DE69735764T2

DE69735764T2 - Elektrographische farbdruckvorrichtung

Info

Publication number: DE69735764T2
Application number: DE69735764T
Authority: DE
Inventors: Dirk Costrop; Leo Vackier; Robert Janssens
Original assignee: Punch Graphix International NV
Current assignee: Xeikon Manufacturing NV
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2017-08-08
Also published as: WO1998007073A1; EP0917670A1; JP2000516350A; EP0917670B1; DE69735764D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrostatographische Farbdruckvorrichtung, in welcher aufeinanderfolgend verschiedene Farbtonerbilder von einem Aufzeichnungselement in der Form eines Endlosbandes in einer überlagerten Aufzeichnung auf ein Empfangsblatt übertragen werden.
Beschreibung des Standes der Technik
In einer elektrostatographischen Schwarzweiß-Druckvorrichtung wird ein photoleitfähiges Element auf ein im Wesentlichen gleichförmiges Potential aufgeladen, um dessen Oberfläche zu sensibilisieren. Der aufgeladene Abschnitt des photoleitfähigen Elements wird bildweise belichtet. Eine Belichtung des aufgeladenen photoleitfähigen Elements dissipiert selektiv in den darauf beleuchteten Bereichen die Ladung. Somit wird ein elektrostatisches latentes Bild auf dem photoleitfähigen Element entsprechend den informativen Bereichen aufgezeichnet, die in dem zu reproduzierenden Originaldokument enthalten sind. Nachdem das elektrostatische latente Bild auf dem photoleitfähigen Element aufgezeichnet ist, wird das latente Bild durch ein in Kontakt bringen dessen mit einem Toner entwickelt. Dies bildet ein entwickeltes Tonerbild auf dem photoleitfähigen Element, welches nachfolgend zu einem Empfangsblatt übertragen wird. Das Empfangsblatt wird dann aufgeheizt, um permanent das Tonerbild in einer Bildkonfiguration darauf zu fixieren.
Ein Mehrfarb-elektrophotographisches Drucken ist im Wesentlichen zu dem zuvor beschriebenen Schwarz-Weiß-Drucken identisch. Jedoch werden statt dem Bilden eines einzelnen latenten Bildes auf der photoleitfähigen Oberfläche aufeinanderfolgende latente Bildteile entsprechend verschiedener Farben darauf aufgezeichnet. Jedes einzelne elektrostatische latente Farbbild wird mit einem Toner einer dazu entsprechenden Komplementärfarbe entwickelt. Dieser Prozess wird für eine Mehrzahl von Zyklen für verschieden gefärbte Bilder und ihre entsprechend komplementär gefärbten Toner wiederholt. Jedes einzelne Farbtonerbild wird auf das Kopierblatt in einer überlagerten Aufzeichnung mit dem vorherigen Tonerbild übertragen, um ein mehrlagiges Tonerbild auf dem Kopierblatt zu erzeugen. Danach wird das mehrlagige Tonerblatt permanent auf dem Empfangsblatt fixiert, um eine farbige Kopie oder einen farbigen Druck zu erzeugen.
Überlagert aufgezeichnete Tonerbilder können auf verschiedene Weisen erhalten werden.
Gemäß einer Technik werden die getrennten Ladungsbilder auf dem leitfähigen Element selbst entwickelt, das heißt, eine sog. Hinzufügungsentwicklung, nach welcher die Übertragung des kompletten Bildes auf das Empfangsblatt in einem Schritt stattfinden kann. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass nur das aller erste Teilbild auf dem photoleitfähigen Element ohne Schwierigkeiten gebildet werden kann. Für jedes nachfolgende Teilbild muss die Belichtung die Menge des bereits vorliegenden Toners auf dem photoleitfähigen Element berücksichtigen, der Toner muss ausreichend transparent für die belichtende Wellenlänge sein und die nächsten Magnetbürsten sollen nicht das vorhergehende Bild beschädigen.
Gemäß einer anderen Technik werden die getrennten Ladungsbilder mit dem geeigneten Toner, während sie auf dem photoleitfähigen Element sind, ohne Überlagerung entwickelt. Die verschiedenen Tonerbilder werden dann auf einem Zwischenmedium akkumuliert, welches in der Regel ein sehr weiches Material, wie zum Beispiel Gummi, in der Form eines Zylinders oder Bandes ist. Eine Übertragung von diesem Medium auf das Empfangsblatt findet in einem Durchgang statt. Nachteile des Systems sind, dass jedes Tonerbild zweimal übertragen wird, wodurch die Bildqualität reduziert wird, und dass diese Vorrichtung komplexer wird.
Eine weitere Technik beinhaltet ein Entwickeln der verschiedenen Teilbilder auf einem photoleitfähigen Element ohne Akkumulation und ein Übertragen der verschiedenen entwickelten Tonerbilder überlagert auf dem Empfangsblatt. Das letztere kann auf einem geeigneten Träger befestigt sein, der das Blatt viermal entlang des lichtempfindlichen Elements vorbeiführt, um die entsprechenden Tonerbilder aufzunehmen. Nachteile können die komplexeren Papierpfade mit einem erhöhten Risiko für einen Papierstau sein, die Begrenzung des Durchsatzes als eine Konsequenz der wiederholten Durchführungen (gewöhnlich vier) des Papiers entlang des photoleitfähigen Elements und die begrenzte Auswahl von Empfangsblättern, die verwendet werden können.
Ein weiterer schwerwiegender Nachteil wird durch das Vorliegen des Empfangsblattträgers in dem elektrostatischen Feld der Bildübertragungsstation verursacht. Jeder Defekt eines solchen Trägers verursacht einen Defekt auf dem entsprechenden Ort des Empfangsblattes.
Ein weiteres System ist ein Kopiersystem mit Entwicklungsstationen zum aufeinanderfolgenden Entwickeln elektrostatischer latenter Bilder auf der Oberfläche eines aufzeichnenden Elements in der Form eines Endlosbandes, um Tonerbilder auf solch einem Band zu bilden, elektrostatischen Übertragungsstationen zum aufeinanderfolgenden Übertragen der Tonerbilder von dem Band in Überlagerung auf ein Empfangsblatt, das von einem tragenden Band durch die Übertragungsstationen geführt wird, während es in Kontakt mit einem aufzeichnenden Bandabschnitt darin ist, um ein Mehrfarbbild zu bilden, und einer aufzeichnenden Bandführungseinrichtung zum Führen des Bandes in einem gefalteten Pfad zwischen den Übertragungsstationen, um einen Bildpuffer zwischen benachbarten Übertragungsstationen zu bilden. Eine Vorrichtung, die das beschriebene System ausführt, ist in der US-A-4 751 549 beschrieben. Obwohl diese Maschine von dem Standpunkt der Einfachheit des von dem Empfangsblatt durchlaufenen Pfades interessant ist, wobei ein Papierstau wahrscheinlich nicht auftritt, entsteht ein Problem durch die Genauigkeit des Antriebs des Empfangsblattes synchron zu dem photoleitfähigen Band. Ferner ist dieses System mit dem selben Defekt behindert, wie das zuvor beschriebene, das heißt, die Gegenwart des Trägers für das Empfangsblatt in dem elektrostatischen Feld der Übertragungsstationen. Ebenso läuft das Übertragungsband in Kontakt mit der photoleitfähigen Oberfläche des Aufzeichnungsbandes und dies reduziert merklich die Lebensdauer und erfordert daher einen baldigen Ersatz des Übertragungs- und/oder Aufzeichnungsbandes.
Ein anderes Kopiersystem ist in der US-A-4 251 154 beschrieben. Dieses Kopiersystem enthält Entwicklungsstationen zum aufeinanderfolgenden Entwickeln von elektrostatischen latenten Bildern auf der Oberfläche eines Aufzeichnungselements in der Form eines Endlosbandes, um Tonerbilder auf solch einem Band zu bilden, und ein Übertragungsmechanismus ist benachbart auf dem Band angeordnet, um die Tonerbilder in Überlagerung auf einer Seite des Empfangsblattes zu übertragen. Dieser Übertragungsmechanismus beinhaltet Aufzeichnungsrollen, die zwischen benachbarten Übertragungsstationen angeordnet sind, die das Empfangsblatt von dem Kontakt mit dem Band entfernen und es in Überlagerung mit dem nächsten Tonerbild auf dem Band an die nächste Übertragungsstation zurückführen. Ein Nachteil dieses Kopierens ist sein komplizierter Papierpfad, der das Risiko eines Papierstaus erhöht: ein Empfangsblatt macht eine komplett geschlossene Schleife, wenn es von einem Aufzeichnungsroller aufgenommen ist. Darüber hinaus ist die komplizierte Handhabung des Empfangsblattes Ursache für eine Fehlanordnung und Aufzeichnungsfehler. Ferner kann der Kopierer nur Empfangsblätter mit einem geringen Papiergewicht handhaben, da die Blätter um die Aufzeichnungsrollen gebogen werden.
Eine andere Vorrichtung, die mit einem lichtleitfähigen Endlosband betrieben wird ist in der EP A1 0 258 863 beschrieben. In dieser Vorrichtung beinhalten die verschiedenen Farbdruckabschnitte Lösch-, Auflade-, Belichtungs-, Entwicklungs- und Säuberungsstationen, die zwischen den aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen angeordnet sind.
Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist der angesteuerte Pfad des Empfangsblattes zwischen aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen, sodass ein Aufzeichnen des bestimmten Teilbildes unbefriedigend sein kann. Ein anderer Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass alle elektrophotographischen Untersysteme (hier: Löschen, Aufladen, Belichten und Säubern) für jede Farbe benötigt werden, was zu einem teuren System führt. All dies erhöht die Komplexität des Konstruktionsdesigns der Vorrichtung und seinen Unterhalt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrophotographische Farbdruckvorrichtung des genannten Typs bereitzustellen, der einen einfachen und sicheren Pfad für das Empfangsblatt ermöglicht, sodass eine hohe Aufzeichnungsgenauigkeit und eine sehr geringe Staurate erhalten werden kann.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung des vorgenannten Typs bereitzustellen, der für ein Duplexdrucken geeignet ist.
Es ist eine weitere Aufgabe eine Farbdruckvorrichtung bereitzustellen, die die Verwendung von Empfangsblättern mit einem großen Papiergewichtsbereich ermöglicht, das heißt einem Bereich der sich mindestens von 60 bis 500 g pro Quadratmeter erstreckt.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Druckvorrichtung bereitzustellen, die weniger innenlaufende Empfangsblätter benötigt.
Beschreibung der Erfindung.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine elektrostatographische Farbdruckvorrichtung:

– eine Belichtungseinrichtung zum Bilden aufeinanderfolgender elektrostatischer Bilder auf der Oberfläche eines Aufzeichnungselements in der Form eines Endlosbandes
– Entwicklungsstationen zum aufeinanderfolgenden Entwickeln solcher elektrostatischer latenter Bilder um Tonerbilder auf dem Band zu formen, und
– elektrostatische Übertragungsstationen zum aufeinanderfolgenden Übertragen der Tonerbilder von dem Band in Überlagerung auf ein Empfangsblatt, das durch solche Übertragungsstationen geführt wird, während es in Kontakt mit einem darin befindlichen Bandabschnitt ist, um ein Mehrfarbbild zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport des Empfangsblattes durch die Übertragungsstationen durch Reibungskontakt der Blätter mit den entsprechenden Bandabschnitten in den Stationen unter dem Einfluss von elektrostatischen Anziehungskräften, der Abwesenheit eines bewegenden Stützbandes stattfindet, und die Übertragungsstationen derart nah zueinander angeordnet sind, dass sie eine richtende Einrichtung beinhalten, die eine Bewegungsrichtung an die entsprechenden Betriebsabschnitte des Endlosbandes übermitteln, das derart ist, dass ein Empfangsblatt, welches eine solche Übertragungsstation verlässt, in geeigneten Kontakt mit dem entsprechenden Bandabschnitt der nächsten Übertragungsstation gebracht wird, und dass mindestens zwei der Entwicklungsstationen zwischen den Belichtungseinrichtungen und der ersten Übertragungsstation angeordnet sind.

In manchen Fällen, wie bei sehr leichtgewichtigen Empfangsblättern, das heißt Blättern mit einem Gewicht von weniger als 60g/m² oder Blättern, die tendieren sich aufzurollen, kann es wünschenswert sein, eine Steuerung der reproduzierbaren Aufnahme der führenden Kante durch das Aufzeichnungsband zu verbessern. Dies kann mittels Düsen erfolgen, die Luftströme erzeugen, die auf die Rückseite des Empfangsblattes gerichtet sind. Ferner können stationäre Führungselemente in der Form von Fingern, flexible „Drähte" oder ähnlichem bereitgestellt werden, um eine solche Steuerung durchzuführen.
Der Begriff „Aufzeichnungsblatt", wie weiter in der vorliegenden Beschreibung verwendet, bezeichnet ein Blatt Papier, Plastik, ein Laminat beider oder ähnliches, auf welchem das übertragene Bild empfangen wird. Dieses Blatt kann das Endprodukt eines solchen sein, aber es kann auch einen Zwischenschritt in dem Reproduzierungsverfahren bilden, es kann, nach einer geeigneten Behandlung, als sog. Übertragungselement, zum Beispiel als eine Druckplatte zum Drucken von Bildern mit planographischer Drucktechnik auf einen finalen Träger bilden.
Der Ausdruck „Farbe" ist nicht strikt auf die Entwicklung von üblichen farbgetrennten Bildern durch magentafarbene, zyanfarbene, gelbfarbene und schwarze Toner begrenzt, sondern schließt auch die Produktion von Bildern mittels mehr als drei Farben ein, mittels verschiedener Schattierungen einer Farbe, zum Beispiel verschiedenen Grauschattierungen, die Überdeckung oder Beschichtung eines Bildes können bildweise aufgebrachter transparenter, farbiger, fluoreszierender oder anderweitig behandelter Lack oder ähnliches sein.
Der Ausdruck „drucken" steht in erster Linie für einen Drucker, der ein Ausgangsdruckbild erzeugt, indem das Bild in einer Serie von horizontalen Scanlinien abgelegt wird, wobei jede Linie eine gegebene Anzahl von Pixeln pro Inch aufweist. Eine Belichtungsstation zum Belichten der Aufzeichnung kann einen Laser mit einem rotierenden Spiegelblock, einer LED-Zeile, einer uniformen Lichtquelle, und einer Mehrzahl von individuell steuerbaren Lichtventilen, einer Anordnung mit deformierbaren Mikrospiegelvorrichtungen, etc. aufweisen. Jedoch beinhaltet der Ausdruck ebenso eine Vorrichtung, in welcher die Belichtung des Aufzeichnungselements durch die optische Projektion eines Gesamtbildes, wie in einem Kopierer, erfolgt, siehe zum Beispiel US-A-4 751 549, die zuvor genannt wurde.
Der Ausdruck "Aufzeichnungselement" bezieht sich in erster Linie auf ein Endlosband, welches gebildet ist aus oder beinhaltet: eine Schicht aus einem organischen oder einem inorganischen Lichtleiter oder Photoleiter, der uniform elektrostatisch aufgeladen werden kann, und danach bildweise durch eine geeignete Gesamt- oder abtastende Belichtung entladen wird.
Jedoch beinhaltet dieser Ausdruck auch ein Endlosband, das aus einem organischen Film gemacht ist, das überhaupt keine Photoleitfähigkeit aufweist, und welches bildweise elektrostatisch mit einem Ionenstrahlfeld aufgeladen wird. Aus diesem Grund wurde der Ausdruck „elektrostatographisch" in der Beschreibung der Erfindung verwendet.
Geeignete Ausführungsformen einer Druckvorrichtung nach der Erfindung sind wie folgt.
Die Vorrichtung beinhaltet eine Bandführungseinrichtung zum Führen des Bandes in einem gefalteten Pfad zwischen den Übertragungsstationen, um einen Bildpuffer zwischen benachbarten Übertragungsstationen zu bilden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass nur eine Belichtungsstation benötigt wird, die das entsprechende Teilbild in Abfolge auf das Aufzeichnungsband belichtet. Ein anderer Vorteil ist, dass eine Löschstation, eine Aufladungsstation und eine Reinigungsstation nur zum Löschen, Aufladen und Reinigen des Lichtleiters für die getrennten Teilbilder benötigt wird.
Die verschiedenen Bilder werden in geeigneter Farbe entwickelt und durch die vorgenannten Pufferzonen transportiert, bis der Moment zum „simultanen" progressiven Tonerbild übertragen erreicht ist.
Die Entwicklungsstationen können alle zwischen den Entwicklungseinrichtungen und der ersten Übertragungsstation angeordnet sein. Dies ermöglicht die Anordnung von solchen Entwicklungsstationen in einer gruppierten Weise, die aus Gründen eines Konstruktionsdesigns interessant sein kann und der Vorrichtung dient. Die gleichen Vorteile gelten für die Übertragungsstationen, die nun, aufgrund der Abwesenheit der Belichtungsstationen innerhalb der Schleifen des Aufzeichnungsbandes, kompakter sind und einfacher zu entwerfen sind.
Ferner benötigt diese Konstruktion nur eine Säuberungs- und eine Löschstation, sodass eine kompakte Installation erhalten werden kann.
Diese Überlegungen werden noch wichtiger, falls die Druckvorrichtung nach der Erfindung ein Duplexdrucker oder ein Typ ist, welcher eine bildgebende Einrichtung auf jeder Seite des Pfades eines Empfangsblattes durch die Vorrichtung aufweist. Weitere Ausführungsformen eines Druckers gemäß der Erfindung sind wie folgt.
Die vorgenannte richtende Einrichtung beinhaltet zwei parallele Bandführungsrollen, die einen gesteuerten linearen Pfad x zu dem Bandabschnitt zwischen zwei solchen Führungsrolle I in jedem Übertragungsabschnitt vermitteln.
Der Durchmesser solcher Rollen ist kleiner als 50mm und geeigneterweise kleiner als 25mm.
Die Länge x des linearen Pfades ist nicht größer als 120mm.
Der nicht unterstützte Abstand eines Blattes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen ist nicht größer als die Distanz, über welche ein Blatt in Kontakt mit einem Bildübertragungsbandabschnitt einer solchen Station ist. Geeigneterweise ist ein solch nicht unterstützter Abstand nicht größer als 70 mm.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen
1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Duplexfarbdruckers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, der mit einer Belichtungsstation für jede Blattseite betrieben wird,
2 ist ein Detail von 1, das eine Ausführungsform einer Tonerbildübertragungsstation zeigt,
3 ist eine schematische Ansicht, die Farbbildteile zeigt, die auf einem photoleitfähigen Aufzeichnungsband erzeugt werden,
4 ist eine schematische Ansicht eines Bildpuffers,
5 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Bildformungsstation, die mit zwei Belichtungsstationen betrieben wird,
6 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Duplexdruckers, der mit verschiedenen Aufzeichnungsbändern und verschiedenen Belichtungsstationen betrieben wird,
7 ist eine schematische Ansicht einer Farbbildübertragungsanordnung, in welcher das Empfangsblatt einem gekrümmten Pfad folgt, und
8 ist eine Anordnung, in welcher ein Empfangsblatt zum Folgen eines Pfades, der konkav über 180° gekrümmt ist, gezwungen wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines elektrophotographischen Duplexfarbdruckers.
Der Drucker beinhaltet ein lichtdichtes Gehäuse 10, welches im Inneren einen Stapel 12 von zu bedruckenden Blättern aufweist, die auf eine Plattform 13 geladen sind, deren Höhe in Übereinstimmung mit der Abmessung des Stapels angepasst ist, und an der Außenseite eine Plattform 14, auf welcher die bedruckten Blätter empfangen werden.
Ein zu bedruckendes Blatt wird von dem Stapel 12 durch einen Aufnahmemechanismus 15 entfernt, welches ein aus dem Stand der Technik bekannter Mechanismus wie ein Reibungsroller, ein Reibungspad, ein Saugnapf oder ähnliches zum Entfernen des obersten Blattes von dem Stapel 12 sein kann.
Das entfernte Blatt wird durch eine Ausrichtungsstation 16 geleitet, die die longitudinale und laterale Ausrichtung des Blattes vor seinem Start durch die Station und die Steuerung des Bildsystems ausrichtet. Wenn das Blatt die Ausrichtungsstation verlässt, folgt es einem geradlinig horizontalen Pfad 17 bis zu einem Auslass 18 des Druckers. Die Geschwindigkeit des Blattes, nachdem es in diesen Pfad eintritt, wird durch ein angetriebenes Andruckrollerpaar 47 bestimmt.
Die folgenden Verarbeitungsstationen sind entlang des Pfades 17 angeordnet.
Eine erste Bildformungsstation 20, die in einer Strichpunktlinie angedeutet ist, zum Aufbringen eines Farbbildes auf die Oberseite des Blattes und eine zweite Station 21 zum Aufbringen eines Farbbildes auf seine Unterseite. Eine Pufferstation 23 mit einem Endlosband 24 zum Transportieren des Bandes 24 zu einer Fixierstation 25, während es möglich ist die Geschwindigkeit des Blattes zu ändern, da die Geschwindigkeit der Fixierung verschieden von der Geschwindigkeit der Bildformung sein kann.
Beide Bildformungsstationen 20 und 21 sind zueinander ähnlich, nur die Station 20 wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
Ein endloses Lichtleiterband 26 wird über eine Mehrzahl von Laufrollen 27 geführt, um einem Pfad in die Richtung eines Pfeils 22 zu folgen, um aufeinanderfolgende Abschnitte der lichtleitenden bzw. photoleitenden Oberfläche sequentiell durch die vielfältigen Verarbeitungsstationen fortzuführen, die um dessen Bewegungspfad angeordnet sind. Das Band kann geeigneterweise ein Polyethylen-Terephalat-Träger sein, welcher auf der Außenseite seiner Schleife mit einer Haftschicht versehen ist, auf welcher eine lichtleitfähige Schicht aufgebracht wurde. Eine Einrichtung (nicht gezeigt) zum Antreiben des Bandes mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit und zum Steuern seiner lateralen Position ist vorgesehen.
Anfänglich verläuft ein Abschnitt des lichtleitfähigen Bandes 26 durch eine Aufladungsstation 28. Bei einer Aufladungsstation lädt eine Korona-erzeugende Vorrichtung das Band elektrostatisch auf ein relativ hohes im Wesentlichen gleichförmiges Potential auf. Danach wird das Band zu der Belichtungsstation 29 weiterrotiert, welche das lichtleitfähige Band belichtet, um aufeinanderfolgend vier latente getrennte Farbbilder aufzuzeichnen. Die Belichtungsstation beinhaltet einen ROS (Rasterausgangsscanner) 30 mit einem Laser mit einem rotierenden Polygonspiegelblock, der das Ausgangsdruckbild durch Ablegen des Bildes in eine Serie von horizontalen Scanlinien erzeugt, wobei jede Linie eine gegebene Anzahl von Pixeln pro Inch aufweist. Jedoch kann diese Station ebenfalls eine lineare LED-Zeile aufweisen, die die Breite des Bandes zum Durchführen der Belichtung abdeckt.
Die latenten Bilder werden mit magentafarbenen, zyanfarbenen, gelbfarbenen bzw. schwarzem Entwicklermaterial entwickelt. Diese entwickelten Bilder werden auf das zu bedruckende Blatt in überlagernder Aufzeichnung miteinander übertragen, um ein Mehrfarbbild auf dem Blatt zu erzeugen. Das ROS empfängt sein Eingangssignal von einem IPS (Bildverarbeitungssystem) 31. Dieses System ist die elektronische Steuervorrichtung, die den Dateneinfluss zu dem Scanner 30 bearbeitet und verwaltet. Eine Benutzerschnittstelle UI, angedeutet durch das Bezugszeichen 32, kommuniziert mit dem IPS und ermöglicht dem Betreiber die vielfältigen von dem Betreiber anpassbaren Funktionen zu steuern. Das IPS 31 empfängt sein Signal von einem Eingang 34. Dieser Eingang kann der Ausgang eines RIS (Raster-Input-Scanner) in dem Fall sein, dass die Vorrichtung ein sog. intelligenter oder digitaler Kopierer ist. In solch einem Fall beinhaltet die Vorrichtung Dokumentbelichtungslampen, optische Einrichtungen, einen mechanischen Scanantrieb und eine Charged-Coupled-Device Vorrichtung. Der RIS nimmt das gesamte Originaldokument auf und wandelt es in eine Serie von Rastergescannten Linien um und misst einen Satz erster Farbdichten, das heißt rote, grüne und blaue Dichten an jedem Punkt des Originaldokuments. Jedoch kann der Eingang 34 ebenfalls ein Bildsignal empfangen, das von einem Betreiber herrührt, der eine Bildverarbeitungsstation betreibt.
Nachdem ein elektrostatisches latentes Bild auf dem lichtleitfähigen Band 26 aufgezeichnet wurde, bewegt das Band 26 dieses Bild zu der Entwicklerstation weiter. Diese Station beinhaltet vier individuelle Entwicklereinheiten 35, 36, 37 und 38.
Die Entwicklereinheiten sind von einem Typ, der im Allgemeinen als „Magnetische Bürsten Entwicklereinheiten" (magnetic brush development units) bezeichnet wird. Typischerweise verwendet ein magnetisches Bürstenentwicklungssystem ein magnetisierbares Entwicklermaterial einschließlich magnetischer Trägergranulate, die an ihnen Reibungselektrisch haftende Tonerpartikel aufweisen. Das Entwicklermaterial wird kontinuierlich durch ein gerichtetes Flussfeld gebracht, um eine Bürste eines Entwicklermaterials zu bilden. Die Entwicklerpartikel werden kontinuierlich bewegt, um die Bürste gleichmäßig mit frischem Entwicklermaterial zu versehen. Eine Entwicklung wird erreicht, indem die Bürste des Entwicklermaterials mit der lichtleitfähigen Oberfläche in Kontakt gebracht wird. Die Entwicklereinheiten 35, 36 bzw. 37 bringen Tonerpartikel einer bestimmten Farbe auf, die dem Komplementär des bestimmten farbgetrennten elektrostatischen latenten Bildes entspricht, das auf der lichtleitfähigen Oberfläche aufgezeichnet ist. Die Farbe jedes der Tonerpartikel ist zum Absorbieren von Licht innerhalb eines vorausgewählten spektralen Bereichs des elektromagnetischen Wellenspektrums eingerichtet. Zum Beispiel wird ein elektrostatisches latentes Bild, das durch Entladen der Abschnitte einer Ladung auf einem lichtleitfähigen Band entsprechend den grünen Bereichen des Originaldokuments gebildet ist, die roten und blauen Abschnitte als Flächen einer relativ hohen Ladungsdichte auf einem lichtleitfähigen Band 10 aufzeichnen, während die grünen Flächen zu einem Spannungspegel reduziert werden, der ineffektiv für eine Entwicklung ist. Die aufgeladenen Bereiche werden dann sichtbar gemacht, indem eine Entwicklereinheit 35 grün absorbierende (magentafarbene) Tonerpartikel auf das elektrostatische latente Bild, das auf dem lichtleitfähigen Band 26 aufgezeichnet ist, aufbringen. In gleicher Weise wird ein blauer Abschnitt durch die Entwicklereinheit 36 mit blau absorbierenden (gelben) Tonerpartikeln entwickelt, während die roten Abschnitte durch die Entwicklereinheit 37 mit rot absorbierenden (zyanfarbenen) Tonerpartikeln entwickelt werden. Die Entwicklereinheit 38 beinhaltet schwarze Tonerpartikel und kann zum Entwickeln des elektrostatischen latenten Bildes verwendet werden, das durch schwarze Information oder Text gebildet ist, oder um die Farbentwicklung zu ergänzen. Jede der Entwicklereinheiten wird in oder aus einem operativen Zustand gebracht. In dem operativen Zustand ist die magnetische Bürste nah benachbart zu dem lichtleitfähigen Band, während in dem nichtbetriebsbereiten Zustand die magnetische Bürste davon beabstandet ist. Während einer Entwicklung jedes elektrostatischen latenten Bildes ist nur eine Entwicklereinheit in dem operativen Zustand, die verbleibenden Entwicklereinheiten sind in ihren nichtoperativen Zuständen. Dies stellt sicher, dass jedes elektrostatische latente Bild mit Tonerpartikeln der geeigneten Farbe ohne ein Vermischen entwickelt wird. In 1 wird eine Entwicklereinheit 35 in ihrem operativen Zustand gezeigt. Dies kann durch Verschieben der gesamten Entwicklereinheit erreicht werden, aber es ist auch möglich, die Einheit stationär zu halten, aber nur leicht die Position der magnetischen Bürste zu ändern. Abschließend beinhaltet jede Einheit einen Tonerträger, solch ein Tonerträger 39, der für die Einheit 35 gezeigt ist, zum Versorgen der Entwicklereinheit mit frischem Toner, der fortschreitend durch die Entwicklung der elektrostatischen Ladungsbilder geleert wird. Der Vorratsbehälter 35 kann direkt in die Entwicklereinheit eingepasst sein, aber kann auch damit durch eine geeignete Röhre verbunden sein.
Nach ihrer Entwicklung werden die Tonerbilder zu Tonerbildübertragungsstationen 40, 41, 42 und 43 weitergeführt, wo sie auf ein Blatt eines Trägermaterials übertragen werden, wie ein Blatt Papier oder ein transparenter Film. Bei einer Übertragungsstation folgt ein Empfangsblatt einem geradlinigen Pfad 17 in Kontakt mit dem lichtleitfähigen Band 26. Dieses Blatt wird in perfekter Synchronisation mit der Bewegung des Bandes fortgeführt. Ein Fortführen des Bandes und eine Übertragung eines Tonerbildes von dem Band auf das Blatt wird detaillierter mit Bezug auf die 2 nachfolgend beschrieben. Nach einem Übertragen der vier Tonerbilder folgt das Band einem Aufwärtsweg und wird in einer Säuberungsstation 45 gesäubert, wo rotierbare fasrige Bürsten oder ähnliches in Kontakt mit dem Band 26 gehalten werden, um verbleibende Tonerpartikel nach dem Übertragungsbetrieb zu entfernen. Danach beleuchtet eine Lampe 46 das Band um jegliche verbleibende Ladung darauf zu entfernen, bevor der nächste Zyklus gestartet wird.
Die Transferstationen 40', 41', 42' und 43' und die Entwicklereinheiten 35', 36', 37' und 38' der Bilderstellungsstation 21 sind ähnlich zu der von Station 20.
Mit Bezug auf 2 ist eine Tonerbildübertragungsstation 40 von 1 vergrößert dargestellt.
Eine Übertragungsstation 40 beinhaltet Führungsrollen 27, die veranlassen, dass das lichtleitfähige Band 26 einem kurzen horizontalen Pfad 55, wie gezeigt, folgt. Der Durchmesser der Rollen 27 beträgt in dem vorliegenden Beispiel bis zu 24 mm, sodass der Radius der Krümmung des nach oben umgelenkten Bandes 26 an der rechten Rolle nur bis zu 12 mm beträgt. Ein Blatt 52 ist in Kontakt mit dem Band und bewegt sich synchron darin, da die umfängliche Geschwindigkeit der blattantreibenden Rollen 47 exakt der linearen Geschwindigkeit des lichtleitfähigen Bandes 26 entspricht. Diese synchrone Bewegung kann durch verschiedene in dem Stand der Technik bekannte Systeme erreicht werden, und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung. Es ist ebenfalls möglich das Blatt durch Rollen 47 anzutreiben, bis das Blatt eng mit dem Band elektrostatisch verbunden ist, und ein nachfolgendes Öffnen der Rollen. Das Blatt wird als Konsequenz von elektrostatischen Anziehungskräften in engem Kontakt mit dem Band gehalten, wobei die Kräfte ihre Ursache in dem Band haben, das ein elektrostatisches Ladungsbild aufweist und durch das Aufladen des Blattes durch ein Übertragungskorona 53. Eine reproduzierbare Aufnahme der führenden Kante des Blattes kann verbessert werden, falls gewünscht, mittels Luftstrahlen, die durch Düsen 60 und 61 erzeugt werden, die das Blatt in einer Richtung zu dem Band anheben, durch stationäre Führungselemente, wie starre Finger 50, flexible Führungsdrähte oder ähnlichem. Solche zusätzlichen Nutzbarkeiten werden nicht für relativ steife Empfangsblätter benötigt, zum Beispiel Papierblätter, deren Gewicht mehr als 100 g/m² beträgt, aber können für leichtgewichtige Blätter benötigt werden, die dazu tendieren, sich zu stark von dem Band während ihrer Reise von einer zu der nächsten Transferstation abzulösen. Ferner ist offensichtlich, dass der Koronastation 53 ein oder mehrere ähnliche Koronas gelegentlich vorausgehen können, um den Bereich der elektrostatischen Anziehung zu erweitern, und um die Blattaufnahme zu verbessern.
Ein erster Übertragungskoronagenerator 53 ist an einer Position vor dem Punkt des Trennens des Blattes von dem Band angeordnet und sprüht Ionen auf die Rückseite des Bandes, um das Blatt auf eine Polarität gegenteilig zu der Ladung des Tonerbildes auf dem lichtleitfähigen Band aufzuladen. Somit wird das Blatt mit der geeigneten Amplitude und Polarität zum Anziehen und Übertragen des Tonerbildes von dem lichtleitfähigen Band 26 darauf aufgeladen. Geeignete Gleichspannungen für diesen Generator sind zwischen 3000 und 9000 Volt.
Eine bürstenartige Elektrode 54 kann zum Entladen des Blattes nach der Tonerübertragung dienen. Diese Elektrode kann eine große Vielfalt von individuellen leitfähigen Phasen mit einem Durchmesser hinunter bis zu 10 Mikrometern aufweisen, die elektrisch geerdet sind und dadurch in der Lage sind, einen elektrischen Strompfad mit dem Blatt aufzubauen, selbst falls sie davon über eine Distanz von etwa 2 mm getrennt sind.
Nachdem das Tonerbild auf das Blatt übertragen wurde und das Blatt von dem lichtleitfähigen Band 26 getrennt wurde, kann ein zweiter konditionierender Koronagenerator 56 Ionen auf die Vorderseite des Blattes sprühen, um so eine Ladung auf das Tonerbild des Blattes einer Polarität gleich zu der der Ladung des übertragenen Tonerbildes aufzubringen. Auf diese Weise wird die Ladung auf dieser Seite des Blattes erhöht. Ein Koronagenerator 56 kann im Prinzip ein beliebiger Typ einer Koronavorrichtung sein, die zum Ausführen der gewünschten Aufladung geeignet ist, aber wir haben herausgefunden, dass exzellente Resultate mit einem AC-Koronabetrieb bei einer Spitze-zu-Spitze Spannung von 8 bis 20 kV bei einer Frequenz von 50 bis 10000 Hz einem Offset zu der angewandten AC Hochspannungswelle im Bereich zwischen 0 und 2000 DC Spannung erhalten werden.
Der geeignete Betrieb einer Korona 56 benötigt, dass die gegenüberliegende Seite des Blattes geerdet ist. Dies ist in der Figur als mittels des Blocks 57 ereignend gezeigt. Dieser Block 57 kann ein herkömmlicher AC oder DC oder eine Kombination einer AC oder DC Korona, eine geerdete Platte, die parallel zu dem Blatt verläuft, eine elektrisch leitfähige Bürste, wie eine Bürste 54, eine Rolle oder ähnliches sein.
Horizontale Abschnitte 55 des lichtleitfähigen Bandes 26 teilen eine Bewegungsrichtung des Blattes 52, die so ist, dass das Blatt geeignet zu der nächsten Übertragungsstation 41 geleitet wird, während die Spalten zwischen beiden Stationen in einem nahezu linearen Weg ungestützt überbrückt werden. Der Spalt g zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen beträgt in dem vorliegenden Beispiel bis zu 43 mm, das heißt, der Abstand Mitte-zu-Mitte zwischen dem zweiten Roller 27 einer Station und dem ersten der nächsten Station, wobei die Lücke p, die der Mitte-zu-Mitte Abstand zwischen der ersten Rolle der aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen ist, 75,791 mm beträgt. Die unterstützte Blattlänge x beträgt 32,791 mm, der Rollendurchmesser ist wie bereits erwähnt 24 mm.
Es ist wichtig den Spalt g für einen sicheren Empfangsblatttransport und eine entsprechend genaue Bildregistrierung klein zu halten.
Es wurde gezeigt, dass es möglich ist vier oder sogar mehr Farbteilbilder in Überlagerung auf das Empfangsblatt mit einem Aufzeichnungsfehler von weniger als 75 Mikrometern zu übertragen, wie wir herausgefunden haben.
3 zeigt ein Detail der Position des getrennten Farbteilbildes auf einem lichtleitfähigen Band 26, während 4 die Länge eines Bildpufferpfades zwischen aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen zeigt. Mit Bezug zu 3 ist das Band 26 vier Farbteilbilder tragend gezeigt, das heißt K, C, M und Y, wie sie aufeinanderfolgend in dem aufgeladenen Band durch eine Belichtungsstation 29 belichtet wurden. Die Länge jeder Bildebene ist durch i angegeben, die die Summe einer Länge a des zugehörigen Bildes und von t, das der Zwischenraum ist, der für Testmarken, Registriermarken, Schnittlinien oder ähnliches bereitgestellt wird. Die Länge einer Farbebene ist durch c angegeben, und ist die Summe von i und dem Abstand s, der zum Ermöglichen des Wechselns der Farbentwicklungsstationen, der Übertragungskoronas, etc. benötigt wird.
4 zeigt im Detail die Bandschleife 33, die einen Bildpuffer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen bildet. Die Länge b eines Bildpuffers (siehe gestrichelte Linie 44) zwischen Punkten A und B, die beide erste Kontaktpunkte (tatsächlich eine transversal verlaufende Linie) eines Empfangsblattes mit aufeinanderfolgenden Abschnitten auf dem Band in die Übertragungsstationen sind, ist so, dass sie gleich der Summe der Länge c einer Farbebene und der Lücke p ist, die der Abstand zwischen Punkt A und B (der identisch zu dem Mitte-zu-Mitte Abstand der entsprechenden Roller 27 wie hierin beschrieben ist).
Somit gilt: b = c + p.
Weitere wichtige Punkte der Bildübertragung sind wie folgt. Die Länge eines lichtleitfähigen Bandes 26 ist vorzugsweise m-fach die Länge c einer Farbebene, wobei m eine ganze Zahl ist. Dies ist notwendig, da das Band, auf dem die Bilder hergestellt werden, außerhalb des Bandsaumes gehalten werden muss, sonst wird der Durchsatz der Vorrichtung nicht empfindlich reduziert.
Alle Rollen in der Bildübertragungszone müssen schwingungsfrei sein, um keine Übertragungsdefekte zu erzeugen. Eine Alternative ist sicherzustellen, dass die Orte der rollerabhängigen Defekte die gleichen für jedes Teilbild sind, sodass solche Defekte in übereinstimmender überlagerter Beziehung übertragen werden, wodurch sie in dem abschließenden Farbbild weniger sichtbar sind.
Der gewünschte Zusammenfall der rollenabhängigen Defekte kann wie folgt erhalten werden.
Der theoretische Umfang o jeder Rolle sollte n-fach kleiner als die Länge c einer Farbebene sein, wobei n eine ganze Zahl ist. Der Ausdruck „theoretischer Umfang jeder Rolle" wie in der vorliegenden Beschreibung bezeichnet den Durchmesser, der an der neutralen Faser des lichtleitfähigen Bandes gemessen wird, das den Roller umgibt, oder in anderen Worten: o = 2π (r + 0,5 d), wobei r der Radius des Rollers und d die Dicke des Bandes ist.
Ferner kann der theoretische Umfang o einer Rolle in den Übertragungsstationen am besten z-fach kleiner als die Lücke p zwischen zwei Übertragungsstationen sein, wobei z eine ganze Zahl ist.
Abschließend muss das Übertragungsverhältnis in dem Antriebssystem des Druckers so sein, dass für jede Farbebene die antreibenden Komponenten in exakt der gleichen Winkelposition sind. Dadurch werden Defekte in Getrieberädern, in dem Fall eines Getriebes oder eines getakteten Bandantriebes, oder in Vorschüben, in dem Fall von flachen Bandantrieben, in überlagerter Beziehung in den unterschiedlichen Bildteilen reproduziert.
Es wird auch klar, dass unabhängig von dem obenstehenden die Motoreinrichtung, die das Band antreibt, einen präzisen vibrationsfreien Antrieb des Bandes erzeugen können muss.
Der Betrieb des obenbeschriebenen Druckers ist wie folgt.
Das grüne latente Bild wird durch eine Station 29 auf ein photoleitfähiges Band 26 belichtet, dieses Bild wird progressiv durch eine Magenta-Tonerstation 35 entwickelt, die in ihrem Operationszustand ist, wenn das Band hindurchgeführt wird. Nach einem Abschluss des Endes der Belichtung des grünen Bildes oder eines gelegentlichen Farbkeils, Registermarkierungen oder ähnlichem, wird das blaue Bild belichtet. Während der blauen Belichtung wird das entwickelte Magentabild durch inaktive Stationen 36, 37 und 38 transportiert, während die Tonerübertragungsstationen 40 bis 43 immer noch inoperativ sind.
Wenn die Entwicklung des grünen latenten Bildes beendet ist, wird die Magentaentwicklungsstation 35 in ihren operativen Zustand geschaltet und nachdem die Endkante des Magentabildes die gelbe Entwicklungsstation 36 passiert hat, wird diese Station in den operativen Zustand geschaltet, um die Entwicklung des blauen latenten Bildes zu beginnen. Während der letztere Abschnitt des gelben latenten Bildes entwickelt wird, beginnt bereits die Belichtung des roten latenten Bildes bei 29.
Die zuvor beschriebenen Prozesse einer bildweisen Belichtung und einer Farbentwicklung setzen sich fort, bis die vier farbseparierten Bilder in aufeinanderfolgend beabstandeter Beziehung auf dem lichtleitfähigen Band gebildet sind.
Ein Blatt 52, welches von dem Stapel 12 aufgenommen und in Bereitschaft in dem Ausrichter 16 gehalten ist, wird dann durch die Rollen 47 fortgeführt. Die elektrostatischen Übertragungsvorrichtungen der Übertragungsstationen werden mit Energie versorgt und wenn das Blatt 52 die Übertragungsstationen 40 erreicht, wo zu diesem Zeitpunkt das zuletzt geformte Bild, das heißt, das schwarzweiße, bereit ist in die Station einzutreten, kann die Tonerbildübertragung beginnen. Somit ist das zuletzt geformte Tonerbild das erste, das auf das Blatt 52 übertragen wird. Das zuerst geformte Tonerbild, das heißt das magentafarbene, nimmt mit seiner führenden Kante eine Position auf dem Band, wie durch das Kreuz 62 gezeigt, ein und wird somit zuletzt übertragen. Die anderen beiden Tonerbilder nehmen Positionen mit ihren führenden Kanten ein, wie dies näherungsweise durch die Kreuze 63 bzw. 64 angedeutet ist.
Die Zeitsteuerung einer Belichtung der vier getrennten Bilder, die relative Position dieser Bilder auf dem lichtleitfähigen Band und die Längen der Pfade dieses Bandes zwischen den aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen sind so, dass ein Papierblatt 52 einem linearen Pfad durch diese Stationen folgt, die progressive simultane Übertragung der getrennten Tonerbilder auf das Papierblatt ist so, dass eine perfekte Aufzeichnung dieser Bilder erhalten wird. Es ist zu verstehen, dass wie im Stand der Technik bekannt, ein Messen der Position von Registriermarken zum Steuern mittels einer Rückkopplungsschleife des Belichtungssystems nützlich sein kann, um zeitweise die Position der Bilder auf dem Band zu korrigieren oder zu verbessern.
Das Blatt 52, das ein Farbtonerbild auf seiner Oberseite trägt, das wie zuvor beschrieben hergestellt ist, wird nun durch die Bildformungsstation 21 zum Aufbingen eines Farbtonerbildes auf die Rückseite des Blattes weitergeführt. Die Herstellung des Rückseitenteilbildes beginnt in zeitlicher Beziehung zu den Oberseitenbildern, sodass die Positionen der Bilder auf beiden Seiten einander entsprechen. Die Überkreuzung der Blätter von der Bildformungsstation zu der Station 21 stellt kein Problem dar, da grundsätzlich diese Übertragung dieselbe wie die Übertragung des Blattes von einer zu einer nächsten Bildübertragungsstation ist.
In der Überkreuzung kann eine ladungskonditionierende Korona platziert sein, um sicherzustellen, dass Toner nicht von der Übertragungskorona einer Station 21 abspringt.
Das Blatt, das elektrostatisch die Farbbilder trägt wird dann auf einem Endlosband 24 der Pufferstation 23 empfangen, bevor es die Fixierstation 25 betritt.
Der Zweck eines Puffers 23 ist wie folgt. Die Entwicklungsstation 25 wird betrieben, die Tonerbilder, die auf die Blätter übertragen sind, zu schmelzen, um sie zu fixieren, es ist zu verstehen, dass dieser Betrieb eine gewisse Zeit benötigen kann, da die Temperatur des Fixierers durch eine obere Grenze beschränkt ist, die nicht überschritten werden darf, ohne dass die Rollenlebensdauer unbefriedigend wird. In anderen Worten: die Geschwindigkeit der Fixierstation 25 ist begrenzt. Die Geschwindigkeit der Bilderstellungsstationen 20 und 21 andererseits, ist im Prinzip aus keinen Gründen limitiert. Im Gegenteil, es ist vorteilhaft eine hohe Geschwindigkeit für eine Bildherstellung und eine Bildübertragung zu verwenden, da die vier Farbtrennungen jedes Farbbildes durch eine Belichtungsstation 29 in Abfolge geschrieben werden, was bedeutet, dass die Aufzeichnungszeit eines Farbbildes mindestens vierfach die Aufzeichnungszeit für eine Teilbild ist. All dies bedeutet eine relativ hohe Geschwindigkeit der lichtleitfähigen Bänder und somit der synchron bewegten Blätter, verglichen mit einer maximal verwendbaren Forttriebsgeschwindigkeit durch die Fixierstation. In der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Geschwindigkeit der zwei lichtleitfähigen Bänder bis zu 295 mm/s wobei die Fixiergeschwindigkeit 100 mm/s oder weniger ist.
Es ist ferner wünschenswert, die Fixiergeschwindigkeit unabhängig von der Bildverarbeitungsgeschwindigkeit einzustellen, das heißt die Bandgeschwindigkeit zum Erhalten optimaler Resultate. Es sollte festgehalten werden, dass die Bildverarbeitungsgeschwindigkeit in den Bildstationen konstant ist.
Die Länge einer Pufferstation ist ausreichend zum Empfangen der größten Blattabmessung, die in der Vorrichtung zu verarbeiten ist.
Pufferstationen 23, die anfänglich mit der Geschwindigkeit der lichtleitfähigen Bänder der Vorrichtungen 20 und 21 betrieben werden, die Geschwindigkeit dieser Station ist auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Fixierstation 25 reduziert, wenn das hintere Ende des Blattes die Vorrichtung 21 verlassen hat.
Die Fixierstation 25 kann von bekannter Konstruktion sein und kann zum Strahlen oder Blitz-Fixieren eingerichtet sein, zum Fixieren durch Konvektion und/oder durch Druck, etc. Das fixierte Blatt wird abschließend auf einer Plattform 14 empfangen.
Eine Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebene Ausführungsform beschränkt.
Eine Bildformungsstation, wie 20, muss nicht notwendigerweise mit einer Belichtungsstation, wie 29, zusammenarbeiten, sondern kann mehr als eine Belichtungsstation enthalten, wie solche Stationen, die mit mehreren Entwicklungseinheiten kooperieren.
In 5 ist eine Anordnung gezeigt, die mit zwei Belichtungsstationen und vier Entwicklereinheiten betrieben wird.
Sie beinhaltet eine erste Belichtungsstation 70, in der im vorliegenden Beispiel eine LED-Zeile, für eine bildweise Belichtung eines lichtleitfähigen Bandes 26, das sorgfältig durch eine Lampeneinheit 68 gelöscht wurde und durch eine elektrostatische Aufladungseinheit 69 aufgeladen wurde, und welches durch eine nicht dargestellte Einrichtung in Richtung eines Pfeils 71 angetrieben wird. Das Band durchläuft zwei Entwicklereinheiten 72 und 73, wobei die erste zum Beispiel zum Entwickeln eines grünen Teilbildes und die zweite für eine gelbe Station zum Entwickeln eines blauen Teilbildes ist. Beide Einheiten sind in und aus einem Betriebszustand wie zuvor mit Bezug auf 1 beschrieben schaltbar. Beide entwickelten Tonerbilder werden auf ein Empfangsblatt übertragen, das einen Pfad durch Übertragungsstationen 75 und 76 folgt, wie durch einen Pfeil 74 angegeben. Eine Schleife 78 zwischen beiden Stationen bildet einen Bildpuffer, wie zuvor beschrieben.
Eine zweite Belichtungsstation 79 wird zum bildweisen Belichten der zwei anderen Bildteile bereitgestellt, wie das rote und das schwarzweiße. Das lichtleitfähige Band wurde zuvor mittels eines Reinigers 80 gesäubert und gelöscht und durch Stationen 81 bzw. 82 aufgeladen. Die roten und schwarzweißen Bilder werden durch eine Station 79 mit entsprechenden Entwicklereinheiten 83 und 84 entwickelt und auf das Empfangsblatt in Übertragungsstationen 85 und 86 übertragen.
Die Belichtungsstationen 70 und 79, die Entwicklereinheiten 72, 73, 83 und 84 und die Übertragungsstationen 75, 76, 85 und 86 werden in zeitgesteuerter Beziehung gesteuert, sodass unter Berücksichtigung der Länge der Bildpuffer auf dem Band zwischen den unterschiedlichen Übertragungsstationen die vier Tonerbilder aufeinander in perfekter übereinstimmender überlagerter Beziehung übertragen werden, wenn das Empfangsblatt sich durch die aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen bewegt.
Ein Reiniger 87 reinigt das lichtleitfähige Band 26, bevor es bei 68 und 69 gelöscht und aufgeladen wird.
Die zuvor beschriebene Anordnung kann durch eine identische gefolgt sein, aber auf einer anderen Seite des Pfades des Empfangsblattes lokalisiert sein, um im Duplex betrieben zu werden. Dann können die Bilder auf dem Empfangsblatt fixiert werden.
6 illustriert schematisch eine Ausführungsform eines Duplexdruckers gemäß der Erfindung, welcher für jede Bildvorrichtung zwei lichtleitfähige Bänder verwendet und für jedes solches Band zwei Belichtungseinheiten. Somit wird ein Empfangsblatt, das durch einen Finger 111 von dem Stapel 112 entfernt wird, aufwärts durch ein Förderband 113 entlang zweier Serien 114, 115 der vier Übertragungsstationen geführt. Mit Bezug auf die Stationen 114 wird ein erstes lichtleitfähiges Band 116, das in Schleifen, wie dargestellt, verläuft, bei 117 gesäubert, bei 118 gelöscht und bei 119 elektrostatisch aufgeladen, bevor es bildweise bei 122 belichtet wird, zum Beispiel durch eine Laserbelichtung. Einheiten 120 und 121 sind zwei Entwicklungsstationen. Ein zweites Band 123 wird in gleicher Weise durch eine Einheit 122' belichtet und durch Stationen 124 und 125 entwickelt. Die Zeitsteuerung eines Betriebs der Belichtungseinheiten ist so, dass eine geeignete Aufzeichnung in überlagerter Beziehung der vier Tonerbilder erhalten wird.
Die gleiche Bedingung betrifft die obere Hälfte der Vorrichtung, wobei Übertragungsstationen 115 die Teilbilder der zwei lichtleitfähigen Bänder übertragen, die bildweise mittels zweier Belichtungsstationen belichtet und danach entwickelt sind. Der Vorteil des vertikalen Blatttransports in der beschriebenen Ausführungsform ist eine bemerkenswerte Reduktion in der Grundfläche der Vorrichtung. Ein anderer Vorteil ist, dass die Gravitation in derselben Weise auf beiden Seiten des Empfangsblattes arbeitet.
7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Empfangsblatt einem gekrümmten anstelle eines geradlinigen Pfads durch die Bildübertragungszone folgt. Die Darstellung ist schematisch, aber es ist offensichtlich, dass die Bandführungsroller 130 derart angeordnet sind, dass sie Teilpfade 131 für ein lichtleitfähiges Band 132 festlegen, welches obwohl individuellerweise geradlinig gegenseitig geneigt sind. Diese Teilpfade bestimmen ob ein Blatt, das in den Ort an dem Pfeil 133 eintritt, einen Pfad, der nahezu die Form eines Polygons mit abgerundeten Ecken aufweist, die führende Blattkante tritt jederzeit mit einem Teilabschnitt des Bandes näherungsweise der Hälfte ihrer Länge in Kontakt, zum Beispiel an einer Position die näherungsweise durch ein Kreuz 134 angedeutet ist. Ein unvollständiger Kontakt des Empfangsblattes mit dem Tonerbild auf dem lichtleitfähigen Band in dem ersten Teil seiner Erstreckung in einem Tonerübertragungsbereich ist nicht einer Bildqualität entgegenstehend.
8 zeigt, dass der Blattpfad der durch die Übertragungsstationen 136 festgelegt ist, nicht notwendigerweise leicht konkav gekrümmt sein muss, wie in 7, sondern einen Winkel von 180° oder mehr aufspannen kann, sodass ein kompaktes Design der Vorrichtung möglich wird. Die entsprechenden Strecken des Aufzeichnungsbandes zwischen zwei Führungsrollen 137 jeder Übertragungsstation können wie dargestellt konkav sein. Dies kann unter Verwendung von Vakuumboxen mit einer konkaven Oberplatte an der Rückseite des Bandes erhalten werden.
Jedoch ist ein im Wesentlichen geradliniger Blattpfad in der Bildübertragungszone, das heißt zwischen der ersten und der letzten Transferstation bevorzugt. Der Ausdruck „im Wesentlichen geradliniger Blattpfad" bedeutet, dass die Summe der absoluten Werte der Winkel in dem Pfad kleiner als 360°, vorzugsweise geringer als 180° und noch bevorzugter weniger als 90° aufweist.
Noch weitere Ausführungsformen der Erfindung sind wie folgt.
Eine Blattzuführung von dem Stapel 12 wie in 1 kann gelegentlich einer Trocknungsoperation vor der Tonerbildübertragung unterworfen werden, um einen ausreichend geringen Feuchtigkeitsgehalt zu erhalten, zum Beispiel unter 60 %. Wir haben herausgefunden, dass ein höherer Feuchtigkeitsgehalt nachteilig für eine Rückübertragung eines Toners auf den Lichtleiter ist. Solch eine Papierkonditionierungseinrichtung kann in einem Ausrichtungsmodul 16 eingerichtet sein.
Die Rückseite eines Empfangsblattes in einem Duplexdrucker, der nur eine Bildformungsstation beinhaltet, muss nicht notwendigerweise um eine transversale Achse erfolgen, sondern kann ebenfalls entlang einer longitudinalen Achse erfolgen.
Der Transport eines Empfangsblattes von einer ersten Bildformungsstation zu einer Zweiten, um im Duplex betrieben zu werden, kann ebenfalls durch eine Blattanhebungseinrichtung oder ein Vakuumband erfolgen, falls ähnliche Stationen übereinander angeordnet sind.
Der Fixierschritt wurde als nach der Übertragung der zwei Bilder in einem Duplexdrucken beschrieben. Es ist offensichtlich, dass ein übertragenes Bild fixiert werden kann, bevor das zweite übertragen wird.
Der blatttragende Abstand x, der Durchmesser der Bandführungsrollen, der nicht unterstütze Abstand g und die Lücke p können kleiner als die zuvor erwähnten Werte sein, wodurch eine noch bessere Steuerung des Blattpfades und eine kompaktere Vorrichtung erreicht wird. Jedoch können sie auch größer sein, in dem Fall von relativ steifen Blättern und/oder großen Druckbreiten, die Bandführungsrollen mit einem größeren Durchmesser benötigen, um eine ausreichende Steifigkeit zu erhalten.

10: Gehäuse
12: Blattstapel
13, 14: Plattform
15: Spender
16: Ausrichtungseinrichtung
17: Blattpfad
18: Auslass
20, 21: Bildformungsstation
23: Pufferstation
24: Transportband
25: Fixiereinrichtung
26: Lichtleitfähiges Band
27: Führungsrollen
28: Aufladestation
30: ROS
31: IPS
32: UI
34: Eingang
35, 36, 37, 38: Entwicklereinheit
39: Vorratsbehälter
40, 41, 42, 43: Bildübertragungsstation
44: Bildpuffer
45: Säuberungsstation
46: Lampe
47: Antriebsrollen
50: Führungen
52: Blatt
53: Korona
54: Bürste
56: Korona
57: Erdung
60, 61: Luftstrahlen
62, 63, 64: Blattpositionen
68: Lampe
69: Aufladungsstation
70: Entwicklungsstation
72, 73: Entwicklereinheiten
75, 76: Übertragungseinheiten
78: Schleife
79: Entwicklerstation
80: Reiniger
81, 82: Aufladungsstationen
83, 84: Entwicklereinheiten
85, 86: Übertragungsstationen
87: Reiniger
111: Finger
112: Stapel
113: Förderband
114, 115: Übertragungsstation
116: Lichtleitfähiges Band
117: Reiniger
118: Löscheinheit
119: Aufladungsstation
120, 121: Entwicklungseinheiten
122, 122': Belichtungseinheiten
123: Lichtleitfähiges Band
124, 125: Entwicklungseinheiten
130: Bandführungsrollen
131: Bandabschnitte
132: Band
133: Eintrittspfad
136: Übertragungskoronas
137: Bandführungsrollen
g: Spalte (ungestützte Bandlängen)
p: Lücke
x: Unterstützte Blattlänge
e: Länge einer Bildebene
a: Länge eines Bildes
t: Leerbereich für Testmarken
c: Länge einer Farbfläche
s: Länge zum Schalten
k, n, m, z: Ganze Zahlen
o: Umfang einer Rolle
d: Dicke eines Bandes

Claims

Elektrostatographische Farbdruckvorrichtung mit – einer Belichtungseinrichtung (29, 29') zum Bilden von aufeinanderfolgenden elektrostatischen latenten Bildern auf der Oberfläche eines Aufzeichungselement in der Form eines Endlosbandes (26, 26'), – Entwicklungsstationen (35, 36, 37, 38, 35', 36', 37', 38') zum aufeinanderfolgenden Entwickeln der elektrostatischen latenten Bilder zum Bilden von Tonerbildern auf dem Band, und – einem Übertragungsbereich, der elektrostatische Übertragungsstationen (40, 41, 42, 43, 40', 41', 42', 43') zum aufeinanderfolgenden Übertragen der Tonerbilder von dem Band in Überlagerung auf ein Empfangsblatt aufweist, das durch solche Übertragungsstationen geleitet wird, während es darin in Kontakt mit einem berührenden Bandabschnitt ist, um ein Mehrfarbbild zu bilden, wobei jede der Übertragungsstationen solch einen berührenden Bandabschnitt zum Berühren des Empfangsblattes aufweist, wobei bezüglich der Bewegungsrichtung des Endlosbandes mindestens zwei der Entwicklungsstationen zwischen der Belichtungseinrichtung und der ersten Übertragungsstation angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass – der Transport des Empfangsblattes durch die Übertragungsstationen durch reibenden Kontakt des Blattes mit den berührenden Blattabschnitten unter Einfluss der elektrostatischen Anziehungskräfte in Abwesenheit eines bewegten Trägerbandes stattfindet, – die Übertragungsstationen (40, 41, 42, 43, 40', 41', 42', 43') eine Ausrichtungseinrichtung zum Vermitteln einer Bewegungsrichtung an die berührenden Abschnitte des Endlosbandes (26, 26') beinhalten, so dass ein Empfangsblatt, das eine solche Transferstation verlässt, ungestützt einen Spalt zwischen der Übertragungsstation und der nächsten Übertragungsstation überbrückt und in geeigneten Kontakt mit dem berührenden Bandabschnitt der nächsten Übertragungsstation zum Übertragen des nächsten Tonerbildes bewegt wird.
Druckvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Pfad, dem das Empfangsblatt in dem Übertragungsbereich folgt, im Wesentlichen geradlinig ist.
Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei alle der Entwicklungsstationen zwischen der Belichtungseinrichtung und der ersten Übertragungsstation angeordnet sind.
Druckvorrichtung nach Anspruch 3, die eine Belichtungs-, eine Säuberungs- und eine Löschstation beinhaltet.
Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei alle die Einrichtungen und Stationen zweifach zum Drucken eines Duplexbildes bereitgestellt sind.
Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ausrichtetungseinrichtung zwei parallele Bandführungsrollen (27) beinhaltet, welche einen gesteuerten linearen Pfad x an den Bandabschnitt zwischen zwei solchen Führungsrollen in jeder Übertragungsstation vermitteln.
Druckvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Durchmesser der Rollen kleiner als 50 mm ist.
Druckvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Länge x des Blattpfades nicht größer als 120 mm ist.
Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der ungestützte Abstand g eines Blattes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übertragungsstationen nicht größer als der Abstand x ist, über welchen ein Blatt mit einem Bildübertragungsbandabschnitt in solch einer Station in Berührung ist.
Druckvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der ungestützte Abstand g nicht größer als 70 mm ist.
Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Einrichtung, die Druck auf die von dem aufzeichnenden Band abgewandte Seite des Empfangsblattes ausübt, um die reproduzierbare Aufnahme der führenden Kante eines Blattes durch das Band zu verbessern.
Druckvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung durch Düsen (60, 61) gebildet ist, welche einen Luftstrom erzeugen.
Druckvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung durch die stationären Führungselementen (50) gebildet ist.
Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Bandtransporteinrichtung (27) zum Fortbewegen des Bandes in einem gefalteten Pfad zwischen den Übertragungsstationen aufweist, um einen vollständigen Bildpuffer (33, 33') zwischen benachbarten Übertragungsstationen zu bilden.
Druckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Übertragungsband eine photoleitfähige Aufzeichnungsoberfläche aufweist.