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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine elektrostatografische
Druckmaschine und insbesondere auf die Verbesserung der Farbregistrierung
von Bildern auf einem flexiblen Fotoaufnehmer innerhalb einer derartigen
Maschine.
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Flexible
elektrostatografische bilderzeugende Einrichtungen sind im Stand
der Technik wohlbekannt. Typischerweise schließen elektrostatografische,
bilderzeugende Einrichtungen beispielsweise Fotoaufnehmer für elektrofotografische
bilderzeugende Systeme und Elektroaufnehmer, wie etwa ionografische
bilderzeugende Einrichtungen für
elektrografische bilderzeugende Systeme. Diese bilderzeugende Einrichtungen
umfassen im Allgemeinen mindestens eine Trägersubstratschicht und mindestens
eine bilderzeugende Schicht, welche thermoplastisches Polymer-Matrixmaterial
umfasst. Die "bilderzeugende
Schicht", wie hier
verwendet, wird als die dielektrische bilderzeugende Schicht eines
Elektroaufnehmers oder als die fotoleitende bilderzeugende Schicht
eines Fotoaufnehmers definiert. Bei einem Fotoaufnehmer könnte die
fotoleitende, bilderzeugende Schicht nur eine einzige fotoleitende Schicht,
oder eine Vielzahl von Schichten wie etwa eine Kombination einer
ladungserzeugenden Schicht und einer Ladungstransportschicht umfassen.
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Wenngleich
die nachfolgende Erörterung sich
ausschließlich
auf flexible, elektrofotografische bilderzeugende Einrichtungen
konzentriert, sind die damit zusammenhängenden Probleme trotzdem in gleicher
Weise auf elektrografische, bilderzeugende Einrichtungen anwendbar.
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Im
Allgemeinen wird bei der bekannten Elektrofotografie der Prozess
des elektrofotografischen Kopierens eingeleitet durch die Belichtung
eines Lichtbildes eines originalen Dokumentes auf eine im Wesentlichen
gleichförmig
geladene fotoempfindliche Einrichtung. Die Belichtung der geladenen
fotoempfindlichen Einrichtung mit einem Bild aus Licht entlädt eine
fotoleitende Oberfläche
auf derselben in den Gebieten, welche Nicht- Bildbereichen in dem Originaldokument
entsprechen, während
die Ladung in den Bildbereichen erhalten bleibt, wodurch ein elektrostatisches,
verborgenes Bild des Originaldokuments auf der fotoempfindlichen
Einrichtung erzeugt wird. Dieses verborgene Bild wird nachfolgend entwickelt
in ein sichtbares Bild durch die Ablagerung von geladenem Entwicklermaterial
auf die Oberfläche
der fotoempfindlichen Einrichtung derart, dass das Entwicklermaterial
zu den geladenen Bildbereichen auf der fotoleitenden Oberfläche gezogen
wird. Nachfolgend wird das Entwicklermaterial von der fotoempfindlichen
Einrichtung auf ein empfangendes Kopierblatt oder irgendein anderes
bildtragendes Substrat übertragen,
um ein Bild zu erzeugen, welches dauerhaft auf dem Bildträgersubstrat
fixiert werden kann, wodurch eine elektrofotografische Reproduktion
des Originaldokuments bereitgestellt wird. In einem letzten Schritt
des Prozesses wird die fotoleitende Oberfläche der fotoempfindlichen Einrichtung mit
einer Reinigungseinrichtung gereinigt, wie etwa einer elastomerischen
Reinigungsklinge, um jedwelches restliches Entwicklermaterial, welches
auf der Oberfläche
derselben zurückgeblieben
sein kann, in Vorbereitung für
den nachfolgenden bilderzeugenden Zyklus zu entfernen.
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Der
vorstehend beschriebene elektrostatografische Kopierprozess wird
für die
elektrofotografische Bilderzeugung allgemein genutzt und ist wohlbekannt
für das
Lichtlinsenkopieren eines Originaldokuments. Analoge Prozesse sind
in anderen elektrostatografischen Druckanwendungen vorhanden, wie etwa
beispielsweise dem Digitallaserdrucken, wo ein verborgenes Bild
auf der fotoleitenden Oberfläche mit
einem modulierten Laserstrahl ausgebildet wird, oder ionografisches
Drucken und ionografische Reproduktion, bei welcher Ladung auf einer
ladungshaltenden Oberfläche
in Reaktion auf elektronisch erzeugte oder gespeicherte Bilder abgelegt
wird. Einer der Nachteile der vorstehend beschriebenen Prozesse,
welche eine flexible bilderzeugende Einrichtung verwenden, besteht
darin, dass das Band, insbesondere ein Fotoaufnehmerband, sich während der
wiederholten Verwendung dehnt. Dies geschieht aufgrund der Auslegung
des Maschinenbandmoduls, welches eine Anzahl von Rückseitendruckelementen und
Bandstützwalzen
von kleinem Durchmesser anwendet, um das Fotoaufnehmerband für die Bewegung
während
der elektrofotografischen Bilderzeugungsprozesse abzustützen und
das Band jederzeit unter Spannung zu halten. Die konstante Spannung des
Fotoaufnehmerbandes, die Anordnung von Rückseitendruckelementen, und
die Anordnung von Walzen mit kleinem Durchmesser, erzeugen eine
erhebliche Bandermüdung
aufgrund von Biegebeanspruchung/-belastung, welche in der Ladungstransportschicht
auf gebaut wird, was einen Ansatz für Entwicklung von verfrühter Dehnung
und Bruch der Ladungstransportschicht begünstigt als Ergebnis der wiederholten
Durchbiegung des Fotoaufnehmerbandes über Bandstützwalzen von kleinem Durchmesser und
Rückseitendruckelementen
während
des Maschinenzyklus der Funktion des Fotoaufnehmerbandes. Die Dehnung
des Fotoaufnehmers wird als hauptsächlicher mechanischer Ausfall
betrachtet, weil Fehlregistrierungen von Farbbildern während des
Bild-Auf-Bild-Druckens
sich in Form von Fehlern auf der Ausgangskopie manifestieren.
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Daher
besteht ein Bedarf für
ein Spannsystem für
ein Fotoaufnehmerband, welches eine überlegene Farbregistrierung
erreicht, während
die Bandspannung während
der Bandspannvorgänge
vermindert wird.
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James
C. Strossman: "Belt
Tension Adjustment Mechanism" Xerox
Disclosure Journal, Band 13, Nr. 2, Seite 79 XP002164438 Rochester,
NY USA März/April
1998. Der Mechanismus zum Einrichten der Bandspannung umfasst einen
Hebel, welcher über
einen Drehpunkt verbunden ist und einen Spannarm zum Drehen und
Spannen des Hebels. Der Spannarm wird abgelenkt, und die Größe der Ablenkung
wird durch einen Zeiger entlang einer Skala angezeigt. Die Spannung
kann durch die Einstellung einer Stoppschraube vermindert werden.
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US-4,089,407 beschreibt
einen Band-Konstantspanner. Die Vorrichtung ist ausgestattet, um eine
konstante Spannung auf ein Band anzuwenden, welches sich um erste
und zweite Walzen erstreckt, aufgrund einer Parallelogrammverbindung,
welche mit der zweiten Walze verbunden ist, um die zweite Walze
zu bewegen, um das Band zu spannen. Ein Hebelarm ist mit der Verbindung
verbunden, und schließt
ein Gewicht ein, welches entlang dem Hebelarm einstellbar ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung ein Spannsystem für ein Fotoaufnehmerband
zu verbessern, um eine verbesserte Farbregistrierung zu erzielen,
während
die Bandspannung während
der Bandspannvorgänge
vermindert wird. Dieses Ziel wird erreicht durch Bereitstellung
einer Vorrichtung zur Anwendung einer Spannung auf ein endloses
Fotoaufnehmerband gemäß Anspruch
1. Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird eine elektrofotografische Druckmaschine
bereitgestellt gemäß Anspruch 5.
Ausführungsformen
der Erfindung werden in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorstehenden und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
offenbar und leicht verständlich
beim weiteren Lesen der Beschreibung, der Ansprüche und durch Bezug auf die
beliegenden Zeichnungen:
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1 ist eine schematische
Seitenansicht und zeigt ein Spann- und Entspann-Schema für ein Band gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer Druckmaschine.
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2 verdeutlicht eine Nocke
und ein Getriebe in betriebsmäßigem Zustand.
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3 ist eine teilweise Ansicht
eines Dreharms und einer Spannwalze, wie sie in einer Druckmaschine
angebracht sind.
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Alle
in dieser Beschreibung zitierten Bezugsdokumente und deren Bezugsdokumente
werden hiermit als Bezug aufgenommen, wenn dies angemessen ist für die Lehre
von zusätzlichen
oder alternativen Details, Merkmalen und/oder technischem Hintergrund.
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EINGEHENDE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Für ein allgemeines
Verständnis
der Merkmale der vorliegenden Erfindung wird auf die Zeichnungen
Bezug genommen. In den Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen
durchgehend verwendet, um identische Elemente zu kennzeichnen.
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1 verdeutlicht schematisch
eine elektrofotografische Druckmaschine, welche allgemein ein fotoleitendes
Band 10 verwendet, welches auf einem Bandträgermodul 90 angebracht
ist. Vorzugsweise ist das fotoleitende Band 10 aus einem
fotoleitenden Material hergestellt, welches auf einer Unterlageschicht
aufgeschichtet ist, welche wiederum auf einer wölbungsverhindernden Rückseitenschicht
aufgeschichtet ist. Das Band 10 bewegt sich in der Richtung
des Pfeiles 13, um aufeinanderfolgende Abschnitte nach einander
durch die verschiedenen Prozessstationen voranzubewegen, welche
entlang des Bewegungsweges desselben angeordnet sind. Das Band 10 wird
um die Ablösewalze 14,
die Antriebswalze 16, die Spannwalze 21 und die
Nachlaufwalze 20 geführt.
Die Einzelheiten des Spannmechanismus für die Spannwalze 21 wird
nachfolgend mit Bezug auf 2 und 3 beschrieben. Wenn sich
die Walze 16 dreht, treibt diese das Band 10 in
der Richtung des Pfeiles 13 voran.
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Anfänglich durchläuft ein
Abschnitt der Oberfläche
des fotoleitenden Bandes die Ladestation A. Bei der Ladestation
A lädt
eine koronaerzeugende Einrichtung, allgemein mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet,
das fotoleitende Band 10 auf ein relativ hohes, im Wesentlichen
gleichförmiges
Potential.
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Bei
einer Belichtungsstation B empfängt
eine Steuerung oder ein elektronisches Untersystem (ESS), allgemein
mit Bezugszeichen 29 gekennzeichnet, die Bildsignale von
der RIS 28, welche das gewünschte Ausgabebild repräsentieren
und verarbeitet diese Signale, um dieselben in eine Darstellung
von fortlaufender Tönung
oder Graustufendarstellung des Bildes umzusetzen, welches zu einem modulierten
Ausgabegenerator, z.B. einem Abtastausgabe-Scanner (raster output
scanner: ROS) übertragen
wird, welcher allgemein mit Bezugszeichen 30 gekennzeichnet
ist. Vorzugsweise ist die ESS 29 ein selbstständiger,
aufgabenspezifischer Mikrocomputer. Die Bildsignale, welche zu der
ESS 29 übertragen
werden, können,
wie vorstehend beschrieben, von der RIS 28 oder von einem
Computer stammen, wodurch die elektrofotografische Druckmaschine
in die Lage versetzt wird, als ein fernaufgestellter Drucker für einen
oder mehrere Computer zu arbeiten. Alternativ dazu kann der Drucker
als ein spezifischer Drucker für
einen Hochgeschwindigkeitscomputer dienen. Die Signale von der ESS 29, welche
dem Bild mit kontinuierlicher Tönung
entsprechen, welches von der Druckmaschine gedruckt werden soll,
werden zu der ROS 30 übertragen.
Die ROS 30 schließt
eine Laser mit rotierenden Polygonspiegelblöcken ein. Vorzugsweise wird
ein Polygon mit neun Fassetten verwendet. Der ROS 30 beleuchtet den
geladenen Abschnitt auf der Oberfläche des fotoleitenden Bandes 10 mit
einer Auflösung
von ungefähr
300 oder mehr Bildelementen pro Inch. Der ROS belichtet das fotoleitende
Band 10, um ein elektrostatisches, verborgenes Bild auf
demselben aufzuzeichnen, welches dem Bild mit kontinuierlichem Ton
entspricht, welches von der ESS 29 empfangen wurde. Alternativ
dazu kann der ROS 30 ein lineares Feld von lichtemittierenden
Dioden (LEDs) anwenden, welche angeord net sind, den geladenen Abschnitt auf
dem fotoleitenden Band 10 auf einer Abtastung-bei-Abtastung-Basis
zu beleuchten.
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Nachdem
das elektrostatische, verborgene Bild auf der fotoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet
wurde, bewegt das Band 10 das verborgene Bild zu einer
Entwicklungsstation C, welche vier Entwicklereinheiten einschließt, welche
c-Toner, m-Toner, y-Toner und k-Toner enthalten, in der Form von
flüssigen
oder trockenen Partikeln, wobei der Toner elektrostatisch zu dem
verborgenen Bild unter Verwendung von bekannten Techniken gezogen
wird. Das verborgene Bild zieht die Tonerpartikel von den Trägerkörnchen und
bildet ein Tonerpulverbild auf demselben aus.
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Mit
nachfolgendem Bezug auf die 1 bewegt
sich das Tonerpulverbild, welches auf dem Band 10 nach
der Entwicklung des elektrostatischen verborgenen Bildes vorhanden
ist, zu einer Übertragungsstation
D. Ein Druckblatt 48 wird zu der Übertragungsstation D durch
einen Blattförderer 50 fortbewegt.
Vorzugsweise schließt
der Blattförderer 50 eine
Förderwalze 52 ein,
welche das oberste Blatt des Stapels 54 berührt. Die
Förderwalze 52 rotiert, um
das oberste Blatt von dem Stapel 54 zu dem senkrechten
Transportweg 56 fortzubewegen. Der senkrechte Transportweg 56 leitet
das fortbewegte Blatt ab aus Trägermaterial
in die Ausrichttransporteinheit 125 vor der Bildübertragungsstation
D, um ein Bild von dem Fotoaufnehmerband 10 im Zeitablauf
derart zu erhalten, dass das Tonerpulverbild, welches auf demselben
ausgebildet ist, das fortschreitende Blatt 48 bei der Übertragungsstation
D berührt.
Die Übertragungsstation
D schließt
eine koronaerzeugende Einrichtung 58 ein, welche Ionen auf
die Rückseite
des Blattes 48 sprüht.
Dies zieht das Tonerpulverbild von der fotoleitenden Oberfläche 12 auf
das Blatt 48. Nach der Übertragung
bewegt sich das Blatt 48 weiter in Richtung des Pfeiles 60 durch
das Transportband 62, welches das Blatt 48 zu der
Schmelzstation F weiterbewegt.
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Die
Schmelzstation F schließt
eine Schmelzbaugruppe ein, welche allgemein mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet
ist und welche das übertragene
Tonerpulverbild dauerhaft auf dem Kopierblatt befestigt. Vorzugsweise
schließt
die Schmelzbaugruppe 70 eine geheizte Schmelzwalze 72 und eine
Druckwalze 74 ein, wobei das Pulverbild auf dem Kopierblatt
die Schmelzwalze 72 berührt.
Die Druckwalze wird gegen die Schmelzwalze angedrückt, um
den notwendigen Druck bereitzustellen, um das Toner pulverbild auf
dem Kopierblatt zu fixieren. Die Schmelzwalze wird intern durch
eine Quarzlampe (nicht gezeigt) geheizt. Ein Ablöseagens, welches in einem Behälter bevorratet
wird (nicht gezeigt) wird zu einer Dosierwalze (nicht gezeigt) gepumpt. Eine
Abstreifklinge (nicht gezeigt) streift das überschüssige Ablöseagens ab. Das Ablöseagens überträgt sich
auf eine Geberwalze (nicht gezeigt) und danach auf die Schmelzwalze 72.
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Das
Blatt durchläuft
daraufhin den Schmelzer 70, an welchem das Bild dauerhaft
auf das Blatt fixiert oder geschmolzen wird. Nach Durchlauf durch den
Schmelzer 70 bewirkt ein Umschalter 134, dass das
Blatt entweder unmittelbar über
den Ausgang 17 zu einer Fertigstellungseinheit oder einem
Stapler geleitet wird oder lenkt das Blatt in einen Duplexweg 100 ab,
insbesondere zunächst
in den Einzelblatt-Invertierer 82. Wenn das zweite Blatt
entweder ein einfach bedrucktes Blatt, oder ein fertiggestelltes
Duplex-bedrucktes
Blatt ist, welches sowohl auf der Seite 1 als auch auf der Seite
2 ein Bild ausgebildet hat, wird das Blatt über den Umschalter 88 unmittelbar
zu dem Ausgang 17 geführt.
Wenn jedoch das Blatt zweiseitig bedruckt werden soll und darauffolgend nur
mit einem einseitigen Bild bedruckt ist, wird der Umschalter 88 so
eingestellt, dass das Blatt in den Invertierer 82 und in
die Duplexschleife 100 abgelenkt wird, in welcher das Blatt
invertiert und darauffolgend der Beschleunigungsspalte 102 und
dem Bandtransport 110 für
einen erneuten Zyklus durch die Übertragungsstation
D und den Schmelzer 70 zugeführt wird zum Empfang und zur
dauerhaften Fixierung des zweiten Bildes auf der Rückseite
des Duplexblattes, bevor dieses über
den Ausgangsweg 17 austritt.
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Nachdem
das Druckblatt von der fotoleitenden Oberfläche 12 des Bandes 10 getrennt
ist, wird restlicher Toner/Entwickler und Papierfaserpartikel, welche
an der fotoleitenden Oberfläche 12 anhaften, von
derselben bei der Reinigungsstation E entfernt. Die Reinigungsstation
E schließt
eine rotierbar angebrachte fasrige Bürste, welche in Berührung mit
der fotoleitenden Oberfläche 12 steht,
um die Papierfasern zu bewegen und zu entfernen und eine Reinigungsklinge
ein, um nichtübertragene
Tonerpartikel zu entfernen. Die Klinge kann je nach Anwendung in einer
Abstreif- oder Schabstellung aufgebaut sein. Nachfolgend zu der
Reinigung flutet eine Entladelampe (nicht gezeigt) die fotoleitende
Oberfläche 12 mit
Licht, um jedwelche restliche elektrostatische Ladung, welche auf
derselben zurückgeblieben
ist, zu dissipieren, bevor dieselbe für den nachfolgenden nächsten bilderzeugenden
Zyklus geladen wird.
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Die
Steuerung 29 steuert die verschiedenen Maschinenfunktionen.
Die Steuerung ist vorzugsweise ein programmierbarer Mikroprozessor,
welcher alle hier vorstehend beschriebenen Funktionen steuert. Die
Steuerung stellt eine Vergleichszählung der Kopierblätter, die
Zahl der zurückgeführten Dokumente,
die Zahl der von einem Bediener ausgewählten Kopierblätter, Verzögerungszeiten,
Staubehebungen etc. bereit. Die Steuerung aller hier vorstehend
beschriebenen beispielhaften Systeme kann durch herkömmliche
Steuerschalteingänge
von der Konsole der Druckmaschine, auswählbar durch den Bediener, erreicht
werden. Herkömmliche
Papierwegsensoren oder Schalter können verwendet werden, um die
Position des Dokumentes und der Kopierblätter zu prüfen.
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Mit
nachfolgendem Bezug auf den Gegenstand des Spannmechanismus für die Spannwalze 21 zeigt
die 2 eine Nocke 38 in
einer Spannposition, wie sie geringfügig durch das Gewicht 31 gedreht
wird, welches die Bewegung der Nocke 38 steuert, um das
Fotoaufnehmerband 10 genau zu spannen in eine gespannte
Bildaufnahmeposition. Die Nocke 38 wurde in Verbindung
mit dem konstanten Gewicht 31 ausgelegt, um eine geeignete
Kraft bereitzustellen, welche auf das Fotoaufnehmerband 10 anzuwenden
ist, um eine konstante Bandspannung zu halten. Bei sehr geringen
Umlenkwinkeln ist die erforderliche Spannung zwischen der Rolle 21 und
dem Band 10 ziemlich gering. Bei diesen Winkeln wird ein
kleiner Betrag der Reibung in dem Spannmechanismus, die auf das
Band 10 angewandte Spannung erheblich beeinflussen.
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Die
Nocke 38 ist fest mit dem Nockengetriebe 32 verbunden.
Das Nockengetriebe 32, das Mitlaufgetriebe 33 und
das Spanngetriebe 34 sind drehbar auf der Einheitenplatte 35 eingebaut.
Das Mitlaufgetriebe 33 steht im Eingriff mit dem Spanngetriebe 34 und
wird von dem Nockengetriebe 32 angetrieben. Das geeignete
Getriebeverhältnis
vergrößert den
mechanischen Vorteil des Gewichts, welches erforderlich ist, um
die geeignete Spannung anzuwenden und vermindert die Empfindlichkeit
der Nockenposition während
der Spannungssteuerung.
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Mit
nachfolgendem Bezug auf die 3 ist das
Spanngetriebe 34 mit der Achse 36a der Hebelachse 36 verbunden.
Zwei Dreharme 37 sind zu der Hebelachse 36 verbunden
und spannen die Walze 21. Wenn sich das Spanngetriebe 34 dreht,
veranlassen die Dreharme 37 die Spannwalze 21,
eine Spannung auf das Band 10 auszuüben.
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Im
Betrieb wird ein vorbestimmter Betrag der Spannung auf das Fotoaufnehmerband 10 durch eine
Abwärtsbewegung
des Gewichtes 31 ausgeübt, welches
eine Rotation der Nocke 38 und des Nockengetriebes 32 entgegen
dem Uhrzeigersinn verursacht. Das Nockengetriebe 32 dreht
das Spannungsgetriebe 34 entgegen dem Uhrzeigersinn über das
Mitlaufgetriebe 33. Durch die Rotation des Spanngetriebes 34 dreht
sich die Hebelachse 36 und verursacht, dass die Dreharme 37 eine
Spannung auf das Band 10 über die Spannwalze 21 ausüben.
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Um
die Spannung des Bandes 10 für die Entfernung zu lösen, kann
die Nocke 38 in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht werden,
wodurch das Gewicht 31 angehoben wird und wodurch die Spannwirkung
der Dreharme 37 und der Spannwalze 21 umgekehrt
werden.
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Es
ist anzumerken, dass die Länge
des Bandes als eine Funktion der Herstelltoleranzen und der Dehnung
während
des Betriebes variiert. Der Spannmechanismus der vorliegenden Erfindung
stellt nicht nur eine anfängliche
Spannung für
den Betrieb des Bandes, wie vorstehend beschrieben, ein, sondern hält das Band
unter im Wesentlichen konstanten Bandspannung, während sich das Band dehnt.
Dies wird durch die fortlaufende Wirkung des konstanten Gewichtes
erreicht, welches die Wirkung hat, die Nocke und den Getriebemechanismus
geringfügig
zu drehen, wodurch die Dreharme gedreht werden, was die Spannwalze
gegen das Band bewegt, um die Bandspannung zu erhalten, wenn die
Spannung aufgrund der Banddehnung nachlässt. Wenn sich die Nocke dreht,
wirkt das Seil auf unterschiedliche Nockenradien, wodurch eine konstante
Spannung aufrecht erhalten wird, wenn sich die Länge des Fotoaufnehmerbandes ändert.
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Es
sollte nun offenbar sein, dass eine nichtfedernde Bandspannvorrichtung
offenbart wurde, welche eine Spannung auf dem Fotoaufnehmerband einstellt
und aufrechterhält,
um die Antriebskapazität zu
verbessern, wenn Reibung vermindert wird zwischen dem Fotoaufnehmerband
und einer Antriebsrolle während
des Betriebes.