EP0505418A1 - Elektrofotografische druckeinrichtung für endlospapier mit einer thermo-druckfixierstation. - Google Patents

Elektrofotografische druckeinrichtung für endlospapier mit einer thermo-druckfixierstation.

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EP0505418A1
EP0505418A1 EP91900795A EP91900795A EP0505418A1 EP 0505418 A1 EP0505418 A1 EP 0505418A1 EP 91900795 A EP91900795 A EP 91900795A EP 91900795 A EP91900795 A EP 91900795A EP 0505418 A1 EP0505418 A1 EP 0505418A1
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EP
European Patent Office
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paper
fixing
station
roller
fixing roller
Prior art date
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EP91900795A
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English (en)
French (fr)
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EP0505418B1 (de
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Walter Kopp
Josef Windele
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Original Assignee
Wincor Nixdorf International GmbH
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    • G03G2215/00219—Paper
    • G03G2215/00223—Continuous web, i.e. roll

Definitions

  • Electrophotographic printing device for continuous paper with a thermal pressure fixing station Electrophotographic printing device for continuous paper with a thermal pressure fixing station.
  • Electrophotographic printing devices with thermal printing fixation are generally known.
  • the record carrier and the toner image lying on the record carrier are carried out between two rotating rollers which touch under pressure.
  • One of the rollers, the so-called fixing roller is heated.
  • the toner particles in the fixing station are heated above a melting point and flow together and that the melted toner particles also bond to the paper structure.
  • the heating up time of the recording medium becomes shorter and thus the achievable fixing temperature on the recording medium.
  • the required fixing temperature can no longer be achieved without additional heating of the recording medium, in particular when the recording medium has a high basis weight.
  • This method has the disadvantage that there is no already fixed print on the back of the continuous paper web may, otherwise it will be dissolved and destroyed by the high preheating temperature. Modular operation of two printing devices, the first printing the front and the second printing the back, is therefore not possible. The same also applies to front and back side printing from one and the same printer, the front side being printed on the first batch pass and the rear side being printed on the second batch pass.
  • DE-PS 27 17 260 discloses a heat-melt fixing device for toner images on a recording medium, which has a preheating saddle, the preheating saddle ver ⁇ in the direction of the fixing roller is pivotally mounted. The wrap angle of the record carrier on the fixing roller can thus be set.
  • this heat-melt fixing device also presupposes the existence of a heated preheating saddle as absolutely necessary for optimal heat-melt fixing.
  • the aim of the invention is to design an electrophotographic printing device for continuous paper so that the printing device can also be used to print on a recording medium already provided with a fixed toner image without the toner image already on the recording medium being wiped out .
  • Another object of the invention is to provide a fixing station for an electrophotographic printing device, which is simple in construction and enables high printing speeds.
  • Another object of the invention is also to design an electrophotographic printing device in such a way that an offset-free and wipe-free fixing of the printed image on an endless paper web is possible during a start and stop process of the paper web.
  • the continuous paper is wrapped around the fixing roller during fixing so that there is a sufficient distance to heat the paper web, it is surprisingly possible to dispense with a preheating saddle and to fix the continuous paper web solely via the fixing roller.
  • the paper web In order to enable good heat transfer, the paper web must wrap tightly around the fixing roller, which can be effected by a paper brake.
  • a fixing station can be constructed which is inexpensive and space-saving. This also makes it possible to fix an endless paper web with a toner image, on the back of which there is already a fixed print image.
  • the paper transport in the fixing station must be operated in such a way that no relative movement between the toner image and fixing roller can occur. This danger exists in particular when the paper web is stopped and started.
  • the continuous paper web is peeled off from the fixing roller or placed against the fixing roller.
  • the swiveling in and out of the paper guide saddle and the paper transport are therefore controlled with the aid of a microprocessor-controlled arrangement in such a way that during the movement of the paper guide saddle when the continuous paper is applied to the fixing roller and when the swiveling is carried out Continuous paper from the fuser roller no relative movement can occur in the contact area between the continuous paper and fuser roller.
  • the paper guide saddle is advantageously pivoted away at the time of the fixing roller speed reduction, thereby reducing the preheating distance of the paper web on the fixing roller.
  • the recording medium is transported in the transfer printing station of the electrophotographic printing device via a tractor drive, which engages in the transport perforations of the recording medium, and then is fixed in a thermal printing fixing station with a friction drive, a difference between the two paper speeds arises due to tolerances, which can lead to a paper tear or a reduction in the print quality due to fluttering of the recording medium.
  • a loop-puller is advantageously arranged in the invention between the transfer printing station and the fixing station, the position of which is scanned using a scanner.
  • the drive of the fixing roller is driven faster in one position and slower in the other position than the drive of the constantly running paper transport device of the transfer station.
  • FIG. 1 shows a schematic basic illustration of the paper guide in an electrophotographic printing device
  • FIG. 2 shows a paper divider and insertion device for continuous paper in the operating position (position B) and in the pivoted-down state (position A) with a control arrangement controlling the paper path,
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the paper guide with the associated units in an electrophotographic printing device
  • FIG. 4 shows a schematic sectional illustration of the fixing station of an electrophotographic printing device
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of the fixing station of an electrophotographic printing device in different operating states
  • FIG. 6 shows a schematic representation of the paper transport speed V over time T on the various units of the printing device during the starting process
  • FIG. 7 shows a schematic representation of the paper path S of the recording medium delivered or transported by the various units of the printing device as a function of the time T during the starting process
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the paper speed V on the various units of the printing device as a function of the time T during the stopping process
  • Figure 9 is a schematic representation of the paper path S of the the various units of the printing device delivered or transported paper depending on the time T during the stopping process.
  • a printing device operating on the principle of electrophotography has a supply table 10 for receiving a supply stack 11 made of pre-folded continuous paper 12. The final paper is fed to the actual electrophotographic printing unit 15 via a paper dividing device 13 and a pivoting actuating rocker 14 provided with paper guide elements.
  • This printing unit 15 has a transfer printing station 17, which can be swiveled in and out of a photoconductor drum 16, and devices which are arranged around the photoconductor drum 16 and are necessary for the electrophotographic process.
  • the photoconductor drum 16 charged with the aid of a charging device 18 is discharged in a customary manner via an LED character generator 19, and the charge image thus generated in a developer station 20 with a developer mixture of toner. and colored carrier particles.
  • the toner image is then transferred to the continuous paper 12 in the transfer printing station 17.
  • the photoconductor drum 16 is discharged via an unloading station 21 and cleaned in a cleaning station 22 and recharged via the charging device 18.
  • the toner image on the continuous paper 12 e.g. to use an electrostatic process or a magnetic process or even an ink comb that applies ink directly to the continuous paper.
  • the paper web 12 provided with a toner image is then fixed chemically or by heat in a fixing station 23 and placed on a deposit table 24.
  • the storage table 24 is connected via a swivel lever 25 to facilitate removal of the designed paper stack 26 designed to swing out.
  • the paper web 12 can also be fed directly to the paper dividing device 13 via external paper feed channels 27. Furthermore, it is possible to use an external endless supply stack 28 as a supply stack. Separate paper feed elements with paper rollers 29 may be necessary for feeding the paper web.
  • a particle trap 30/1, 30/2 is arranged either at the entrance area to the transfer printing station 17 or in the transfer printing station.
  • the printing device also has a paper loading device which can be activated via the actuating rocker 14 and has an associated paper brake 31.
  • a paper dividing device 13 is arranged at the entrance to the feed channel to the printing unit 15 above the paper stack 11 (FIG. 2).
  • This paper dividing device contains a first deflection element in the form of a rotatably mounted paper roller 32, which is arranged between two side parts 33 of the actuating rocker 14 at its free pivot end. Furthermore, it contains a second deflection element in the form of a motor-driven paper roller 34, which is arranged in a fixed position on two fixed support elements 35 connected to the housing of the printing device.
  • the motor-driven paper roller 34 is located in the swivel range of the actuating rocker 14.
  • a paper guide element 36 is arranged for the distance forming the paper web.
  • the paper guide element is designed such that it forms, together with other sheet metal elements, a collecting basket 38 for the first peeled-off folder of the paper web.
  • operating position i.e. when the actuating rocker 14 is pivoted upwards, the continuous paper web 12 is first guided in a first deflection direction over the first deflection element 32.
  • a first paper layer 37 adhering to the outside of the paper web with respect to the paper roller 32 is peeled off with its fold edge from the paper guide element 36 and penetrates into the collecting basket 38.
  • the first paper layer 37 is fanned out during further transport.
  • a second paper layer adhering to the inside of the paper roller 32 is guided by the paper web 12 around the paper roller 32 with the first direction of deflection and then detaches from the second deflection element (paper roller 34) and deflects therefrom below. This also leads to a fanning out of the paper layer, so that an expanded continuous paper web 12 is available for further transport via a paper guide element 40 arranged between the side parts 33 of the actuating rocker 17.
  • the actuating rocker 14 not only forms part of a paper dividing device 13, but is an essential functional element of a paper insertion device for inserting the continuous paper 12 into the printing device.
  • the actuating rocker 14 is mechanically coupled to the transfer printing station 17 such that when the actuating rocker 14 is pivoted from a loading position A into an operating position B, the transfer printing station 17 pivots on the photoconductor drum 16 or when pivoting out Swing position B into position A.
  • the actuating rocker 14 is in the area of the transfer printing station on an axis 41 fixed to the frame via holding elements. elements 42 rotatably mounted.
  • the transfer station itself is also pivotally mounted on an axis fixed to the frame.
  • the transfer station contains a tractor drive with two tractor belts 44 which laterally engage the edge perforations of the continuous paper 12 with transport nipples 45 arranged thereon.
  • the tractor belts 44 are guided and mounted on two drive wheel pairs 46 which are connected to one another via axles, the drive being the Tractors via a motor M (Fig. 2), which is coupled with the large pair of drive wheels.
  • the continuous paper 12 When the continuous paper 12 is being transported, the continuous paper is in engagement with the tractor belts 44 via its perforation holes in the transport direction of the paper, both before and after the transfer area of the transfer station.
  • the continuous paper As securing and guiding elements for the continuous paper four transport flaps 50 are provided, which press the continuous paper against the traction belt 44 in the area of the perforation holes.
  • the transfer printing station 17 is mounted with respect to its pivot point in such a way that the paper guided in the transfer printing area via the transfer printing station 17 immediately lifts off the photoconductor drum without grinding there.
  • the transfer printing station 17 is pivoted to the photo conductor 16 and paper guide elements release the transfer printing area. If the actuating rocker 14 is pivoted into position A, a paper guide plate is guided into the area between the photoconductor drum and transfer printing station and an expanded paper guide channel opens between transfer printing station 17 and paper element.
  • the paper guide element protects the photoconductor drum 16 in the transfer printing area against the entry of light and damage.
  • a Paper insertion plate 68 fixedly arranged, which cooperates with a round paper guide area 69 of the actuating rocker 14.
  • the paper guide area 69 serves as a paper deflecting element for the paper web.
  • a paper guide channel 80 is provided above the transfer station 17 in the paper transport direction.
  • This paper guide channel 80 consists of a flat traverse 81 with a cover plate covering the width of the paper web and a wall plate 82 arranged at a distance from it.
  • a paper guide plate 84 paper guide flap
  • This paper guide channel 80 can be pivoted about an axis 83 and which counteracts the force of a spring, not shown here, can be pivoted about the axis 83.
  • the paper guide plate has the function of a loop puller and serves as a paper length buffer in order to compensate for different paper transport speeds between transfer printing station 17 and fixing station 23 due to mechanical tolerances, different types of drive (friction drive-tractor drive) etc., also as a sensor for the paper transport speed.
  • the position of the paper guide flap 84 is scanned by two sensors 84/1 and 84/2 and the drive of the fixing station 23 is controlled as a function thereof. E.g. runs If the fixing station is driven faster than that of the transfer printing station 23, the lower sensor 84/2 is actuated and the fixing station 23 is braked. If the transfer printing station 23 runs slower than the fixing station, the paper flap 84 is deflected more strongly and this deflection is detected by the sensor 84/1.
  • a suction chamber 85 is also arranged in the paper guide channel 80 and extends over the entire width of the paper guide extends channel and cooperates with a vacuum generating device, not shown here.
  • the suction chamber has the function of a paper brake in order to be able to brake the paper safely when the paper transport is interrupted and to ensure a uniform retention force of the paper during transport through the fixing station.
  • any other type of paper brake that can be regulated can be used, e.g. by means of a mechanical deflection point or a braked pin wheel which engages in the edge perforations of the continuous paper 12.
  • the paper guide channel -80 feeds the paper to the fixing station 23.
  • the fixing station 23 is designed as a thermal fixing station. It consists of a heating roller 86 heated by radiators and a pressure roller 87 which can be pivoted and pivoted onto the heating roller 86 by an electric motor via a cam 87/1. Furthermore, it has an oiling device 88 which serves to apply separating oil to the heating roller 86 and the heating ⁇ the roller may need to be cleaned.
  • the oiling device 88 has an oil pan 89, one side wall of which serves as a paper guide element for the continuous paper. Below the oil pan 89 of the oiling device there is a cooling profile 90, through which air flows for heat dissipation. Furthermore, is below the
  • An outlet roller saddle 91 is arranged on the heating roller and the pressure roller, on which paper rollers are arranged and which serves to pass on the continuous paper after the fixing.
  • a paper guide saddle 93 which can be pivoted about an axis 92 and which, with the aid of a cam 94 driven by an electric motor, depends on the position of the cam on the heating roller 86 can be pivoted.
  • the cam 94 enables three positions of the paper guide saddle 93 in principle. These positions are identified by AP, BP and CP. In the position AP, the paper guide saddle 93 is almost on the heating roller 86 pivoted. This represents the operating situation or
  • Print position In this printing or operating position, the continuous paper is guided around the heating roller 86 in a wrap angle designated by U.
  • the pressure roller 87 is pivoted to the heating roller 86.
  • the wrap angle U can be controlled.
  • the paper guide saddle 93 In a position BP, the paper guide saddle 93 is in a loading position. It is pivoted away from the heating roller 86 at a distance, the distance being dimensioned such that in this state the continuous paper can be easily passed through the fixing station without coming into contact with the heating roller 86.
  • the pressure roller 87 is also pivoted down. A paper feed-through channel is thus formed through the fixing station via the paper guide saddle and the fixing station in the open state in connection with the runout roller saddle.
  • the further pivoted position CP of the paper guide saddle 93 defines the so-called standby position. This is the position in which the paper web is completely exposed. This position is taken when printing is interrupted.
  • a stacking device 99 Downstream of the fixing station 23 in the paper transport direction is the pivotable storage table 24 for receiving the printed continuous paper.
  • a stacking device 99 is arranged. This stacking device can be shifted in position with the aid of a drive device 101 (electric motor) with respect to the storage table 24. It contains funnel-shaped insertion profiles 95, which serve to take over the continuous paper in the raised state of the stacking device and to safely feed the paper guided over the outlet roller saddle 91 to two paper transport rollers 96 driven by an electric motor.
  • the paper transport rollers 96 are conventional paper rolls with a rubber covering.
  • a paper guide channel 97 Downstream of the paper transport rollers 96 is a paper guide channel 97, which is formed by guide plates, a scanning device 98 for the continuous paper being arranged in the paper guide channel 97.
  • the scanning device is designed as a conventional light barrier.
  • the stacking device 99 also has paddle shafts 100 for the secure storage of the endless paper 12.
  • a microprocessor-controlled control arrangement D is provided for the paper transport, the transfer printing station, the fixing station and the stacking device 99 (FIG. 2).
  • the control arrangement D can be part of the device control C, which e.g. can be designed according to US Pat. No. 4,593,407.
  • the control arrangement D regulates the paper transport during the automatic loading of the paper and during the printing operation including start-stop operation. It monitors and regulates the function of the various units of the pressure device, e.g. the elements of the fixing station 23, the drive of the paper transport rollers 96, the drive of the cams 94 and the tractor drive M (motor) of the transfer station 17. Furthermore, it detects a large number of input signals, e.g. the scanning signal of the scanning device 98 or a switch 120 scanning the position of the actuating rocker 14 and the position of the sensors 84/1 and 84/2.
  • the actuating rocker 14 is pivoted into the position A by means of a handle 81. This position is sensed via switch 82 (FIG. 2).
  • the transfer printing station 17 is pivoted away and paper guide elements cover the photoconductor drum 16 and open a wide paper insertion channel.
  • the paper can be sen paper insertion channel carried out by the printing station and hooked into the tractor belts 44 on the output side. They are hung in such a way that the end of the first sheet comes to rest on the flap of the paper guide plate 84 which acts as a loop puller.
  • the first sheet of continuous paper is thus located in the feed region of the paper guide channel 80.
  • the transport flaps of the tractor belts on the output side are then closed. Now the actual insertion procedure controlled by the control arrangement D begins.
  • the continuous paper is further pushed over the cover plate of the traverse 81, which is located between the transfer printing station 17 and the fixing station 23, and the suction chamber 85.
  • the paper guide saddle 93 is brought into the loading position B via the cam 94 via the control arrangement D.
  • the paper transport rollers 96 of the stacking device 99 After the paper transport rollers 96 of the stacking device 99 have grasped the continuous paper, it is transported on to the scanning device 101 of the paper guide channel 97.
  • the control arrangement D switches off the further paper transport and moves the paper guide saddle 93 into the standby position CP. This creates a loop of continuous paper. The length of paper released in this process is transported out via the paper transport rollers 96, which are then switched off.
  • the continuous paper 12 and the toner image lying on the continuous paper 12 are passed under pressure between two rotating rollers, namely the fixing roller 86 and the pressure roller 87, the fixing roller 86 being heated.
  • the fixing roller 86 and the pressure roller 87 In order to achieve sufficient adhesion of the fixed toner image on the continuous paper 12, it is necessary for the toner particles to be warmed beyond their melting point and to flow together and for the melted toner particles to bond to the paper structure. If, for example, polystyrene-butyl-methacrylate-based toner is used, this is done, as experiments have shown, if the paper temperature is higher than 110 ° C. Instead of polystyrene-butyl-methacrylate toner, it is also possible to add polyester-based toner
  • the material used for the recording medium is standard IT paper.
  • the heating-up time of the paper web becomes shorter and thus also the achievable paper temperature.
  • the required paper temperature can no longer be achieved without additional heating of the paper web, especially when high paper basis weights, for example of 160 gr per square meter and larger and papers must be fixed with a high proportion of water.
  • the water content in the paper can be up to 10 percent by weight.
  • the paper web 12 is therefore wrapped around the fixing roller 86 at a wrap angle U such that a sufficiently long distance is available for heating the paper web.
  • This wrap angle U depends on the one hand on the upper surface temperature of the fixing roller 86 and the transport speed of the paper.
  • the fixing roller 86 is heated by means of a radiator module 201 in the form of a plurality of halogen lamps arranged in the center of the fixing roller 86, the surface temperature of the fixing roller 86 being detected by temperature measuring sensors for the fixing roller temperature 202 arranged on the periphery of the fixing roller.
  • the temperature of the fixing roller 86 is regulated via the control arrangement D, specifically as a function of various operating parameters by switching the radiator module 201 on and off.
  • the wrapping of the paper web U around the fixing roller 86 is achieved by the swivel saddle 93 (paper guide saddle), which is not heated and which therefore has the room temperature of the device.
  • the paper web is guided over this swivel saddle and then wraps around the fixing roller 86 in accordance with the wrap angle U.
  • the swivel saddle 93 is swiveled from the position CB (standby) to the operating position AB.
  • the paper web 12 bears against the fixing roller 86.
  • the point PA denotes the first point of contact of the recording medium 12 with the fixing roller 86.
  • the preheating ends at the point PB and the actual fixing gap begins, which extends to the point PC.
  • the length of the fixing gap between point PB and PC is dependent on the pressure force of the pressure roller 87 on the fixing roller 86, the pressure roller 87 being covered with an elastic material on the circumference, so that the pressure roller 87 is flattened in the fixing gap area is coming.
  • the distance between point PA and point PB on the fuser roller defines the actual preheating area.
  • the paper web lies tightly against the fixing roller 86 by the vacuum brake 85 (suction chamber). This tightening of the paper web by the vacuum brake 85 ensures good thermal contact between the paper web and the fixing roller 85 generated in the wrapping area.
  • the preheating of the paper and the toner image is completed.
  • the slightly pasty toner is then rolled into the paper structure under pressure and heat in the area of the fixing gap (distance PB to PC).
  • the fixing nip (radians between PB and PC) must be chosen so high that the paper web after leaving the point PC having a temperature of greater than or equal to 110 minde ⁇ least ⁇ C.
  • the paper speed and the fixing roller surface temperature are specified.
  • a wrap angle U of the paper web around the fixing roller of 60 ° due to the paper speed of 487 mm per second and a fixing roller temperature of 220 ° C.
  • This type of paper web preheating enables a cost-effective and space-saving construction of the fixing station, it also being possible to fix a paper web with a toner image, on the back of which there is already a fixed printed image.
  • the fusing station described can therefore be used in electrophotographic printing devices in which the paper web is printed on both sides.
  • a prerequisite for realizing this solution, however, is that no relative movement between the toner image and the fixing roller 86 can occur during the stopping and starting process of the paper web. The greater the preheating wrap U of the paper web 12 around the fixing roller 86, the greater this risk.
  • the paper web 12 with the still wipeable toner image moves into the fixing station 26 at almost constant speed during printing operation.
  • the cold, unheated paper guide saddle 93 (swivel saddle) loops the paper web 60 "around the fixing roller 86.
  • the recording medium 12 and the toner image are preheated to such an extent that after the subsequent pressure fixing in the Fixing nip between fixing roller 86 and pressure roller 87 a good fixing quality is achieved. Preheating is necessary so that the melted toner is adequately bonded to the paper structure.
  • the amount of preheating of the paper 12 in the wrapping area U depends, among other things, on the force with which the paper web 12 nestles against the fixing roller 86.
  • the vacuum suction chamber 85 is located in the paper inlet area of the fixing station 23.
  • the recording medium 12 is pulled against a suction plate 85/1 with through-holes and thereby exerting a frictional force on the recording medium 12.
  • Due to the friction effect of the pressure roller 87 in connection with the fixing roller 86 and the retaining force of the suction chamber 85 the paper web 12 between the fixing roller 86 and the suction chamber 85 is pulled tightly over the fixing roller 86 and the paper guide saddle 93.
  • the cold paper web 12 is heated and thus heat is constantly being removed from the fixing roller 86. In order to maintain a constant fixing quality, it is therefore necessary to keep the temperature of the fixing roller surface constant.
  • the non-contact temperature sensors 202 record the surface temperature and report this in the form of electrical signals to the control arrangement D. This compares the measured surface temperature with a predefinable stored setpoint and regulates the switching on and off of the infrared as a function thereof Halogen lamp module 201 in the center of the fixing roller.
  • the oiling device 88 has a silicone metering tube 88/1 arranged in a holder. This tube is provided with fine metering holes, from which constantly Silicone oil is pumped from a storage area to a felt 88/2. The felt impregnated with silicone oil is guided past the surface of the fixing roller 86 with the aid of an electromotive drive device 88/3 and thereby oiles the surface of the fixing roller 86. Since the fixing roller 86 continuously releases silicone oil in very small amounts of toner image and paper 12 this used silicone oil is conveyed through the felt 88/2.
  • the fine pores of the felt however, slowly fill with paper dust toner and resinified silicone oil during the fixing process and thus close. It is therefore necessary, via the drive 88/3, to fill the oiling area of the oiling device 88 with constantly new felt from one. Feed the supply area and wind up the used felt in a winding area.
  • the paper 12 has a very high dust content. This paper dust would be absorbed by the felt 88/2 and together with the silicone oil would result in a doughy mass, which is sporadically entrained by the fixing roller 86 and transferred to the paper.
  • a dirt-wiping rubber lip 88/4 is arranged between the fixing gap (PB / PC) and the actual oiling area of the oiling device 88 and floats on the surface of the fixing roller and wipes off any paper dust that has been taken up. With the aid of a swiveling device 88/5, the rubber lip is pivoted away in a controlled manner by the control arrangement D when the pressure is interrupted, and the dirt that is picked up is thrown into the collecting pan 89 underneath.
  • the paper can have a very high water content, which can be up to 10 percent by weight. Since the paper 12 has to be heated to over 100 ° C. in the 60 ° looping zone U, some of the water in the paper also becomes vaporized brought. This water vapor is sucked out of the fixing station 23 by means of a fan 203 with an associated suction hose 204.
  • the paper web 12 is transported in the area of the fixing station by friction between the electromotive driven fixing roller 86 and the paper 12 under pressure from the pressure roller 87.
  • the sensors 84/1 and 84/2 which scan the positions of the paper guide flap 84, ensure that the drive of the fixing roller is regulated as a function of the position of the paper guide flap 84 via the control arrangement D. If the paper guide flap 84 is in an upwardly pivoted position with the paper loop pulled out, the speed of the fixing roller 86 is controlled by its drive motor, increased by the control arrangement D by 1.5% with respect to a standard speed. If the paper guide flap 84 is in the area of the lower sensor 84/2, the speed of the fixing roller 86 is reduced by 1.5% with respect to a standard speed. The paper transport speed in the area of the transfer station 17 is kept constant via the tractor drive 44.
  • the fixing station used according to FIG. 4 contains the fixing roller 86, which is mounted on a frame 205 of the printing device, and the pressure roller 87 made of a steel tube covered with rubber.
  • the pressure roller 87 is mounted on two rockers 206 and can be pivoted on and off with the aid of two electromechanically driven cam disks 87/1 via attachments 207 to the fixing roller 86 (arrow direction).
  • the rockers 206 are pivoted about an axis 209 against the force of springs 208.
  • the position of the pressure roller 87 on the rocker 206 is scanned by scanning the position of the cam disk 87/1 via a sensor 210 arranged on the axis of the cam disks 87/1 in the form of a Hall generator.
  • the Hall generator (sensor 210) supplies position signals to the control arrangement D, which controls the position of the cam disks 87/1 and thus the pressure position of the pressure roller 87 via a drive motor 211 driving the cam disks 87/1, which is only shown schematically here.
  • the transfer printing station 17 delivers printed and fixed paper to the fixing station 23 at a constant speed.
  • the paper web is transported under pressure between the fixing roller 86 and the pressure roller 87. Since the speed of the record carrier (paper 12) in the transfer printing station and the speed of the paper 12 in the fixing station 23 can never be the same (tolerances due to the fixing roller diameter, transport, perforation distance, etc.) is located between the fixing station 23 and transfer printing station 17 Loop puller in the form of the paper guide flap that can be swiveled in and out against a spring force with sensors 84/1 and 84/2, which are assigned to the upper and lower rocking positions.
  • the fixing roller 86 is driven by a stepper motor 86/1, which is operated at two exact speeds. One speed gives a fuser roll paper speed
  • the second speed is a fixing roller paper speed which is 1.5% below the target paper speed of the transfer printing station 17.
  • the fixing roller 86 runs at the higher speed, the loop puller 84 is pulled downward through the paper web 12 and reaches the lower sensor 84/2, which emits a corresponding control signal to the control circuit D.
  • the control circuit D switches the stepper motor 86/1 and thus the fixing roller 86 to a required lower speed.
  • the loop puller 84 now moves via its own spring, which presses up against the paper web 12, until the upper sensor 84/1 is reached.
  • the upper sensor 84/1 in turn outputs control signals to the control arrangement D, which switches the drive 86/1 of the fixing roller 86 to the required higher speed.
  • the unfixed paper web 12 runs from the transfer printing station 17 via the loop puller 84 to the vacuum brake 85, which tightens the paper web 12 over the swivel caliper 93.
  • This has the task of looping the paper web 12 around the fixing roller 86, for example at an angle of 60 "(wrap angle U) and of offering the paper web 12 to the fixing roller 86 in an exactly guided manner.
  • the paper web 12 is preheated on the fixing roller 86 with the print image arranged thereon and then fixed under pressure and heat in the fixing gap between the fixing roller 86 and the pressure roller.
  • the pulling rollers 96 arranged below the fixing station 23 on the stacking device 99 transport the paper webs 12 further onto the stacking table 84 or to a post-processing system, e.g. a cutting device.
  • the paper web In electrophotographic printing devices which are used as a fast printing device together with data processing devices, the paper web must be accelerated to a constant speed or decelerated to zero again, depending on the data available. This means that the paper web must be brought into contact with the hot fixing roller with the data print image to be fixed and then decontacted again.
  • the function of the units involved in the paper transport with their paper transport elements must be precisely coordinated. This applies in particular to the mutual coordination of the transfer printing station 17, which determines the paper transport, which supplies the paper web to be fixed, the swivel saddle 93, which defines the wrap angle U of the paper web 12 around the fixing roller 86, the fixing roller 86, which forms the toner image fixed on the paper web 12 and the paper web 12 transported and the pressure roller 87 which determines the fixing pressure and the friction pressure for transporting the paper web 12.
  • FIG. 8 shows the course of the paper speed V in millimeters per second as a function of the time in milliseconds in the transfer printing station 17 (solid curve) (VP), on the fixing roller 86 (dash-dotted line) (VF) and on the swivel saddle 93 (dotted line) (VS).
  • FIG. 9 in turn shows the paper path S delivered or removed by the individual units of the paper transport in millimeters as a function of the time T in milliseconds.
  • the solid line shows the course of the paper path to be delivered from the transfer printing station 17 to a standstill (SP), the dash-dotted line (SF) the paper path to be transported away from the fixing roller 86 and the dotted line (SS) the paper path supplied by the pivoting saddle 93 during the swiveling back of the swivel saddle 93 from the position AB into the position CP when stopping.
  • SP standstill
  • SF dash-dotted line
  • SS dotted line
  • the paper web 12 is in the state of continuous printing. If no print information is supplied by an EDP system coupled to the printing device, the paper web must be stopped at time TO. This stopping process proceeds as follows: The last page developed on the photoconductor drum 16 is printed on the continuous paper 12 in the transfer station 17. If the last possible line of the page is reprinted, the paper web 12 is separated from the photoconductor drum 16 and the transfer printing station 17 reduces the paper speed to zero in the period between the times TO to Tl. At the same time TO when the Transfer printing station 17 begins to delay the paper web 12, the paper speed in the fixing station 23 is reduced via the fixing roller 86 and the pivoting saddle 93 pivots from the position AB (printing mode) to the position CP (standby mode).
  • the fixing roller 86 is decelerated relatively sharply in accordance with FIG.
  • the pivoting saddle 93 is pivoted back with a delay, specifically in accordance with the decelerated speed of the fixing roller 86.
  • the paper speed VP determined by the transfer printing station 17 is the difference between the fixing roller determines the paper transport speed VF when the paper is being transported minus the paper speed VS of the continuous paper 12 released when the swivel plate 93 is pivoted away.
  • the paper transport in the fixing station 23 and the transfer printing station 17 should be coordinated with one another in such a way that no movement takes place at the loop puller 84. If this is the case, then a relatively movement-free stopping process between the printed image on the paper 12 and the fixing roller 86 has taken place.
  • the following conditions shown in FIGS. 8 and 9 must be fulfilled during the entire stopping process. With regard to the paper path, these are:
  • SP is the paper path delivered from the transfer printing station 17 in millimeters to a standstill at the time T1.
  • SS is the released paper path provided by the swivel saddle 93 when swiveling the swivel saddle 93 back from the position AB at time TO in position CP at time T2.
  • SF is the paper path in millimeters to be transported away by the fixing roller 86 up to the point in time T2 at which the pivoting saddle 93 is in the position CP.
  • the paper speeds in the transfer printing station 17, on the fixing roller 86, and on the swivel saddle 93 must have the following relationship to one another during the stopping process, as shown in FIG. 8:
  • VP is the paper speed in the transfer station.
  • VS the paper speed on the swivel saddle and VF the paper speed in the area of the fixing gap of the fixing roller 86.
  • the entire paper web 12 is pulled back by the paper transport in the transfer printing station, specifically by a predetermined distance of 19/6 ", for example, in order then to be positioned for the subsequent starting process.
  • the EDP system coupled to the electrophotographic printing device supplies information which is written on the photoconductor drum 16.
  • the paper web is accelerated from time to time T1 from zero to final speed in such a way that the toner image on the photoconductor drum 16 is moved synchronously with the paper web 12.
  • the photoconductor drum 16 and the paper web 12 are contacted with one another such that a transfer of the toner image between the photoconductor drum 16 and the paper web 12 can take place.
  • 80% of the total fixing pressure was reached by swiveling together between the pressure roller 87 and the fixing roller 86.
  • the pivoting of the swivel saddle 93 from the position CP (standby position) into the operating position AB also begins. In order to be able to carry out this pivoting process of the pivoting saddle 93, the pivoting saddle requires paper 12 from the transfer printing station.
  • VPS VFS + VSS
  • VPS paper speed in the transfer station 17
  • VFS paper speed in the fusing nip
  • VSS paper speed contribution by the swivel saddle 93 during the swiveling of the swivel saddle from the position CP to the position AB from the time TO to the time T3
  • the paper in the transfer printing station is accelerated in accordance with curve VPS up to time T1, at the same time pivoting saddle 93 is pivoted in accordance with curve VSS and fixing roller 86 is moved in accordance with curve VFS.
  • the paper 12 in the transfer printing station 17 reaches the final speed, the swivel saddle 93 continues to be moved outward in an accelerated manner, but the removal of the fixing station 23 of the paper provided via the fixing roller 86 is delayed.
  • the Fixing station 23 constantly fed paper via transfer printing station 17. The pivoting of the swivel saddle 23 into the operating position AB is delayed, but the removal of the paper via the fixing roller 86 is accelerated again.
  • the starting process is completed at time T3 and the electrophotographic printing device is in continuous printing operation.
  • control of the paper transport takes place during the printing operation and during the start-stop operation via the control arrangement D, which is designed as a microprocessor-controlled control arrangement.
  • the sequence of paper movements during the stop and start process which can be seen from FIGS. 6 to 9, is stored in the memory of the microprocessor-controlled control arrangement and is called up from the memory by the operator when a start or stop procedure is called up.
  • the starting or stopping process then runs automatically, controlled by the control arrangement D.

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Description

Elektrofotografische Druckeinrichtung für Endlospapier mit einer Thermo-Druckfixierstation.
Elektrofotografische Druckeinrichtungen mit Thermo-Druckfixie- rung sind allgemein bekannt. Bei Anwendung der Thermo-Druck- technologie wird der Aufzeichnungsträger und das auf dem Auf- zeichnungsträger liegende Tonerbild zwischen zwei rotierenden Walzen, die sich unter Druck berühren, durchgeführt. Dabei ist eine der Walzen, die sogenannte Fixierwalze, beheizt. Um durch die Fixierung eine ausreichende Haftung des Tonerbildes auf dem Papier zu erreichen, ist es notwendig, daß die Tonerpartikel in der Fixierstation über einen Schmelzpunkt hinaus erwärmt werden und zusammenfließen und daß sich außerdem die geschmolzenen To¬ nerpartikel mit der Papierstruktur verbinden.
Mit zunehmender Druckgeschwindigkeit und der damit erhöhten Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers wird die Auf¬ heizzeit des Aufzeichnungsträgers geringer und damit die er¬ reichbare Fixiertemperatur auf dem Aufzeichnungstrager. Bei hö¬ heren Transportgeschwindigkeiten des Aufzeichnungsträgers ist die erforderliche Fixiertemperatur ohne eine zusätzliche Auf- heizung des Aufzeichnungsträgers nicht mehr erreichbar, dies insbesondere dann, wenn es sich um Aufzeichnungsträger mit ho¬ hen Flächengewichten handelt.
Bei elektrofotografischen Druckeinrichtungen, die Endlospapier verarbeiten, wird dies mittels eines vorgeheizten Papierfüh¬ rungssattels realisiert über den die Endlospapierbahn mit ihrer Rückseite geführt und vor dem eigentlichen Fixieren vorgeheizt wird. Eine derartige Thermo-Druckfixiereinrichtung mit Vorheiz¬ sattel ist aus der US-PS 4 147 922 bekannt.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß sich auf der Rückseite der Endlospapierbahn kein bereits fixierter Druck befinden darf, da er sonst durch die hohe Vorheiztemperatur angelöst und zerstört wird. Ein Modulbetrieb von zwei Druckeinrichtungen, wobei der erste die Vorderseite und der zweite die Rückseite druckt, ist somit nicht möglich. Das gleiche gilt auch für ei- nen Vorder- und Rückseitendruck von ein- und demselben Drucker, wobei beim ersten Stapeldurchlauf die Vorderseite und beim zweiten Stapeldurchlauf die Rückseite bedruckt wird.
Um auch Toner mit hohem Schmelzpunkt bei hoher Fixiergeschwin- digkeit verarbeiten zu können, ist aus der DE-PS 27 17 260 eine Wärmeschmelzfixiereinrichtung für auf einem Aufzeichnungsträger befindliche Tonerbilder bekannt, die einen Vorheizsattel auf¬ weist, wobei der Vorheizsattel in Richtung der Fixierwalze ver¬ schwenkbar gelagert ist. Damit kann der Umschlingungswinkel des Aufzeichnungsträgers an der Fixierwalze eingestellt werden.
Jedoch auch diese Wärmeschmelzfixiereinrichtung setzt die Exi¬ stenz eines beheizten Vorheizsattels als absolut notwendig für eine optimale Wärmeschmelzfixierung voraus.
Ziel der Erfindung ist es, eine elektrofotografische Druckein¬ richtung für Endlospapier so auszugestalten, daß mit der Druck¬ einrichtung auch ein bereits mit einem fixierten Tonerbild ver¬ sehener Aufzeichnungsträger bedruckt werden kann, ohne daß das bereits auf dem Aufzeichnungsträger befindliche Tonerbild ver¬ wischt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, für eine elektrofoto¬ grafische Druckeinrichtung eine Fixierstation bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist und hohe Druckgeschwindigkeiten er¬ möglicht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es außerdem, eine elektro¬ fotografische Druckeinrichtung so auszugestalten, daß ein offsetfreies und wischfreies Fixieren des Druckbildes auf einer Endlospapierbahn während eines Start- und Stoppvorganges der Papierbahn möglich ist. Diese Ziele der Erfindung werden mit einer elektrofotografi- schen Druckeinrichtung gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 11 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter¬ ansprüchen gekennzeichnet.
Schlingt man das Endlospapier beim Fixieren soweit um die Fi¬ xierwalze, daß man eine genügend lange Strecke zum Aufheizen der Papierbahn zur Verfügung hat, ist es überraschenderweise möglich, auf einen Vorheizsattel zu verzichten und die Endlos¬ papierbahn allein über die Fixierwalze zu fixieren. Um einen guten Wärmeübergang zu ermöglichen, muß die Papierbahn straff die Fixierwalze umschlingen, was durch eine Papierbremse be- wirkt werden kann. Unter Anwendung dieses Vorheizprinzipes läßt sich eine Fixierstation aufbauen, die kostengünstig und platz¬ sparend ist. Damit ist auch das Fixieren einer Endlospapierbahn mit Tonerbild möglich, auf deren Rückseite sich bereits ein fi¬ xiertes Druckbild befindet.
Verwendet man gemäß der Erfindung allein die Fixierwalze zum Fixieren und Vorheizen, so muß der Papiertransport in der Fi¬ xierstation so betrieben werden, daß keine Relativbewegung zwi¬ schen Tonerbild und Fixierwalze auftreten kann. Diese Gefahr besteht insbesondere beim Stopp- und Startvorgang der Papier¬ bahn. Dabei wird die Endlospapierbahn von der Fixierwalze abge¬ schält bzw. an die Fixierwalze angelegt.
Bei der elektrofotografischen Druckeinrichtung gemäß der Erfin- düng wird deshalb das An- und Abschwenken des Papierführungs¬ sattels und der Papiertransport mit Hilfe einer mikroprozessor¬ gesteuerten Anordnung so gesteuert, daß während der Bewegung des Papierführungssattels beim Anlegen des Endlospapieres an die Fixierwalze und beim Abschwenken des Endlospapieres von der Fixierwalze keine Relativbewegung im Kontaktbereich zwischen Endlospapier und Fixierwalze auftreten kann. Um während der Reduzierung der Fixierwalzendrehzahl beim Stopp¬ vorgang eine Überfixierung des Druckbildes zu verhindern, wird bei der Erfindung in vorteilhafter Weise zum Zeitpunkt der Fi- xierwalzendrehzahlreduzierung zugleich der Papierführungssattel abgeschwenkt und dadurch die Vorwärmstrecke der Papierbahn an der Fixierwalze reduziert.
Wird der Aufzeichnungsträger in der Umdruckstation der elektro- fotografischen Druckeinrichtung über einen Traktorantrieb transportiert, der in Transportlochungen des Aufzeichnungsträ¬ gers eingreift und erfolgt die Fixierung dann in einer Thermo- druckfixierstation mit Friktionsantrieb, so entsteht aufgrund von Toleranzen eine Differenz der beiden Papiergeschwindigkei¬ ten, was zu einem Papierriß bzw. zu einer Verminderung der Druckqualität durch Flattern des AufZeichnungsträgers führen kann.
Um dies zu verhindern, ist in vorteilhafter Weise bei der Er¬ findung zwischen Umdruckstation und Fixierstation ein Schlau- fenzieher angeordnet, dessen Position über Abtaster abgetastet wird. In Abhängigkeit von der Position des Schiaufenziehers wird der Antrieb der Fixierwalze in der einen Position schnel¬ ler und in der anderen Position langsamer angetrieben als der Antrieb der konstant laufenden Papiertransporteinrichtung der Umdruckstation.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen darge¬ stellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrie¬ ben. Es zeigen
Figur 1 eine schematische Prinzipdarstellung der Papierführung in einer elektrofotografischen Druckeinrichtung,
Figur 2 eine Papierteiler- und Einlegeeinrichtung für Endlospa¬ pier in Betriebslage (Position B) und im abgeschwenkten Zustand (Position A) mit einer den Papierweg steuernden Steueranord¬ nung,
Figur 3 eine schematische Darstellung der Papierführung mit den zugehörigen Aggregaten in einer elektrofotografischen Druckein- richtung,
Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung der Fixierstation einer elektrofotografischen Druckeinrichtung,
Figur 5 eine schematische Darstellung der Fixierstation einer elektrofotografischen Druckeinrichtung in verschiedenen Be- triebszuständeπ,
Figur 6 eine schematische Darstellung der Papiertransportge- schwindigkeit V über die Zeit T auf den verschiedenen Aggrega¬ ten der Druckeinrichtung beim Startvorgang,
Figur 7 eine schematische Darstellung des Papierweges S des von den verschiedenen Aggregaten der Druckeinrichtung gelieferten bzw. abtransportierten Aufzeichnungsträgers in Abhängigkeit von der Zeit T beim Startvorgang,
Figur 8 eine schematische Darstellung der Papiergeschwindigkeit V auf den verschiedenen Aggregaten der Druckeinrichtung in Ab- hängigkeit von der Zeit T beim Stopvorgang und
Figur 9 eine schematische Darstellung des Papierweges S des von den verschiedenen Aggregaten der Druckeinrichtung gelieferten bzw. abtransportierten Papieres in Abhängigkeit von der Zeit T beim Stoppvorgang.
Eine nach dem Prinzip der Elektrofotografie arbeitenden Druck¬ einrichtung weist einen Vorratstisch 10 zur Aufnahme eines Vor¬ ratsstapels 11 aus vorgefaltetem Endlospapier 12 auf. Das End¬ lospapier wird über eine Papierteilereinrichtung 13 und einer mit Papierleitelementen versehenen, abschwenkbaren Betätigungs- schwinge 14 dem eigentlichen elektrofotografischen Druckaggre¬ gat 15 zugeführt. Dieses Druckaggregat 15 weist eine, an eine Fotoleitertrommel 16 an- und abschwenkbare Umdruckstation 17 auf, sowie um die Fotoleitertrommel 16 angeordnete, für den elektrofotografischen Prozeß notwendige Einrichtungen.
Zur Erzeugung eines Tonerbildes auf dem Endlospapier wird in üblicher Weise die mit Hilfe einer Ladeeinrichtung 18 aufgela¬ dene Fotoleitertrommel 16 zeichenabhängig über einen LED-Zei¬ chengenerator 19 entladen, und das so erzeugte Ladungsbild in einer Entwicklerstation 20 mit einem Entwicklergemisch aus To¬ ner- und Trägerteilchen eingefärbt. Das Tonerbild wird dann in der Umdruckstation 17 auf das Endlospapier 12 übertragen. Nach dem Umdruck wird die Fotoleitertrommel 16 über eine Entladesta¬ tion 21 entladen und in einer Reinigungsstation 22 gereinigt und erneut über die Ladeeinrichtung 18 aufgeladen.
Anstelle des beschriebenen elektrofotografischen Prozesses ist es auch möglich, zur Erzeugung des Tonerbildes auf dem Endlos¬ papier 12 z.B. einen elektrostatischen Prozeß oder einen magne- tischen Prozeß oder sogar einen Tintenkamm zu verwenden, der unmittelbar auf das Endlospapier Tinte aufbringt.
Die mit einem Tonerbild versehene Papierbahn 12 wird dann in einer Fixierstation 23 chemisch oder durch Wärme fixiert und auf einem Ablagetisch 24 abgelegt. Bei dem dargestellten Aus¬ führungsbeispiel der Druckeinrichtung ist der Ablagetisch 24 über einen Schwenkhebel 25 zur Erleichterung der Entnahme des bedruckten Papierstapels 26 ausschwenkbar ausgestaltet.
Wird die Druckeinrichtung z.B. mit einer weiteren Druckeinrich¬ tung gekoppelt, um z.B. Vor- oder Rückseitendruck zu ermögli- chen, kann die Papierbahn 12 auch über externe Papierzufüh¬ rungskanäle 27 der Papierteilereinrichtung 13 unmittelbar zu¬ geführt werden. Weiterhin ist es möglich, als Vorratsstapel ei¬ nen externen Endlosvorratsstapel 28 zu verwenden. Zur Zufüh¬ rung der Papierbahn können dabei gesonderte Papierzuführungs- ele ente mit Papierwalzen 29 notwendig sein.
Um das Eindringen von die Fotoleitertrommel 16 beschädigenden Partikeln wie Büroklammern oder andere Metallteile in das Druckaggregat 15 zu verhindern, ist entweder am Eingangsbereich zur Umdruckstation 17 oder in der Umdruckstation integriert eine Partikelfalle 30/1, 30/2 angeordnet. Die Druckeinrichtung weist weiterhin eine über die Betätigungsschwinge 14 aktivier¬ bare Papiereinlegevorrichtung mit zugeordneter Papierbremse 31 auf.
Die genannten Vorrichtungen der Druckeinrichtung werden nun im einzelnen beschrieben:
Um aneinanderhaftende Papierlagen der vom Stapel 11 abgezogenen Endlospapierbahn 12 voneinander zu trennen, ist am Eingang des Zuführungskanales zum Druckaggregrat 15, oberhalb des Papier¬ stapels 11 eine Papierteilereinrichtung 13 angeordnet (Fig. 2). Diese Papierteilereinrichtung enthält ein erstes Umlenkelement in Form einer drehbar gelagerten Papierwalze 32, die zwischen zwei Seitenteilen 33 der Betätigungsschwinge 14 an deren freien Schwenkende angeordnet ist. Weiterhin enthält sie ein zweites Umlenkelement in Form einer motorisch angetriebenen Papierwalze 34, die ortsfest auf zwei festen mit dem Gehäuse der Druckein¬ richtung verbundenen Trägerelementen 35 angeordnet ist. Die motorisch angetriebene Papierwalze 34 befindet sich dabei im Schwenkbereich der Betätigungsschwinge 14. Oberhalb des ersten Umlenkelementes (Papierwalze 32) ist in einem einen Durchlaß für die Papierbahn bildenden Abstand ein Papierleitelement 36 angeordnet. Das Papierleitelement ist so ausgebildet, daß es zusammen mit anderen Blechelementen einen Auffangkorb 38 für das erste abgeschälte Faltblatt der Papierbahn bildet.
In Betriebslage (Position B), d.h. bei hochgeschwenkter Betäti¬ gungsschwinge 14, wird die Endlospapierbahn 12 zunächst in einer ersten Umlenkrichtung über das erste Umlenkelement 32 geführt.
Eine in bezug auf die Papierwalze 32 an der Außenseite der Pa¬ pierbahn anhaftende erste Papierlage 37 wird mit ihrer Falzkan¬ te vom Papierleitelement 36 abgeschält und dringt in den Auf¬ fangkorb 38 ein. Beim Weitertransport wird die erste Papierlage 37 aufgefächert. Eine in bezug auf die Papierwalze 32 an der Innenseite anhaftende zweite Papierlage wird von der Papierbahn 12 um die Papierwalze 32 mit der ersten Umlenkrichtung geführt und löst sich dann durch die U lenkung am zweiten Umlenkele¬ ment (Papierwalze 34) von diesem ab und fällt nach unten. Dies führt ebenfalls zu einem Auffächern der Papierlage, so daß für den Weitertransport über ein zwischen den Seitenteilen 33 der Betätigungsschwinge 17 angeordnetes Papierleitelement 40 eine auseinandergezogene entfaltete Endlospapierbahn 12 zur Verfü¬ gung steht.
Die Betätigungsschwinge 14 bildet nicht nur einen Bestandteil einer Papierteilereinrichtung 13, sondern ist ein wesentliches Funktionselement einer Papiereinlegevorrichtung zum Einlegen des Endlospapieres 12 in die Druckeinrichtung. Um das Einlegen des Endlospapieres zu ermöglichen, ist die Betätigungsschwinge 14 mechanisch mit der Umdruckstation 17 derart gekoppelt, daß beim Verschwenken der Betätigungsschwinge 14 aus einer Lade¬ position A in eine Betriebsposition B die Umdruckstation 17 an die Fotoleitertrommel 16 anschwenkt bzw. bei einem Verschwenken aus Position B in die Position A abschwenkt.
Zu diesem Zwecke ist die Betätigungsschwinge 14 im Bereich der Umdruckstation auf einer gestellfesten Achse 41 über Halteele- mente 42 drehbar gelagert. Die Umdruckstation selbst ist eben¬ falls schwenkbar auf einer gestellfesten Achse gelagert. Die Umdruckstation enthält dabei einen Traktorantrieb mit zwei seitlich in die Randperforationen des Endlospapieres 12 ein- greifenden Traktorbändern 44 mit darauf angeordneten Trans¬ portnippeln 45. Geführt und gelagert sind die Traktorbänder 44 auf zwei über Achsen miteinander verbundenen Antriebsräder¬ paaren 46, wobei der Antrieb der Traktoren über einen Motor M (Fig. 2) erfolgt, der mit dem großen Antriebsräderpaar gekop¬ pelt ist. Beim Transport des Endlospapieres 12 befindet sich das Endlospapier über seine Perforationslöcher in Transport¬ richtung des Papieres gesehen sowohl vor als auch nach dem Um¬ druckbereich der Umdruckstation in Eingriff mit den Traktorbän¬ dern 44. Als Sicherungs- und Führungselemente für das Endlospa- pier sind vier Transportklappen 50 vorgesehen, die das Endlos¬ papier im Bereich der Perforationslöcher gegen die Traktαrbän- der 44 drücken.
Um beim Abschwenken der Umdruckstation mit eingelegter Papier- bahn das Tonerbild auf der Papierbahn nicht zu verwischen, ist die Umdruckstation 17 bezüglich ihres Drehpunktes so gelagert, daß das im Umdruckbereich über die Umdruckstation 17 geführte Papier sofort von der Fotoleitertrommel abhebt, ohne dort zu schleifen.
In der Betriebsposition (Position B) mit hochgeschwenkter Be¬ tätigungsschwinge 14 ist die Umdruckstation 17 an den Fotolei¬ ter 16 angeschwenkt und Papierleitelemente geben den Umdruck¬ bereich frei. Wird die Betätigungsschwinge 14 in der Position A verschwenkt, wird ein Papierleitblech in den Bereich zwischen Fotoleitertrommel und Umdruckstation geführt und es öffnet sich zwischen Umdruckstation 17 und Papierelement ein erweiterter Papierführungskanal. Das Papierleitelement schützt dabei die Fotoleitertrommel 16 im Umdruckbereich vor Lichteintritt und Beschädigung.
In Papiertransportrichtung vor der Umdruckstation 17 ist ein Papiereinführungsblech 68 fest angeordnet, das mit einem runden Papierführungsbereich 69 der Betätigungsschwinge 14 zusammen¬ wirkt. Der Papierführungsbereich 69 dient als Papierumlenkele¬ ment für die Papierbahn.
In der Position A der Betätigungsschwinge 14 kann nunmehr das Endlospapier 12 problemlos über den Papierführungsbereich 69 , das Papiereinführungsblech 68 und Papierleitelement der Um¬ druckstation 17 um die Umdruckstation 17 herumgeführt und in das abtriebsseitige Traktorband eingelegt werden.
Oberhalb der Umdruckstation 17 in Papiertransportrichtung nach¬ geordnet ist ein Papierführungskanal 80 vorgesehen. Dieser Pa¬ pierführungskanal 80 besteht aus einer ebenen Traverse 81 mit einem die Breite der Papierbahn überdeckenden Deckblech und ei¬ nem im Abstand dazu angeordneten Wandblech 82. Am Eingang des Papierführungskanales befindet sich ein um eine Achse 83 schwenkbares Papierführungsblech 84 (Papierleitklappe), das entgegen der Kraft einer hier nicht dargestellten Feder um die Achse 83 verschwenkt werden kann. Das Papierführungsblech hat die Funktion eines Schlaufenziehers und dient als Papierlängen¬ puffer um unterschiedliche Papiertransportgeschwindigkeiten zwischen Umdruckstation 17 und Fixierstation 23 bedingt durch mechanische Toleranzen, unterschiedliche Antriebsarten (Reib¬ antrieb-Traktorantrieb) etc. auszugleichen, weiterhin als Sen¬ sor für die Papiertransportgeschwindigkeit. Die Position der Papierleitklappe 84 wird über zwei Sensoren 84/1 und 84/2 abge¬ tastet und in Abhängigkeit davon der Antrieb der Fixierstation 23 gesteuert. Läuft z.B. der Antrieb der Fixierstation schnel¬ ler als der der Umdruckstation 23, wird der untere Sensor 84/2 betätigt und die Fixierstation 23 abgebremst. Läuft die Um¬ druckstation 23 langsamer als die Fixierstation, wird die Pa¬ pierklappe 84 stärker ausgelenkt und diese Auslenkung über den Sensor 84/1 erfaßt.
Im Papierführungskanal 80 ist weiterhin eine Saugkammer 85 an¬ geordnet, die sich über die gesamte Breite des Papierführungs- kanales erstreckt und die mit einer hier nicht dargestellten Unterdruck erzeugenden Einrichtung zusammenwirkt. Die Saugkam¬ mer hat die Funktion einer Papierbremse, um das Papier bei Un¬ terbrechung des Papiertransportes sicher abbremsen zu können und um für eine gleichmäßige Rückhaltekraft des Papieres beim Transport durch die Fixierstation zu sorgen.
Anstelle einer Saugkammer als Papierbremse kann auch jede andere Art von Papierbremse verwendet werden die regelbar ist, z.B. durch eine mechanische Umlenkstelle oder eine in die Rand¬ perforationen des Endlospapieres 12 eingreifendes, gebremstes Stiftenrad.
Der Papierführungskanal -80 leitet das Papier der Fixierstation 23 zu. Die Fixierstation 23 ist als thermische Fixierstation ausgebildet. Sie besteht aus einer über Strahler beheizten Heizwalze 86 und einer elektromotorisch über einen Nocken 87/1 an die Heizwalze 86 an- und abschwenkbaren Andruckwalze 87. Weiterhin weist sie eine Beölungseinrichtung 88 auf, die dazu dient, Trennöl auf die Heizwalze 86 aufzutragen und die Heiz¬ walze evtl. zu reinigen. Die Beölungseinrichtung 88 weist eine Ölwanne 89 auf, deren eine Seitenwand als Papierleitelement für das Endlospapier dient. Unterhalb der Ölwanne 89 der Beölungs¬ einrichtung befindet sich ein Kühlprofil 90, das zur Wärmeab- fuhr mit Luft durchströmt wird. Weiterhin ist unterhalb der
Heizwalze und der Andruckswalze ein Auslaufrollensattel 91 an¬ geordnet, auf dem Papierrollen angeordnet sind und der dazu dient, das Endlospapier nach der Fixierung weiterzuleiten. Zwi¬ schen Fixierstation mit Heizwalze 86 und Andruckwalze 87 und dem Papierführungskanal 80 ist ein um eine Achse 92 schwenkba¬ rer Papierführungssattel 93 angeordnet, der mit Hilfe eines über einen Elektromotor angetriebenen Nocken 94 abhängig von der Stellung des Nockens an die Heizwalze 86 an- und abge¬ schwenkt werden kann. Der Nocken 94 ermöglicht dabei prinzi- piell drei Positionslagen des Papierführungssattels 93. Diese Positionen sind mit AP, BP und CP gekennzeichnet. In der Posi¬ tion AP ist der Papierführungssattel 93 nahezu an die Heizwalze 86 angeschwenkt. Dies repräsentiert die Betriebslage bzw.
Druckposition. In dieser Druck- oder Betriebslagenposition wird das Endlospapier in einem mit U bezeichneten Umschlingungswin- kel um die Heizwalze 86 geführt. Die Andruckwalze 87 ist dabei an die Heizwalze 86 angeschwenkt. Je nach Schwenklage des Pa¬ pierführungssattels gesteuert von dem Nocken 94 läßt sich der U schlingungswinkel U steuern. In einer Position BP befindet sich der Papierführungssattel 93 in einer Ladestellung. Er ist gegenüber der Heizwalze 86 in einem Abstand abgeschwenkt, wobei der Abstand so bemessen ist, daß in diesem Zustand das Endlos¬ papier, ohne daß es in Berührung mit der Heizwalze 86 kommt, leicht durch die Fixierstation hindurchgeführt werden kann. In dieser Ladestellung ist außerdem die Andruckwalze 87 abge¬ schwenkt. Damit wird über den Papierführungssattel und die Fi- xierstation im geöffneten Zustand in Verbindung mit dem Aus¬ laufrollensattel ein Papierdurchführungskanal durch die Fixier¬ station gebildet.
Die weiter abgeschwenkte Position CP des Papierführungssattels 93 definiert die sogenannte Standby-Position. Dies ist die Po¬ sition, bei der die Papierbahn völlig freiliegt. Diese Position wird eingenommen, wenn der Druckbetrieb unterbrochen wird.
In Papiertransportrichtung der Fixierstation 23 nachgeordnet ist der schwenkbare Ablagetisch 24 zur Aufnahme des bedruckten Endlospapieres. Um das Endlospapier auf dem Ablagetisch 24 si¬ cher ablegen zu können, ist eine Abstapeleinrichtung 99 ange¬ ordnet. Diese Abstapeleinrichtung kann mit Hilfe einer An¬ triebseinrichtung 101 (Elektromotor) in bezug auf den Ablage- tisch 24 in ihrer Position verschoben werden. Sie enthält trichterförmige Einführungsprofile 95 , die dazu dienen, im hochgefahrenen Zustand der Abstapeleinrichtung das Endlospapier zu übernehmen und das über den Auslaufrollensattel 91 geführte Papier sicher zwei elektromotorisch angetriebenen Papiertrans- portrollen 96 zuzuführen. Die Papiertransportrollen 96 sind üb¬ liche Papierwalzen mit Gummibelag. Nachgeordnet den Papiertransportrollen 96 ist ein Papierleitka¬ nal 97, der durch Führungsbleche gebildet wird, wobei in dem Papierleitkanal 97 eine Abtasteinrichtung 98 für das Endlospa¬ pier angeordnet ist. Die Abtasteinrichtung ist als übliche Lichtschranke ausgebildet. Die Abstapeleinrichtung 99 weist weiterhin Paddelwellen 100 zur sicheren Ablage des Endlospa¬ pieres 12 auf.
Zur Ansteuerung der verschiedenen Aggregate der Druckeinrich- tung, z.B. des Papiertransportes, der Umdruckstation, der Fi¬ xierstation und der Abstapeleinrichtung 99 ist eine mikropro¬ zessorgesteuerte Ansteueranordnung D vorgesehen (Fig. 2). Die Ansteueranordnung D kann Bestandteil der Gerätesteuerung C sein, die z.B. entsprechend der US-PS 4 593 407 ausgebildet sein kann. Die Ansteueranordnung D regelt den Papiertransport beim automatischen Einlegen des Papieres und beim Druckbetrieb einschließlich Start-Stop-Betrieb. Sie überwacht und regelt die Funktion der verschiedenen Aggregate der Druckeinrichtung, z.B. die Elemente der Fixierstation 23, den Antrieb der Papiertrans- portrollen 96 , den Antrieb der Nocken 94 sowie den Traktoran¬ trieb M (Motor) der Umdruckstation 17. Weiterhin erfaßt sie ei¬ ne Vielzahl von Eingangssignalen, z.B. das Abtastsignal der Ab¬ tasteinrichtung 98 oder ein die Position der Betätigungsschwin¬ ge 14 abtastender Schalter 120 und die Position der Sensoren 84/1 und 84/2.
Die Funktion der elektrofotografischen Druckeinrichtung wird nun anhand der verschiedenen Betriebszustände näher erläutert:
Einlegen des Endlospapieres in die Druckeinrichtung:
Nach Einlegen des Papierstapels 11 auf den Vorratstisch 12 wird die Betätigungsschwinge 14 über einen Handgriff 81 in die Posi¬ tion A verschwenkt. Diese Position wird über den Schalter 82 (Fig. 2) abgetastet. Die Umdruckstation 17 ist abgeschwenkt und Papierleitelemente decken die Fotoleitertrommel 16 ab und öff¬ nen einen weiten Papiereinlegekanal. Das Papier kann über die- sen Papiereinlegekanal durch die Druckstation durchgeführt und in die abtriebsseitigen Traktorenbänder 44 eingehängt werden. Sie werden dabei so eingehängt, daß das Ende des ersten Blattes auf der Klappe des als Schlaufenzieher wirkenden Papierfüh- rungsbleches 84 zu liegen kommt. Damit befindet sich das erste Blatt des Endlospapieres im Einzugsbereich des Papierführungs- kanales 80. Danach werden die Transportklappen der abtriebssei¬ tigen Traktorenbänder geschlossen. Nun beginnt die eigentliche durch die Ansteuerungsanordnung D gesteuerte Einlegeprozedur.
Diese beginnt zunächst durch Schließen der Betätigungsschwinge 14. Dieser Schließvorgang wird über den Schalter 82 abgetastet und damit ein langsamer Kriechgangbetrieb des Endlospapieres 12 ausgelöst, der dazu dient, das Papier mit seiner Randperfora- tion in die Transportnippel 45 der Traktorenbänder 44 lagegenau einzufädeln.
Ist die Betätigungsschwinge 14 geschlossen, wird diese Posi¬ tion über einen weiteren Schalter 120 abgetastet und der An- steueranordnung D mitgeteilt. Die Papierbahn ist nunmehr durch die Papierteilereinrichtung 13 hindurchgeführt und das eigent¬ liche automatische Einlegen des Endlospapieres in die Fixier¬ station 23 beginnt.
Automatisches Durchfädeln des Endlospapieres durch die Druck¬ einrichtung:
Im Kriechgang wird weiterhin das Endlospapier über das Deck¬ blech der Traverse 81, die zwischen Umdruckstation 17 und Fi- xierstation 23 liegt, und die Saugkammer 85 geschoben. Beim weiteren Durchfädeln wird über die Ansteueranordnung D der Pa¬ pierführungssattel 93 über den Nocken 94 in die Ladestellung B gebracht. Damit entsteht in der Fixierstation 23, gebildet aus den Elementen Papierführungssattel 93, Beölungswanne 89 und Kühlprofil 90, ein unter ca. 60° geneigtes Papierleitsystem, das geeignet ist, mit Hilfe des weiteren Papiertransportvor- Schubes durch die Umdruckstation 17 und unter Ausnutzung der natürlichen Gefällstrecke das Endlospapier durch die Einführ¬ profile 95 in den Bereich der Papiertransportrollen 96 (Zugrol¬ len) des dicht unter die Fixierstation 23 gefahrenen Staplers 99 zu bringen.
Nachdem die Papiertransportrollen 96 der Abstapeleinrichtung 99 das Endlospapier erfaßt haben, wird es weitertransportiert bis zur Abtasteinrichtung 101 des Papierleitkanales 97.
Die Ansteueranordnung D schaltet den weiteren Papiertransport ab und fährt den Papierführungssattel 93 in die Standby-Posi- tion CP. Dadurch entsteht eine Schlaufe des Endlospapieres. Die dabei freiwerdende Papierlänge wird über die Papiertransport- rollen 96 heraustransportiert, die anschließend abgeschaltet werden.
Funktion der Fixierstation im Druckbetrieb
Allgemeines (Figur 5)
In der Thermofixierstation 23 wird das Endlospapier 12 und das auf dem Endlospapier 12 liegende Tonerbild zwischen zwei ro¬ tierenden Walzen, nämlich der Fixierwalze 86 und der Andruck¬ walze 87 unter Druck hindurchgeführt, wobei die Fixierwalze 86 beheizt ist. Um eine erforderliche ausreichende Haftung des fi- xierten Tonerbildes auf dem Endlospapier 12 zu erreichen, ist es notwendig, daß die Tonerpartikeln über ihren Schmelzpunkt hinaus durchwärmt werden und zusammenfließen und daß sich die geschmolzenen Tonerpartikeln mit der Papierstruktur verbinden. Verwendet man beispielsweise Toner auf Polystyrol-Butyl- Metacrylat-Basis, so geschieht dies wie Versuche zeigten, wenn die Papiertemperatur größer als 110" C ist. Anstelle von Polystrol-Butyl-Metacrylat-Toner ist es auch möglich, Toner aus Polyesther-Basis zu verwenden. Das verwendete Material für den Aufzeichnungsträger ist übliches EDV-Papier.
Mit zunehmender Papiergeschwindigkeit in der Fixierstation wird die Aufheizzeit der Papierbahn geringer und damit auch die er¬ reichbare Papiertemperatur. Bei höheren Papiergeschwindigkei¬ ten, in der Regel größer als 350 mm je Sekunde ist die erfor- derliche Papiertemperatur ohne eine zusätzliche Aufheizung der Papierbahn nicht mehr erreichbar, vor allem dann, wenn hohe Pa¬ pierflächengewichte z.B. von 160 gr je Quadratmeter und größer und Papiere mit hohem Wasseranteil fixiert werden müssen. Der Wasseranteil im Papier kann bis zu 10 Gewichtsprozente sein. Um mit hohen Papiertransportgeschwindigkeiten fixieren zu können, ist es deshalb notwendig, das Papier vor dem eigentlichen Fi¬ xieren im Fixierspalt zwischen Fixierwalze und Andruckwalze ge¬ nügend vorzuheizen. Entsprechend der Darstellung der Figur 5 schlingt man deshalb die Papierbahn 12 soweit um die Fixierwal- ze 86 in einem Umschlingungswinkel U, daß man eine genügend lange Strecke zum Aufheizen der Papierbahn zur Verfügung hat. Dieser Umschlingungswinkel U hängt einerseits ab von der Ober- fl chentemperatur der Fixierwalze 86 und der Transportgeschwin¬ digkeit des Papieres. Beheizt wird die Fixierwalze 86 über ein Strahlermodul 201 in Form von mehreren im Zentrum der Fixier¬ walze 86 angeordneten Halogenstrahlern, wobei die Oberflächen- temperatur der Fixierwalze 86 über am Umfang der Fixierwalze angeordnete Temperaturmeßsensoren für die Fixierwalzentempera¬ tur 202 erfaßt wird. Die Temperatur der Fixierwalze 86 wird über die Ansteueranordnung D geregelt und zwar in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern durch An- und Abschalten des Strahlermoduls 201.
Die Umschlingung der Papierbahn U um die Fixierwalze 86 wird durch den Schwenksattel 93 (Papierführungssattel) erreicht, der nicht beheizt ist und der deshalb die Raumtemperatur des Ge- rätes hat. Über diesen Schwenksattel wird die Papierbahn ge¬ führt, die sich dann entsprechend dem Umschlingungswinkel U um die Fixierwalze 86 legt. Beim Starten des Druckbetriebes wird der Schwenksattel 93 aus der Position CB (Standby ) in die Betriebsposition AB verschwenkt.
Dadurch legt sich die Papierbahn 12 an die Fixierwalze 86 an. Der Punkt PA bezeichnet dabei den ersten Berührungspunkt des Aufzeichnungsträgers 12 mit der Fixierwalze 86. Am Punkt PB endet die Vorheizung und der eigentliche Fixierspalt beginnt, der bis zum Punkt PC reicht. Die Länge des Fixierspaltes zwi¬ schen Punkt PB und PC ist abhängig von der Andruckkraft der Andruckwalze 87 an die Fixierwalze 86, wobei die Andruckwalze 87 mit einem elastischen Material am Umfang belegt ist, so daß es zu einer Abplattung der Andruckwalze 87 im Fixierspaltbe- reich kommt. Die Distanz zwischen dem Punkt PA und Punkt PB auf der Fixierwalze definiert den eigentlichen Vorheizbereich.
Die Papierbahn liegt, während sie sich von Punkt PA nach Punkt PB, d.h. im Vorheizbereich bewegt, gestrafft durch die Unter- druckbremse 85 (Saugkammer) an der Fixierwalze 86 an. Durch dieses Straffen der Papierbahn durch die Unterdruckbremse 85 wird ein guter Wärmekontakt der Papierbahn zur Fixierwalze 85 im Umschlingungsbereich erzeugt. Nach dem Erreichen des Punk¬ tes PB ist die Vorheizung von Papier und Tonerbild abgeschlos¬ sen. Anschließend wird der leicht teigige Toner unter Druck und Wärme im Bereich des Fixierspaltes (Distanz PB bis PC) in die Papierstruktur eingewalzt. Der Fixierspalt (Bogenmaß zwischen PB und PC) muß so groß gewählt werden, daß die Papierbahn nach Verlassen des Punktes PC eine Temperatur von größer oder minde¬ stens gleich 110β C aufweist. Dabei ist die Papiergeschwindig¬ keit und die Fixierwalzenoberflächentemperatur vorgegeben. Bei dem beschriebenen Toner- und Aufzeichnungsträgermaterial er¬ gibt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aufgrund der Papiergeschwindigkeit von 487 mm je Sekunde und einer Fi¬ xierwalzentemperatur von 220° C ein Umschlingungswinkel U der Papierbahn um die Fixierwalze von 60°.
Diese Art der Papierbahnvorheizung ermöglicht eine kostengün¬ stig und platzsparende Konstruktion der Fixierstation, wobei auch das Fixieren einer Papierbahn mit Tonerbild möglich ist, auf deren Rückseite sich bereits ein fixiertes Druckbild befin- det. Die beschriebene Fixierstation kann deshalb in elektro¬ fotografischen Druckeinrichtungen Anwendung finden, bei denen die Papierbahn beidseitig bedruckt wird. Voraussetzung zur Realisierung dieser Lösung ist jedoch, daß während des Stopp- und Startvorganges der Papierbahn keine Relativbewegung zwi- sehen Tonerbild und Fixierwalze 86 auftreten kann. Diese Ge¬ fahr ist um so mehr gegeben, je größer die Vorheizungsumschlin- gung U der Papierbahn 12 um die Fixierwalze 86 ist.
Funktion der Fixierstation im Druckbetrieb im Einzelnen
Wie bereits beschrieben, bewegt sich die Papierbahn 12 mit dem noch wischbaren Tonerbild im Druckbetrieb mit nahezu konstanter Geschwindigkeit in die Fixierstation 26. Der kalte nicht be¬ heizte Papierführungsssattel 93 (Schwenksattel) schlingt die Papierbahn 60" um die Fixierwalze 86. In diesem Umschlingungs¬ bereich U wird der Aufzeichnungsträger 12 und das Tonerbild so stark vorgewärmt, daß nach der anschließenden Druckfixierung im Fixierspalt zwischen Fixierwalze 86 und Andruckwalze 87 eine gute Fixierqualität erreicht wird. Das Vorwärmen ist erforder¬ lich, damit der angeschmolzene Toner eine ausreichende Verbin¬ dung mit der Papierstruktur eingeht.
Die Höhe der Vorwärmung des Papieres 12 im Umschlingungsbereich U ist unter anderem abhängig von der Kraft mit der sich die Pa¬ pierbahn 12 an die Fixierwalze 86 schmiegt. Aus diesem Grund befindet sich im Papiereinlaufbereich der Fixierstation 23 die Unterdrucksaugkammer 85. Durch Unterdruckerzeugung in der Un¬ terdrucksaugkammer 85 wird der Aufzeichnungsträger 12 gegen eine Saugplatte 85/1 mit Durchgangslöchern gezogen und dadurch eine Reibkraft auf den Aufzeichnungsträger 12 ausgeübt. Durch die Friktionswirkung der Andruckwalze 87 in Verbindung mit der Fixierwalze 86 und die Rückhaltekraft der Saugkammer 85 wird die Papierbahn 12 zwischen Fixierwalze 86 und Saugkammer 85 straff über die Fixierwalze 86 und den Papierführungssattel 93 gezogen. Beim Vorheizen und Fixieren wird die kalte Papierbahn 12 aufgeheizt und damit der Fixierwalze 86 ständig Wärme entzo- gen. Um eine gleichbleibende Fixierqualität zu erhalten, ist es deshalb erforderlich, die Temperatur der Fixierwalzenoberfläche konstant zu halten.
Zu diesem Zwecke erfassen die berührungslos messenden Tempera- tursensoren 202 die Oberflächentemperatur und melden diese in Form von elektrischen Signalen an die Ansteueranordnung D. Die¬ se vergleicht die gemessene Oberflächeπtemperatur mit einem vorgebbaren gespeicherten Sollwert und regelt in Abhängigkeit davon das An- und Abschalten des Infrarot-Halogenstrahlermoduls 201 im Zentrum der Fixierwalze.
Um eine optimale Abweisung der Tonerteilchen von der Fixier¬ walzenoberfläche zu erhalten, wird mit Hilfe der Beölungsein¬ richtung 88 Silikonöl auf der Fixierwalze 86 aufgetragen. Zu diesem Zwecke weist die Beölungseinrichtung 88 ein in einer Halterung angeordnetes Silikondosierrohr 88/1 auf. Dieses Rohr ist mit feinen Dosierbohrungen versehen, aus denen ständig Silikonöl gefördert mit einer Pumpe aus einem Vorratsbereich einem Filz 88/2 zugeführt wird. Der mit Silikonöl getränkte Filz wird mit Hilfe einer elektromotorischen Antriebseinrich¬ tung 88/3 an der Oberfläche der Fixierwalze 86 vorbeigeführt und beölt dadurch die Oberfläche der Fixierwalze 86. Da die Fixierwalze 86 ständig Silikonöl in sehr kleinen Mengen an Tonerbild und Papier 12 abgibt, wird dieses verbrauchte Sili¬ konöl über den Filz 88/2 nachgefördert.
Die feinen Poren des Filzes füllen sich jedoch bei dem Fixier¬ vorgang langsam mit Papierstaubtoner und verharztem Silikonöl und schließen sich damit. Deshalb ist es notwendig über den An¬ trieb 88/3 dem Beölungsbereich der Beölungseinrichtung 88 stän¬ dig neuen Filz aus einem. Vorratsbereich zuzuführen und den ver- brauchten Filz in einem Aufwickelbereich aufzuwickeln.
Das Papier 12 hat einen sehr hohen Staubanteil. Dieser Papier¬ staub würde vom Filz 88/2 aufgenommen werden und zusammen mit dem Silikonöl eine teigige Masse ergeben, die sporadisch von der Fixierwalze 86 mitgerissen und auf das Papier übertragen wird.
Um dies zu vermeiden, müßte die Filzwickeldrehzahl (Filzerneue¬ rung) erheblich höher werden. Dies hätte einen unzumutbar hohen Filzverbrauch zur Folge. Aus diesem Grund ist zwischen dem Fi¬ xierspalt (PB/PC) und dem eigentlichen Beölungsbereich der Be¬ ölungseinrichtung 88 eine Schmutzabstreifgummilippe 88/4 ange¬ ordnet, die auf der Fixierwalzenoberfläche schwimmt und aufge¬ nommenen Papierstaub abstreift. Mit Hilfe einer Schwenkeinrich- tung 88/5 wird gesteuert von der Steueranordnung D bei Druck¬ unterbrechung die Gummilippe abgeschwenkt und aufgenommener Schmutz in die darunterliegende Auffangwanne 89 geschleudert.
Das Papier kann einen sehr hohen Wasseranteil aufweisen, der bis zu 10 Gewichtsprozente sein kann. Da das Papier 12 in der 60° Umschlingungszone U auf über 100" C aufgewärmt werden muß, wird auch ein Teil des Wassers im Papier in den Dampfzustand gebracht. Dieser Wasserdampf wird mittels eines Ventilators 203 mit zugehörigem Absaugschlauch 204 aus der Fixierstatioπ 23 ab¬ gesaugt.
Wie bereits beschrieben, erfolgt der Transport der Papierbahn 12 im Bereich der Fixierstation durch Friktion zwischen der elektromotorisch angetriebenen Fixierwalze 86 und dem Papier 12 unter Druck der Andruckwalze 87.
Da die Umdruckstation das Endlospapier 12 über Transportlochun¬ gen (Traktorband 44) transportiert, entsteht aufgrund von Tole¬ ranzen des Fixierwalzendurchmessers, der Transportlochungstole- ranzen und so weiter eine Differenz der Papiergeschwindigkeiten in der Umdruckstation 17 und der Fixierstation 23. Dies würde zum Papierriß bzw. zu einer Papierschlaufe zwischen Umdrucksta¬ tion 17 und Fixierstation 23 führen.
Die Sensoren 84/1 und 84/2, die die Positionen der Papierleit¬ klappe 84 abtasten, sorgen dafür, daß der Antrieb der Fixier- walze in Abhängigkeit von der Position der Papierleitklappe 84 über die Ansteueranordnung D geregelt wird. Befindet sich die Papierleitklappe 84 in einer nach oben ausgeschwenkten Position mit gezogener Papierschlaufe, so wird die Drehzahl der Fixier¬ walze 86 über deren Antriebsmotor gesteuert, von der Ansteuer- anordnung D, bezogen auf eine Normdrehzahl, um 1,5 % erhöht. Befindet sich die Papierleitklappe 84 im Bereich des unteren Sensors 84/2, so wird die Drehzahl der Fixierwalze 86, bezogen auf eine Normdrehzahl, um 1,5 % verringert. Die Papiertrans¬ portgeschwindigkeit im Bereich der Umdruckstation 17 wird über den Traktorantrieb 44 konstant gehalten.
Damit kann Papierriß oder eine ungeregelte Papierschlaufe zwi¬ schen Umdruckstation 17 und Fixierstation 23 entstehen.
Mechanischer Aufbau der Fixierstation
Die verwendete Fixierstatioπ gemäß Figur 4 enthält die Fixier- walze 86, die auf einem Gestell 205 des Druckgerätes gelagert ist, sowie die Andruckwalze 87 aus einem mit Kautschuk umman¬ telten Stahlrohr. Die Andruckwalze 87 ist auf zwei Schwingen 206 gelagert und kann mit Hilfe von zwei elektromechanisch an- getriebenen Nockenscheiben 87/1 über Ansätze 207 an die Fixier¬ walze 86 an- und abgeschwenkt werden (Pfeilrichtung). Dabei werden die Schwingen 206 entgegen der Kraft von Federn 208 um eine Achse 209 verschwenkt. Die Position der Andruckwalze 87 auf der Schwinge 206 wird durch Abtasten der Position der Nockenscheibe 87/1 über einen auf der Achse der Nockenscheiben 87/1 angeordneten Sensor 210 in Form eines Hallgenerators abge¬ tastet. Der Hallgenerator (Sensor 210) liefert Positionssignale an die Ansteueranordnung D, die über einen die Nockenscheiben 87/1 antreibenden Antriebsmotor 211, der hier nur schematisch dargestellt ist, die Position der Nockenscheiben 87/1 und damit die Andrucklage der Andruckwalze 87 steuert.
Funktionsbeschrεibung der Aggregate des Papiertransportes wäh¬ rend des Druckbetriebes
Während des Druckbetriebes liefert die Umdruckstation 17 mit konstanter Geschwindigkeit bedrucktes und fixiertes Papier an die Fixierstation 23. In der Fixierstation 23 wird die Papier¬ bahn unter Druck zwischen Fixierwalze 86 und Andruckwalze 87 transportiert. Da die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsträ¬ gers (Papieres 12) in der Umdruckstation und die Geschwindig- keit des Papieres 12 in der Fixierstation 23 nie gleich sein können (Toleranzen durch Fixierwalzendurchmesser, Transport, Lochungsabstand usw.) befindet sich zwischen Fixierstation 23 und Umdruckstation 17 ein Schlaufenzieher in Form des entge¬ gen einer Federkraft an- und abschwenkbaren Papierleitklappe mit den Sensoren 84/1 und 84/2, die der oberen und unteren Wipposition zugeordnet sind.
Die Fixierwalze 86 wird über einen Schrittmotor 86/1 angetrie¬ ben, der mit zwei exakten Drehzahlen betrieben wird. Die eine Drehzahl ergibt eine Fixierwalzenpapiergeschwindigkeit die
1,5 % über der Papiersollgeschwindigkeit des Papiertransportes bestimmt durch die Umdruckstation 17 liegt, die zweite Drehzahl eine Fixierwalzenpapiergeschwindigkeit die 1,5 % unter der Pa¬ piersollgeschwindigkeit der Umdruckstation 17 liegt. Läuft die Fixierwalze 86 mit der höheren Drehzahl, so wird der Schlaufen¬ zieher 84 durch die Papierbahn 12 nach unten gezogen und er¬ reicht den unteren Sensor 84/2, der ein entsprechendes An- steuersignal an die Ansteuerschaltung D abgibt. Die Ansteuer¬ schaltung D schaltet den Schrittmotor 86/1 und damit die Fi- xierwalze 86 auf eine erforderlichere niedrigere Drehzahl. Nun bewegt sich der Schlaufenzieher 84 über seine Eigenfeder, die gegen die Papierbahn 12 drückt nach oben, bis der obere Sensor 84/1 erreicht wird. Der obere Sensor 84/1 gibt wiederum An- steuersignale an die Ansteueranordnung D, die den Antrieb 86/1 der Fixierwalze 86 auf die erforderliche höhere Drehzahl um¬ schaltet. Dieser Regelungsvorgang setzt sich kontinuierlich fort. Die unfixierte Papierbahn 12 läuft von der Umdruckstation 17 über den Schlaufenzieher 84 zu der Unterdruckbremse 85, welche die Papierbahn 12 straff über den Schwenksattel 93 spannt. Die¬ ser hat die Aufgabe die Papierbahn 12 um die Fixierwalze 86, z.B. in einem Winkel von 60" (Umschlingungswinkel U) zu schlin¬ gen und der Fixierwalze 86 die Papierbahn 12 exakt geführt an¬ zubieten. In dem Umschlingungsbereich zwischen den Punkten PA und PB der Fixierwalze 86 wird die Papierbahn 12 auf der Fi¬ xierwalze 86 mit dem darauf angeordneten Druckbild vorgewärmt und anschließend unter Druck und Hitze im Fixierspalt zwischen der Fixierwalze 86 und der Andruckwalze fixiert.
Die unterhalb der Fixierstation 23 auf der Abstapeleinrichtung 99 angeordneten Zugrollen 96 transportieren die Papierbahnen 12 weiter auf den Abstapeltisch 84 bzw. zu einer Nachverarbeitungs¬ anlage, z.B. einer Schneideeinrichtung.
Beim Fixieren während des kontinuierlichen Druckbetriebes tritt das Problem der Relativbewegung zwischen Papierbahn 12 und Fi- xierwalze 86 nicht auf. Damit kann auch kein Verwischen und kein Offsetdruck auftreten.
Funktion der dem Papiertransport zugeordneten Aggregate der Druckeinrichtung während der Start-Stoppvergänge der Papier- bahn.
In elektrofotografischen Druckeinrichtungen die als Schnell¬ druckeinrichtung zusammen mit Datenverarbeitungsgeräten be¬ nutzt werden, muß die Papierbahn je nach Datenangebot auf eine konstante Geschwindigkeit beschleunigt oder wieder auf Null verzögert werden. Das heißt, die Papierbahn muß mit dem zu fixierenden Datendruckbild mit der heißen Fixierwalze in Kon¬ takt gebracht und wieder dekontaktiert werden.
Findet dieser Vorgang nicht exakt relativbewegungsfrei zwi¬ schen Fixie walze und zu fixierendem Druckbild statt, so ent¬ stehen leicht Verwischungen des Druckbildes auf dem Papier. Selbst kleinste Verwischungen, die mit dem Auge kaum sichtbar sind, können einen Übertrag von Teilen des Tonerbildes auf die Fixierwalze verursachen. Diese Tonerteilchen können dann bei der nächsten Umdrehung der Fixierwalze wieder störend auf die Papierbahn übertragen werden. Dieser sogenannte Offset von To¬ nerteilchen vom Druckbild zur Fixierwalze ist deshalb möglich, weil die mechanisch verzahnende Verbindung der Tonerteilchen untereinander und zur Papierstruktur die durch die wirkenden elektrostatischen Kräfte während des Umdruckvorganges erreicht wurde, durch das Verwischen gelöst wird«.
Um einen möglichst relativ bewegungsfreien Bewegungsablauf der Papierbahn 12 mit dem darauf angeordneten Tonerbild zur Fixier¬ walze 86 im Start-Stoppbetrieb zu erhalten, muß die Funktion der am Papiertransport beteiligten Aggregate mit ihren Papier¬ transportelementen exakt aufeinander abgestimmt sein. Dies gilt insbesondere für die gegenseitige Abstimmung des den Papier¬ transportes bestimmenden Umdruckstation 17, die die zu fixie¬ rende Papierbahn liefert, des Schwenksattels 93, der den Um¬ schlingungswinkel U der Papierbahn 12 um die Fixierwalze 86 festlegt, der Fixierwalze 86 die das Tonerbild auf der Papier¬ bahn 12 fixiert und die Papierbahn 12 transportiert sowie der Andruckwalze 87, die den Fixierdruck und den Reibungsdruck zum Transport der Papierbahn 12 bestimmt.
Im folgenden wird nun der zeitliche Ablauf der Papiertransport¬ elemente relativ zueinander beim Stoppvorgang anhand der Dia¬ gramme der Figuren 8 und 9 beschrieben. Die Figur 8 zeigt dabei den Verlauf der Papiergeschwindigkeit V in Millimeter je Sekun¬ de in Abhängigkeit von der Zeit in Millisekunden in der Um¬ druckstation 17 (durchgezogene Kurve) (VP), auf der Fixierwalze 86 (strichpunktierte Linie) (VF) und auf dem Schwenksattel 93 (punktierte Linie) (VS).
Die Figur 9 wiederum zeigt den von den einzelnen Aggregaten des Papiertransportes gelieferten bzw. abtransportierten Papierweg S in Millimeter in Abhängigkeit von der Zeit T in Millisekunden. Dabei zeigt die durchgezogene Linie den Verlauf des von der Um¬ druckstation 17 zu liefernden Papierweges bis zum Stillstand (SP), die strichpunktierte Linie (SF) den von der Fixierwalze 86 abzutransportierenden Papierweg und die punktierte Linie (SS) den vom Schwenksattel 93 gelieferten Papierweg während des Zurückschwenkens des Schwenksattels 93 aus der Position AB in die Position CP beim Stoppvorgang.
Zum Zeitpunkt TK befindet sich die Papierbahn 12 im Zustand des kontinuierlichen Druckbetriebes. Wenn von einer mit der Druck¬ einrichtung gekoppelten EDV-Anlage keine Druckinformation ge¬ liefert wird, muß die Papierbahn zum Zeitpunkt TO gestoppt wer¬ den. Dieser Stoppvorgang läuft folgendermaßen ab: Die letzte auf der Fotoleitertrommel 16 entwickelte Seite wird in der Um- druckstation 17 auf das Endlospapier 12 umgedruckt. Ist die letztmögliche Zeile der Seite umgedruckt, so wird die Papier¬ bahn 12 von der Fotoleitertrommel 16 getrennt und die Umdruck¬ station 17 reduziert die Papiergeschwindigkeit auf Null und zwar in dem Zeitraum zwischen den Zeitpunkten TO bis Tl. Zum selben Zeitpunkt TO zu dem die Umdruckstation 17 die Papier¬ bahn 12 zu verzögern beginnt, wird über die Fixierwalze 86 die Papiergeschwindigkeit in der Fixierstation 23 reduziert und der Schwenksattel 93 schwenkt von der Position AB (Druckbetrieb) in die Position CP (Standby-Betrieb) . Vom Zeitpunkt TO bis zum Zeitpunkt Tl wird die Fixierwalze 86 entsprechend der Figur 8 relativ stark verzögert und der Schwenksattel 93 relativ schnell bewegt. Vom Zeitpunkt Tl bis zum Zeitpunkt T2, der die Endlage bzw. Ruhelage der Fixierstation definiert, wird der Schwenksattel 93 verzögert zurückgeschwenkt und zwar entspre- chend der verzögerten Drehzahl der Fixierwalze 86. Die durch die Umdruckstation 17 bestimmte Papiergeschwindigkeit VP ist dabei die Differenz der von der Fixierwalze bestimmten Papier¬ transportgeschwindigkeit VF beim Abtransport des Papieres minus der Papiergeschwindigkeit VS des beim Abschwenken des Schwenk- satteis 93 freiwerdenden Endlospapieres 12.
Während dieses Abschwenkvorganges des Schwenksattels 93 ent- steht eine Papierlose zwischen Umdruckstation 17 und Fixierwal¬ ze 86, die von der Fixierwalze 86 zusätzlich abtransportiert werden muß und somit die Papierbahn von der Fixierwalze 86 ab¬ schält und zwar von der 60" Umschlingung auf eine 0° Umschlin- gung. Die Fixierwalze 86 muß dabei solange Papier abtranspor¬ tieren (TO bis Tlj Tl bis T2) bis die Umdruckstation 17 und der Schwenksattel 93 kein Papier mehr liefern. Dies ist zum Zeit¬ punkt T2 der Fall. Ist dies der Fall, muß auch die Geschwindig¬ keit des Endlospapieres 12, welches von der Fixierwalze 86 ab- transportiert wird, Null sein. Eine Reduzierung der Fixierwal¬ zendrehzahl während des Stoppvorganges bei vollem Anpreßdruck, die erforderlich wäre um die Papierbahn 12 zu transportieren, hätte eine sichtbare Überfixierung des Druckbildes zur Folge. Diese sichtbare Überfixierung wird dadurch vermieden, daß wäh- rend der Fixierwalzendrehzahlreduzierung von den Zeitpunkten TO bis zum Zeitpunkt T2 sogleich der Schwenksattel 93 entsprechend dem aus der Figur 8 ersichtlichen Verlauf abgeschwenkt und da¬ durch die Vorwärmstrecke (Umschlingungswinkel U) der Papierbahn reduziert wird.
Während des Stopp-Vorganges soll der Papiertransport in der Fi¬ xierstatioπ 23 und der Umdruckstation 17 so aufeinander abge¬ stimmt sein, daß am Schlaufenzieher 84 möglichst keine Bewegung stattfindet. Ist dies der Fall, so ist ein relativbewegungs- freier Stoppvorgang zwischen Druckbild auf dem Papier 12 und der Fixierwalze 86 abgelaufen. Dazu müssen folgende aus den Figuren 8 und 9 ersichtliche Bedingungen während des gesamten Stoppvorganges erfüllt sein. Diese sind hinsichtlich des Papierweges (Figur 9):
SP = SF - SS
Dabei ist SP der von der Umdruckstation 17 in Millimeter bis Papierstillstand zum Zeitpunkt Tl gelieferte Papierweg.
SS der vom Schwenksattel 93 gelieferte freigegebene Papierweg beim Zurückschwenken des Schwenksattels 93 aus der Position AB zum Zeitpunkt TO in die Position CP zum Zeitpunkt T2.
SF der durch die Fixierwalze 86 abzutransportierende Papierweg in Millimeter bis zum Zeitpunkt T2 bei dem der Schwenksattel 93 sich in der Position CP befindet.
Die Papiergeschwindigkeiten in der Umdruckstation 17, auf der Fixierwalze 86, und auf dem Schwenksattel 93 müssen während des Stoppvorganges entsprechend der Darstellung der Figur 8 in fol- gender Beziehung zueinanderstehen:
VP = VF - VS
Dabei ist: VP die Papiergeschwindigkeit in der Umdruckstation. VS die Papiergeschwindigkeit auf dem Schwenksattel und VF die Papiergeschwindigkeit im Bereich des Fixierspaltes der Fixier¬ walze 86.
Während des Stoppbewegungsvorganges von Umdruckstation 17, Fi- xierwalze 86 und Schwenksattel 93 wird zugleich der Druck zwi¬ schen Andruckwalze 87 und Fixierwalze 86 reduziert. Unmittelbar nach Beendigung des Stoppvorganges (ca. 10 ms) nach dem Zeit¬ punkt T2 ist der Druck 0 und die beiden Walzen 86 und 87 werden voneinander getrennt.
Ist dieser Trennvorgang abgeschlossen, wird die gesamte Papier¬ bahn 12 durch den Papiertransport in der Umdruckstation zurück¬ gezogen und zwar um eine vorgegebene Distanz von beispielsweise 19/6", um dann für den folgenden Startvorgang positioniert zu sein.
Zeitlicher Ablauf der Funktionen von Umdruckstation, Fixier¬ walze und Schwenksattel während des Startvorganges.
Der Verlauf der Papierbewegungen verursacht von Fixierstation 17, Fixierwalze 86 und Schwenksattel 93 bei Druckerstart wird im folgenden anhand der Figuren 6 und 7 näher beschrieben. Die Papierbahn 12 befindet sich vor dem Startbeginn in einem Zustand wie er zum Zeitpunkt T2 nach Stoppende der Figuren 8 und 9 erreicht wurde.
Die mit der elektrofotografischen Druckeinrichtung gekoppelte EDV-Anlage liefert Informationen, die auf die Fotoleitertrom¬ mel 16 geschrieben werden. Die Papierbahn wird dabei vom Zeit¬ punkt TO bis zum Zeitpunkt Tl von Null auf Endgeschwindigkeit beschleunigt und zwar so, daß das Tonerbild auf der Fotolei- tertrommel 16 mit der Papierbahn 12 synchron bewegt wird.
Im Bereich der Umdruckstation 17 werden Fotoleitertrommel 16 und Papierbahn 12 miteinander so kontaktiert, daß ein Transfer des Tonerbildes zwischen Fotoleitertrommel 16 und Papierbahn 12 stattfinden kann. Bevor der Papiertransport beschleunigt wird, wurde durch Zusammenschwenken zwischen Andruckwalze 87 und Fi¬ xierwalze 86 80 % des Gesamtfixierdruckes erreicht. Zum selben Zeitpunkt TO bei dem die Umdruckstation mit der Beschleunigung der Papierbahn 12 beginnt, wird auch mit dem Anschwenken des Schwenksattels 93 aus der Position CP (Standby-Position) in die Betriebsposition AB begonnen. Um diesen Anschwenkvorgang des Schwenksattels 93 durchführen zu können, benötigt der Schwenk¬ sattel Papier 12 von der Umdruckstation. Zum Zeitpunkt TO wird außerdem mit dem Beschleunigen der Fixierwalze 86 begonnen, welche die Restpapierstrecke, die von der Umdruckstation 17 zu¬ viel geliefert wurde, abtransportiert. Während des Anschwenk- vorganges des Schwenksattels 93 aus der Position CP in die Po¬ sition AB vom Zeitpunkt TO bis zum Zeitpunkt T3 müssen die aus den Figuren 6 und 7 ersichtlichen Abhängigkeiten zwischen den Papiertransportelementen der Umdruckstation 17, der Fixier¬ walze 86 und des Schwenksattels 93 erfüllt sein. Das bedeutet, die Papiergeschwindigkeit in der Umdruckstation 17 und in der Fixierstation 23 muß beim Startvorgang so sein, daß der Schlau¬ fenzieher 84 sich nicht bewegt. Ist der Schlaufenzieher 84 be- wegungslos, so läuft ein relativbewegungsfreier Startvorgang zwischen Druckbild auf dem Papier 12 und der Fixierwalze 86 ab. Dazu müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein Papierweg in Abhängigkeit von der Zeit (Figur 7):
SPS = SFS + SSS
SPS = Von der Umdruckstation gelieferte Papierweg in Millimeter beim Startvorgang (TO - T3)
SFS = Durch die Fixierwalze 86 abtransportierter Papierweg beim Startvorgang (Zeitpunkt TO bis zum Ende des Startvorganges zum Zeitpunkt T3)
SSS = Beim Startvorgang zum Ausschwenken des Papierführungssat- tels 93 benötigter Papierweg (To - T3)
Analog dazu ergibt sich für die Papiergeschwindigkeiten V beim Startvorgang der aus der Figur 6 ersichtliche Zusammenhang, wo¬ bei für den Ablauf eines relativbewegungsfreien Startvorganges die folgende Bedingung erfüllt sein muß:
VPS = VFS + VSS
Dabei gilt folgendes: VPS = Papiergeschwindigkeit in der Umdruckstation 17
VFS = Papiergeschwindigkeit im Fixierspalt
VSS = Papiergeschwindigkeitsbeitrag durch den Schwenksattel 93 während des Anschwenken des Schwenksattels aus der Position CP in die Position AB vom Zeitpunkt TO bis zum Zeitpunkt T3
Entsprechend der Darstellung der Figur 6 und 7 läuft dabei der
Startvorgang zusammenfassend wie folgt ab:
Zum Zeitpunkt TO wird das Papier in der Umdruckstation ent- sprechend der Kurve VPS bis zum Zeitpunkt Tl beschleunigt, gleichzeitig wird der Schwenksattel 93 entsprechend der Kurve VSS angeschwenkt und die Fixierwalze 86 entsprechend der Kurve VFS bewegt. Zum Zeitpunkt Tl erreicht das Papier 12 in der Um¬ druckstation 17 die Endgeschwindigkeit, der Schwenksattel 93 wird weiterhin beschleunigt nach außen bewegt, der Abtransport der Fixierstation 23 des bereitgestellten Papieres über die Fixierwalze 86 wird jedoch verzögert. Zum Zeitpunkt T2 wird der Fixierstation 23 über die Umdruckstation 17 konstant Papier zu¬ geführt. Das Anschwenken des Schwenksattels 23 in die Betriebs¬ lage AB wird verzögert, der Abtransport des Papieres über die Fixierwalze 86 wird jedoch erneut beschleunigt. Zum Zeitpunkt T3 ist der Startvorgang abgeschlossen und die elektrofotografi- sche Druckeinrichtung befindet sich im kontinuierlichen Druck¬ betrieb.
Wie bereits erläutert, erfolgt die Regelung des Papiertranspor- tes während des Druckbetriebes und während des Start-Stopp-Be¬ triebes über die Ansteueranordnung D, die als mikroprozessor¬ gesteuerte Ansteueranordnung ausgebildet ist. Der aus den Fi¬ guren 6 bis 9 ersichtliche Ablauf der Papierbewegungen beim Stopp- und Startvorgang ist in dem Speicher der mikroprozessor- gesteuerten Steueranordnung gespeichert und wird bei Aufruf einer Start- oder Stopp-Prozedur durch den Operator aus dem Speicher abgerufen. Der Start- bzw. Stoppvorgang läuft dann geregelt durch die Ansteueranordnung D automatisch ab.
Bezugszeichenliste
10 Vorratstisch
11 Stapel, Vorratsstapel
12 Endlospapier, Papierbahn, Aufzeichnungsträger
13 Papierteilereinrichtung
14 Betätigungsschwinge
15 elektrofotografisches Druckaggregat
16 Fotoleitertrommel
17 Umdruckstation
18 Ladeeinrichtung
19 Zeichengenerator
20 Entwicklerstation
21 Endladestatioπ .
22 Reinigungsstation
23 Fixierstation
24 Ablagetisch
25 Schwenkhebel
26 bedruckte Papierstapel
27 externe Papierzuführungskanäle
28 externer Vorratsstapel
29 gesonderte Papierführungselemente (Walzen)
30/1 Partikelfalle im Eingangsbereich der Umdruckstation angeordnet
30/2 Partikelfalle in der Umdruckstation integriert
31 Papierbremse
32 Papierwalze
33 Seitenteile
34 motorische angetriebene Papierwalze
35 Trägerelemente
36 Papierleitelemente
37 erste Papierlage
38 Auffangkorb
39 zweite Papierlage
40 Papierleitelemente
41 Achse
42 Halteelemente 44 Traktorband
45 Transportnippel
46 Antriebsräder
50 Transportklappen, Traktorklappen
80 Papierführungskanal
81 Traverse
82 Wandblech
83 Achse
84 Papierführungsblech, Papierleitklappe 84/1, 84/2 Sensoren
85 Saugkammer
86 Heizwalze, Fixierwalze
87 Andruckwalze
87/1 Nocken zur Bewegung der Andruckwalze
88 Beölungseinrichtung
89 Ölwanne
90 Kühlprofil
91 Auslaufrollensattel
92 Achse
93 Papierführungssattel, Papierleitelement
94 Nocken, Schwenkeinrichtung U Umschlingungswinkel
AP Betriebsposition
BP Ladestellung
CP Standby-Position
95 Einführprofile
96 Papiertransportrollen
97 Papierleitkanal
98 Abtasteinrichtung
99 Abstapeleinrichtung
100 Paddelwellen
101 Antriebseinrichtung D Ansteueranordnung
C Gerätesteuerung
120 Abtaster, Schalter an der Betätigungsschwiπge 14
M Motor für den Papiertransport
811 Handgriff 201 Strahlermodul
202 Temperatursensoren für die Fixierwalze
85/1 Saugplatte
88/1 Dosierrohr für Silikonöl
88/2 Filz
88/3 Antrieb, Filz
88/4 Schmutzabstreifer-Gummilippe
88/5 Schwenkeinrichtung
203 Ventilator
204 Absaugschlauch
205 Gestell
206 Schwingen
207 Ansätze
208 Federn
209 Achse
210 Sensor
211 Motor
86/1 Schrittmotor
V Papiergeschwindigkeit
T Zeit
VP Papiergeschwindigkeit in der Umdruckstation beim Stoppvorgang
VS Papiergeschwindigkeit auf dem Schwenksattel beim Stoppvorgang
VF Papiergeschwindigkeit in der Fixierstation beim Stoppvorgang
S Papierweg SP momentaner zu liefernder Papierweg der Umdruckstation bis Druckerstillstand
SS momentaner Papierweg bis Druckerstillstand an dem Schwenksattel beim Zurückschwenken
SF momentaner durch die Fixierwalze abzutransportie¬ render Papierweg bis Druckerstillstand
SPS momentaner zu liefernder Papierweg der Umdruckstatioπ bis Druckerstart
SSS momentaner Papierweg beim Druckerstart an dem Schwenk¬ sattel beim Anschwenken SFS momentaner durch die Fixierwalze abzutransportierender
Papierweg bei Druckerstart VPS Papiergeschwindigkeit in der Umdruckstation bei
Druckerstart VFS Papiergeschwindigkeit in der Fixierstation
(Fixierspalt) bei Druckerstart VSS Papiergeschwindigkeit auf dem Schwenksattel bei
Druckerstart

Claims

Patentansprüche
1. Elektrofotografische Druckeinrichtung für Endlospapier (12) mit a) einer Umdruckstation (17) mit integrierter Papiertransport¬ einrichtung (44) zum Umdrucken eines auf einem Zwischenträ¬ ger (16) erzeugten und eingefärbten Tonerbildes auf das End¬ lospapier (12) b) einer in Papiertransportrichtung der Umdruckstation (17) nachgeordneten elektrothermischen Fixierstation (23) für das Tonerbild mit bl) einer elektrisch beheizten, elektromotorisch angetrie¬ benen Fixierwalze (86) b2) einer in einem Fixierbereich (86) an die Fixierwalze an- und abschwenkbaren Andruckwalze (87) und b3) einem an die Fixierwalze (86) an- und abschwenkbaren, unbeheizten Papierführungssattel (93) über den das End¬ lospapier (12) zum Vorheizen vor dem eigentlichen Fi¬ xieren in einem durch die Schwenklage des Papierfüh- rungssattels (93) vorgebbaren Umschlingungswinkel (4) um die Fixierwalze (86) geführt wird und c) einer der Fixierstation (23) in Papiertransportrichtung vor¬ gelagerten Papierbremse (85) zum bedarfsweisen Straffen des Endlospapieres (12) zwischen Fixierbereich (PB-PC) und Papierführungssattel (93).
2. Druckeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß eine den Papiertransport durch die Fixierstation (23) erfassende Papiertransportsensoranord- nung (84, 84/1, 84/2) vorgesehen ist, die mit einer Ansteuer¬ anordnung (D) für die Fixierstation (23) gekoppelt ist, wobei die Ansteueranordnung (D) in Abhängigkeit von Signalen der Pa- piertransportsensoranordnung (84, 84/1, 84/2) den Fixierwalzen¬ antrieb der Fixierwalze (86) entsprechend der Papiertransport- geschwindigkeit der Umdruckstatioπ (17) regelt.
3. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen Umdruckstation (17) und Fixierstation (83) ein Schlaufenzieher (84) mit einer beweglichen, federnd an dem Endlospapier (12) anliegenden Papierleitklappe (84) angeordnet ist.
4. Druckeinrichtung nach Anspruch , d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß zur Ausgestaltung der Papier¬ leitklappe (84) als Papiertransportsensoranordnung im Bereich der Papierleitklappe (84) die Position der Papierleitklappe (84) abtastende Sensoren (84/1, 84/2) angeordnet sind.
5. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Papier¬ bremse (85) eine Unterdrucksaugkammer aufweist.
6. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine elek¬ tromotorisch betätigbare Exzentereinrichtung (94) zum Ver¬ schwenken des Papierführungssattels (93) um eine, einem Papier- Zuführungsbereich der Fixierstation (23) zugeordnete Achse (92) vorgesehen ist.
7. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Umdruck- Station (17) an den Zwischenträger (16) an- und abschwenkbar ausgestaltet ist und eine an- und abschwenkbare Papiereinlege¬ einrichtung (14) zum Einlegen des Endlospapieres (12) in die Umdruckstation (17) aufweist.
8. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens die Fixierwalze (86), die Andruckwalze (87) und der Papierfüh¬ rungssattel (93) derart beweglich zueinander angeordnet sind, daß in einem Papiereinlegezustand der Fixierstation (23) ein Papierdurchführungskanal durch die Fixierstation (23) zum auto¬ matischen Durchfädeln des Endlospapieres (12) durch die Fixier¬ station (23) über die Papiertransporteinrichtung (44) der Um- druckstation (17) gebildet wird.
9. Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die And walze (87) auf einer um eine Achse (209) verschwenkbaren H rung (206) gelagert ist und daß eine mit der Halterung (20 gekoppelte elektromotorisch angetriebene Verschwenkeinrich (87)/l) in Form einer Exzentereinrichtung vorgesehen ist.
10. Druckeinrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Abtastung der Position Andruckwalze (87) der Exzenteranordnung (87/1) ein Positio sensor (210) zugeordnet ist.
11. Verfahren zum Betrieb einer Endlospapier (12) bedrucke elektrofotografischen Druckeinrichtung mit folgenden Merkm
- Ein Endlospapier (12) wird in einer Umdruckstation (12) einem Tonerbild bedruckt und dabei das Endlospapier (12) eine der Umdruckstation (17) zugeordnete Papiertransport richtung (44) transportiert.
- Das Tonerbild wird in einer Fixierstation (23) in einem xierbereich zwischen einer beheizten Fixierwalze (86) un ner Andruckwalze (87) thermo-druckfixiert.
- Zum Vorheizen des Endlospapieres (12) vor dem eigentlich Fixieren wird das Endlospapier (12) während des Druckbet bes einen vorgebbaren Umschlingungswinkel (U) um die Fix walze (86) mit Hilfe eines schwenkbaren Papierführungssa (93) straff geführt.
- Bei Unterbrechung des Druckbetriebes wird der Papierführ sattel (93) abgeschwenkt und ein Fixierbereich (PB-PC) g net, so daß das Endlospapier (12) nicht an der Fixierwal (86) anliegt und
- das An- und Abschwenken des Papierführungssattels (93) u der Papiertransport in der Fixierstation (23) wird so ge steuert, daß während der Bewegung des Papierführungssatt (93) beim Anlegen des Endlospapieres (12) an die Fixierw (86) und beim Abschälen des Endlospapieres (12) von der xierwalze (86) keine Relativbewegung im Kontaktbereich schen Endlospapier (12) und Fixierwalze (86) auftritt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e z e i c h n e t , daß während einer Anlaufphase beim Sta
Druckbetriebes und/oder während des Druckbetriebes folgen dingungen erfüllt sind:
(1) SPS = SFS + SSS
(2) VPS = VFS + VSS wobei gilt
SPS = von der Umdruckstation (17) gelieferter Papierweg ( SFS = durch die Fixierwalze (86) abtransportierter Papier SSS = von dem Papierführungssattel (93) schwenklageabhäng nötigter Papierweg (S) VPS = Papiergeschwindigkeit in der Umdruckstation (17) VFS = Papiergeschwindigkeit (V) im Fixierbereich (PB-PC) VSS = Papiergeschwindigkeitsbeitrag (V) durch den Papierf rungssattel (93) während des Ausschwenkeπs des Papi führungssattels (93) in die Betriebslage (AB).
13. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e z e i c h n e t , daß während einer Abstopphase beim Sto des Druckbetriebes folgende Bedingungen erfüllt sind
(1) SP = SF - SS (2) VP = VF - VS wobei gilt
SP = der von der Umdruckstation (17) gelieferte Papierweg SF = der vom Papierführungssattel (99) schwenklageabhängi lieferte Papierweg (S) SS = der durch die Fixierwalze (86) abzutransportierende pierweg (S) VP = die Papiergeschwindigkeit (V) in der Umdruckstation VF = die Papiergeschwindigkeit (V) im Fixierbereich (PB-P VS = die Papiergeschwindigkeit (V) auf dem Papierführungs (93).
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