DE4129277C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät mit zwei Transferbändern zum gleichzeitigen Bedrucken der Vorder- und Rückseite eines Aufzeichnungsträgers.

Druck- oder Kopiergeräte der genannten Art sind z. B. aus der US-A-44 77 176 und der US-A-45 37 493 bekannt. Dabei handelt es sich um elektrofotografische Einrichtungen mit einem Foto­ leiter, auf dem mindestens zwei Ladungsbilder hintereinander angeordnet werden können und die eine Umdruckstation mit zuge­ höriger Einzelblattpositioniereinrichtung (Wendeeinrichtung) aufweist, die es ermöglicht, die elektrofotografische Druck­ einrichtung in zwei Betriebsarten zu betreiben und zwar in einer ersten Betriebsart, bei der die auf dem Ladungsbildträ­ ger hintereinander angeordneten eingefärbten Tonerbilder über­ einander oder nebeneinander auf einer Seite des Einzelblattes angeordnet werden und einer zweiten Betriebsart, bei der die Folge der auf dem Ladungsbildträger befindlichen Tonerbilder auf der Vorder- und Rückseite des Einzelblattes angeordnet wird. Die Fixierung der Tonerbilder auf den Einzelblättern er­ folgt mit Hilfe einer Walzenfixierstation unter Anwendung von Druck und hohen Temperaturen.

In der Betriebsart Duplexdruck, bei der auf jeder Seite des Einzelblattes ein Tonerbild angeordnet ist, erfolgt die Fixie­ rung der Vorder- und Rückseite gleichzeitig. Hierzu muß das einseitig bedruckte Einzelblatt gewendet und erneut auf der anderen Seite bedruckt werden und anschließend wird es berüh­ rungslos zur Walzenfixierstation, z. B. über ein Luftkissen gefördert. Dies erfordert einen sehr hohen mechanischen Auf­ wand, wenn bei großem Bedruckstoffspektrum eine hohe Betriebs­ sicherheit gewährleistet werden soll.

Aus der EP-B-01 54 695 ist ein nichtmechanisches Druck- oder Kopiergerät für Mehrfarben- und Rückseitendruck bekannt, das aus mehreren hintereinander angeordneten Geräten besteht, die gleichzeitig betrieben werden, zwischen den Geräten ist eine umschaltbare Umlenkeinrichtung für die Papierbahn angeordnet.

Das Hintereinanderschalten von mehreren kompletten Druck­ systemen ist aufwendig.

Es sind weiterhin aus der US-A-29 90 278 oder der GB-A-20 40 226 elektrofotografische Druckeinrichtungen be­ kannt, bei denen mit Hilfe einer Belichtungseinrichtung auf einem Fotoleiter zeichenabhängig Ladungsbilder erzeugt und einer Entwicklerstation zugeführt werden. Das entwickelte Ladungsbild wird dann mit Hilfe eines bandförmigen Transfer­ elementes durch Druck mechanisch von dem Fotoleiter abgeho­ ben und auf einen Aufzeichnungsträger übertragen. Um das To­ nerbild auf dem Aufzeichnungsträger fixieren zu können, wird das Tonerbild auf dem bandförmigen Transferelement mit Hilfe einer Heizeinrichtung erhitzt und das erhitzte Tonerbild über eine Walzenanordnung durch Druck und Wärme auf den Aufzeich­ nungsträger aufgebracht. Nach dem Umdruck des Tonerbildes auf den Aufzeichnungsträger wird der Zwischenträger in einer Rei­ nigungsstation von anhaftendem Toner gereinigt.

Elektrofotografische Druckeinrichtungen zur Erzeugung von Duplexdruck mit Hilfe von Endsolpapier oder Einzelblättern, sind im Xerox Disclosure Journal, Vol. 9, No. 3, May/Juni 84, Seite 201 bzw. der US-PS 44 27 285 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät be­ reitzustellen, mit dem ein zweiseitiges Bedrucken des Auf­ zeichnungsträgers in einem Arbeitsgang möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrofotografischen Druck- oder Kopiergerät der ein­ gangs genannten Art gemäß den Merkmalen des ersten Patentan­ spruches gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Durch die Verwendung eines Zwischenträgers, z. B. einer Foto­ leitertrommel auf der nebeneinander der Vorder- und der Rück­ seite des Aufzeichnungsträgers zugeordnete Tonerbilder aufge­ bracht werden, sowie durch die Anordnung von zwei Transferbän­ dern mit entsprechender Umlenkung kann der Aufzeichnungsträger gleichzeitig auf der Vorder- und auf der Rückseite bedruckt werden.

Das Gerät ist dabei sowohl zur Verarbeitung von Einzelblättern als auch von Endlospapier geeignet. Da nur ein Drucksystem be­ nötigt wird, ist das Gerät besonders ökonomisch und zuverläs­ sig. Es kann mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden. Der Aufzeichnungsträger durchläuft nur einmal die Warmfixiersta­ tion. Damit wird der Aufzeichnungsträger thermisch nur gering belastet und nicht verformt. Das gesamte Gerät ist kompakt und platzsparend aufgebaut. Durch den geringen Druckabstand beim Erzeugen des Tonerbildes zwischen Vorder- und Rückseite resul­ tiert ein geringer Speicherbedarf für die Bilderzeugung. Damit ist auch eine mechanische Zwischenspeicherung über eine Ver­ längerung des Transferbandes möglich.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen darge­ stellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrie­ ben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektrofotografi­ schen Druckgerätes zum gleichzeitigen Bedrucken der Vorder- und Rückseite eines Aufzeichnungsträgers und

Fig. 2 eine schematische Darstellung desselben Gerätes mit einer das Transferband verlängernden Auslenkeinrichtung zum mechanischen Zwischenspeichern der Tonerbilder.

Ein in der Fig. 1 schematisch dargestelltes elektrofotografi­ sches Druckgerät enthält als Zwischenträger 10 eine Fotolei­ tertrommel. Anstelle der Fotoleitertrommel läßt sich jedoch auch ein bandförmiger Zwischenträger, z. B. ein OPC-Band verwenden. Um den Zwischenträger 10 gruppieren sich die ver­ schiedenen Aggregate für den elektrofotografischen Prozeß. Diese sind im wesentlichen: Eine Ladeeinrichtung 11 in Form eines Ladekorotrons zum Aufladen des Zwischenträgers 10; ein Zeichengenerator 12 mit einem Leuchtdiodenkamm zum zeichenab­ hängigen Belichten des Zwischenträgers 10; eine Entwicklersta­ tion 13 zum Einfärben des zeichenabhängig entladenen Ladungs­ bildes auf dem Zwischenträger 10 mit Hilfe von Toner. Zum Ent­ fernen des Resttoners nach der Entwicklung und dem Umdruck ist eine Reinigungsstation 14 vorgesehen, mit darin integrierter Reinigungsbürste mit zugehöriger Absaugeinrichtung sowie einer Entladeeinrichtung. Der Zwischenträger 10 (Fotoleitertrommel) wird elektromotorisch angetrieben und im Druckbetrieb in Pfeilrichtung bewegt.

Weiterhin enthält die Druckeinrichtung zwei nebeneinander an­ geordnete Transferbänder T1 und T2, die dazu dienen, auf dem Fotoleiter 10 erzeugte Tonerbilder auf einen Aufzeichnungsträ­ ger 15 zu übertragen. Die Transferbänder T1 und T2 können aus einem temperaturbeständigen Trägergewebe, z. B. aus Glasfasern oder ähnlichen Stoffen mit darauf angeordneter elastischer Deckschicht aus einem Elastomer bestehen. Sie sind dabei so geführt, daß die elastische Deckschicht dem Zwischenträger 10 zugewandt ist. Beide Transferbänder T1 und T2 werden elektro­ motorisch angetrieben und sind an die Fotoleitertrommel 10 an- und abschwenkbar ausgestaltet. Bei dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel werden sie gemeinsam an- und abgeschwenkt, es ist jedoch auch möglich, sie getrennt an- und abschwenkbar auszugestalten. Um dieses An- und Abschwenken zu bewerkstel­ ligen, sind beide Transferbänder T1 und T2 über zwei schwenk­ bar angeordnete Führungswalzen 16 geführt.

Die Übertragung der auf dem Zwischenträger 10 erzeugten Toner­ bilder auf die bandförmigen Transferelemente T1 und T2 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch elektrostati­ schen Transfer. Es ist jedoch auch möglich, diese Übertragung rein mechanisch durch Andruck und Abwälzung zu erzeugen. Bei dem elektrostatischen Transfer erfolgt eine elektrostatische Aufladung der Bandoberfläche unmittelbar vor dem Transferbe­ reich an der Fotoleitertrommel 10 mittels einer Ladestation 17, die beispielsweise aus einem Korotron bestehen kann. Auf­ grund der im wesentlichen elektrostatischen Transferwirkung sind lediglich sehr geringe Kräfte und Kontaktzonen zwischen dem Fotoleiter 10 (Zwischenträger) und den Transferbändern T1 und T2 notwendig. Hierdurch wird eine übermäßige Erhitzung des Fotoleiters vermieden. Die so auf die Transferbänder T1 und T2 übertragenen Tonerbilder werden beispielsweise mit Hilfe einer Infrarotheizeinrichtung 18 bis zum klebrigen Zustand der To­ nerbilder erwärmt. Danach werden sie in einer Umdruck- und Fi­ xierstation 19 auf den Aufzeichnungsträger 15 übertragen. Die Umdruck- und Fixierstation 19 dient sowohl als Umdruckstation als auch als Fixierstation. Zu diesem Zwecke enthält sie zwei Walzen, nämlich eine obere Walze 20 und eine untere Walze 21. Das zum Bedrucken der Vorderseite des Aufzeichnungsträgers 15 dienende Transferband T1 ist dabei über die untere Walze 21 geführt, das zum Bedrucken der Rückseite des Aufzeichnungs­ trägers 15 dienende Transferband T2 über die obere Walze 20. Die Walzen 20 und 21 sind elastisch gelagert und weisen je­ weils eine Heizeinrichtung, z. B. in Form eines Strahlers, auf. Bei entsprechend ausreichender Dimensionierung ist es auch möglich, nur eine Walze zu beheizen.

Um nach dem Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 15 die Trans­ ferbänder T1 und T2 von anhaftendem Resttoner reinigen zu können, werden die Transferbänder T1 und T2 über Reinigungs­ walzen 22 geführt. Eine in Bewegungsrichtung der Transfer­ bänder T1 und T2 den Reinigungswalzen 22 nachgeordnete Lade­ station 23 entlädt die Transferbänder T1 und T2, ehe sie über die Ladestation 17 erneut auf einen definierten Ladezustand gebracht werden.

Mit der dargestellten elektrofotografischen Druckeinrichtung ist es nun möglich, gleichzeitig die Vorder- und Rückseite ei­ nes Aufzeichnungsträgers 15 zu bedrucken. Der Aufzeichnungs­ träger 15 kann dabei aus einem Einzelblatt oder aus Endlos­ papier bestehen. Weiterhin ist anzumerken, daß die Begriffe Vorder- und Rückseite allein als Relativbezeichnungen für die beiden Seiten des Aufzeichnungsträgers 15 dienen sollen, sie sind austauschbar.

Zu diesem Zwecke sind die Transferbänder T1 und T2 nebeneinan­ der angeordnet. Das Transferband T1 ist der Vorderseite (in diesem Fall der Unterseite) des Aufzeichnungsträgers 15 zuge­ ordnet und das Transferband T2 der Rückseite (in diesem Fall der Oberseite) des Aufzeichnungsträgers 15 zugeordnet. Damit dieses simultane Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 15 in der Umdruck- und Fixierstation 19 erfolgen kann, wird das der Rückseite zugeordnete Transferband T2 über eine Umlenkeinrich­ tung 24 geführt. Die Umlenkeinrichtung 24 besteht aus einer Zufuhrumlenkeinrichtung 24/1 und einer Rückführumlenkeinrich­ tung 24/2. Beide Umlenkeinrichtungen 24/1 und 24/2 weisen zwei zueinander im Winkel angeordnete Umlenkelemente 25 und 26 auf, wobei das Transferband T2 derart über die Umlenkelemente ge­ führt wird, das nur die nichtbetonernde Seite des Transferban­ des die Umlenkelemente berührt. Die Umlenkelemente 25 und 26 können z. B. aus Stangen oder aus beweglich gelagerten Walzen bestehen. Sie sollten bezüglich ihres Radius so bemessen sein, daß der auf dem Transferband T2 haftende Toner nicht durch einen zu scharfen Umlenkwinkel abgesprengt wird. Die Umlenk­ elemente 24/1 und 24/2 sind bezüglich der Lage ihrer Umlenk­ elemente 25 und 26 so ausgelegt, daß das Transferband T2, das die obere Walze 20 umschlingt, exakt über dem die untere Walze 21 umschlingenden Transferband T1 positioniert ist. Durch die Führung der Transferbänder T1 und T2 wird erreicht, daß sich beide Transferbänder T1 und T2 im Bereich der Umdruck- und Fixierstation 19 in gleicher Richtung (Pfeilrichtung) bewegen, so daß sie gleichzeitig die Vorder-und die Rückseite des Auf­ zeichnungsträgers 15 bedrucken können. Der Aufzeichnungsträger 15 wird dabei in Pfeilrichtung durch die Umdruck- und Fixier­ station hindurchgeführt.

Durch die unterschiedliche Transportlänge der Transferbänder T1 und T2 ist es notwendig, zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf den Transferbändern T1 und T2 die der Vorder- und Rück­ seite des Aufzeichnungsträgers zugeordneten Tonerbilder zu er­ zeugen. Dies kann entsprechend der Darstellung der Fig. 1 mit Hilfe der Druckersteuerung erfolgen. Die Druckersteuerung be­ steht dabei schematisch aus einer Zentraleinheit CPU, einem Seitenspeicher SP, der z. B. unterteilt ist in einen Speicher­ bereich für Vorderseiten VS und einen Speicherbereich für Rückseiten RS sowie einer Datensteuereinheit DC. Sämtliche Einheiten der Steuerung sind über ein BUS-System untereinander und mit dem Zeichengenerator 12 verbunden.

Die Erzeugung der Vorder- und Rückseitentonerbilder auf der Fotoleitertrommel 10 und damit auf den Transferbändern T1 und T2 erfolgt durch entsprechende Datenaufbereitung über die Da­ tensteuereinrichtung DC, wobei die Daten ausgehend von einer Datenquelle (HOST) z. B. einem externen Datenspeicher über eine Schnittstelle der Datensteuereinrichtung DC zugeführt werden. Die Daten der einzelnen zu bedruckenden Seiten werden dabei im Seitenspeicher SP abgelegt und zwar beispielsweise getrennt nach Vorderseite VS und Rückseite RS in entsprechen­ den Speicherbereichen. Soll nun eine Folge von Aufzeichnungs­ trägern 15 bedruckt werden, so ist es infolge der unter­ schiedlichen Laufzeiten der auf den Transferbändern T1 und und T2 angeordneten Tonerbildern bis zum Erreichen der Umdruck- und Fixierstation 19 notwendig, die Tonerbilder für die Rück­ seite und die Vorderseite zeitlich gestaffelt auf dem Zwi­ schenträger 10 zu erzeugen. Geht man beispielsweise davon aus, daß die Länge des Transferbandes zum Bedrucken der Vorderseite so bemessen ist, daß auf dem Transferband T1 ein vollständiges Tonerbild einer Seite erzeugt werden kann, ehe das Tonerbild die Umdruck- und Fixierstation 19 erreicht und geht man wei­ terhin davon aus, daß das Transferband T2 bezüglich seiner Länge zwischen Umdruck- und Fixierstation 19 und Zwischenträ­ ger 10 so bemessen ist, daß es zwei Tonerbilder aufnehmen kann ehe das erste Tonerbild die Umdruck- und Fixierstation 19 er­ reicht, so ist es notwendig, zunächst über den Zwischenträger 10 auf dem Transferband für die Rückseite T2, das Rückseiten­ tonerbild für den ersten Aufzeichnungsträger der Folge von zwei zugeführten Aufzeichnungsträgern 15 zu erzeugen. Danach erfolgt die Erzeugung des Rückseitentonerbildes für den zwei­ ten Aufzeichnungsträgers auf dem Transferband T2 und gleich­ zeitig die Erzeugung des Vorderseitentonerbildes für den er­ sten Aufzeichnungsträger auf dem Transferband T1. Durch die­ sen zeitlichen Versatz der Tonerbilderzeugung auf dem Zwi­ schenträger 10 erreichen die den jeweiligen Aufzeichnungsträ­ ger zugeordneten Vorder- und Rückseitentonerbilder gleichzei­ tig die Umdruck-und Fixierstation 19 und werden dort gleich­ zeitig auf den entsprechenden Aufzeichnungsträger 15 übertra­ gen.

Diese Tonerbildsynchronisation kann entsprechend einem Aus­ führungsbeispiel der Fig. 2 auch dadurch erreicht werden, daß man das Transferband T1 über eine Auslenkwalze 27 entsprechend auslenkt und dadurch die Förderlänge des Transferbandes für die Vorderseite T1 zwischen Zwischenträger 10 und Umdruck- und Fixierstation 19 der Förderlänge des Transferbandes für die Rückseite T2 zwischen Zwischenträger 10 und Umdruck- und Fi­ xierstation 19 anpaßt. In diesem Falle ist eine gleichzeitige Erzeugung der Tonerbilder für die Vorder- und Rückseite eines zugeordneten Aufzeichnungsträgers auf der Fotoleitertrommel 10 möglich. Einer zeitversetzten Aufbereitung der Daten für die einzelnen zu erzeugenden Tonerbilder über die Steuerung des Gerätes bedarf es in diesem Falle nicht.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel der elektrofotografischen Druckeinrichtung wird eine kombinierte Umdruck- und Fixierstation 19 verwendet. Es ist jedoch auch möglich, die Fixierstation von der Umdruckstation zu trennen. In diesem Falle würden die Walzen 20 und 21 als unbeheizte drehbare Walzen allein zum Umdruck der Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsträger dienen. Zum Fixieren der umge­ druckten Tonerbilder auf dem Aufzeichnungsträger wäre dann eine zusätzliche in Papiertransportrichtung (Pfeil) nachgeord­ nete Fixierstation notwendig. Diese Fixierstation könnte ebenfalls als Thermo-Druckfixierstation ausgebildet sein oder z. B. aus einer Blitzfixierstation oder einer Thermofixier­ station.

Weiterhin ist es denkbar, anstelle der drehbaren Walzen 20 und 21 Umlenkelemente in Form von federnd gelagerten glattpolier­ ten Halbschalen oder ähnlichen Elementen zu verwenden.

Bezugszeichenliste

10 Zwischenträger, Fotoleitertrommel
11 Ladeeinrichtung, Korotron
12 Zeichengenerator
13 Entwicklerstation
14 Reinigungsstation
T1 Transferband (Vorderseite, Vorderseitentransferband)
T2 Transferband (Rückseite, Rückseitentransferband)
15 Aufzeichnungsträger (Endlospapier, Einzelblätter)
16 Führungswalzen
17 Ladestation
18 Infrarotheizeinrichtung
19 Umdruck- und Fixierstation, Umdruckstation
20 obere Walze, oberes Umlenkelement
21 unter Walze, unteres Umlenkelement
22 Reinigungswalze
23 Ladestation
24 Umlenkeinrichtung
24/1 Zuführumlenkeinrichtung
24/2 Rückführumlenkeinrichtung
25, 26 Umlenkelement
ZPU Zentraleinheit
SP Seitenspeicher
DC Datensteuereinrichtung
BUS Daten-Bussystem
HOST Datenquelle, externe EDV
27 Auslenkwalze, Auslenkelement

Claims (7)

1. Elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät mit

• - einem Zwischenträger (10) mit zugeordneter Aufzeichnungs- und Entwicklerstation (12, 13) zur Aufnahme eines einer Vorderseite eines Aufzeichnungsträgers (15) zugeordneten Vorderseiten-Tonerbildes in einem Vorderseitenbereich und zur Aufnahme eines einer Rückseite des Aufzeichnungsträ­ gers (15) zugeordneten Rückseiten-Tonerbildes in einem Rückseitenbereich, wobei die Vorder- und Rückseitenbereiche auf dem Zwischenträger (10) nebeneinander angeordnet und von diesem auf Transferbänder übertragbar sind,
• - einer Übertragungseinrichtung (19) mit einem oberen (20) und einem unteren (21) Umlenkelement,
• - einem das untere Umlenkelement (21) umschlingenden, dem Vorderseitenbereich des Zwischenträgers (10) zugeordneten Vorderseiten-Transferband (T1),
• - einem das obere Umlenkelement (20) umschlingenden, dem Rückseitenbereich des Zwischenträgers (10) zugeordneten Rückseiten-Transferband (T2), wobei das Rückseitentransfer­ band (T2) über eine Umlenkeinrichtung (24) geführt wird, derart, daß die Transferbänder (T1, T2) in der Umdruckein­ richtung (19) einander gegenüberliegen und so gleichzeitig auf den zwischen den Transferbändern (T1, T2) in der Übertragungseinrichtung (19) hindurchgeführten Auf­ zeichnungsträger (15) die Vorder- und Rückseitenbilder übertragen,
• - Mitteln (19) zum Fixieren der auf den Aufzeichnungsträger (15) übertragenen Tonerbilder,
• - einer Steuereinrichtung, die die Erzeugung von einander zugeordneten Vorder- und Rückseiten-Tonerbildern auf dem Zwischenträger (10) so steuert, daß Laufzeitunterschiede der Tonerbilder auf den Transferbändern bis zur Übertragungseinrichtung (19) ausgeglichen werden.

2. Elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät mit Umlenkelementen, die als Walzen (20, 21) ausgebildet sind.

3. Elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät nach Anspruch 1 mit einer Übertragungs- und Fixiereinrichtung (19) die als Umlenkelemente Walzen (20, 21) aufweist, von denen mindestens eine beheizt ist.

4. Elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einer in Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers (15) der Übertragungseinrichtung (19) nachgeordneten Fixiereinrichtung mit zwei beidseitig des Aufzeichnungsträgers angreifenden Fixierwalzen von denen mindestens eine beheizt ist.

5. Elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer dem Vorderseiten-Transferband (T1) zugeordneten Aus­ lenkeinrichtung (27) für das Transferband (T1) zur Längenan­ passung der Transferbänder (T1, T2) und als mechanischer Zwi­ schenspeicher für die Tonerbilder.

6. Elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit an den Zwischenträger (10) an- und abschwenkbar ausgestal­ teten Transferbändern (T1, T2).

7. Elektrofotografisches Druck- oder Kopiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Umlenkeinrichtung (24) aufweist: eine Zuführumlenkeinrichtung (24/1) und eine Rückführumlenk­ einrichtung (24/2), mit jeweils im Winkel zueinander angeord­ neten Umlenkelementen (25, 26), die das Transferband (T2) über dessen nichtbetonerte Seite führen.