Motorsteuerung 22 und eine Steuerung 26 für den Aufzeichnungsträger 2 auf. Am Motor ist ein inkrementaler Motordrehgeber 16 angeordnet, um eine schrittweise Positionsüberwachung mit hoher Auflösung, z.B. 360°/8196 Inkrementalsignale zu ermöglichen. Von diesem führen Leitungen 17 zur Motorsteuerung 22, über die die Inkrementalsignale zum Positionszähler, realisiert auf der Motorsteuerung 22, übertragen werden. Weiterhin führen Leitungen 18 zur Leistungsversorgung zum Motor 4. Zusätzlich kann der Motorsteuerung 22 über eine Leitung 21 ein Signal zum Anschwenken oder Abschwenken z.B. aus Sicherheitsgründen zugeführt werden.
Die Motorsteuerung 22 ist weiterhin mit der Aufzeichnungsträgersteuerung 26 über Leitungen 23, 24 und 25 verbunden. Die Leitung 23 ist eine BUS-Leitung zur Übertragung von Parametern (z.B. Drehmoment, Betriebsmodus, Fehlermeldung), über die Leitung 24 können Start-Stoppsignale für die Umdruckstation übertragen werden, z.B. Triggern von Aktionen wie Anschwenken- oder Abschwenken, über die Leitung 25 Resetsignale, um die Motorsteuerung in einen Ausgangszustand zu versetzen. Der Steuerung 26 werden über die Leitungen 27 Sensorsignale z.B. von Kraftsensoren, Bahnzugsensoren, zugeführt, über die Leitung 28 Triggersignale und über den Bus 29 Gerätedaten vom Gerätebus 30. Durch Kraftsensoren für die Ausgleichsvorrichtungen 9 können positionsgeführte Motoren (z.B. Schrittmotoren) für den Antrieb verwendet werden.
Die Erfindung ist in Verbindung mit einem rotatorischen Antrieb beschrieben worden. Es ist jedoch auch möglich, als Antrieb einen Linearmotor einzusetzen, der allerdings ebenfalls in den zwei oben geschilderten Betriebsmodi betrieben werden muss. Schließlich ist es auch möglich, zwei oder mehrere Antriebseinheiten zu verwenden, die dann an verschiedenen Stellen der Umdruckeinheit UD angeordnet werden können. Zudem kann die Transferrolle 1 federnde oder dämpfende Eigenschaften aufweisen, erreicht z.B. durch eine Gummibeschichtung, dann kann auf die Ausgleichsvorrichtung 9 evtl. verzichtet werden.
Die Funktion der Transferrolle 1 wird weiter verbessert, wenn der Aufzeichnungsträger 2 tangential auf den Oberflächen der Transferrolle 1 und dem Zwischenträger 3 geführt wird. Dadurch wird sicher gestellt, dass die Tonerübertragungsrichtung senkrecht zur Ebene des Aufzeichnungsträgers 2 liegt und dem elektrischen Feld zwischen Zwischenträger 3 und Transferrolle 1 entspricht. Die Folge ist, dass der Tonerverflug minimiert wird und das Druckbild gleichmäßiger wird.
Zwei Realisierungen einer derartigen Führung des Aufzeichnungsträgers ergeben sich aus 6 und 7. In 6 wird die entsprechende Führung des Aufzeichnungsträgers 2 mit Hilfe von Umlenkrollen 31 erreicht, in 7 mit Hilfe von Umlenkbacken 32. Die Tangentiale 33 ist jeweils eingezeichnet. In den 6 und 7 sind die für die Darstellung des Prinzips nicht erforderlichen Elemente der Umdruckstation US nach den 1 bis 3 weggelassen worden.

US: Umdruckstation
UD: Umdruckeinheit
AS: Antriebssystem
AE: Antrienseinheit
UE: Übertragunselement
HT: unterer Totpunkt
1: Transferrolle
1a, 1b: Lagerzapfen
2: Aufzeichnungsträger
3: Zwischenträger
4: Motor
5: Exzenter
6: Koppelarm
7: Andruckbalken
8: Lagerschwinge
9: Ausgleichsvorrichtung
10: Umlenkrolle
11: Antriebswelle
12a, 12b: Drehlager
13: Führungsrollen
14: Inkrementaler Motordrehgeber
15: Lagerung Andruckbalken
17: Leitung: Inkrementalsignale, Rotorlageerkennung
18: Leitung: Leistungsübertragung
19: Leistungsversorgung
20: Logikversorgung
21: Signalleitung: Anschwenken, Abschwenken
22: Motorsteuerung
23: Datenleitungen (BUS-Leitung)
24: Start-Stopp-Leitung (Triggerleitung)
25: Reset-Leitung
26: Steuerung: Auszeichnungsträger
27: Sensorleitungen
28: Triggersignalleitung
29: Datenbus
30: Geräte-Datenbus
31: Umlenkrollen
32: Umlenkbacken
33: Tangentiale
34: Anschlag im Andruckbalken
35: Referenzanschlag

Claims

Umdruckstation für ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät, – bei der eine Transferrolle (1) zum Übertragen eines auf einem Zwischenträger (3) erzeugten Tonerbildes auf mindestens einen Aufzeichnungsträger (2) in einem Umdruckbereich der Umdruckstation (US) vorgesehen ist, – bei der mindestens ein Antriebssystem (AS) vorgesehen ist mit • einer Umdruckeinheit (UD), in der die Transferrolle (1) gelagert ist, • einer Antriebseinheit (AE), die über eine Übertragungselement (UE) die Umdruckeinheit (UD) und damit die Transferrolle (1) an den Zwischenträger (3) anschwenkt (AN-Position) oder abschwenkt (AB-Position) und die derart ausgeführt ist, dass sie beim Anschwenkvorgang bis zum Erreichen der AN-Position Positions-gesteuert ist und in der AN-Position Drehmoment-gesteuert ist.
Umdruckstation nach Anspruch 1, bei der mindestens eine Ausgleichsvorrichtung (9) vorgesehen ist, die zwischen der Umdruckeinheit (UD) und der Lagerung der Transferrolle (1) angeordnet ist und die derart ausgeführt ist, dass sie die Transferrolle (1) gleichmäßig über deren Breite an den Zwischenträger (3) andrückt.
Umdruckstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Umdruckeinheit (UD) folgende Komponenten aufweist: – einen einseitig gelagerten Andruckbalken (7), an dem das Übertragungselement (UE) angreift, – mindestens eine im Andruckbalken (7) gelagerte Lagerschwinge (8), in der die Transferrolle (1) gelagert ist.
Umdruckstation nach Anspruch 3, bei der das Übertragungselement (UE) einen Exzenter (5) aufweist, der an einer Antriebswelle (11) der Antriebseinheit (AE) angeordnet ist und einen Koppelarm (6) aufweist, der am Exzenter (5) und der Umdruckeinheit (UD) drehbar gelagert ist und der die Bewegung des Exzenters (5) auf die Umdruckeinheit (UD) überträgt.
Umdruckstation nach Anspruch 3 oder 4, bei der die Transferrolle (1) an beiden Enden Lagerzapfen (1a, 1b) aufweist, die in zwei Lagerschwingen (8a, (b) gelagert sind.
Umdruckstation nach Anspruch 5, bei der zwei Ausgleichsvorrichtungen (9a, 9b) vorgesehen sind, jeweils eine pro Lagerschwinge (8a, 8b).
Umdruckstation nach Anspruch 6, bei der die Lagerschwingen (8a, 8b) im Andruckbalken (7) derart gelagert sind, dass sie beweglich gegenüber dem Andruckbalken (7) sind, so dass die Ausgleichsvorrichtungen (9a, 9b) bewirken, dass die Transferrolle (1) über ihre Breite gleichmäßig an den Zwischenträger (3) angedrückt ist.
Umdruckstation nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der die mindestens eine Ausgleichsvorrichtung (9) aus federnden Elementen besteht.
Umdruckstation nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der am Andruckbalken (7) eine Umlenkrolle (10) angeordnet ist, über die der Aufzeichnungsträger (2) geführt ist.
Umdruckstation nach Anspruch 9, bei der die Umlenkrolle (9) auf der dem Drehlager (12) abgewandten Seite des Andruckbalkens (7) angeordnet ist,
Umdruckstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Antriebseinheit (AE) einen Positionszähler aufweist, der die Drehung der Antriebswelle (11) schrittweise zählt.
Umdruckstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in der Antriebseinheit (AE) Hallschalter (H) angeordnet sind, jeweils einer zur Feststellung der AB-Position und einer zur Feststellung der AN-Position.
Umdruckstation nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der zur Feststellung der AB- Position ein Referenzanschlag (35) in der Antriebseinheit (AE) angeordnet ist.
Umdruckstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Antriebseinheit (AE) einen rotatorischen Motor oder einen Linarmotor aufweist.
Umdruckstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Transferrolle (1) dämpfende Eigenschaften aufweist.
Umdruckstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Umdruckeinheit (UD) Umlenkmittel für den Aufzeichnungsträger (2) aufweist, die derart angeordnet sind, dass der Aufzeichnungsträger (2) zwischen Zwischenträger (3) und Transferrolle (1) tangential auf den Ober flächen von Zwischenträger (3) und Transferrolle (1) geführt ist.
Umdruckstation nach Anspruch 16, bei der die Umlenkmittel Umlenkrollen (31) sind.
Umdruckstation nach Anspruch 16, bei der die Umlenkmittel Umlenkbacken (32) sind.
Umdruckstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Aufzeichnungsträger (2) bandförmig ist.
Verfahren zur Umdrucken von auf einem Zwischenträger (3) aufgebrachten Tonerbilder auf einen Aufzeichnungsträger (2) unter Verwendung der Umdruckstation nach einem der Ansprüche 1 bis 18.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem zur Ermittlung der AB-Position der Umdruckeinheit (UD) die Antriebseinheit (AE) die Umdruckeinheit solange bewegt bis ein Hallschalter (H2) für die AB-Position anspricht bzw. bis sie auf einen mechanischen Referenzanschlag (35) auftrifft und bei dem dann die erreichte Position der Antriebswelle (11) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, bei dem die AN- Position der Umdruckeinheit (UD) derart ermittelt wird, dass die Antriebseinheit (AE) Drehmomenten-gesteuert die Umdruckeinheit (UD) zum Zwischenträger (3) bewegt bis die Transferrolle (1) am Zwischenträger (3) anliegt und die Antriebswelle (11) blockiert und dann diese Position der Antriebswelle (11) gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, bei dem die Position der Antriebswelle (11) mit Hilfe eines Positionszählers (14) gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, bei dem beim Anschwenken der Umdruckeinheit (UD) aus der AB-Position die Antriebseinheit (AE) zunächst Position-gesteuert bewegt wird bis die AN-Position erreicht ist und dann in die Drehmomentensteuerung übergegangen wird, um eine konstante Andruckkraft der Transferrolle (1) an den Zwischenträger (3) einzustellen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24 bei dem der Abschwenkvorgang Position- gesteuert erfolgt bis die AB-Position erreicht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, bei dem die AB-Position und die AN-Position aus dem Zählerstand des Positionszählers (14) ermittelt wird.