DE19857229A1 - Bandfixierzubehör zum Erzeugen von wählbarem Bildglanz - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Fixiervorrichtung für eine Reproduk­ tionseinrichtung und insbesondere auf ein Bandfixierzubehör für eine Reproduktions­ einrichtung, das in der Lage ist, von der Reproduktionseinrichtung auf dem Emp­ fangsmedium erzeugten Farbbildern beim Fixieren einen wählbaren Glanzgrad zu verleihen.

Übliche Reproduktionseinrichtungen umfassen normalerweise elektrostatografische Kopierer/Vervielfältigungsgeräte oder Drucker, Tintenstrahldrucker und Thermo­ drucker. Bei Reproduktionseinrichtungen dieser Art wird ein Farbstoff, zum Beispiel pigmentierte Partikel, Tinte oder ein Farbmaterial (im folgenden zusammenfassend "Farbpartikel" genannt) dazu verwendet, ein Bild der zu reproduzierenden Information auf einem Trägerelement zur Übertragung auf ein Empfangsmedium oder direkt auf einem Empfangsmedium zu entwickeln. Das Empfangsmedium mit dem darauf befind­ lichen Farbpartikelbild wird dann durch eine Fixiereinrichtung transportiert, wo das Bild beispielsweise mittels Wärme und Druck fixiert wird, um auf dem Empfangsmedium eine dauerhafte Wiedergabe des Bildes zu erzeugen. Die Fixiereinrichtung ist norma­ lerweise Bestandteil der Reproduktionseinrichtung, kann aber auch als eigenständiges Gerät ausgebildet sein und wird dann allgemein als Offline-Fixierer bezeichnet. Da Offline-Fixierer nur einer Aufgabe dienen, ist es möglich, ihre Betriebsparameter für die Fixierfunktion zu optimieren.

Bestimmte Reproduktionseinrichtungen wurden speziell für die Herstellung mehrfar­ biger Kopien entwickelt. Bei diesen Reproduktionseinrichtungen werden jeweils meh­ rere Farbauszugsbilder mit den entsprechenden Farbpartikeln entwickelt und auf einem Empfangsmedium einander überlagert. Es hat sich gezeigt, daß für das Fixieren mehrfarbiger Farbpartikelbilder auf einem Empfangsmedium im wesentlichen andere Betriebsparameter erforderlich sind als für das Fixieren normaler schwarzer Partikelbil­ der auf einem Empfangsmedium. Außerdem können sich die jeweiligen Betriebspara­ meter sogar entgegenstehen. Denn für eine satte, tiefe Farbwiedergabe benötigen mehrfarbige Bilder einen hohen Glanzgrad, während andererseits ein starker Glanz bei schwarzen Bildern die Lesbarkeit wesentlich beeinträchtigen kann, so daß hier eine matte Oberfläche vorzuziehen ist.

Es ist bekannt, daß der Glanzgrad eines Farbpartikelbildes zumindest teilweise von den Schmelzeigenschaften der Farbpartikel beim Fixierverfahren abhängt. Grundsätz­ lich werden in der Fixiervorrichtung die Farbpartikel erweicht oder zumindest teilweise geschmolzen, wodurch sie in die Fasern des Empfangsmediums eindringen und auf dem Empfangsmedium zu einer Bildwiedergabe mit glänzender Oberfläche fixiert wer­ den. Zum Beispiel kann die Fixiervorrichtung eine beheizte Walze aufweisen, die mit den Farbpartikeln und dem Empfangsmedium in Anlage kommt. Bei mehrfarbigen Farbpartikelbildern werden die verschiedenen Farbpartikelbilder von der beheizten Walze jeweils geschmolzen und fixiert. Werden die Farbpartikelbilder nicht ausrei­ chend geschmolzen, können in der Kopie lichtstreuende Hohlräume bzw. Lichtstreu­ höfe auftreten, die die Qualität des erzeugten Farbbildes mindern. Wenn die auf dem Empfangsmedium vorhandenen Farbpartikel keine spiegelglatte Oberfläche aufwei­ sen, wird darüber hinaus einfallendes Licht von der Farbpartikeloberfläche diffus reflektiert und kann nicht in die Farbpartikelschichten eindringen, so daß die Farben auf dem Empfangsmedium dunkel und wolkig erscheinen. Deshalb verwendet man Farbpartikel mit niedrigem Schmelzpunkt. Diese erzeugen weniger Hohlräume und eine harte, ebene Oberfläche, die der Reproduktion Glanz und lebhafte Farben ver­ mitteln.

Bei Farbpartikeln mit niedrigem Schmelzpunkt überträgt sich das Bild jedoch leichter auf die beheizte Walze. Dies kann unerwünschte Fehler in der Reproduktion und den nachfolgenden Reproduktionen zur Folge haben. Zwar kann die Bildübertragung durch das Aufbringen eines Fixieröls auf die beheizte Walze vermindert werden, die Verwen­ dung eines derartigen Öls kompliziert das Fixiersystem jedoch weiter, d. h. das Öl muß gehandhabt werden und es muß in einer gleichmäßigen Schicht auf die Walze aufge­ bracht werden, damit eine gleichmäßige Wärmeübertragung erfolgt. Alternativ hat man eine mechanische Anordnung gefunden, mit der die Bildübertragung auch ohne die Verwendung eines Fixieröls vermindert werden kann. Diese mechanische Anordnung, wie sie zum Beispiel in US-A-5,256,507 beschrieben ist, sieht ein langgestrecktes Band vor, das zunächst erwärmt wird, um die Farbpartikel zu schmelzen, und dann abgekühlt wird, um die Farbpartikel abzukühlen und das Ablösen des Empfangsme­ diums mit dem darauf fixierten Farbpartikelbild vom Band zu erleichtern. Die beson­ dere Arbeitsweise der Bandanordnung dient auch dazu, den Glanzgrad des fixierten Farbpartikelbildes zu erhöhen. Infolgedessen eignet sich eine solche Anordnung besonders zum Fixieren mehrfarbiger Bilder. Allerdings sind die Steuerungsmöglich­ keiten für die Auswahl des Glanzgrades des reproduzierten Bildes immer noch begrenzt.

In Anbetracht dessen richtet sich die Erfindung auf ein Bandfixierzubehör für eine Reproduktionseinrichtung, mit der ein wählbarer Glanzgrad erzeugt werden kann. Das beschriebene Bandfixierzubehör weist eine beheizte Fixierwalze und eine mit der Fixierwalze einen Walzenspalt bildende Andruckwalze auf. Nach dem durch die Fixierwalze und die Andruckwalze gebildeten Walzenspalt ist eine Führungswalze angeordnet. Um die Fixierwalze und die Führungswalze ist ein Fixierband geführt. Die der Fixierwalze zugeführte Wärme wird in Abhängigkeit von dem gewünschten Glanz­ zustand für das auf dem Empfangsmedium erzeugte Farbbild gesteuert.

Die Erfindung, ihre Aufgaben und Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschrei­ bung einer bevorzugten Ausführungsform besser ersichtlich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer elektrostatografischen Reproduktionseinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Bandfixierzubehör zum Erzeugen von wähl­ barem Bildglanz;

Fig. 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bandfixierzubehörs in vergrö­ ßertem Maßstab; und

Fig. 3 ein Diagramm der Veränderung des Glanzzustandes in Abhängigkeit von der Fixiertemperatur.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine allgemein mit 10 bezeichnete elek­ trostatografische Reproduktionseinrichtung. Dargestellt ist eine elektrostatografische Reproduktionseinrichtung 10, es versteht sich jedoch, daß das erfindungsgemäße Bandfixierzubehör auch für den Einsatz in anderen Arten von Reproduktionseinrich­ tungen geeignet ist, die mit unterschiedlichen Bildfarbstoffen arbeiten, wie zum Bei­ spiel Tintenstrahldrucker oder Thermodrucker.

Die als Beispiel gewählte Reproduktionseinrichtung 10 umfaßt ein dielektrisches Bild­ element zum Erzeugen eines Primärbildes, zum Beispiel eine Trommel 12 mit einer fotoleitfähigen Oberfläche, auf der ein Farbpartikelbild oder eine Reihe verschiedenfar­ biger Farbpartikelbilder ausgebildet werden. Wird die fotoleitfähige Trommel 12 zur Ausbildung von Bildern in Richtung des ihr zugeordneten Pfeils gedreht, wird die foto­ leitfähige Oberfläche der Trommel mittels einer geeigneten Ladeeinrichtung 14 gleichmäßig geladen. Anschließend wird die Trommeloberfläche bildweise belichtet, zum Beispiel mittels eines Lasers 15 oder einer LED-Anordnung, um auf der Trommel ein entsprechendes latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. Zum Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes werden in einer Entwicklungsstation 16 Farbpartikel auf die das Bild tragende Trommel 12 aufgebracht. Bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform der Reproduktionseinrichtung 10 gibt es fünf Entwicklungseinheiten, von denen jeder Farbpartikel einer anderen Farbe zugeordnet sind. Insbesondere enthält die Entwicklungseinheit 16y Partikel der Farbe Gelb, die Entwicklungseinheit 16m Par­ tikel der Farbe Magenta, die Entwicklungseinheit 16c Partikel der Farbe Cyan und die Entwicklungseinheit 16b schwarze Partikel. Selbstverständlich können je nach der Gesamtanordnung der Entwicklungsstation 16 und der Arbeitsweise des Farbentwick­ lungsverfahrens der Reproduktionseinrichtung 10 in den einzelnen Entwicklungsein­ heiten auch Partikel anderer Farben (zum Beispiel rote, grüne, blaue Partikel, usw.) verwendet werden. Außerdem ist eine Entwicklungseinheit 16cl vorgesehen, die farb­ lose Partikel enthält, die der Verbesserung der Qualität und des Glanzes der reprodu­ zierten Bilder dienen.

Die Entwicklungseinheiten werden jeweils einzeln aktiviert und in eine eigene Arbeits­ beziehung zur Trommel 12 gebracht, um auf eine Reihe von auf der Trommel 12 vor­ handenen Bildern jeweils Partikel unterschiedlicher Farben aufzubringen und so eine Reihe verschiedenfarbiger Partikelbilder zu erzeugen. Das entwickelte Partikelbild wird dann auf die Außenfläche eines Hilfs- oder Zwischen-Bildübertragungselements über­ tragen (bzw. die mehreren Partikelbilder werden nacheinander paßgenau übertragen), zum Beispiel auf eine Zwischenübertragungstrommel 20. Dann wird das einzelne Par­ tikelbild oder das mehrfarbige, aus mehreren Partikelbildern bestehende Bild von der Oberfläche der Zwischenbildübertragungstrommel 20 in einem einzigen Schritt auf ein Empfangsmedium übertragen.

Für die Bereitstellung der benötigten Steuersignale für die Reproduktionseinrichtung 10 sind entsprechende (nicht dargestellte) Sensoren bekannter Art, zum Beispiel mechanische, elektrische oder optische Sensoren, in der Reproduktionseinrichtung vorgesehen. Diese Sensoren sind entlang der Bewegungsbahn des Empfangsme­ diums angeordnet und der Primärbilderzeugungstrommel 12, der Zwischenbildübertra­ gungstrommel 20 und den verschiedenen anderen Bildverarbeitungsstationen der Reproduktionseinrichtung zugeordnet. Die Sensoren erkennen die jeweilige Position des Empfangsmediums entlang seiner Bewegungsbahn und die Position der Primär­ bilderzeugungstrommel 12 bezüglich der Bildverarbeitungsstationen und erzeugen entsprechende, diese Positionen anzeigende Signale. Die Signale werden zum Bei­ spiel einer mit einem Mikroprozessor arbeitenden Steuerlogik L als Eingabe zugeführt. Auf der Grundlage dieser Signale und eines geeigneten Mikroprozessor-Programms erzeugt die Steuerlogik L Signale, die den zeitlichen Ablauf der verschiedenen elektro­ grafischen Verarbeitungsstationen für das Reproduktionsverfahren steuern. Das Schreiben eines Programms für verschiedene, für den erfindungsgemäßen Einsatz geeignete, handelsübliche Mikroprozessoren ist dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt. Die Details eines derartigen Programms sind natürlich abhängig von der Architektur des jeweiligen Mikroprozessors.

Das Empfangsmedium wird entlang einer (in Fig. 1 strichpunktiert dargestellten) Bewegungsbahn in einen Walzenspalt 30 zwischen der Zwischenbildübertra­ gungstrommel 20 und einem Stützelement, zum Beispiel einer Walze 32, transportiert. Das Empfangsmedium wird von einem geeigneten Vorrat (Schacht S₁ oder S₂) aus in den Walzenspalt 30 transportiert und nimmt dort das Partikelbild auf. Anschließend tritt das Empfangsmedium wieder aus dem Spalt 30 aus und wird mittels des Transport­ mechanismus 40 einer Fixiereinrichtung 60 zugeführt, wo das Partikelbild mittels Wärme und/oder Druck auf dem Empfangsmedium fixiert wird. Nach dem Fixieren des Bildes auf dem Empfangsmedium kann das Empfangsmedium wahlweise wieder in den Übertragungsspalt 30 zurücktransportiert werden, um ein weiteres Bild auf einer zweiten Seite (doppelseitiges Bild) aufzunehmen; anschließend wird es in ein entfern­ tes Ausgabefach 34 zur Entnahme durch den Benutzer transportiert oder einem Aus­ gabezubehör, zum Beispiel dem allgemein mit 70 bezeichneten erfindungsgemäßen Bandfixierzubehör, zugeführt.

Erfindungsgemäß ist das der Reproduktionseinrichtung 10 zugeordnete Bandfixierzu­ behör 70 als separates Gerät ausgebildet, das bei entsprechender Positionierung die Ausgabe der Reproduktionseinrichtung direkt in Empfang nehmen kann (siehe Fig. 1). Daher kann das Bandfixierzubehör 70 sowohl als Offline-Gerät oder auch als inte­ griertes Zubehör für eine elektrografische Reproduktionseinrichtung, Tintenstrahl- oder Thermodrucker oder für beliebige andere Hardcopy-Druckgeräte verwendet werden, die mit Bildfarbstoffen arbeiten, bei denen die Steuerung des Glanzgrades des endgül­ tigen Bildes oder die Abstimmung des Bildglanzes des endgültigen Bildes mit dem Glanz eines bestimmten Empfangsmediums erwünscht ist. Das Bandfixierzubehör 70 kann einen sehr hohen Glanzgrad (G20<90) erzeugen, wobei der Bildglanz durch Variieren der Fixiertemperatur gesteuert wird, wie dies im folgenden noch erläutert wird. Selbstverständlich könnte das Bandfixierzubehör 70 auch von der Reproduk­ tionseinrichtung entfernt aufgestellt werden; in diesem Fall würden die reproduzierten Exemplare von Hand (oder mittels eines bekannten Zuführmechanismus) zugeführt und eingelegt.

Das Bandfixierzubehör 70 umfaßt eine Eingabe-Transporteinheit zum Zuführen der Empfangselemente mit den darauf befindlichen Bildern zu einer allgemein mit 72 bezeichneten Fixiereinheit. Die Fixiereinheit 72 umfaßt ein Fixierband 74, das um eine beheizte Fixierwalze 76 und eine Führungswalze 78 geführt ist. Das Fixierband 74 besteht zum Beispiel aus einem dünnen Metall- oder hitzebeständigen Kunststoffband. Metallbänder können nach dem Elektroformverfahren aus Nickel, Edelstahl, Alumi­ nium, Kupfer oder anderen ähnlichen Metallen hergestellt sein, wobei die Banddicke etwa 2 bis 5 Mil (0,0508 bis 0,127 mm) beträgt. Nahtlose Kunststoffbänder können aus Materialien wie Polyimid, Polypropylen oder dergleichen hergestellt sein, wobei die Banddicke ebenfalls etwa 2 bis 5 Mil (0,0508 bis 0,127 mm) beträgt. Üblicherweise sind diese Fixierbänder mit dünnen harten Schichten eines Trennmaterials, wie Sili­ konharzen, Fluorpolymeren oder dergleichen, beschichtet. Die Beschichtungen sind normalerweise dünn (1 bis 10 µm), sehr glatt und glänzend. Die Fixierbänder könnten aber auch eine etwas texturierte Oberfläche aufweisen, um Bilder mit geringerem Glanzgrad oder einer stärkeren Textur herzustellen.

Eine Andruckwalze 80 bildet mit der beheizten Fixierwalze 76 einen Walzenspalt. Durch entsprechende Auswahl des zwischen der Andruckwalze 80 und der Fixierwalze 76 gebildeten Walzenspalts erhält man einen Bereich, in dem das Fixierband 74 einen größeren Umfangsbereich der Andruckwalze (zwischen etwa 10 und 30%) umschlingt und so einen Umschlingungsbereich 80a erzeugt. Angrenzend an die Fixierwalze 76 ist ein Wärmeschild 82 vorgesehen, das die Wärmemenge begrenzt, die in den von der Fixierwalze entfernten Bereich des Fixierbandes 74 abgestrahlt wird. Ein auf den Umschlingungsbereich 80a gerichteter Luftstrom kühlt diesen Bereich ab. Die Kühlung sorgt für entsprechende Abkühlung eines ein Partikelbild tragenden Empfangsme­ diums während dessen Anwesenheit zwischen dem Fixierband 74 und der Andruck­ walze 80. Durch das Abkühlen des Empfangsmediums werden Übertragungen des Partikelbildes auf die Andruckwalze im wesentlichen verhindert.

Bei dem offline eingesetzten erfindungsgemäßen Bandfixierzubehör 70 wird das Parti­ kelbild zumindest teilweise in einer internen Fixiereinrichtung der Reproduktionsein­ richtung (z. B. dem Fixierer 60 der Reproduktionseinrichtung 10) fixiert, und das Band­ fixierzubehör dient dazu, den Bildglanz zu verbessern oder zu verändern. Vorzugs­ weise sollte der integrierte Fixierer der Reproduktionseinrichtung ohne Trennflüssigkeit arbeiten, denn es hat sich gezeigt, daß beim anschließenden Hochglanzfixieren auf den Bildern vorhandene Trennflüssigkeit (z. B. Silikonöl) einen Artefakt in Form eines Flecks erzeugt. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, ist das Bandfixierzubehör auch zur Herstellung eines kontrollierten Glanzgrades bei Tintenstrahl- oder Thermodrucker- Ausgaben einsetzbar. Außerdem können mittels des Bandfixierzubehörs 70 Emp­ fangsmedien, die mit Farbstoffen entwickelte fotografische Bilder, grafische Darstel­ lungen und Text enthalten, eine Oberflächenbearbeitung, einen kontrollierten Glanz­ grad und einen Schutzüberzug erhalten. Ferner könnte das Zubehör auch in Verbin­ dung mit der Ausgabe anderer Reproduktionsgeräte (wie Thermo- oder Silberhaloge­ nid-Drucker) dazu eingesetzt werden, ihren Glanzgrad und ihre Haltbarkeit durch das Aufbringen einer Deckschicht aus klarem Toner zu steuern und zu verändern.

Im Diagramm gemäß Fig. 1 ist der Bildglanz eines Farbbildes in Abhängigkeit von der Fixiertemperatur für das erfindungsgemäße Bandfixierzubehör 70 dargestellt. Wie ohne weiteres erkennbar ist, kann ein spezifischer Bildglanz (G20) zwischen etwa 5 und 112 dadurch erreicht werden, daß man die Fixiertemperatur im Bereich zwischen 99°G (210°F) und 171°C (340°F) steuert. Vergleichbare Kurven könnten auch für Hardcopy-Farbbilder erstellt werden, die in einem der anderen vorstehend genannten Reproduktionsgeräte oder mit verschiedenen Arten von Empfangsmedien hergestellt wurden. Diese Kurven könnten dann als Steueralgorithmus in eine Steuerlogik C des Bandfixierzubehörs 70 eingegeben werden, um eine bestimmte Fixiertemperatur ein­ zustellen, mit der ein gewünschter Glanzgrad erzielt wird. Die Steuerlogik C umfaßt zum Beispiel einen Mikroprozessor. Auf der Grundlage des Steuerungsalgorithmus und eines geeigneten Programms für den Mikroprozessor erzeugt die Steuerung C entsprechende Signale zur Steuerung des Betriebes des Bandfixierzubehörs 70. Das Schreiben eines Programms für verschiedene, für den erfindungsgemäßen Einsatz geeignete, handelsübliche Mikroprozessoren ist dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt. Die Details eines derartigen Programms sind natürlich abhängig von der Architektur des jeweiligen Mikroprozessors. Selbstverständlich könnte gegebenenfalls auch die Steuerlogik L der Reproduktionseinrichtung 10 zur Steuerung des Betriebes des Bandfixierzubehörs verwendet werden.

Alternativ könnten Fixiertemperatur-Vorgaben entsprechend dem gewünschten Glanz­ grad in den Steuerungsalgorithmus des Bandfixierzubehörs einprogrammiert werden. Entsprechend dem gewünschten Glanzgrad oder den jeweiligen Glanzeigenschaften des verwendeten Empfangsmediums könnte die Fixiertemperatur anhand von Such­ tabellen innerhalb des Steuerungsalgorithmus für die Steuerlogik C des Bandfixierzu­ behörs 70 eingestellt werden. Außerdem könnte in der Zuführeinrichtung für das Empfangsmedium eine bekannte Glanz-Detektoreinrichtung (nicht dargestellt) instal­ liert werden, von der der jeweilige Glanz des Empfangsmediums abgelesen werden könnte. Die entsprechende Fixiertemperatur könnte dann automatisch nach dem Bild­ glanz des betreffenden Empfangsmediums eingestellt werden.

Die Erfindung wurde vorstehend im einzelnen unter besonderer Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben; es versteht sich jedoch, daß Abweichungen und Modifikationen im Rahmen der Erfindung möglich sind.

Claims (1)

1. Bandfixierzubehör (70) zum Erzeugen von wählbarem Bildglanz (G20) für ein durch eine Reproduktionseinrichtung (10) auf einem Empfangsmedium erzeugtes Farbbild, gekennzeichnet durch

   • - eine beheizte Fixierwalze (76);
   • - eine mit der Fixierwalze einen Walzenspalt bildende Andruckwalze (80);
   • - eine Führungswalze (78), die nach dem durch die Fixierwalze und die Andruckwalze gebildeten Walzenspalt angeordnet ist;
   • - ein um die Fixierwalze und die Führungswalze geführtes Fixierband (74); und
   • - eine Logik- und Steuerungseinheit (C) zum wahlweisen Steuern der Wärme­ zufuhr zur Fixierwalze je nach erwünschtem Glanzzustand für das auf dem Empfangsmedium erzeugte Farbbild.