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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektrographische Flüssigtoner-Abbildungssysteme und
insbesondere Vorrichtungen zum zweiseitigen Drucken bzw. Duplexdrucken
für elektrographische Flüssigtoner-Abbildungssysteme.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Vorrichtungen
zum zweiseitigen Kopieren von Dokumenten und zum zweiseitigen Drucken
mittels Laserdruckern sind im Stand der Technik bekannt. Das US-Patent
4,949,949 an Holmes et al. beschreibt ein "Hybrid Sequencing Duplex Automatic Document
Handling System",
das Vorrichtungen zum Handhaben von Dokumentbogen, deren beide Seiten
kopiert werden sollen, und zur Herstellung von zweiseitigen (d.
h. doppelseitigen) Kopien derartiger Dokumentbogen einschließt. Die
Vorrichtungen umfassen die Verwendung eines oder mehrerer Paare von
umschaltbaren Walzen, langen Umkehrwegen und Zwischenablagen zum
Handhaben der Dokumente und des Kopierpapiers vor und im Verlauf
der Herstellung von zweiseitigen Kopien. Das US-Patent 4,884,794
an Dinatale et al. beschreibt eine Dokumenten-Handhabeeinrichtung
zum zweiseitigen Fotokopieren mit einem ersten und zweiten Umkehrwegabschnitt,
die verwendet werden, um das Kopierpapier vor dem zweiseitigen Kopieren
wieder auszurichten. Das US-Patent 5,003,355 an Tanzawa beschreibt
eine Bogentransport-Steuervorrichtung zur Verwendung in einer Duplexeinheit
eines Laserdruckers, wobei die Vorrichtung ein Transportsystem und
ein System mit Richtungsumkehr und eine Reihe von Antriebsmotoren
und Sensoren einschließt. Sämtliche
Systeme, die im Stand der Technik beschrieben sind, teilen das gemeinsame
Merkmal, dass sie mechanisch komplex sind, und sie schließen alle
das Transportieren des Papiers durch verhältnismäßig lange und gewundene Wege
nach dem Drucken auf die erste Seite ein, um auf die zweite Seite drucken
zu können.
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Die
US-A-4,806,979 beschreibt ein System zum Drucken auf beide Seiten
einer Blattseite, bei dem eine Seite der Blattseite bedruckt wird
und hierauf die Rückseite
der Blattseite bedruckt wird. Jedoch ist der Weg für den Bogen
derart, dass eine Anzahl von Bogen im allgemeinen jederzeit "in Bearbeitung" ist.
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Die
US-A-4,814,822 beschreibt ein System, bei dem Bogen auf einer Seite
bedruckt werden und sich als Stapel solcher teilweiser bedruckter
Bogen anhäufen.
Nachdem alle Bogen auf einer Seite bedruckt sind, werden die Bogen
durch eine Druckmaschine wieder zugeführt, und die andere Seite wird bedruckt.
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Die
GB 2,099,759 beschreibt ein System ähnlich der US-A-4,408,979,
bei dem ein langer Papierweg vorhanden ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum zweiseitigen Drucken nach den Ansprüchen 1, 3 bzw. 8 bereit, das
signifikant einfacher ist als diejenigen, die im Stand der Technik
beschrieben werden. Spezieller stellt die vorliegende Erfindung
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum zweiseitigen Drucken bereit,
das einen kurzen und geraden Transportweg ohne die Notwendigkeit
von Umkehrabschnitten und/oder komplexen Steuermechanismen einschließt. Folglich
liefert die vorliegende Erfindung ein zweiseitiges Drucken, das bemerkenswert
schnell und wirkungsvoll ist, und ermöglicht ein Drucken auf beide
Seiten eines Papierbogens ohne jegliche wesentliche Wartezeit. Es
wird deshalb gemäß der Erfindung
eine Abbildungsvorrichtung zum zweiseitigen Drucken auf ein Substrat bereitgestellt,
wie in den angefügten
Ansprüchen
beansprucht.
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Fakultativ
umfasst die Presswalze eine Greifeinrichtung zum Greifen der Kante
des Substrats, die zuerst in den Übertragungsbereich eintritt,
und ist angepaßt,
um dieselbe Seite des Substrats wiederholt mit der bildtragenden
Oberfläche
in Eingriff treten zu lassen, so dass bei jedem Eingriff ein unterschiedliches
Farbbild auf dasselbe übertragen
wird.
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Fakultativ
schließt
die Ablenkereinrichtung eine Walze und einen Satz von Rädern ein,
die mit der Walze in Eingriff stehen und einen Spalt bilden, durch
den das Substrat transportiert wird, wobei der Satz von Rädern angepaßt ist,
so dass sie mit der Walze bei einer ersten und zweiten Position
in Eingriff stehen, wobei der Winkel einer Freigabe des Substrats
aus dem Spalt bei der ersten Position derart ist, dass es zur Wartestation
abgelenkt wird, und der Winkel einer Freigabe des Substrats aus
dem Spalt bei der zweiten Position derart ist, dass es zur Ausgabeablage
abgelenkt wird.
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Fakultativ
schließt
die Ablenkereinrichtung ein:
eine Welle;
eine motorisierte
Walze;
Paare von Armen, die bei einem Drehpunkt miteinander
vereinigt sind und bei dem Drehpunkt in bezug aufeinander unter
Federspannung stehen, wobei einer der Arme fest an der Welle angebracht
ist und der andere Arm ein Rad aufweist, das an demselben drehbar
angebracht ist und bezüglich
der Walze einen Spalt bildet; und
eine Einrichtung zum Drehen
der Welle zu einer ersten und zweiten Position, wobei die Ablenkereinrichtung
bei der ersten Position wirksam ist, um das Substrat zur Wartestation
abzulenken, und die Ablenkereinrichtung bei der zweiten Position
wirksam ist, um das Substrat zur Ausgabestation abzulenken.
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Fakultativ
sind die Paare von Armen, die Teil der Ablenkereinrichtung sind,
längs der
Welle axial voneinander beabstandet und längs der Welle axial verschiebbar.
Die Welle schließt
auch Versteifungselemente ein, die auf derselben axial verschiebbar sind.
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Fakultativ
ist die Ablenkereinrichtung wirksam, um ein Substrat zur Wartestation
abzulenken, während
die Walzeneinrichtung wirksam ist, um ein unterschiedliches Substrat
aus der Wartestation zurück
zum zweiten Element zu übergeben.
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Fakultativ
schließt
die Walzeneinrichtung einen motorisierten Satz von Rädern und
eine Walze ein, die selektiv angepaßt ist, um bei einem mit den Rädern gebildeten
Spalt mit der Hinterkante des Substrats in Eingriff zu treten. Die
Walze ist vor der Ablenkung eines Substrats zur Wartestation in
einer geöffneten,
aus dem Eingriff gelösten
Position bezüglich
der Räder,
so dass die Hinterkante des Substrats die Räder berührt, wenn es zur Wartestation
abgelenkt wird, und die Walze befindet sich in einer geschlossenen,
in Eingriff befindlichen Position bezüglich der Räder, wenn das Substrat zurück zum zweiten
Element übergeben
wird.
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Fakultativ
schließt
die Walzeneinrichtung ein:
eine Basisplatte mit mindestens
einer durch sie hindurchgehenden Öffnung;
eine motorisierte
Drehwelle mit mindestens einem gummierten Rad, das auf derselben
befestigt ist und sich durch die Öffnung erstreckt; und
mindestens
eine Walze, die bezüglich
der Platte schwenkbar befestigt ist und selektiv wirksam ist, um einen
Spalt bezüglich
des mindestens einen Rades zu bilden, um ein Substrat dorthindurch
zu übergeben,
wodurch sich die mindestens eine Walze vor der Ablenkung eines Substrats
zur Wartestation in einer ersten, aus dem Eingriff gelösten Position
bezüglich des
mindestens einen Rades und in einer geschlossenen, in Eingriff befindlichen
Position bezüglich
des mindestens einen Rades befindet, wenn das Substrat zurück zum zweiten
Element übergeben
wird.
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Fakultativ
schließt
die Abbildungsvorrichtung Mittel ein, um den Eingriff der ersten
Seiten von aufeinanderfolgenden Substraten mit der bildtragenden Oberfläche zu bewirken,
um auf dieselben Bilder zu übertragen,
bevor der Eingriff der zweiten Seiten von aufeinanderfolgenden Substraten
bewirkt wird, um auf dieselben Bilder zu übertragen.
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Es
wird fakultativ weiter ein Verfahren zum Drucken von Bildern auf
eine erste und zweite Seite von aufeinanderfolgenden Substraten
unter Verwendung einer Vorrichtung mit einer bildtragenden Walze und
einer Presswalze, zwischen denen ein Spalt gebildet ist, bereitgestellt,
das die Schritte einschließt:
- (a) Hindurchführen eines ersten Substrats
durch den Spalt während
einer ersten Umdrehung der bildtragenden Walze, um auf die erste
Seite eines ersten Substrats ein Bild zu drucken;
- (b) Übergeben
des ersten Substrats an eine Wartestation;
- (c) Hindurchführen
eines zweiten Substrats durch den Spalt während einer nachfolgenden Umdrehung
der bildtragenden Walze, um auf die erste Seite des zweiten Substrats
ein Bild zu drucken; und
- (e) Hindurchführen
des ersten Substrats durch den Spalt während der nächsten Umdrehung der bildtragenden
Walze nach der nachfolgenden Umdrehung, um auf die zweite Seite
des ersten Substrats ein Bild zu drucken.
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Es
wird fakultativ ein Verfahren zum Drucken von Bildern auf eine erste
und zweite Seite von aufeinanderfolgenden Substraten unter Verwendung
einer Vorrichtung mit einer bildtragenden Walze und einer Presswalze,
zwischen denen ein Spalt gebildet ist, bereitgestellt, das die Schritte
einschließt:
- (a) Hindurchführen eines ersten Substrats
durch den Spalt während
einer ersten Serie von Umdrehungen der bildtragenden Walze, um auf
die erste Seite eines ersten Substrats eine Mehrzahl von Farbauszugbildern
zu drucken;
- (b) Übergeben
des ersten Substrats an eine Wartestation;
- (c) Hindurchführen
eines zweiten Substrats durch den Spalt während einer nachfolgenden Umdrehung
der bildtragenden Walze, wodurch auf die erste Seite des zweiten
Substrats ein Bild gedruckt wird; und
- (e) Hindurchführen
des ersten Substrats durch den Spalt während der nächsten Umdrehung der bildtragenden
Walze nach der nachfolgenden Umdrehung, um auf die zweite Seite
des ersten Substrats ein Bild zu drucken.
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Fakultativ
schließt
das Verfahren mindestens einmal zwischen Schritt (a) und Schritt
(c) den Schritt eines Hindurchführens
des zweiten Substrats durch den Spalt ein, um dadurch auf die erste
Seite des zweiten Substrats mindestens ein weiteres Bild zu drucken.
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Vorzugsweise
sind das erste und zweite Bild Tonerbilder, bevorzugter Flüssigtonerbilder.
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Fakultativ
werden verschiedene Bilder auf das erste und zweite Substrat gedruckt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verstanden und eingesehen.
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1 ist
eine schematische Darstellung, die eine Mehrfarben-Abbildungsvorrichtung
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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2 ist
eine Perspektivansicht einer Substratablenkungsvorrichtung zum zweiseitigen
Drucken gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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3 ist
eine Seitenteilansicht der Vorrichtung von 1, die den
Betrieb der Vorrichtung von 2 beim Ablenken
eines Substrats zu einer Wartestation zeigt.
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4 ist
eine andere Seitenteilansicht der Vorrichtung von 1,
die den Betrieb der Vorrichtung von 2 beim Ablenken
eines Substrats zu einer Ausgabestation zeigt.
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5 ist
eine Perspektivansicht einer Substrattrans portvorrichtung zum zweiseitigen
Drucken gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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6 ist
eine Seitenteilansicht der Vorrichtung von 1, die einen
Betrieb der Vorrichtungen der 2 und 5 zeigt,
wobei ein Bogen in die Wartestation eintritt, während der vorherige Bogen aus
derselben entfernt wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird nun auf 1 Bezug genommen, die ein elektrographisches
Flüssigtoner-Mehrfarben-Abbildungssystem
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Die
Vorrichtung von 1 schließt eine Trommel 10 ein,
die sich in einer durch den Pfeil 11 angezeigten Richtung
dreht und die eine fotoleitende Oberfläche 12 aufweist, die
aus Selen oder irgendeinem anderen im Stand der Technik bekannten
Fotoleiter hergestellt ist. Wenn sich die Trommel 10 dreht, bewegt
sich die fotoleitende Oberfläche 12 an
einer Aufladevorrichtung 14 vorbei, wie z. B. einer Korona, die
wirksam ist, um die fotoleitende Oberfläche 12 auf eine im
allgemeinen gleichförmige
vorbestimmte Spannung aufzuladen. Eine weitere Drehung der Trommel 10 bringt
die aufgeladene fotoleitende Oberfläche 12 an einem Bilderzeuger 16 vorbei,
vorzugsweise einem Laserscanner, der wirksam ist, um einen Teil
der aufgeladenen fotoleitenden Oberfläche durch die Wirkung von einfallendem
Licht selektiv zu entladen, so dass auf derselben ein elektrostatisches latentes
Bild erzeugt wird, wobei sich die Bildbereiche auf einer ersten
Spannung und die Hintergrundbereiche auf einer zweiten Spannung
befinden.
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Eine
fortgesetzte Drehung der Trommel 10 bringt die fotoleitende
Oberfläche 12,
die das elektrostatische latente Bild trägt, in einen Entwicklungsbereich,
wo das latente Bild mittels einer Flüssigtoner-Entwickleranordnung
entwickelt wird, die allgemein durch das Bezugszeichen 18 bezeichnet ist.
Die Entwickleranordnung 18 schließt eine Entwicklerwalze 20,
die von der Trommel 10 in geringem Abstand angeordnet ist,
und eine Flüssigtoner-Sprühvorrichtung 22 ein.
Die Entwicklerwalze 20 dreht sich typischerweise in der
gleichen Richtung wie die Trommel 10, wie durch den Pfeil 21 angezeigt,
so dass die Oberfläche
der Trommel 10 und der Entwicklerwalze 20 in ihrem
Nahbereich entgegengesetzte Geschwindigkeiten aufweisen. Die Entwicklerwalze 20 ist
auf eine Spannung elektrisiert, die zwischen den Spannungen auf
den Hintergrund- und Bildbereichen des elektrostatischen latenten
Bildes auf der fotoleitenden Oberfläche 12 liegt.
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Die
Flüssigtoner-Sprühvorrichtung 22 führt dem
Nahbereich zwischen der fotoleitenden Oberfläche 12, die das latente
Bild trägt,
und der Oberfläche der
Walze 20 Flüssigtoner
zu, der geladene Tonerteilchen und Trägerflüssigkeit enthält. Als
Folge der relativen Unterschiede in den Spannungen zwischen den
Oberflächen
der Walze 20 und der Bild- und Hintergrundbereiche des
latenten Bildes haften Tonerteilchen selektiv an den Bildbereichen
der fotoleitenden Oberfläche 12,
und das latente Bild wird dadurch entwickelt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Flüssigtoner-Sprühvorrichtung 22 wirksam,
um aufeinanderfolgend eine Mannigfaltigkeit von pigmentierten Tonern
bereitzustellen, einen für
jede der Skalenfarben, mit oder ohne Schwarz oder andere Farben,
wie in der PCT-Veröffentlichung WO
90/14619 beschrieben. Andere Entwicklungsvorrichtungen, die im Stand
der Technik bekannt sind, können
in Abbildungsvorrichtungen, die die erfindungsgemäße Anordnung
zum zweiseitigen Drucken enthalten, auch verwendet werden.
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Nachdem
das latente Bild entwickelt worden ist, wird die fotoleitende Oberfläche 12 durch
eine Überschußflüssigkeit-Entfernungsanordnung 24 in Eingriff
genommen, wie z. B. eine Quetschwalze, die dazu dient, das Tonerbild
zu verdichten, die Menge an Trägerflüssigkeit
in demselben zu verringern und Trägerflüssigkeit aus den Hintergrundbereichen
auf der fotoleitenden Oberfläche 12 zu
entfernen. Die Quetschwalze 24 ist vorzugsweise aus elastischem, schwach
leitendem Polymerwerkstoff hergestellt und ist auf eine verhältnismäßig hohe
Spannung mit derselben Polarität
aufgeladen wie diejenige der Tonerteilchenladung.
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Stromabwärts der
Quetschwalze 24 kommt die fotoleitende Oberfläche 12,
die das entwickelte Bild trägt,
mit einem Zwischenübertragungselement 40 in
Eingriff, das eine Trommel oder ein Band sein kann. Das Zwischenübertragungselement 40 weist vorzugsweise
eine Oberfläche
auf, die einen elastischen schwach leitenden Polymerwerkstoff umfaßt und die
mittels eines Heizers 41 erwärmt werden kann. Alternativ
oder zusätzlich
kann das Zwischenübertragungselement 40 auf
ein elektrisches Potential mit einer Polarität aufgeladen sein, die entgegengesetzt
derjenigen des entwickelten Bildes ist.
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Das
Zwischenübertragungselement 40 dreht sich
in einer derjenigen der Trommel 10 entgegengesetzten Richtung,
wie durch den Pfeil 43 angezeigt, so dass zwischen ihren
jeweiligen Oberflächen
an ihren Berührungsstellen
im wesentlichen eine Relativbewegung Null auftritt. Wenn sich sowohl
die Trommel 10, die das entwickelte latente Bild trägt, als
auch das Zwischenübertragungselement 40 drehen,
wird das entwickelte Tonerbild auf der fotoleitenden Oberfläche 12 durch
elektrophoretische Übertragung
auf die Oberfläche
des Zwischenübertragungselementes 40 übertragen,
wie im Stand der Technik wohlbekannt ist.
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Verschiedene
Arten von Zwischenübertragungselementen
sind bekannt und werden beispielsweise in dem US-Patent 4,684,238,
der PCT-Veröffentlichung
WO 90/04216 und dem US-Patent 4,974,027 beschrieben.
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Nachdem
das Tonerbild von der fotoleitenden Oberfläche 12 auf das Zwischenübertragungselement 40 übertragen
worden ist, tritt die fotoleitende Oberfläche mit einer Reinigungsstation 49 in
Eingriff, die irgendeine herkömmliche
Reinigungsstation sein kann, wie sie im Stand der Technik bekannt
ist. Eine Lampe 50 entfernt hierauf jegliche Restladung,
die auf der fotoleitenden Oberfläche übrig geblieben
sein kann. Die Trommel 10 kehrt hierauf zu ihrer Ausgangsposition
zurück,
bereit zum Wiederaufladen und zu einem weiteren Abbildungszyklus.
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Nachdem
das entwickelte latente Bild von der fotoleitenden Oberfläche 12 auf
das Zwischenübertragungselement 40 übertragen
worden ist, wie vorstehend beschrieben, wird es wieder in einem zweiten Übertragungsarbeitsgang
vom Zwischenübertragungselement 40 auf
ein Endsubstrat 44 übertragen,
wie zum Beispiel einen Papierbogen. Die zweite Übertragung, die im allgemeinen
durch Wärme
und Druck unterstützt
wird, findet infolge des Eingriffs der Oberfläche des Zwischenübertragungselementes 42 mit
dem Substrat bei einem Spalt 45 statt, der mit der Oberfläche einer
Presswalze 42 gebildet ist. Die Walze 42 dreht
sich in einer derjenigen des Zwischenübertragungselementes 40 entgegengesetzten
Richtung, wie durch einen Pfeil 47 angezeigt. Auf eine
Weise, die ausführlicher
nachstehend beschrieben wird, wird das Substrat durch den Spalt 45 zugeführt, und
das entwickelte Bild wird auf die Seite des Substrats übertragen,
die dem Zwischenübertragungselement 40 zugekehrt
ist. An der Übertragungsstelle
wird das Bild infolge der Anwendung von Wärme und Druck am Spalt mindestens
teilweise geschmolzen und auf das Endsubstrat fixiert.
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Obwohl
bei der vorliegenden Erfindung eine breite Vielfalt von Tonern verwendet
werden kann, sind die bevorzugten Toner diejenigen, die für mindestens
ein teilweises Fixieren an der Übertragungsstelle
geeignet sind, beispielsweise der Flüssigtoner von Beispiel 1 des
US-Patentes 4,842,974. Wenn die bevorzugten Flüssigtoner verwendet werden,
werden die Temperatur und der Druck bei Übertragung auf das Substrat
so eingestellt, dass für
eine normale Handhabung des Bildes keine zusätzliche Schmelzvorrichtung
erforderlich ist.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
wird ein Pulvertonerentwicklungssystem verwendet. Bei einem derartigen
System sind die Eigenschaften des Toners und die Geschwindigkeiten,
Temperaturen und Drücke
der beteiligten Elemente derart, dass während der zweiten Übertragung
vorzugsweise mindestens ein teilweises Fixieren des Bildes auf dem
Papier stattfindet.
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Gleichzeitiges Übertragen
und Schmelzen von Flüssigtonerbildern
ist bekannt und wird beispielsweise im US-Patent 4,708,460 und in
der veröffentlichten
PCT-Anmeldung WO 90/4216 beschrieben.
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Das
Substrat 44 wird zu Beginn aus einer gefederten Ablage 68 (rechts
von der Presswalze 42 angeordnet), die angepaßt ist,
um einzelne Papierbogen oder irgendein anderes zur Aufnahme des
entwickelten Bildes geeignetes Substrat aufzunehmen, durch den Spalt 45 zugeführt. Der
oberste Bogen in der Ablage 68 kommt mit einer Walze 70 in
Eingriff, die sich ansprechend auf ein geeignetes Steuersignal im
Uhrzeigersinn dreht und bewirkt, dass sich der oberste Bogen lateral
in Richtung des Spalts 45 bewegt. Der Bogen wird mittels
einer fest angebrachten Platte 72 und einem oder mehreren
Paaren von Rädern,
die an der Platte 72 und am Ende eines Arms 74 angebracht
sind, der schwenkbar an der Walze 70 angebracht ist, in
Richtung auf den Spalt geführt. Eine
Greifeinrichtung 76, die auf der Presswalze 42 angebracht
ist, ist wirksam, um die Vorderkante des Substrats zu greifen, wenn
es der Walze 42 zugeführt wird.
Das Substrat wird hierauf in Richtung der Umdrehung der Walze 42 durch
den Spalt transportiert.
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Nachdem
das Substrat durch den Spalt 45 transportiert worden ist
und das entwickelte Bild auf das Substrat übertragen worden ist, gibt
die Greifeinrichtung 76 das Substrat aus dem Eingriff mit
der Walze 42 frei. Gemäß einer
bevorzugten Aus führungsform
der Erfindung wird das Substrat hierauf auf eine nachstehend ausführlicher
beschriebene Weise direkt entweder zu einer Ausgabeablage 80 oder
zu einer Wartestation 82 transportiert. Für Mehrfarbenabbilden,
das für
jede der Skalenfarben eine separate Bildübertragung erfordert, hält die Greifeinrichtung 76 ihren
Griff auf das Substrat aufrecht, wenn das Substrat wiederholt um
die Presswalze 42 und durch den Spalt 45 transportiert
wird, bis sämtliche
Farbbilder auf das Substrat übertragen
worden sind. Nur dann gibt die Greifeinrichtung 76 das
Substrat 44 zum Transport entweder zur Ausgabeablage 80 oder
Wartestation 82 frei.
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Es
wird nun auch auf 2 Bezug genommen, die eine Perspektivansicht
einer Substratablenkungsvorrichtung 81 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Ablenkungsvorrichtung 81 schließt eine
Welle 87 ein, die mittels Abstandshaltern 88,
die sich frei um die Welle 87 drehen, von der Presswalze 42 beabstandet ist.
Paare von Armen 89, deren entgegengesetzte Endteile bei
Drehpunkten 92 schwenkbar an Paaren von Armen 93 angebracht
sind, sind an der Welle 87 fest angebracht. Räder 90,
die mit einer motorisierten Walze 86 in Eingriff stehen,
sind an den entgegengesetzten Endteilen der Arme 93 drehbar
angebracht. Eine Feder 94 am Drehpunkt 92 ist
wirksam, um die Räder 90 unter
Federdruck auf die Oberfläche
der Walze 86 zu drücken.
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Nach
einer vollständigen Übertragung
der Tonerbilder auf die Seite des zu bedruckenden Substrats öffnet sich
die Greifeinrichtung 76 und gibt das Substrat an einer
Stelle direkt oberhalb eines Abstreifers 91 frei, wie in 2 gezeigt.
Das Substrat wird folglich von der Oberfläche der Presswalze 42 weg und
längs der
Fläche
des Abstreifers 91 in Richtung des Spalts gelenkt, der
durch die Walze 86 und die Räder 90 begrenzt wird.
Wenn sich die Walze 86 wie gezeigt dreht, wird das Substrat
durch den Spalt gezogen und durch die Wirkung des Spalts entweder zur
Wartestation 82 (wie in 3 gezeigt)
oder zur Ausgabeablage 80 (wie in 4 gezeigt) abgelenkt. Eine
Nut 97 in der Welle 87 ermöglicht eine axiale Positionierung
der Arme 89 längs
der Welle 87, so dass verschiedene Substratgrößen besser
aufgenommen werden.
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Wenn
man wünscht,
ein Bild auf die zweite Seite des Substrats zu drucken, wird das
Substrat zur Wartestation 82 abgelenkt, wie in 3 gezeigt.
In einem solchen Fall dreht sich die Welle 87 vor dem Freigeben
des Substrats aus der Greifeinrichtung 76 geringfügig gegen
den Uhrzeigersinn, was zur Streckung der Arme 89 und 93 am
Drehpunkt 92 führt,
so dass der effektive Winkel zwischen den Armen 89 und 93 nahe
bei 180° liegt.
Diese Streckung des Arms 93 führt zu einer Verschiebung der
Räder 90 längs der
Oberfläche
der Walze 86 in einer Richtung weg von der Presswalze 42.
Wenn das Substrat durch den Spalt hindurchgezogen ist, der durch
die Walze 86 und die Räder 90 begrenzt
wird, ist der Freigabewinkel derart, dass das Substrat 44 zur
Wartestation 82 transportiert wird, wie in 3 gezeigt. Die
Endübergabeposition
des Substrats 44 wird durch das Bezugszeichen 44A bezeichnet.
Man beachte, dass die Hinterkante des Substrats auf den Rädern 102 liegt,
deren Wirkungsweise nachstehend in Verbindung mit den 5 und 6 beschrieben wird.
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Wenn
die Bildübertragung
auf das Substrat beendet worden ist (beispielsweise, wenn das Drucken
auf beide Seiten des Substrats beendet ist oder ein einseitiges
Drucken gewünscht
ist), wird das Substrat zur Ausgabeablage 80 abgelenkt,
wie in 4 gezeigt. In einem solchen Fall dreht sich die
Welle 87 vor der Freigabe des Substrats aus der Greifeinrichtung 76 geringfügig im Uhrzeigersinn,
was zum Schließen
der Arme 89 und 93 beim Drehpunkt 92 führt, so
dass der effektive Winkel zwischen ihnen nahe bei 90° liegt. Dieses
Schließen
führt zu
einer aufwärts
gerichteten Verschiebung der Räder 90 auf der
Oberfläche
der Walze 86. Wenn das Substrat durch den Spalt, der durch
die Walze 86 und die Räder 90 begrenzt
wird, hindurchgezogen ist, ist der Freigabewinkel derart, dass das
Substrat 44 zur Ausgabeablage 80 transportiert
wird, wie in 4 gezeigt.
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Ein
Paar von Teilringen 95 ist längs der Walze 86 angeordnet
(sie drehen sich aber nicht mit der Walze 86), wie in 2 gezeigt,
um für
eine geringfügige
Durchbiegung der Seiten des Substrats 44 zu sorgen, wenn
es mit der Walze 86 in Eingriff tritt, wodurch seine scheinbare
Steifigkeit erhöht
wird und sichergestellt ist, dass es richtig zur Ausgabeablage 80 abgelenkt
wird. Die Teilringe 95 sind so angeordnet, dass sie mit
dem Substrat 44 nicht in Eingriff treten, wenn das Substrat
an die Wartestation übergeben werden
soll, da die zusätzliche
Steifigkeit das erforderliche Durchbiegen des Substrats beim Verlassen des
Spalts behindern würde.
Die Ringe 95 sind längs der
Oberfläche
der Walze 86 verschiebbar, um verschiedene Substratgrößen aufzunehmen.
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Es
wird nun auch auf 5 Bezug genommen, die eine Perspektivansicht
einer Substrat-Transportvorrichtung zum zweiseitigen Drucken gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt, die allgemein durch das Bezugszeichen 78 bezeichnet
ist. Die Transportvorrichtung 78 schließt vorzugsweise einen Satz
von gummierten Rädern 102 ein,
die auf einer motorisierten Welle 79 befestigt sind und
die durch Öffnungen 101 in
einer Platte 100, die zwischen der Presswalze 42 und
der Wartestation 82 seitlich im Abstand angeordnet ist, vorstehen.
Ein gekrümmter
Arm 104 ist schwenkbar an der Platte 78 befestigt,
und an dem entgegengesetzten Endteil des Arms 104 ist eine
Stange 106 angebracht. Auf der Stange 106 befindet
sich ein Satz von sich frei drehenden Rändelrädern 103, die mit den
Rädern 102 fluchten.
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Wenn
das Substrat an die Wartestation 82 übergeben wird, befindet sich
der Arm 104 in einer "oberen" geöffneten
Position, wie in den 3 und 5 gezeigt,
und das, was die Hinterkante des Substrats war, fällt auf
die Räder 102.
Auf ein geeignetes Signal hin schwenkt der Arm 104 zu einer "geschlossenen" unteren Position,
wie in 6 gezeigt, und die Kante des Substrats wird dann
in einem Spalt gehalten, der durch die Räder 102 und die Räder 103 begrenzt
wird. Eine motorisierte Welle 79 und die Räder 102 drehen
sich hierauf im Uhrzeigersinn wie gezeigt und transportieren das
Substrat durch den Spalt zur Presswalze 42. Alternativ
drehen sich die Räder 102 fortwährend, bewegen
aber das Papier nur dann, wenn der Arm 104 geschlossen
ist.
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Die Übergabe
des Substrats an die Presswalze 42 ist zeitlich derart
festgelegt, dass die Greifeinrichtung 76 geeignet angeordnet
ist, um die Kante des Substrats aufzunehmen, wenn es die Walze 42 erreicht.
Vorzugsweise ist die Drehgeschwindigkeit der Räder 102 derart, dass
sich das Papier schneller bewegt als die Oberfläche der Walze 42.
Dies besitzt einen doppelten Vorteil. Zuerst ist die zeitliche Steuerung
des Schließens
des Arms 104 weniger kritisch, da der Arm spät geschlossen
werden kann, indem man zuläßt, dass
sich das Substrat krümmt,
wie in 6 gezeigt. Zweitens verbessert die sich ergebende
Krümmung
die Ausrichtung, indem ermöglicht wird,
dass die Kante des Papiers gegen die Greifer anstößt. Um die
richtige Platzierung des Papiers in den Greiferarmen zu unterstützen, ist
eine von der Walze 42 in geringem Abstand angeordnete Führung 60 vorgesehen.
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Das
Substrat wird hierauf um die Presswalze 42 herum und durch
den Spalt 45 vorgeschoben. Es ist ersichtlich, dass es
sich bei diesem Hindurchbewegen durch den Spalt 45 um die
zweite Seite des Substrats handelt, die dem Zwischenübertragungselement 40 zugekehrt
ist, und dass dadurch eine Duplexbildübertragung erreicht wird. Da
die Vorderkante des Substrats während
einer Duplexübertragung die
Hinterkante während
der Bildübertragung
auf die erste Seite gewesen ist, muß das Bild, das auf die Duplexseite übertragen
wird, invertiert sein, um dieselbe Ausrichtung auf beiden Seiten
des Substrats zu erhalten.
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Es
ist ein spezielles Merkmal von einigen Ausführungformen der vorliegenden
Erfindung, dass zu jedem Zeitpunkt nicht mehr als ein Substrat in
der Wartestation 82 angeordnet ist. Wie in 6 gezeigt, ist
die Vorrichtung derart konfiguriert, dass ein Substrat 44', das in der
Wartestation 82 gewesen ist, zum selben Zeitpunkt zum zweiseitigen
Drucken zurück zur
Walze 42 transportiert wird, zu dem ein anderes Substrat 44'' an die Wartestation 82 übergeben
wird. Auf diese Weise befindet sich die Vorrichtung in einem beinahe
konstanten Betrieb, ohne dass irgendwelche Umdrehungen ungenutzt
bleiben. Folglich ermöglicht
die vorliegende Erfindung ein fortwährendes zweiseitiges Drucken
ohne komplizierte Wiederzufuhrmechanismen oder Mehrbogen-Pufferspeicherung.
Infolgedessen brauchen im Falle von Blockierungen oder anderen Problemen,
die eine Unterbrechung beim Betrieb hervorrufen, nicht mehr als
zwei Bogen ausgesondert oder neu bedruckt zu werden, wenn das System
neugestartet wird.
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Es
ist auch ersichtlich, dass die Erfindung die Möglichkeit von sowohl einseitigem
als auch zweiseitigem Drucken liefert und im Zusammenhang mit zweiseitigem
Drucken mehrere verschiedene Drucksequenzen möglich sind.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, die den Wirkungsgrad der Vorrichtung maximiert, wird
die erste Seite des ersten Substrats bedruckt, und das Substrat
wird an die Wartestation 82 übergeben. Hierauf wird die
erste Seite eines zweiten Substrats bedruckt. Während dieses Substrat an die
Wartestation 82 übergeben wird,
wird das erste Substrat aus derselben entfernt und zur Presswalze
zum Drucken auf seine zweite Seite übergeben. Während das erste Substrat an
die Ausgabeablage übergeben
wird, wird das zweite Substrat aus der Wartestation entfernt und
zur Presswalze zum Drucken auf seine zweite Seite übergeben.
Das zweite Substrat wird hierauf an die Ausgabeablage übergeben.
Dieser Prozess wird wiederholt, bis sämtliche erforderlichen Drucke
beendet sind.
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In
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, die den Wirkungsgrad der Vorrichtung maximiert, wird
die erste Seite eines ersten Substrats bedruckt, und das Substrat
wird an die Wartestation 82 übergeben. Hierauf wird die
erste Seite eines zweiten Substrats bedruckt. Während dieses Substrat an die
Wartestation 82 übergeben wird,
wird das erste Substrat aus derselben entfernt und zum Drucken auf
seine zweite Seite an die Presswalze übergeben. Während das erste Substrat an
die Ausgabeablage übergeben
wird, wird das dritte Substrat zum Drucken auf seine erste Seite
an die Vorrichtung übergeben,
gefolgt vom Bedrucken der zweiten Seite des zweiten Substrats. Dieser
Prozess eines alternierenden Bedruckens der zweiten Seite eines
Substrats in der Wartestation und der ersten Seite eines neuen Substrats
setzt sich fort, bis sämtliche
erforderlichen Drucke beendet sind.
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Es
versteht sich, dass die Drucke auf irgendwelchen zwei sich folgenden
Substraten nicht dieselben sein müssen. In der Tat ist das erfindungsgemäße Duplexgerät besonders
zum elektronischen Kollationieren geeignet, bei dem eine Anzahl
von aufeinanderfolgenden Seiten mit verschiedenen Bildern bedruckt
werden, um einen Satz zu bilden, der dann durch ein fakultatives
Endbearbeitungsgerät
gebunden wird und aus dem Drucker übergeben wird. Die zu druckenden
Bilder werden vorzugsweise in einem schnellen Speicher gespeichert
und werden nacheinander an den Laser-Bilderzeuger übergeben,
um die aufeinanderfolgenden Bilder auf der Oberfläche der Trommel 10 zu
erzeugen.
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Für Fachleute
ist es ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf
beschränkt
ist, was vorstehend insbesondere dargestellt und beschrieben worden
ist. Vielmehr ist der Bereich der vorliegenden Erfindung nur durch
die folgenden Ansprüche
definiert.