DE4435077A1 - Rapidly switchable, high speed infrared fixing of toner images in electrographic printer or copier - Google Patents
Rapidly switchable, high speed infrared fixing of toner images in electrographic printer or copierInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine schnell schaltbare und höchstge schwindigkeitsfähige Infrarotfixierung für elektrografische Tonerbilder auf einem Aufzeichnungsträger in einem elektrogr afischen Druck- oder Kopiergerät. Eine Bildinformation wird durch eine Druckbild-Aufbereitungseinheit in Form von einzel nen Bildpunkten, sogenannten Pixeln, aufbereitet. Die so aufbereitete Bildinformation wird einem Zeichengenerator zugeführt, der ein Ladungsbild in Abhängigkeit von der Bild information auf einem Zwischenträger erzeugen kann. Als Zeichengenerator eignet sich dabei sowohl ein mit einem ablenkbaren Laserstrahl arbeitender Zeichengenerator als auch ein mit LED-Zeilen arbeitender Zeichengenerator.The invention relates to a quickly switchable and Höchstge Viable infrared fixation for electrographic Toner images on a recording medium in an electrogr afian printing or copying machine. An image information is by a print image processing unit in the form of individual processed, so-called pixels. The so processed image information is a character generator fed a charge image depending on the image can generate information on an intermediate carrier. When Character generator is suitable for both one and one deflectable laser beam working character generator as well a character generator working with LED lines.
Ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät, das einen mit LED-Zeilen arbeitenden Zeichengenerator enthält, ist bei spielsweise aus EP 0 403 476 B1 bekannt. Mit einem Zeichenge nerator werden in Pixelform vorliegende Druckinformationen in ein optisches oder magnetisches Bild umgesetzt, mit dem dann eine fotoleitende bzw. ferromagnetische Schicht einer konti nuierlich umlaufenden Ladungsspeichertrommel oder eines entsprechenden bandförmigen Zwischenträgers des Druck- oder Kopiergeräts belichtet wird, um ein latentes Ladungs- bzw. magnetisches Feldbild zu erzeugen. Dieses Bild wird in be kannter Weise in einer Entwicklerstation mittels eines Toners entwickelt. Der Toner wird in einer Umdruckstation vom Zwi schenträger auf den Aufzeichnungsträger umgedruckt.An electrographic printer or copier that comes with a Contains LED lines working character generator is at known for example from EP 0 403 476 B1. With a sign print information is available in pixel form implemented an optical or magnetic image, with which then a photoconductive or ferromagnetic layer of a continuous Nuclear rotating charge storage drum or one corresponding band-shaped intermediate carrier of the pressure or Copier is exposed to a latent charge or to generate a magnetic field image. This picture is in be known in a developer station by means of a toner developed. The toner is transferred from the Zwi printed on the recording medium.
In einer nachfolgend angeordneten Fixierstation wird der Toner durch Wärmeeinwirkung, Druckeinwirkung und/oder Einwir kung von Lösungsmitteldampf fest mit der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers verbunden. Bei Verwendung von Lösungs mitteldampf zur Fixierung werden in unzulässiger Weise Chemi kalien an die Umgebung abgegeben. Zu einer Fixierung mittels eines Lasers sind verschiedene Lösungen bekannt:In a fusing station arranged below, the Toner due to heat, pressure and / or exposure solvent vapor firmly with the surface of the Record carrier connected. When using solution Medium steam for fixation are used in an inadmissible manner emitted to the environment. For fixation with Different solutions of a laser are known:
Aus JP 59-152472 (A) ist eine Laserfixiereinrichtung für ein elektrographisches Druck- oder Kopiergerät bekannt. Träger platten, die zeilenweise angeordnete Laserelemente enthalten, sind nach der Photoleitertrommel im Aufzeichnungsträgertrans portweg angeordnet. Die Trägerplatten erstrecken sich über die gesamte Breite eines Aufzeichnungsträgers. Mit Hilfe von Fokusierelementen wird gewährleistet, daß die von den Lasere lementen abgegebene Strahlung linienartig auf dem Aufzeich nungsträger auftrifft. Bei der schmalen Appertur ist nur ein geringer Wirkungsgrad erreichbar.JP 59-152472 (A) describes a laser fixing device for a electrographic printer or copier known. Carrier plates containing laser elements arranged in rows, are after the photoconductor drum in the record carrier trans arranged port way. The carrier plates extend over the entire width of a record carrier. With the help of Focusing elements ensure that the laser emitted radiation line-like on the record carrier strikes. In the narrow aperture there is only one low efficiency achievable.
Aus JP 59-101683 (A) ist eine Laserfixiereinrichtung für ein elektrographisches Druck- oder Kopiergerät bekannt. Nach einer Photoleitertrommel ist im Aufzeichnungsträgertransport weg eine Leseeinrichtung angeordnet. Die Leseeinrichtung ermittelt den Bereich auf einem Aufzeichnungsträger, auf dem sich ein Tonerbild befindet. Dazu ist die Leseeinrichtung mit einer Steuereinrichtung gekoppelt. Mittels dieser Steuerein richtung wird die Energiezufuhr zu einem Laser, der der Leseinrichtung nachgeordnet ist, so gesteuert, daß nur solche Bereiche vom Laser bestrahlt werden, auf denen ein Tonerbild vorhanden ist.JP 59-101683 (A) describes a laser fixing device for a electrographic printer or copier known. To a photoconductor drum is in the record carrier transport arranged a reading device. The reading device determines the area on a record carrier on which there is a toner image. The reading device is included coupled to a control device. By means of this tax direction the energy supply becomes a laser, which the Subordinate reading device is controlled so that only such Areas are irradiated by the laser on which a toner image is available.
Aus JP 59-101684 (A) ist eine Laserfixiereinrichtung für ein elektrographisches Kopiergerät bekannt. Nach einer Photolei tertrommel ist im Aufzeichnungsträgertransportweg ein Laser angeordnet, dessen Strahl durch einen Polygonspiegel quer zur Aufzeichnungsträgertransportrichtung über einen Aufzeich nungsträger geführt wird. Im Einwirkbereich des Lasers ist im Aufzeichnungsträgertransportweg ein Sensorelement angeordnet, das bei nicht vorhandenem Aufzeichnungsträger die Intensität des Laserstrahls ermittelt. Mittels einer Steuereinrichtung wird die Ist-Intensität des Laserstrahls einem Sollwert angepaßt. Die Einwirkzeit des Laserstrahls auf den Toner liegt im Bereich einiger µs. Deshalb muß ein Strahl mit sehr hoher Energiedichte verwendet werden. Bei einer hohen Ener giedichte kommt es zu einer sogenannten Blitzfixierung. Eine Blitzfixierung, führt zu einer schlagartigen Wasserverdamp fung mit Tonerversprühen.JP 59-101684 (A) describes a laser fixing device for a electrographic copier known. After a photo shoot tertrommel is a laser in the record carrier transport path arranged, the beam through a polygon mirror transverse to Record carrier transport direction via a record is carried out. In the area affected by the laser is in Arranged a sensor element, the intensity if the recording medium is not available of the laser beam determined. By means of a control device the actual intensity of the laser beam becomes a setpoint customized. The exposure time of the laser beam to the toner is in the range of a few µs. Therefore, a beam with very high energy density can be used. With a high energy density density there is a so-called lightning fixation. A Lightning fixation, leads to a sudden water evaporation with toner spraying.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Fixiervorrichtung zur Fixierung elektrografischer Tonerbilder auf einem Aufzeichnungsträger in einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät aufzuzeigen, die bei stark verminder ter Beeinträchtigung des Aufzeichnungsträgers und verminder tem Energieverbrauch eine zuverlässige Fixierung des Toners auf dem Aufzeichnungsträger gewährleistet.The present invention is based on the object Fixing device for fixing electrographic toner images on a record carrier in an electrographic To show printing or copying equipment, which is greatly reduced ter impairment of the record carrier and diminish tem energy consumption a reliable fixation of the toner guaranteed on the record carrier.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentan spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestal tungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprü chen angegeben.This object is achieved by the in patent claim 1 specified features solved. Advantageous design lines and developments of the invention are in the dependent claims Chen specified.
Der mit dem elektrografischen Tonerbild belegte Aufzeich nungsträger wird mit einer oder mehreren linienförmigen, schnell schaltbaren Laserlichtquellen bestrahlt. Als linien förmige Laserlichtquellen können entweder Laserstreifendioden (Linear Array Laser Diodes) oder punktförmig emitierende Laser- bzw. Laserdioden mit Kopplung an ein Glasfaserkabel, dessen Elemente am anderen Ende linienförmig aufgefächert sind, verwendet werden.The record with the electrographic toner image is carried out with one or more linear, irradiated quickly switchable laser light sources. As lines Shaped laser light sources can either be laser stripe diodes (Linear Array Laser Diodes) or point-emitting Laser or laser diodes coupled to a glass fiber cable, its elements fanned out in a line at the other end are used.
Das Licht der Laser wird aufgrund der Ausgestaltung einer in den Strahlengang eingefügten Optik oder entsprechende Ausge staltung des Glasfaserkabels divergent zum Aufzeichnungsträ ger hin abgestrahlt. Dies hat eine Flächenbelichtung mit entsprechendem schonendem Energieeintrag in den Toner zur Folge. Der Wirkungsgrad des Energieeintrags wird gegenüber einem Energieeintrag mit einer bekannten schmalen Apertur verbessert. The light of the laser is due to the design of a the beam path inserted optics or appropriate Ausge Design of the fiber optic cable divergent to the recording medium emitted there. This has an area exposure with corresponding gentle energy input into the toner Episode. The efficiency of the energy input is compared an energy input with a known narrow aperture improved.
Der Laserfixierprozeß kann durch eine Aufzeichnungsträgervor wärmung (vorzugsweise auf 70 bis 95°C) unterstützt werden. Eine homogene Vorwärmung reduziert die spätere Curl-Neigung des Aufzeichnungsträgeres, außerdem reduziert ein vorgewärm ter Aufzeichnungsträger den Laserlichtenergiebedarf und ermöglicht somit einen schonenden Energieeintrag in den Tonerflächen, wodurch explosionsartige Dampfentwicklungen im Tonerbereich vermieden werden.The laser fixing process can be carried out by a recording medium warming (preferably to 70 to 95 ° C) are supported. Homogeneous preheating reduces the later curl tendency of the record carrier, also reduces preheating the record carrier the laser light energy requirement and thus enables gentle energy input into the Toner areas, which causes explosive steam development in the Toner area can be avoided.
Die Laserenergie kann exakt und praktisch trägheitslos den jeweiligen Druckbedingungen (Geschwindigkeit, Aufzeichnungs trägerart, Toner) angepaßt werden.The laser energy can be exactly and practically inertia respective printing conditions (speed, recording carrier type, toner) can be adjusted.
Es kann sowohl die Gesamtdruckseite als auch nach entspre chender Aufbereitung und zeitlicher Verzögerung der Druckda ten lediglich der bedruckte Teil der Seite fixiert werden.It can correspond to both the total print page and appropriate preparation and time delay of the Druckda only the printed part of the page can be fixed.
Die schnelle Abschaltbarkeit der Laserlichtquellen (im Mikro sekundenbereich) reduziert drastisch das Risiko der Brandge fahr, wie sie bei Fixiereinrichtungen, die als hochenergeti schen Strahler einen trägen Infrarotstrahler einsetzen be kannt ist. Die kurzen Schaltzeiten (Anschalten und Abschal ten) ermöglichen auch einen reibungslosen Start-Stopp-Fixier vorgang ohne Überfixierzonen und ohne Fixierlücken.The quick switch-off of the laser light sources (in the micro seconds range) drastically reduces the risk of fire drive, as they are with fixing devices, which are called high-energy use a sluggish infrared heater is known. The short switching times (switching on and switching off ten) also enable a smooth start-stop fixation process without over-fixing zones and without fixing gaps.
Die Vorzugswellenlänge des Laserfixierlichtes liegt im kurz welligen Infrarot, da einerseits in diesem Spektralbereich die Energieausbeute sehr hoch ist (Konversionskoeffizient < 30%) und andererseits die Relation der Energieabsorbtion von Toner und Papier günstig ist. Toner absorbiert über 90% der Energie während weißes Papier nur etwa 10% der Energie aufnimmt. Ein weiterer Vorteil dieses Wellenlängenbereichs liegt in der Einsetzbarkeit preiswerter Glasoptiken bzw. Glasfasersysteme für die Strahlenlenkung und Fokussierung.The preferred wavelength of the laser fixing light is short wavy infrared, because on the one hand in this spectral range the energy yield is very high (conversion coefficient < 30%) and on the other hand the relation of the energy absorption of Toner and paper is cheap. Toner absorbs over 90% of the Energy while white paper only about 10% of the energy records. Another advantage of this wavelength range lies in the usability of inexpensive glass optics or Glass fiber systems for beam steering and focusing.
Bei dieser Fixiervorrichtung wird im wesentlichen das Toner bild erwärmt und die Aufzeichnungsträgertemperatur nur unwe sentlich erhöht. Dadurch wird das Risiko von Stoffemissionen aus dem Aufzeichnungsträger drastisch reduziert. Zum anderen kann durch die Trennung von Toner- und Aufzeichnungsträge raufwärmung ein Weg zur Verminderung der tonerbedingten Aufzeichnungsträgerverwölbung gefunden werden. Dazu kann das Tonerbild während der Aufzeichnungsträger über eine tonnen förmige Decurlerwalze gezogen wird abgekühlt werden. Die Abkühlung kann durch einen von einem Lüfter erzeugtem Luft strom beschleunigt werden.In this fixing device, essentially the toner image warmed up and the recording medium temperature only slightly considerably increased. This reduces the risk of substance emissions drastically reduced from the record carrier. On the other hand can by separating toner and recording media Raising up is a way of reducing toner-related Record warping can be found. This can be done Toner image during the recording medium over a ton shaped decurler roller will be cooled. The Cooling can be caused by air generated by a fan electricity are accelerated.
Es kann auch eine spezielle Decurlvorrichtung realisiert werden. Nachdem der Aufzeichnungsträger nach der Fixierung hinreichend abgekühlt ist, wird das Tonerbild durch dosierte Laserlichteinwirkung nochmals in einen annähernd plastischen Zustand gebracht und dabei oder nachfolgend über eine Decur lerwalze gezogen. Die Decurlerkrümmung ist entsprechend der thermischen Schrumpfung des abkühlenden Tonerbildes auszule gen.A special decurling device can also be implemented become. After the record carrier after fixation has cooled sufficiently, the toner image is dosed by Laser light exposure again in an almost plastic Condition brought and thereby or subsequently via a Decur learning roller pulled. The Decurler curvature is according to the thermal shrinkage of the cooling toner image gene.
Zusätzlich zur Laserfixiereinrichtung kann eine heiße Walze unter Druck auf das durch Infrarotlaser vorfixierte Druckbild einwirken, um die Fixierqualität zu erhöhen. Tonerberge werden geglättet, wodurch verminderter Abrieb bei nachfolgen den Lesegeräten erreicht wird. Dabei kann auch ein gewünsch ter Glanzeffekt oder eine bestimmte Mattigkeit des Druckbil des erreicht werden.In addition to the laser fixing device, a hot roller can be used under pressure on the print image pre-fixed by infrared laser act to increase the fixation quality. Toner mountains are smoothed, resulting in reduced abrasion in subsequent the reading devices is reached. It can also be a desired one ter gloss effect or a certain mattness of the pressure balance of the be achieved.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigenAn embodiment of the present invention is in following explained with reference to the drawing. Show
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aufzeichnungsträ gertransportwegs mit Entwicklerstation und Fixiersta tion, Fig. 1 is a schematic representation of a Aufzeichnungsträ gertransportwegs tion with the developer station and Fixiersta,
Fig. 2 eine Blockschaltbild der Funktionseinheiten der Fi xiervorrichtung, Fig. 2 is a block diagram of the functional units of the Fi xiervorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Laserstreifendi oden enthaltenden Fixierstation und Fig. 3 is a schematic representation of a Laserstreifendi oden containing fuser and
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer einen punktförmi gen Laser mit nachfolgender Glasfaser enthaltenden Fixierstation. Fig. 4 is a schematic representation of a fixation station containing a punctiform gene with subsequent glass fiber.
Die schematische Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt eine in einem Aufzeichnungsträgertransportweg angeordnete Fotoleiter trommel 1. Im Aufzeichnungsträgertransportweg wird ein Auf zeichnungsträger 2 in Aufzeichnungsträgertransportrichtung 3 transportiert. Am Berührungspunkt zwischen Fotoleitertrommel 1 und Aufzeichnungsträger 2 ist eine Umdruckstation 9 ange ordnet. Die Umdruckstation 9 ist durch ein Transfer-Corotron realisiert. In Drehrichtung der Fotoleitertrommel 1 ist der Umdruckstation 9 ein Lösch-Corotron 4 zur Entladung der Fotoleitertrommel 1 nachgeordnet. In einer nachfolgenden Reinigungsstation 5 werden Resttoner und Schmutzpartikel von der Oberfläche der Fotoleitertrommel 1 entfernt. Anschließend wird die Oberfläche der Fotoleitertrommel 1 mittels eines Lade-Corotrons 6 zur Belichtung geladen. Die Oberfläche der Fotoleitertrommel 1 wird nachfolgend einer Belichtung durch eine LED-Zeile (Light Emitting Diode) eines Zeichengenerators 21 ausgesetzt, wodurch ein Ladungsbild auf der Oberfläche der Fotoleitertrommel 1 erzeugt wird. Dieses Ladungsbild wird in einer nachgeordneten Entwicklerstation 8 durch Auftrag von Tonerteilchen auf die Oberfläche der Fotoleitertrommel 1 entwickelt. Diese Tonerteilchen werden an der Umdruckstation 9 auf den Aufzeichnungsträger 2 übertragen.The schematic illustration of FIG. 1 shows a recording carrier arranged in a photoconductor drum 1. In the record carrier transport path, a record carrier 2 is transported in the record carrier transport direction 3 . At the point of contact between the photoconductor drum 1 and the recording medium 2 , a transfer printing station 9 is arranged. The transfer station 9 is realized by a transfer corotron. In the direction of rotation of the photoconductor drum 1 , the transfer printing station 9 is followed by a quenching corotron 4 for discharging the photoconductor drum 1 . In a subsequent cleaning station 5 , residual toner and dirt particles are removed from the surface of the photoconductor drum 1 . The surface of the photoconductor drum 1 is then loaded for exposure by means of a charging corotron 6 . The surface of the photoconductor drum 1 is subsequently exposed to an LED line (Light Emitting Diode) of a character generator 21 , whereby a charge image is generated on the surface of the photoconductor drum 1 . This charge image is developed in a downstream developer station 8 by applying toner particles to the surface of the photoconductor drum 1 . These toner particles are transferred to the recording medium 2 at the transfer printing station 9 .
In Aufzeichnungsträgertransportrichtung 3 nach der Umdruck station 9 ist eine Heizvorrichtung 10 im Aufzeichnungsträger transportweg angeordnet. Diese Heizvorrichtung 10 dient der Vorwärmung des Aufzeichnungsträgers 2 unmittelbar vor Errei chen einer Fixiereinrichtung 11.In the recording medium transport direction 3 after the transfer printing station 9 , a heating device 10 is arranged in the recording medium transport path. This heating device 10 serves to preheat the recording medium 2 immediately before reaching a fixing device 11 .
Auf der der Fixiereinrichtung 11 gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsträgers 2 ist eine Ultraschalleinrichtung 12 angeordnet. Diese wirkt von dieser Seite in die Laserfixier zone ein und dient zur weiteren Verbesserung der Fixierhaf tung, insbesondere bei Problempapieren. Durch die zusätzliche Energiezufuhr zum Toner, die mittels der Ultraschalleinrich tung erfolgt, kann die von der Fixiereinrichtung 11 aufgewen dete Laserenergie minimiert werden.On the opposite side of the fixing device 11 of the recording medium 2 is an ultrasound device 12 is arranged. This acts from this side in the laser fixing zone and serves to further improve the fixing liability, especially for problem papers. Due to the additional energy supply to the toner, which takes place by means of the ultrasonic device, the laser energy expended by the fixing device 11 can be minimized.
Durch die Vielzahl von Energiequellen 10, 11, 12, die nacheinander in dosierter Weise auf das Tonerbild einwirken, wird ein fein dosierter Energieeintrag in den Toner erreicht. Das Aufschmelzen des Toners auf die erforderliche Temperatur geschieht dabei so schonend, daß eine schlagartige Wasserver dampfung aus dem Toner und damit ein Toner-Versprühen - wie es beispielsweise bei der Blitzlichtfixierung auftritt - vermieden wird. Eine gute Fixier- und Druckqualität wird bei geringem Emissionspotential erreicht.Due to the large number of energy sources 10 , 11 , 12 , which act on the toner image in a metered manner, a finely metered energy input into the toner is achieved. The melting of the toner to the required temperature is done so gently that an abrupt evaporation of water from the toner and thus a toner spraying - as occurs, for example, with flash fixation - is avoided. Good fusing and printing quality is achieved with low emission potential.
Die Frequenz des Laserlichts liegt im kurzwelligen Infrarot- Bereich. In diesem Spektralbereich ist die Energieausbeute von Laserdioden sehr hoch und die Relation der Energieabsorb tion von Toner und Papier günstig. Toner absorbiert über 90% der Energie dieses Spektralbereichs, während weißes Papier, das häufig als Aufzeichnungsträger 2 dient, nur etwa 10% der Energie aufnimmt. Zudem können Glasoptiken oder Glasfasersy steme, die zur Strahlenlenkung oder Fokussierung in der Fixiervorrichtung 11 eingesetzt werden, aus preiswerten Materialien hergestellt werden.The frequency of the laser light is in the short-wave infrared range. In this spectral range, the energy yield of laser diodes is very high and the relation of the energy absorption of toner and paper is favorable. Toner absorbs over 90% of the energy in this spectral range, while white paper, which often serves as recording medium 2 , absorbs only about 10% of the energy. In addition, glass optics or Glasfasersy systems that are used for beam steering or focusing in the fixing device 11 can be made of inexpensive materials.
In Aufzeichnungsträgertransportrichtung 3 der Fixiervorrich tung 11 nachgeordnet ist eine Fixierwalze 14 und eine Gegen druckwalze 13. Zwischen diesen Walzen 13, 14 wird das bereits fixierte Tonerbild optional so nachbearbeitet, daß ein ge wünschter Glanzeffekt oder eine bestimmte Mattigkeit des Druckbildes erreicht werden können. Die Fixierwalze 14 ist dazu beheizt.In the recording medium transport direction 3 of the Fixiervorrich device 11 is a fixing roller 14 and a counter pressure roller 13th Between these rollers 13 , 14 , the already fixed toner image is optionally post-processed so that a desired gloss effect or a certain mattness of the printed image can be achieved. The fixing roller 14 is heated for this.
Das Blockschaltbild gemäß Fig. 2 zeigt die Verarbeitungsein heiten in einem elektrografischen Drucker für einen die Druckbildinformation enthaltenden Datenstrom DATA. Der Daten strom DATA wird beispielsweise von einem HOST-Computer kom mend in einer Druckbildaufbereitungseinheit 20 verarbeitet. Bei dieser Druckbildaufbereitungseinheit 20 handelt es sich im wesentlichen um einen Controller, wie er beispielsweise aus US 5 012 434 bekannt ist. Diesem Controller 20 werden die Druckbilddaten DATA in Form von Befehlen einer bestimmten standardisierten Sprache wie z. B. PCL (Printer Control Lan guage) von Hewlett Packard oder IPDS (Intelligent Printer Data Stream) von IBM zugeführt. Anhand dieser Befehle berei tet der Controller 20 die Druckbilddaten DATA so auf, daß sie an seinem Ausgang in Form eines Bildpunktrasters zeilen- oder spaltenweise ausgegeben werden. Dieses Bildpunktraster wird in bekannter Weise von einem Zeichengenerator 21 - wie er beispielsweise aus EP 0 403 476 B1 bekannt ist - zur Ansteue rung der LED-Zeile 7 aufbereitet.The block diagram of FIG. 2 shows the Verarbeitungsein units in an electrographic printer for printing image information containing the data stream DATA. The data stream DATA is coming from a HOST computer processed in a print image processing unit 20 , for example. This print image processing unit 20 is essentially a controller, as is known, for example, from US Pat. No. 5,012,434. This controller 20 the print image data DATA in the form of commands of a certain standardized language such. B. PCL (Printer Control Lan guage) from Hewlett Packard or IPDS (Intelligent Printer Data Stream) from IBM. On the basis of these commands, the controller 20 prepares the print image data DATA in such a way that it is output at its output in the form of a pixel grid in rows or columns. This pixel grid is prepared in a known manner by a character generator 21 - as is known, for example, from EP 0 403 476 B1 - for controlling the LED line 7 .
Die Rasterbildinformation wird auch zur Fixierung des Toner bildes auf dem Aufzeichnungsträger 2 verwendet. Dazu wird sie einem ersten Zeilenspeicher 22 zugeführt, der in der Lage ist, die Pixel von 100 bis 300 Bildzeilen zu speichern. Die im Zeilenspeicher 22 gespeicherte Druckbildinformation wird in einer nachfolgenden Umsetzungseinheit 22 verarbeitet. Die Umsetzungseinheit 22 verringert die Auflösung des Druckbil des, und ermittelt in Bereichen einer Größe von 100 mal 100 Pixeln bis zu 250 mal 250 Pixel, ob Druckinformation vorhan den ist. Nur solche Bereiche sollen fixiert werden. Diese reduzierte Druckbildinformation wird einem zweiten Zeilen speicher 24, der 30 bis 60 Bildzeilen aufnehmen kann, zwi schengespeichert. Aus diesem zweiten Zeilenspeicher 24, der nach dem FIFO-Prinzip (First-In-First-Out) arbeitet, wird eine Steuerungseinheit 25 mit dieser Druckbildinformation versorgt.The raster image information is also used to fix the toner image on the recording medium 2 . For this purpose, it is fed to a first line memory 22 , which is able to store the pixels from 100 to 300 image lines. Stored in the line memory 22 print image information is processed in a subsequent conversion unit 22nd The conversion unit 22 reduces the resolution of the print image, and determines in areas of a size of 100 by 100 pixels up to 250 by 250 pixels whether print information is present. Only such areas should be fixed. This reduced print image information is temporarily stored in a second line memory 24 , which can hold 30 to 60 image lines. A control unit 25 is supplied with this print image information from this second line memory 24 , which works according to the FIFO principle (first-in-first-out).
Erhält die Steuerungseinheit 25 von einem Sensor 15, der im Aufzeichnungsträgertransportweg vor der Fixiervorrichtung 11 angeordnet ist ein Signal über den Beginn eines Druckbildes, steuert die Steuerungseinheit 25 mit entsprechender der Aufzeichnungsträgertransportgeschwindigkeit 3 angepaßter Verzögerung die Fixiervorrichtung 11 so an, daß das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsträger 2 entsprechend der Bildinformati on fixiert wird. Die Steuerungseinheit 25 ist auch mit der Gerätesteuererung 50 des Druck- oder Kopiergerätes gekoppelt. Abhängig von Parametern, die die Gerätesteuerung 50 übermit telt, wird die Fixiervorrichtung 11 von der Steuereinrichtung 25 gesteuert. Als Parameter sind beispielsweise Aufzeich nungsträgergeschwindigkeit, Flächengewicht und Beschaffenheit des Aufzeichnungsträgers 2, die Art des Toner, sowie Be triebszustände des Druck- oder Kopiergerätes relevant. So wird beispielsweise die Zufuhr von Laserenergie in Richtung des Aufzeichnungsträgertransportweges bei einem Transportstop unverzüglich unterbrochen.If the control unit 25 receives a signal from a sensor 15 , which is arranged in the recording medium transport path in front of the fixing device 11 , about the start of a print image, the control unit 25 controls the fixing device 11 with a corresponding delay adapted to the recording medium transport speed 3 so that the toner image on the recording medium 2 is fixed according to the image information. The control unit 25 is also coupled to the device controller 50 of the printing or copying device. Depending on the parameters that the device control 50 transmits, the fixing device 11 is controlled by the control device 25 . For example, the recording medium speed, basis weight and nature of the recording medium 2 , the type of toner, and operating states of the printing or copying machine are relevant as parameters. For example, the supply of laser energy in the direction of the record carrier transport path is immediately interrupted when the transport stops.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Laserstrei fendioden 31 enthaltenden Fixierstation 11. Die Laserstrei fendioden 31 sind linear hintereinander quer zur Aufzeich nungsträgertransportrichtung 3 verlaufend über dem Aufzeich nungsträgertransportweg angeordnet. Die Infrarotstrahlung 33 der Laserstreifendioden 31 wird in Richtung des Aufzeich nungsträgers 2 emitiert. Fig. 3 shows a schematic representation of a Laserstrei fendioden 31 containing fixing station 11th The Laserstrei fendioden 31 are linearly arranged one behind the other transversely to the recording medium transport direction 3 extending over the recording voltage carrier transport path. The infrared radiation 33 of the laser stripe diodes 31 is emitted in the direction of the recording carrier 2 .
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer einen punktförmigen Laser 41 mit nachfolgender Glasfaser 43 enthal tenden Fixierstation 11. Das vom Laser 41 erzeugte Infrarot licht wird über die Glasfaser 43 in Richtung des Aufzeich nungsträgertransportweges gelenkt. An ihrem vom Laser 41 abgewandten Ende 42 ist die Glasfaser 43 linienartig aufgefä chert. Die Linie verläuft quer zum Aufzeichnungsträgertrans portweg und die austretende Infrarotstrahlung 33 ist zum Aufzeichnungsträger 2 hin gerichtet. Fig. 4 shows a schematic representation of a punctiform laser 41 with subsequent glass fiber 43 containing fixation station 11th The infrared light generated by the laser 41 is directed over the glass fiber 43 in the direction of the recording carrier transport path. At its end 42 facing away from the laser 41 , the glass fiber 43 is fanned out in lines. The line runs transversely to the record carrier transport path and the emerging infrared radiation 33 is directed towards the record carrier 2 .
Sowohl beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 als auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist zwischen die linienar tige Strahlung 33 und dem Aufzeichnungsträger 2 eine auf die Strahlung 33 divergierend einwirkende Optik 32 eingefügt. Both in the embodiment shown in FIG. 3 and in the embodiment shown in FIG. 4 between the linienar term radiation 33 and the recording medium 2, an optics 32 acting diverging on the radiation 33 is inserted.
Diese Optik 32 erstreckt sich ebenfalls quer zum Aufzeich nungsträgertransportweg und verbreitert die linienförmige Strahlung 33 in Aufzeichnungsträgertransportrichtung 3. Dadurch wird die linienartige Strahlung 33 etwa um den Faktor 100 verbreitert auf dem Aufzeichnungsträger 2 abgebildet.These optics 32 also extend transversely to the recording medium transport path and widen the linear radiation 33 in the recording medium transport direction 3 . As a result, the line-like radiation 33 is imaged on the recording medium 2 , broadened by a factor of 100.
Durch das breite Einwirkungsgebiet der Laserstrahlung 34 wird ein schonender Energieeintrag ähnlich wie bei einem sonsti gen, trägen Infrarotstrahler erreicht. Gegenüber einem trägen Infrarotstrahler weist die erfindungsgemäße Strahlungserzeu gung jedoch den Vorteil auf, daß sie jederzeit praktisch trägheitslos schaltbar ist. Damit kann sie den jeweiligen Druckbedingungen, wie Geschwindigkeit, Bedruckstoffart und Toner leicht angepaßt werden. Darüberhinaus kann entsprechend der tatsächlichen Druckinformation auf dem Aufzeichnungsträ ger 2 der zu fixierende Bereich individuell gesteuert werden, so daß nur solche Bereiche mit Laserenergie beaufschlagt werden, auf denen auch tatsächlich Toner vorhanden ist.Due to the wide area of action of the laser radiation 34 , a gentle energy input similar to that of an inert inert infrared heater is achieved. Compared to a slow infrared radiator, however, the radiation generation according to the invention has the advantage that it can be switched practically inertia at any time. It can be easily adapted to the respective printing conditions, such as speed, type of substrate and toner. In addition, the area to be fixed can be individually controlled in accordance with the actual print information on the recording medium 2 , so that only areas on which toner is actually present are applied with laser energy.
Die schnelle Abschaltbarkeit der Laserlichtquellen 31, 41, die im Mikrosekundenbereich liegt, reduziert drastisch das Risiko der Brandgefahr, wie es von der Strahlerfixierung bekannt ist. Bleibt aufgrund einer Betriebsstörung der Auf zeichnungsträger 2 längere Zeit im Einflußbereich der Strah lung, kann diese sehr schnell abgeschaltet werden. Die kurzen Schaltzeiten ermöglichen auch einen reibungslosen Start-Stop- Fixiervorgang ohne Überfixierzonen und ohne Fixierlücken.The fact that the laser light sources 31 , 41 can be switched off quickly, which is in the microsecond range, drastically reduces the risk of fire, as is known from radiator fixation. Remains in the sphere of influence of the radiation for a long time due to a malfunction of the record carrier 2 , this can be switched off very quickly. The short switching times also enable a smooth start-stop fixing process without over-fixing zones and without fixing gaps.
In Aufzeichnungsträgertransportrichtung vor der Fixierein richtung 11 liegt ein unfixiertes Druckbild 37 vor und nach der Fixiereinrichtung 11 liegt ein fixiertes Druckbild 35 vor. Das fixierte Druckbild 35 und der entsprechende Ab schnitt des Aufzeichnungsträgers 2 gelangen in den Einflußbe reich einer Decurlerwalze 36. Die Decurlerwalze 36 sorgt dafür, daß ein durch den Fixierprozeß gekrümmter Aufzeich nungsträger 2 begradigt und damit zur Nachbearbeitung vorbe reitet wird. In einer ersten Variante gemäß Fig. 3 wirkt im Decurlerbereich ein Gebläse 38 auf das fixierte Druckbild 35 ein. Dieses wird dabei während des Decurlvorganges abgekühlt. Das Ergebnis des Decurlvorganges wird dadurch optimiert.In the recording medium transport direction in front of the fixing device 11 there is an unfixed printed image 37 and after the fixing device 11 there is a fixed printed image 35 . The fixed print image 35 and the corresponding section from the recording medium 2 come into the area of influence of a decurler roller 36 . The Decurler roller 36 ensures that a curved by the fixing process recording carrier 2 straightened and thus is ready for post-processing. In a first variant according to FIG. 3, a blower 38 acts on the fixed print image 35 in the decurler area. This is cooled down during the decurling process. This optimizes the result of the decurling process.
Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Variante wirkt im Decurl bereich ein Energiestrahler 44 auf das fixierte Druckbild. Während des Decurlvorganges wird das aufgrund der zurückge legten Wegstrecke bereits abgekühlte Druckbild nochmals erwärmt und in einen annähernd plastischen Zustand gebracht und dabei über die Decurlerwalze 36 gezogen. Auch hier wird der Decurlvorgang optimiert.According to the variant shown in FIG. 4, an energy radiator 44 acts on the fixed print image in the decurl area. During the decurling process, the print image, which has already cooled due to the distance covered, is reheated and brought into an approximately plastic state and is thereby pulled over the decurler roller 36 . The decurling process is also optimized here.
Claims (13)
- - einem Aufzeichnungsträgerträgertransportweg, auf dem ein Aufzeichnungsträger (2) in Aufzeichnungsträgertransport richtung (3) transportierbar ist,
- - einer im Aufzeichnungsträgertransportweg angeordneten Umdruckstation (9), an der das Tonerbild auf den Aufzeich nungsträger (2) übertragen wird,
- - einer der Umdruckstation (9) in Aufzeichnungsträgertrans portrichtung (3) nachgeordneten eine oder mehreren linien förmige, schnell schaltbare hoch energetische Energiequel len enthaltende Energieübertragungseinheit (11) zur Fixie rung des Tonerbildes, die auf die gesamte Breite eines Auf zeichnungsträgers (2) einwirken kann, und
- - einer die Energieübertragungseinheit (11) ansteuernde Steuerungseinheit (25), die die Energieübertragungseinheit (11) so steuert, daß Fixierenergie nur dann auf den Auf zeichnungsträger (2) einwirkt, wenn ein regulärer Betriebs zustand des Druck- oder Kopiergerätes vorliegt.
- a record carrier transport path on which a record carrier ( 2 ) can be transported in the record carrier transport direction ( 3 ),
- - A transfer station ( 9 ) arranged in the record carrier transport path, at which the toner image is transferred to the record carrier ( 2 ),
- - One of the transfer station ( 9 ) in the recording medium transport direction ( 3 ) downstream one or more line-shaped, quickly switchable high-energy energy sources containing energy transfer unit ( 11 ) for fixing the toner image, which can act on the entire width of a record carrier ( 2 ) , and
- - One of the energy transfer unit ( 11 ) controlling control unit ( 25 ) which controls the energy transfer unit ( 11 ) so that fixing energy only acts on the record carrier ( 2 ) when a regular operating state of the printing or copying machine is present.
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