EP1550009A2 - Einrichtung und verfahren zum umdrucken und fixieren mit einem geführten und einem freien transportabschnitt - Google Patents

Einrichtung und verfahren zum umdrucken und fixieren mit einem geführten und einem freien transportabschnitt

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Publication number
EP1550009A2
EP1550009A2 EP03757953A EP03757953A EP1550009A2 EP 1550009 A2 EP1550009 A2 EP 1550009A2 EP 03757953 A EP03757953 A EP 03757953A EP 03757953 A EP03757953 A EP 03757953A EP 1550009 A2 EP1550009 A2 EP 1550009A2
Authority
EP
European Patent Office
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recording medium
fixing
transport section
length
guided
Prior art date
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Granted
Application number
EP03757953A
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English (en)
French (fr)
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EP1550009B1 (de
Inventor
Markus Stahuber
Andreas Wirtz
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Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Oce Printing Systems GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Oce Printing Systems GmbH and Co KG filed Critical Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Publication of EP1550009A2 publication Critical patent/EP1550009A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1550009B1 publication Critical patent/EP1550009B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/65—Apparatus which relate to the handling of copy material
    • G03G15/6555—Handling of sheet copy material taking place in a specific part of the copy material feeding path
    • G03G15/657—Feeding path after the transfer point and up to the fixing point, e.g. guides and feeding means for handling copy material carrying an unfused toner image

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for transfer printing an electrostatically charged toner image from an intermediate carrier of an electrographic printer or copier onto a record carrier and fixing the transfer printed toner image on the record carrier.
  • transfer printing In electrographic printers or copiers, the transfer of a toner image from an intermediate carrier, for example a photoconductor drum or a photoconductor tape, to a recording medium is referred to as transfer printing.
  • the section of the printer or copier at which the intermediate carrier and the recording medium are brought into contact with one another is referred to as the transfer printing area.
  • the intermediate carrier moves in the transfer printing area, i.e. e.g. the surface of a photoconductor drum and the recording medium at the same speed in the same direction, while the toner is transferred from the intermediate carrier to the recording medium.
  • a high quality print image on the record carrier can only be achieved if a uniform contact is made between the record carrier and the intermediate carrier in the transfer printing area and if the record carrier and the intermediate carrier actually move at the exact same speed in the transfer printing area.
  • the recording media are transported with transport rollers into the transfer printing area and sprayed with a charge on the side facing away from the intermediate carrier, the sign of which is opposite to the charge on the toner image and the intermediate carrier.
  • the recording medium is attracted to the intermediate carrier and, adhering to it, is transported through the transfer printing area Charging the recording medium the transfer of the charged toner particles from the intermediate carrier to the recording medium.
  • the recording medium is then unloaded with the aid of a discharge device, so that it detaches from the intermediate carrier, and transported to a fixing device.
  • a transfer printing device of this type is known from WO 98/58297
  • This transfer printing device has a pressure element for pressing the record carrier onto the intermediate carrier.
  • a printer with two identical printing units is known, to which recording media are fed via an input section.
  • the printed recording media are output via a common output section.
  • a discharge channel is assigned to one printing unit, via which a recording medium, which was printed on one side by this printing unit, can be fed to this printing unit again for printing on the rear side.
  • a recording medium printed by the other printing unit can be removed via the discharge channel, bypassing the transfer printing path of the former printing unit, to the output section.
  • the fixing rollers When the recording medium enters the roller contact area, the fixing rollers perform additional flexing work, as a result of which the recording medium is braked briefly, that is to say it experiences a sudden impact that is opposite to the transport direction.
  • the distance between the fixing rollers and the transfer printing area is often less than the length of the longest recording medium to be printed.
  • the "length" of the recording medium in the following always means the expansion of the recording medium in the transport direction , ie the length of the edges of the recording medium, which are arranged parallel to the transport path. In the case of a rectangular recording medium, these need not necessarily be the "longitudinal edges", but can also be the transverse edges thereof, namely if they are printed in landscape format.
  • the invention has for its object to provide a device and a method of the type mentioned, with which a high quality print image is generated with a compact design.
  • a compact design of the device inevitably leads to a small distance between the conveyor belt and the fixing device. Due to the spatial proximity, the conveyor belt is also heated by the heat required for fixing, whereby it can be deformed and its function can be impaired. In addition, when the conveyor belt is heated, there is a risk that the toner on it will start to melt and adhere to the conveyor belt.
  • the guided transport section is arranged in a transport unit and the fixing device in a fixing unit, which can be inserted into and removed from the printer or copier independently of one another. Due to the structural separation of the two units, no heat can be transferred via common components, for example circuit boards.
  • the fixing unit preferably has a wall which is designed as a hollow chamber profile and offers good thermal insulation.
  • the hollow chamber profile has openings through which air is sucked out to cool the transport unit.
  • the recording medium is placed on an electrostatically chargeable trans- overlying the conveyor belt and adhered to it by electrostatic forces, transported through the transfer printing area and along an adjoining, guided transport section and conveyed to a fixing device in which the Record carrier is guided again.
  • a “free transport section” denotes a transport section on which the recording medium can bulge freely, that is to say can form a wave or a hump, as a result of which the distance between its front and rear edges is shortened.
  • the further developed device or method thus effectively prevent blurring of the printed image.
  • an electrostatically chargeable conveyor belt stronger adhesion can be achieved than with a suction table, so that the section of the recording medium located in the guided transport section cannot be braked so easily by the impact.
  • the shock can be absorbed by the possibility of wave formation in the free transport section.
  • the conveyor belt preferably has a volume resistivity of between 10 11 and 10 15 ⁇ cm.
  • the conveyor belt essentially consists of polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • the guided transport section must be long enough to ensure a sufficiently secure guidance, which prevents the printed image from blurring in the transfer printing area.
  • the length Li of the guided transport section is preferably between 100 and 210 mm.
  • the length L 2 of the free transport section must be large enough that a shaft with a curvature that is not too small can form to cushion the impact.
  • L 2 is preferably at least 1/3 of the length of the shortest record carrier to be printed. A good wave formation results with a length of L 2 between 80 and 130 mm.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the components of an electrographic printer or copier involved in image formation with a conventional device for transfer printing Toner image from an intermediate carrier on a recording medium and fixing the re-printed toner image on the recording medium,
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a recording medium when two fixing rollers penetrate into the roller contact area
  • FIG. 3 shows the device for transfer printing and fixing of FIG. 1 in the case of a recording medium with low rigidity
  • FIG. 4 shows the device of FIG. 3 with a record carrier with high rigidity
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of the components of an electrographic printer or copier involved in the image generation with a device for transfer printing of a toner image from an intermediate carrier onto a recording medium and fixing the transfer printed toner image on the recording medium according to a development of the invention
  • Fig. 6 shows the device for transfer printing and fixing of Fig. 5 with a recording medium with high rigidity
  • Fig. 7 is a sectional view of a transport assembly and a fixing assembly.
  • a photoconductor drum 10 is shown in cross section, the peripheral surface of which is coated with a photo semiconductor, for example arsenic triselenide (As 2 Se 3 ).
  • a photo semiconductor for example arsenic triselenide (As 2 Se 3 ).
  • As 2 Se 3 arsenic triselenide
  • the photoconductor drum 10 rotates in the direction indicated by the arrow 12.
  • Her photo semiconductor layer is first electrostatically charged with the help of a so-called charging corotron 14.
  • the charged section reaches a character generator 16 with a light source 18 (an LED comb in FIG. 1) with which the photoconductor drum 10 is exposed.
  • the electrical resistance of the photo semiconductor layer drops and the charge flows off. In this way, pixels of a latent charge image are generated on the photoconductor drum.
  • the latent charge image arrives at a developer station 20, from which triboelectrically charged toner with the aid of a suitable electric field is transferred from a developer roller 22 to the exposed (so-called “dark writing") or unexposed areas of the photo semiconductor (so-called "writing") ) is transmitted.
  • the charge image on the photoconductor drum 10 is colored with toner, i.e. developed.
  • the toner image is then transferred to a recording medium, for example a sheet of paper 24. Therefore, the photoconductor drum 10 is generally referred to as an intermediate carrier.
  • the sheet 24 is transported by means of transport rollers 26 into the transfer printing area 28.
  • the transfer area is the section at which the photoconductor drum 10 and the sheet 24 come into contact with one another and the toner image is transferred to the sheet 24.
  • the conventional device for transferring the toner image from the photoconductor drum 10 to the sheet 24 shown in FIG. 1 the latter is sprayed with the help of a so-called transfer coronron 30 on its underside with charge which is opposite to the charging of the toner.
  • the sheet 24 adheres to the photoconductor drum 10, and the toner is transferred to the sheet 24 by the electrostatic attraction.
  • the sheet 24 is then discharged again using an AC corotron 32 so that the electrostatic holding forces disappear, and the sheet 24 shears off the photoconductor drum 10 due to its rigidity.
  • the printed sheet 24 is then transported into a fixing device 36 via a suction table 34. Any toner remaining on the photoconductor drum 10 after transfer printing is removed by a cleaning unit 50.
  • the fixing device 36 has two rollers, a heated fixing roller 38 and a pressure roller 40, which presses against the fixing roller 38 and forms a roller contact area 44 with it.
  • the rollers 38 and 40 rotate in a direction indicated by arrows 42 at a peripheral speed V f .
  • the sheet 24 is guided for fixing along the transport path 46 through the roller contact area 44. All components involved in transfer printing and fixing are accommodated in a common structural unit 48.
  • 1 is so compact that the distance between transfer printing area 28 and fixing device 36 is less than the length of the longest recording medium to be printed. This means that the front edge of such a recording medium already penetrates into the roller contact area 44, while an inner section of the same is still being printed in the transfer printing area 28.
  • 2 shows the fixing device 36, in which the front edge of a recording medium 24 penetrates into the roller contact area 44 formed by the fixing roller 38 and the pressure roller 40. As can be seen in FIG. 2, the rollers 38 and 40 are deformed. The front edge of the sheet 24 is briefly braked when it enters the roller contact area 44 and experiences an impact with an impact force F s . The impact force F s is opposite to the direction of movement of the blade 24 and is shown in FIG. 2 by a force arrow.
  • FIG. 3 For the sake of clarity, only those components of the conventional arrangement of FIG. 1 that are involved in transfer printing and fixing are shown in FIG. 3.
  • a sheet 24 ' is also shown, the front edge of which just penetrates into the roller contact area 44 of the rollers 38 and 40 and thus experiences the impact force F s just described, while a rear portion of the sheet 24' is still in the transfer printing area 28 ,
  • the impact force F s leads to the formation of a shaft 52 in the sheet 24 '.
  • “wave” means a curved section of the sheet 24 ′ which deviates from the transport route actually provided.
  • the blade 24 'of FIG. 3 has a low stiffness so that only a small force is required to bend the blade into a shaft 52.
  • the inclination of the blade 24 'when the shaft 52 is formed is sheared off the suction table 34 due to the low rigidity of the blade 24'.
  • the suction force of the suction table 34 which is shown in FIG. 3 by the arrows pointing vertically downwards, is sufficient to prevent the blade 24 ′ from shearing off the suction table 34.
  • FIG. 4 The same components are shown in FIG. 4 as in FIG. 3, except that a sheet 24 ′′ with a higher rigidity is transported therein. Due to the higher rigidity of the blade 24 ′′, no wave is formed in the illustration in FIG. 4, instead the blade 24 ′′ shears off the suction table 34. The sheet 24 ′′ is almost stretched, so that the impact force F s is transmitted into the transfer printing area 28, as a result of which the printed image is blurred.
  • FIG. 5 shows an essentially identical arrangement of components involved in image generation as in FIG. 1, but in which a device for transfer printing and fixing according to a development of the invention is shown.
  • the device has a conveyor belt 54 which is guided around a first roller 56, a second roller 58, a third roller 60 and an opening roller 62.
  • the conveyor belt 54 is counter-clockwise by the first roller 56 in the representation of FIG. driven in a clockwise direction v 0 , which corresponds to the tangential speed of the lateral surface of the photoconductor drum 10.
  • the third roller 60 is pretensioned with a spring 64 in such a way that it exerts a tension on the conveyor belt 54.
  • the opening roller 62 is arranged between the first roller 56 and the transfer printing area 28 and extends the conveyor belt 54 to the outside relative to an alignment line 66 of the first and second rollers 56, 58.
  • the positioning roller 62 ensures that the conveyor belt 54 is in close contact with the photoconductor drum 10, in which the conveyor belt wraps around the photoconductor drum in the transfer printing area, ie touches the outer surface of the photoconductor drum over a certain angular range.
  • a cleaning device 68 is arranged below the conveyor belt 54.
  • the cleaning device 68 has a blade 70, which is arranged transversely to the direction of travel of the conveyor belt 54 and adjoins the latter, and a toner collecting container 72 into which toner scraped off by the blade 70 from the conveyor belt 54 falls.
  • a blade-like contact element 74 On the side of the conveyor belt 54 facing away from the photoconductor drum 10, there is a blade-like contact element 74 which is connected to a schematically illustrated voltage source 76 and serves to charge the conveyor belt 54.
  • the conveyor belt 54 with the associated rollers 56, 58, 60 and 62, the cleaning device 68 and the contact blade 74 are structurally combined in a transport unit 78, which is shown in the schematic representation of FIG. 5 by a dashed frame.
  • FIG. 5 shows a fixing device 36 which does not differ significantly from that of FIGS. 1, 3 and 4, but is accommodated in a structurally independent fixing unit 80, which is also shown schematically by a dashed frame is.
  • a guide plate 82 also belongs to the fixing unit 80.
  • a discharge device 84 is arranged above the first roller 56.
  • the conveyor belt 54 is charged via the contact blade 74 to an electrostatic potential of a few kilovolts compared to a ground potential, the sign of the charge of the conveyor belt 54 being different from the sign of the charge of the toner image on the photoconductor drum 10.
  • a recording medium 24 is conveyed onto the conveyor belt 54 in the region of the second roller 58 with the aid of transport rollers 26 and adheres to it electrostatically.
  • the conveyor belt 54 wraps around the photoconductor drum 10 in a certain angular range and thereby makes a uniform contact between the sheet 24 resting on the conveyor belt 54 and adhering thereto and the photoconductor drum 10.
  • the conveyor belt 54 has a volume resistivity between 10 11 and 10 15 ⁇ cm, so that it maintains sufficient electrostatic charging on the section between the first roller 56 and the transfer printing area 28 to hold the sheet 24 there by electrostatic forces.
  • the transport path between the transfer printing area 28 and the first roller 56 is therefore called “guided transport section” in the following.
  • Particularly good guidance results from a conveyor belt which essentially consists of polyvinylidene fluoride (PVDF), has a volume resistivity of 8 x 10 12 ⁇ cm and a thickness of 150 ⁇ m.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the first roller 56 is an antistatic roller made of silicone with a specific volume resistance of 10 8 ⁇ cm and is therefore suitable for a large part of the load of the conveyor belt at the end of the guided transport section 54 to be deducted from this.
  • the first roller 56 has a diameter of less than 28 mm, so that the conveyor belt 54 is relatively strongly curved thereon and the sheet 24 shears off slightly from the conveyor belt 54 guided around the first roller 56.
  • the amount of the charge discharged on the roll-out roller can be influenced by its material, for example the choice between metal and plastic.
  • the overprinted but not yet fixed toner is held on the sheet 24 by the electrostatic attraction of the transport belt 54.
  • this attraction is absent and the similarly charged toner particles tend to repel one another and to adhere to conductive parts located in the vicinity and to contaminate them.
  • the toner on the sheet 24 is discharged from the conveyor belt 54 by means of the unloading device 84 when the sheet 24 is sheared off.
  • the sheet sheared by the conveyor belt 54 is guided via the guide plate 82 into the fixing unit 80 and fixed there. Apart from gravity, no forces act on the blade 24 between the first roller 56 and the roller contact area 44.
  • This section is therefore called the free transport section below.
  • the sheet 24 has the possibility of forming a shaft so as to absorb the impact force F s described.
  • FIG. 6 is a snapshot in which the leading edge of a sheet 24 ′′ enters the roller contact area 44 penetrates while a rear portion of the sheet 24 '' is still printed in the transfer printing area 28.
  • the sheet 24 ′′ is the same sheet as in FIG. 4, here the impact is not transmitted into the transfer area 28, but the sheet 24 ′′ remains adhering to the conveyor belt 54 in the guided transport section, while in the free transport section forms a shaft.
  • the free transport section in which the shaft can form is significantly larger than the free section in the device of FIGS. 3 and 4, so that a flatter shaft can be formed which is less prone to shearing off the transport belt 54 than one more curved wave.
  • the length of the guided transport section with Li and the length of the free transport section with L 2 designated.
  • the aim is to achieve a certain minimum distance between the transfer area and the fixing device, ie a certain value for the sum of Li and L 2 .
  • a large value for Li that is to say a longer transport section, has the advantage that the total holding force experienced by the sheet 24 ′′ is relatively large.
  • a large value for L 2 has the advantage, however, that a flatter shaft can form, so that the shear forces are lower.
  • the ideal compromise between Li and L 2 must be found.
  • the length Li in FIG. 6 should be at least 1/3 the length of the shortest sheet to be printed. Length is the extent of the sheet in the direction of transport, which for a rectangular sheet can also correspond to the shorter side, namely if it is printed in landscape format.
  • V f is preferably between 97% and 100% of the rotational speed v 0 of the conveyor belt 54.
  • FIG. 7 shows the transport assembly 78 and the fixing assembly 80 in a sectional view.
  • the use of two separate units has two major advantages.
  • One relates to the assembly, which is significantly less expensive in the case of separate structural units. This is because the transport assembly 78 must be adjusted very precisely with respect to the photoconductor drum 10 in order to ensure a good transfer printing, while the fixing assembly 80 does not have to be installed with such accuracy. If the transport and fixing devices are combined in a common structural unit, as is the case with the structural unit 48 of FIG. 1, the entire structural unit must be installed with high precision in order to ensure high quality transfer printing. But since de the fixing device contains heavy components, the overall assembly 48 is much heavier and more unwieldy than the transport assembly 78 and therefore also much more difficult to install precisely.
  • the second advantage is that the heat radiated by the fixing roller 38 does not heat the conveyor belt as much as would be the case if the conveyor belt 54 and the fixing device 36 were arranged in a common structural unit. This is of the utmost importance since the conveyor belt 54 is deformed by excessive heating and loses its functionality.
  • the fuser assembly 80 has a housing 86 that holds the heat radiated from the fuser roller 38.
  • the housing 86 On the side facing the transport unit 78, the housing 86 has walls 88 and 90 which are designed as hollow chamber profiles and therefore provide good thermal insulation.
  • the hollow chamber profile 88 is vented with a blower (not shown) and has openings 92 through which air is drawn in to cool the transport unit.
  • the air flow of the intake air is shown schematically by an arrow 94.
  • the air extraction also serves to clean the transport unit from attached toner particles.
  • the transport assembly 78 and the fixing assembly 80 can advantageously be designed as inserts.
  • the air sucked into the hollow chamber profile is filtered with the aid of an ozone filter (not shown) before it is discharged into the environment.
  • the blower (not shown) continues to run for about half an hour in the embodiment shown after the printer has been switched off.

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Abstract

Beschrieben wird eine Einrichtung und ein Verfahren zum Umdrucken eines elektrostatisch geladenen Tonerbildes von einem Zwischenträger (10) eines elektrografischen Druckers oder Kopiergerätes auf einen Aufzeichnungsträger (24) und Fixieren des umgedruckten Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger (24). Dabei wird der Aufzeichnungsträger (24) auf einem elektrostatisch aufladbaren Transportband (54) aufliegend und durch elektrostatische Kräfte daran anhaftend durch einen Umdruckbereich (28) und entlang eines daran anschliessenden, geführten Transportabschnittes transportiert. Der Aufzeichnungsträger (24) wird anschliessend zu einer Fixiervorrichtung (36) befördert. Der geführte Transportabschnitt ist in einer Transportbaueinheit (78) und die Fixiervorrichtung (36) in einer Fixierbaueinheit (80) angeordnet, die unabhängig voneinander in den Drucker oder Kopierer eingesetzt und aus diesem entnommen werden können.

Description

Einrichtung und Verfahren zum Umdrucken und Fixieren mit einem geführten und einem freien Transportabschnitt
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Umdrucken eines elektrostatisch geladenen Tonerbildes von einem Zwischenträger eines elektrografischen Druckers oder Kopiergerätes auf einen Aufzeichnungsträger und Fixieren des umgedruckten Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger.
Bei elektrografischen Druckern oder Kopiergeräten wird die Übertragung eines Tonerbildes von einem Zwischenträgerbeispielsweise einer Fotoleitertrommel oder einem Fotoleiterband auf einen Aufzeichnungsträger als Umdruck bezeich- net. Der Abschnitt des Druckers oder Kopiergerätes, an dem der Zwischenträger und der Aufzeichnungsträger miteinander in Kontakt gebracht werden, wird als Umdruckbereich bezeichnet. Im Umdruckbereich bewegen sich der Zwischenträger, d.h. z.B. die Mantelfläche einer Fotoleitertrommel und der Aufzeichnungsträger mit gleicher Geschwindigkeit in die gleiche Richtung, während der Toner vom Zwischenträger auf den Aufzeichnungsträger übertragen wird. Ein Druckbild hoher Qualität auf dem Aufzeichnungsträger lässt sich nur erreichen, wenn im Umdruckbereich ein gleichmäßi- ger Kontakt zwischen Aufzeichnungsträger und Zwischenträger hergestellt wird, und wenn sich der Aufzeichnungsträger und der Zwischenträger im Umdruckbereich tatsächlich mit der exakt gleichen Geschwindigkeit bewegen.
Bei bekannten Druckern und Kopiergeräten werden die Aufzeichnungsträger mit Transportwalzen in den Umdruckbereich transportiert und auf der dem Zwischenträger abgewandten Seite mit einer Ladung besprüht, deren Vorzeichen der Ladung des Tonerbildes und des Zwischenträgers entgegenge- setzt ist. Dadurch wird der Aufzeichnungsträger vom Zwischenträger angezogen und an diesem anhaftend durch den Umdruckbereich transportiert, gleichzeitig bewirkt die Aufladung des AufZeichnungsträgers die Übertragung der geladenen Tonerteilchen vom Zwischenträger auf den Aufzeichnungsträger. Bei Verlassen des Umdruckbereichs wird der Aufzeichnungsträger dann mit Hilfe einer Entladungsvor- richtung entladen, damit er sich vom Zwischenträger löst, und zu einer Fixiervorrichtung transportiert.
Eine Umdruckvorrichtung dieser Art ist aus der WO 98/58297
AI bekannt. Diese Umdruckvorrichtung hat ein Andruck- element zum Andrücken des AufZeichnungsträgers an den Zwischenträger .
Aus der WO 98/18052 AI ist ein Drucker mit zwei gleichartigen Druckwerken bekannt, denen über einen Eingabeab- schnitt Aufzeichnungsträger zugeführt werden. Die bedruckten Aufzeichnungstrager werden über einen gemeinsamen Ausgabeabschnitt ausgegeben. Dem einen Druckwerk ist ein Abführkanal zugeordnet, über den ein Aufzeichnungsträger, der von diesem Druckwerk auf einer Seite bedruckt wurde, diesem Druckwerk erneut zum Bedrucken der Rückseite zuführbar ist. Über den Abführkanal ist ein vom anderen Druckwerk bedruckter Aufzeichnungsträger unter Umgehung des Umdruck-Transportweges des erstgenannten Druckwerkes zum Ausgabeabschnitt abführbar.
Weiterer Stand der Technik ist den Schriften DE 199 56 505 AI, DE 43 24 148 C2, US 5 666 622 A, US 2002/057933 AI, DE 40 39 158 AI, JP 2002-268 301 A, DE 77 36 767 Ul und DE 34 06 290 C2 zu entnehmen.
Während des Transportes eines AufZeichnungsträgers vom Umdruckbereich zur Fixiervorrichtung darf seine bedruckte Seite nicht berührt werden, weil das noch nicht fixierte Tonerbild sonst verwischen würde. Daher wird bei herkömm- liehen Einrichtungen zum Transport des bedruckten Aufzeichnungsträgers üblicherweise ein Saugtisch verwendet, bei dem der Aufzeichnungsträger durch Saugkräfte an einem Transportband festgehalten wird. In der Fixiervorrichtung wird der Aufzeichnungstrager zwischen zwei Walzen hindurchgeführt, deren Mantelflächen entlang einer Mantellinie eng aneinander anliegen und einen Walzenberührungs- bereich oder Transportspalt bilden. Der Walzenberührungsbereich bzw. Transportspalt wird auch in der deutschen Literatur oft mit dem englischen Begriff „Nipλλ bezeichnet. Von den beiden Walzen ist mindestens eine beheizt, und das Tonerbild wird durch Druck und Wärme auf dem Aufzeich- nungsträger fixiert.
Beim Eintritt des AufZeichnungsträgers in den Walzenberührungsbereich leisten die- Fixierwalzen eine zusätzliche Walkarbeit, wodurch der Aufzeichnungsträger kurzzeitig ab- gebremst wird, also einen plötzlichen Stoß erfährt, der der Transportrichtung entgegengerichtet ist. Bei kompakt gebauten Druckern oder Kopiergeräten und insbesondere bei Geräten mit zwei Druckwerken ist der Abstand zwischen Fixierwalzen und Umdruckbereich oft geringer als die Länge des längsten zu bedruckenden AufZeichnungsträgers.. Mit der "Länge" des AufZeichnungsträgers ist im Folgenden stets die Ausdehnung des Aufzeichnungsträgers in Transportrichtung gemeint, also die Länge der Kanten des Aufzeichnungs- trägers, die parallel zum Transportweg angeordnet sind. Dies müssen bei einem rechteckigen Aufzeichnungsträger nicht notwendigerweise die "Längskanten" sein, sondern können auch dessen Querkanten sein, nämlich wenn er im Querformat bedruckt wird.
Wenn der Abstand zwischen dem Umdruckbereich und den Fixierwalzen kürzer ist als die Länge des AufZeichnungsträgers, kann es passieren, dass die Vorderkante des Aufzeichnungsträgers im Walzenberührungsbereich einen Stoß erfährt, während der Aufzeichnungs räger an einem hinteren Abschnitt noch bedruckt wird. Falls sich dieser Stoß auf den hinteren Abschnitt überträgt, führt dies zu einer Verwischung des Druckbildes, was inakzeptabel ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen bei einer kompakten Bauweise ein Druckbild hoher Qualität erzeugt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 21 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Eine kompakte Bauweise der Einrichtung führt unweigerlich zu einem geringen Abstand zwischen Transportband und der Fixiervorrichtung. Durch die räumliche Nähe wird das Transportband durch die zur Fixierung benötigte Wärme e- benfalls erwärmt, wodurch es verformt und dadurch in seiner Funktion beeinträchtigt werden kann. Außerdem besteht bei Erwärmung des Transportbandes die Gefahr, dass darauf befindlicher Toner zu schmelzen beginnt und am Transportband anhaftet.
Erfindungsgemäß ist der geführte Transportabschnitt in einer Transportbaueinheit und die Fixiervorrichtung in einer Fixierbaueinheit angeordnet, die unabhängig voneinander in den Drucker oder Kopierer eingesetzt und aus diesen ent- nommen werden können. Durch die bauliche Trennung der beiden Baueinheiten kann keine Wärme über gemeinsame Bauteile, beispielsweise Platinen übertragen werden.
Vorzugsweise hat die Fixierbaueinheit eine als Hohlkammer- profil ausgebildete Wand, die eine gute Wärmeisolierung bietet. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung hat das Hohlkammerprofil Öffnungen, durch die zur Kühlung der Transportbaueinheit Luft abgesaugt wird.
Bei einer Einrichtung und einem Verfahren nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Aufzeichnungstrager auf einem elektrostatisch aufladbaren Trans- portband aufliegend und durch elektrostatische Kräfte daran anhaftend durch den Umdruckbereich und entlang eines daran anschließenden, geführten Transportabschnittes transportiert und über einen an den geführten Transportab- schnitt anschließenden freien Transportabschnitt, in dem sich der Aufzeichnungsträger frei wölben kann, zu einer Fixiervorrichtung befördert, in der der Aufzeichnungsträger wieder fest geführt wird.
Ein „freier Transportabschnitt" bezeichnet in dieser Schrift einen Transportabschnitt, auf dem sich der Aufzeichnungsträger frei wölben, also eine Welle oder einen Buckel bilden kann, wodurch der Abstand zwischen seiner Vorder- und Hinterkante verkürzt wird. Durch Bildung einer Wölbung oder Welle kann der Stoß, der beim Eintritt des AufZeichnungsträgers in den Walzenberührungsbereich der Fixierwalzen auf seine Vorderkante ausgeübt wird, abgefangen werden.
Die weitergebildete Einrichtung bzw. Verfahren verhindern also effektiv ein Verwischen des Druckbildes. Denn zum Einen lässt sich mit Hilfe eines elektrostatisch aufladbaren Transportbandes eine stärkere Anhaftung erzielen, als mit einem Saugtisch, so dass der im geführten Transportab- schnitt befindliche Abschnitt des AufZeichnungsträgers durch den Stoß nicht so leicht abgebremst werden kann. Zum Anderen kann der Stoß durch die Möglichkeit zur Wellenbildung im freien Transportabschnitt abgefangen werden.
Eine sichere Führung des AufZeichnungsträgers im geführten Transportabschnitt setzt eine ausreichende elektrostatische Aufladung des Transportbandes voraus, die über die gesamte Länge des geführten Transportabschnittes aufrechterhalten wird. Daher hat das Transportband vorzugsweise einen spezifischen Volumenwiderstand von zwischen 1011 und 1015 Ωcm. In einer besonders vorteilhaften Ausführung be- steht das Transportband im wesentlichen aus Polyvinyliden- fluorid (PVDF) .
Der geführte Transportabschnitt muss trotz kompakter Bauweise lang genug sein, um eine ausreichend sichere Führung zu gewährleisten, die ein Verwischen des Druckbildes im Umdruckbereich ausschließt. Vorzugsweise beträgt die Länge Li des geführten Transportabschnittes zwischen 100 und 210 mm.
Die Länge L2 des freien Transportabschnittes muss groß genug sein, dass sich zur Abfederung des Stoßes eine Welle mit nicht zu geringer Krümmung ausbilden kann. Vorzugsweise beträgt L2 mindestens 1/3 der Länge des kürzesten zu bedruckenden AufZeichnungsträgers . Eine gute Wellenbildung ergibt sich bei einer Länge von L2 zwischen 80 und 130 mm.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf das in den Zeichnungen dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel Bezug genommen, das an Hand spezifischer Terminologie beschrieben ist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung dadurch nicht eingeschränkt werden soll, da derartige Ver- änderungen und weitere Modifizierungen an der gezeigten Einrichtung und dem Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, wie sie darin aufgezeigt sind, als übliches derzeitiges oder künftiges Fachwissen eines zuständigen Fachmannes angesehen werden.
Die Figuren zeigen neben Darstellungen des Standes der Technik ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, nämlich
Fig. 1 eine schematische Darstellung der an der Bilder- zeugung beteiligten Komponenten eines elektrografischen Druckers oder Kopiergerätes mit einer herkömmlichen Einrichtung zum Umdrucken eines Tonerbildes von einem Zwischenträger auf einen Aufzeichnungstr ger und Fixieren des umgedruckten Tonerbildes auf dem Aufzeichnungstrager,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Aufzeich- nungsträgers beim • Eindringen in den Walzenberührungsbereich zweier Fixierwalzen,
Fig. 3 die Einrichtung zum Umdrucken und Fixieren von Fig. 1 bei einem Aufzeichnungsträger mit geringer Steifigkeit,
Fig. 4 die Einrichtung von Fig. 3 mit einem Aufzeichnungstr ger mit hoher Steifigkeit,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der an der Bilderzeugung beteiligten Komponenten eines elektrografischen Druckers oder Kopiergerätes mit einer Einrichtung zum Umdrucken eines Tonerbildes von einem Zwischenträger auf einen Aufzeichnungsträger und Fixieren des umgedruckten Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger gemäß einer Weiterbildung der Erfindung,
Fig. 6 die Einrichtung zum Umdrucken und Fixieren von Fig. 5 mit einem Aufzeichnungsträger mit hoher Steifigkeit, und
Fig. 7 eine Schnittansicht einer Transportbaueinheit und einer Fixierbaueinheit.
In Fig. 1 sind die an der Bilderzeugung beteiligten Komponenten eines elektrografischen Druckers schematisch dargestellt. Daran werden im Folgenden die Grundzüge des elekt- rografischen Drückens oder Kopierens kurz erläutert. In Fig. 1 ist eine Fotoleitertrommel 10 im Querschnitt dargestellt, deren Umfangsfl che mit einem Fotohalbleiter, beispielsweise Arsentriselenid (As2Se3) beschichtet ist. Solch ein Fotohalbleiter hat einen hohen Dunkelwiderstand, der jedoch bei ausreichender Belichtung absinkt. Die Fotoleitertrommel 10 dreht sich in der mit dem Pfeil 12 angezeigten Richtung. Dabei wird ihre Fotohalbleiterschicht zunächst mit Hilfe eines sogenannten Aufladekorotrons 14 elektrostatisch aufgeladen. Durch Drehung der Fotoleiter- trommel 10 gelangt der aufgeladene Abschnitt zu einem Zeichengenerator 16 mit einer Lichtquelle 18 (in Fig. 1 ein LED-Kamm) , mit der die Fotoleitertrommel 10 belichtet wird. An den belichteten Stellen sinkt der elektrische Widerstand der Fotohalbleiterschicht und die Ladung fließt ab. So werden Bildpunkte eines latenten Ladungsbildes auf der Fotoleitertrommel erzeugt.
Bei einer weiteren Drehung der Fotoleitertrommel 10 gelangt das latente Ladungsbild zu einer Entwicklerstation 20, aus der triboelektrisch aufgeladener Toner mit Hilfe eines geeigneten elektrischen Feldes von einer Entwicklerwalze 22 auf die belichteten (sogenanntes "Dunkelschreiben") oder unbelichteten Stellen des Fotohalbleiters (sogenanntes "Hellschreiben") übertragen wird. So wird das auf der Fotoleitertrommel 10 befindliche Ladungsbild mit Toner eingefärbt, d.h. entwickelt. Das Tonerbild wird anschließend auf einen Aufzeichnungsträger, beispielsweise ein Blatt Papier 24 übertragen. Daher wird die Fotoleitertrommel 10 allgemein als Zwischenträger bezeichnet.
Das Blatt 24 wird mit Hilfe von Transportwalzen 26 in den Umdruckbereich 28 transportiert. Mit Umdruckbereich ist der Abschnitt bezeichnet, an dem die Fotoleitertrommel 10 und das Blatt 24 miteinander in Kontakt kommen und das To- nerbild auf das Blatt 24 übertragen wird. Bei der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Einrichtung zur Übertragung des Tonerbildes von der Fotoleitertrommel 10 auf das Blatt 24 wird letzteres mit Hilfe eines sogenannten Transferko- rotrons 30 an seiner Unterseite mit Ladung besprüht, die der Aufladung des Toners entgegengesetzt ist. Dadurch haftet das Blatt 24 an der Fotoleitertrommel 10 an, und der Toner wird durch die elektrostatische Anziehung auf das Blatt 24 übertragen.
Zur Trennung des Blattes 24 von der Fotoleitertrommel 10 wird es anschließend mit Hilfe eines Wechselstromkorotrons 32 wieder entladen, so dass die elektrostatischen Haltekräfte verschwinden, und das Blatt 24 schert aufgrund seiner Steifigkeit von der Fotoleitertrommel 10 ab. Das bedruckte Blatt 24 wird dann über einen Saugtisch 34 in eine Fixiervorrichtung 36 transportiert. Auf der Fotoleiter- trommel 10 nach dem Umdruck verbliebener Toner wird von einer Reinigungseinheit 50 entfernt.
Die Fixiervorrichtung 36 hat zwei Walzen, eine beheizte Fixierwalze 38 und eine Andruckwalze 40, die gegen die Fi- xierwalze 38 drückt und mit dieser einen Walzenberührungsbereich 44 bildet. Die Walzen 38 und 40 drehen sich in einer mit Pfeilen 42 gekennzeichneten Richtung mit einer Umfangsgeschwindigkeit Vf. Das Blatt 24 wird zur Fixierung entlang des Transportweges 46 durch den Walzenberührungsbereich 44 geführt. Alle an Umdruck und Fixierung beteiligten Komponenten sind in einer gemeinsamen Baueinheit 48 untergebracht.
Die Einrichtung von Fig. 1 ist so kompakt gehalten, dass der Abstand zwischen Umdruckbereich 28 und Fixiervorrichtung 36 geringer ist als die Länge des längsten zu bedruckenden AufZeichnungsträgers. Das bedeutet, dass die Vorderkante eines derartigen AufZeichnungsträgers bereits in den Walzenberührungsbereich 44 eindringt, während ein in- terer Abschnitt des selben noch im Umdruckbereich 28 bedruckt wird. In Fig. 2 ist die Fixiervorrichtung 36 gezeigt, bei der die Vorderkante eines AufZeichnungsträgers 24 in den von der Fixierwalze 38 und der Andruckwalze 40 gebildeten Walzenberührungsbereich 44 eindringt. Wie in Fig. 2 zu sehen, werden dabei die Walzen 38 und 40 verformt. Die Vorderkante des Blattes 24 wird beim Eindringen in den Walzenberührungsbereich 44 kurzzeitig abgebremst und erfährt einen Stoß mit einer Stoßkraft Fs. Die Stoßkraft Fs ist der Bewegungsrichtung des Blattes 24 entgegengesetzt und in Fig. 2 durch einen Kraftpfeil dargestellt.
In Fig. 3 sind der Übersichtlichkeit halber lediglich diejenigen Komponenten der herkömmlichen Anordnung von Fig. 1 gezeigt, die am Umdruck und der Fixierung beteiligt sind. In Fig. 3 ist ferner ein Blatt 24' gezeigt, dessen Vorderkante gerade in den Walzenberührungsbereich 44 der Walzen 38 und 40 eindringt und somit die eben beschriebene Stoßkraft Fs erfährt, während ein hinterer Abschnitt des Blattes 24' sich noch in dem Umdruckbereich 28 befindet.
In der in Fig. 3 gezeigten Momentaufnahme führt die Stoßkraft Fs zur Ausbildung einer Welle 52 im Blatt 24'. Mit "Welle" ist in diesem Zusammenhang ein gekrümmter Abschnitt des Blattes 24' gemeint, der vom eigentlich vorge- sehenen Transportweg abweicht. Das Blatt 24' von Fig. 3 hat eine geringe Steifigkeit, so dass nur eine geringe Kraft benötigt wird, um das Blatt zu einer Welle 52 zu krümmen. Außerdem ist die Neigung des Blattes 24' bei der Bildung der Welle 52 vom Saugtisch 34 abzuscheren aufgrund der geringen Steifigkeit des Blattes 24' gering. Die An- saugkraft des Saugtisches 34, die in Fig. 3 durch die senkrecht nach unten weisenden Pfeile dargestellt ist, reicht aus, um ein Abscheren des Blattes 24' vom Saugtisch 34 zu verhindern. Der hintere Abschnitt des Blattes 24' wird somit auf dem Saugtisch geführt und die Stoßkraft Fs wird nicht bis in den Umdruckbereich übertragen. In Fig. 4 sind die gleichen Komponenten gezeigt wie in Fig. 3, nur dass darin ein Blatt 24'' mit einer höheren Steifigkeit transportiert wird. Aufgrund der höheren Steifigkeit des Blattes 24'' wird in der Darstellung von Fig. 4 keine Welle ausgebildet, statt dessen schert das Blatt 24'' vom Saugtisch 34 ab. Das Blatt 24'' ist nahezu gestreckt, so dass die Stoßkraft Fs bis in den Umdruckbereich 28 übertragen wird, wodurch das Druckbild verwischt.
Das beschriebene Problem der Druckbildverwischung lässt sich bei der herkömmlichen Einrichtung von Fig. 1, 3 und 4 nur mit großem zusätzlichen Aufwand umgehen. Beispielsweise kann der Stoß weitgehend durch eine geeignete Geschwindigkeitssteuerung der Fixierwalzen 38 und 40 abge- schwächt werden, die durch den Einlauf der Blattvorderkante in die Walzenanordnung getriggert wird. Allerdings muss die Steuerung die Dicke des Papiers berücksichtigen, von der die Stoßkraft Fs abhängig ist. Dies erfordert eine aufwendige Sensorik mit einer entsprechenden Regeleinrich- tung. Bei Blättern mit hoher Eigensteifigkeit und großer Dicke kann selbst mit einer derartigen Steuerung eine Druckbildverwischung nicht völlig verhindert werden. In diesem Fall muss die Andruckkraft der Walzen bei Eintritt der Blattvorderkante in den Walzenberührungsbereich 44 kurzzeitig reduziert werden, was wiederum einen hohen mechanischen Aufwand erfordert und zudem die Fixierqualität im Bereich der Vorderkante verschlechtert.
In Fig. 5 ist eine in wesentlichen Teilen identische An- Ordnung von an der Bilderzeugung beteiligten Komponenten wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, bei der jedoch eine Einrichtung zum Umdrucken und Fixieren gemäß einer Weiterbildung der Erfindung gezeigt ist. Die Einrichtung hat ein Transportband 54, das um eine erste Walze 56, eine zweite Walze 58, eine dritte Walze 60 und eine Ausstellwalze 62 geführt ist. Das Transportband 54 wird von der ersten Walze 56 in der Darstellung von Fig. 5 entgegen dem Uhr- zeigersinn mit einer Umlaufgeschwindigkeit v0 angetrieben, die mit der Tangentialgeschwindigkeit der Mantelfläche der Fotoleitertrommel 10 übereinstimmt. Die dritte Walze 60 ist mit einer Feder 64 derart vorgespannt, dass sie eine Zugspannung auf das Transportband 54 ausübt. Die Ausstell- walze 62 ist zwischen der ersten Walze 56 und dem Umdruckbereich 28 angeordnet und stellt das Transportband 54 gegenüber einer Fluchtlinie 66 der ersten und zweiten Walze 56, 58 nach außen aus. Die Ausstellwalze 62 sorgt für eine enge Anlage des Transportbandes 54 an der Fotoleitertrommel 10, bei der das Transportband die Fotoleitertrommel im Umdruckbereich umschlingt, d.h. die Mantelfläche der Fotoleitertrommel über einen gewissen Winkelbereich berührt.
Unterhalb des Transportbandes 54 ist eine Reinigungsvorrichtung 68 angeordnet. Die Reinigungsvorrichtung 68 hat eine Klinge 70, die quer zur Laufrichtung des Transportbandes 54 und an diesem anliegend angeordnet ist, und einen Tonerauffangbehälter 72, in den von der Klinge 70 vom Transportband 54 abgeschabter Toner hineinfällt.
An der der Fotoleitertrommel 10 abgewandten Seite des Transportbandes 54 liegt ein klingenartiges Kontaktelement 74 an, das mit einer schematisch dargestellten Spannungs- quelle 76 verbunden ist und zur Aufladung des Transportbandes 54 dient. Das Transportband 54 mit den zugehörigen Walzen 56, 58, 60 und 62, die Reinigungsvorrichtung 68 und die Kontaktklinge 74 sind baulich in einer Transporteinheit 78 zusammengefasst, die in der schematischen Darstel- lung von Fig. 5 durch einen gestrichelt gezeichneten Rahmen dargestellt ist.
In Fig. 5 ist eine Fixiervorrichtung 36 gezeigt, die sich von derjenigen von Fig. 1, 3 und 4 nicht wesentlich unter- scheidet, jedoch in einer baulich eigenständigen Fixierbaueinheit 80 untergebracht ist, die ebenfalls durch einen gestrichelt gezeichneten Rahmen schematisch dargestellt ist. Zur Fixierbaueinheit 80 gehört ferner ein Leitblech 82. Oberhalb der ersten Walze 56 ist eine Entladungsvorrichtung 84 angeordnet.
Im Folgenden wird die Funktion der Einrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 5 näher erläutert. Das Transportband 54 wird über die Kontaktklinge 74 auf ein elektrostatisches Potential von einigen Kilovolt gegenüber einem Massepotential aufgeladen, wobei das Vorzeichen der Ladung des Transportbandes 54 von dem Vorzeichen der Ladung des Tonerbildes auf der Fotoleitertrommel 10 verschieden ist. Ein Aufzeichnungstrager 24 wird mit Hilfe von Transportwalzen 26 im Bereich der zweiten Walze 58 auf das Transportband 54 befördert und haftet an diesem elektrostatisch an. Im Umdruckbereich umschlingt das Transportband 54 die Fotoleitertrommel 10 in einem gewissen Winkelbereich und stellt dabei einen gleichmäßigen Kontakt zwischen dem auf dem Transportband 54 aufliegenden und daran anhaftenden Blatt 24 und der Fotoleitertrommel 10 her.
Das Transportband 54 hat einen spezifischen Volumenwiderstand zwischen 1011 und 1015 Ωcm, so dass das es auf dem Abschnitt zwischen der ersten Walze 56 und dem Umdruckbereich 28 eine ausreichende elektrostatische Aufladung bei- behält, um das Blatt 24 durch elektrostatische Kräfte daran festzuhalten. Der Transportweg zwischen dem Umdruckbereich 28 und der ersten Walze 56 wird daher im Folgenden "geführter Transportabschnitt" genannt. Eine besonders gute Führung ergibt sich bei einem Transportband, das im we- sentlichen aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) besteht, einen spezifischen Volumenwiderstand von 8 x 1012 Ωcm und eine Dicke von 150 μm hat.
Die erste Walze 56 ist eine antistatische Walze aus Sili- kon mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 108 Ωcm und daher geeignet, am Ende des geführten Transportabschnittes einen Großteil der Ladung des Transportbandes 54 von diesem abzuführen. Die erste Walze 56 hat einen Durchmesser von weniger als 28 mm, so dass das Transportband 54 an ihr relativ stark gekrümmt wird und das Blatt 24 von dem um die erste Walze 56 herumgeführten Transport- band 54 leicht abschert.
Je nach Aufladungsstärke und Beschaffenheit des Transportbandes 54 kann es Vorteilhaft sein, bereits an der Ausstellwalze 62 eine gewisse Ladungsmenge vom Transportband 54 abzuführen. Die Menge der an der Ausstellwalze abgeführten Ladung kann über ihr Material, beispielsweise die Wahl zwischen Metall und Kunststoff, beeinflusst werden.
Während des geführten Transportabschnittes wird der umge- druckte aber noch nicht fixierte Toner durch die elektrostatische Anziehung des Transportbandes 54 auf dem Blatt 24 festgehalten. Nach dem Abscheren des Blattes 24 vom Transportband 54 im Bereich der ersten Walze 56 fehlt diese Anziehung, und die gleichartig geladenen Tonerteilchen neigen dazu, einander abzustoßen und sich an in der Umgebung befindlichen leitenden Teilen anzulagern und diese zu verschmutzen. Um dies zu verhindern wird der auf dem Blatt 24 befindliche Toner beim Abscheren des Blattes 24 von dem Transportband 54 mit Hilfe der Entladungsvorrichtung 84 entladen.
Das vom Transportband 54 abgescherte Blatt wird über das Leitblech 82 in die Fixierbaueinheit 80 geführt und dort fixiert. Zwischen der ersten Walze 56 und dem Walzenberüh- rungsbereich 44 greifen außer der Schwerkraft keine Kräfte am Blatt 24 an. Dieser Abschnitt wird daher im Folgenden freier Transportabschnitt genannt. Im freien Transportabschnitt hat das Blatt 24 die Möglichkeit, eine Welle zu bilden, um so die beschriebene Stoßkraft Fs abzufangen.
Fig. 6 ist eine Momentaufnahme, bei der die Vorderkante eines Blattes 24'' in den Walzenberührungsbereich 44 ein- dringt, während ein hinterer Abschnitt des Blattes 24'' noch im Umdruckbereich 28 bedruckt wird. Obwohl es sich bei dem Blatt 24'' um das gleiche Blatt handelt wie in Fig. 4, wird hier der Stoß nicht in den Umdruckbereich 28 übertragen, sondern das Blatt 24'' bleibt im geführten Transportabschnitt auf dem Transportband 54 haften, während sich im freien Transportabschnitt eine Welle ausbildet .
Für das bessere Verhalten bei der Einrichtung von Fig. β gegenüber der Einrichtung von Fig. 4 können zwei Gründe genannt werden. Zum Einen lässt sich mit dem hier vorgestellten Transportband 54 eine deutlich höhere Haltekraft des Blattes 24'' an das Transportband 54 erreichen als bei einem Saugtisch. Die Haltekräfte zwischen dem Blatt 24 '' und dem Transportband 54 sind in Fig. 6 durch die vertikal nach unten weisenden Kraftpfeile dargestellt. Zwar nimmt die Haltekraft in Richtung auf die erste Walze 56 zusammen mit der Ladungsdichte im Transportband 54 ab, doch ist sie selbst in der Nähe der ersten Walze 56 groß genug, um ein Abscheren des Blattes 24' ' zu verhindern. Selbst wenn die Welle etwas in den geführten Transportabschnitt hineinragen sollte, wird die sichere Führung im Umdruckbereich nicht beeinträchtigt, da erstens mit der Verbreiterung der Welle die Stoßkraft nachlässt und zweitens die Haltekraft des Blattes 24'' auf dem Transportband 54 in Richtung auf den Umdruckbereich 28 zunimmt.
Zum Anderen ist der freie Transportabschnitt, in dem sich die Welle ausbilden kann, deutlich größer als der freie Abschnitt bei der Einrichtung von Fig. 3 und 4, so dass sich eine flachere Welle ausbilden kann, die weniger zum Abscheren vom Transportband 54 neigt als eine stärker gekrümmte Welle.
In Fig. 6 ist die Länge des geführten Transportabschnittes mit Li und die Länge des freien Transportabschnittes mit L2 bezeichnet. Bei einer kompakten Bauweise wird ein gewisser möglichst geringer Abstand zwischen Umdruckbereich und Fixiervorrichtung, d.h. ein gewisser Wert für die Summe von Li und L2 angestrebt. Ein großer Wert für Li, d.h. ein lan- ger geführter Transportabschnitt hat den Vorteil, dass die Gesamthaltekraft, die das Blatt 24'' erfährt, relativ groß ist. Ein großer Wert für L2 hat jedoch den Vorteil, dass sich eine flachere Welle ausbilden kann, so dass die Ab- scherkräfte geringer sind. Bei einem angestrebten Wert für Li + L2 muss also ein möglichst idealer Kompromiss zwischen Li und L2 gefunden werden.
Allerdings wird durch Vergleich mit Fig. 3 und 4 sofort klar, dass sich mit der herkömmlichen Einrichtung bei ei- ner ebenso kompakten Bauweise, d.h. bei einem gleichen Abstand zwischen Umdruckbereich 28 und Fixiervorrichtung 36 niemals ein so gutes Verhalten ergeben wird, wie bei der Einrichtung von Fig. 5 und 6. Denn bei der Einrichtung von Fig. 3 und 4 beginnt der geführte Bereich nicht schon im Umdruckbereich 28, weil das Blatt 24' bzw. 24'' in unmittelbaren Anschluss an den Umdruck entladen werden muss, damit es sich von der Fotoleitertrommel 10 ablöst. Da die Entladung etwas Zeit braucht, gleichzeitig aber eine hohe Prozessgeschwindigkeit angestrebt wird, kann der Bandent- ladebereich nicht wesentlich kürzer gewählt werden als in Fig. 3 und 4 gezeigt. Der Bandentladebereich ist also sowohl für das Festhalten des Blattes 24' bzw. 24'' als auch für die Wellenbildung verloren.
Zur Vermeidung einer Druckbildverwischung trägt gerade eine sichere Führung des Blattes 24'' in der Nähe des Umdruckbereichs 28 bei. Bei der Einrichtung von Fig. 5 und 6 ist die Haltekraft des Blattes 24'' auf dem Transportband 54 in der nähe des Umdruckbereiches 28 am stärksten, wäh- rend das Blatt 24' bzw. 24'' bei der Einrichtung von Fig. 3 und 4 in der Nähe des Umdruckbereichs 28 gar nicht geführt wird, weil es noch entladen werden muss. Um eine sichere Führung des Blattes zu erreichen, sollte die Länge Li in Fig. 6 mindestens 1/3 der Länge des kürzesten zu bedruckenden Blattes betragen. Mit Länge ist dabei die Ausdehnung des Blattes in Transportrichtung gemeint, die bei einem rechteckigen Blatt durchaus auch der kürzeren Seite entsprechen kann, nämlich wenn es im Querformat bedruckt wird. Bei der Einrichtung von Fig. 5 und 6 hat sich eine sichere Führung ohne Druckbildverwischung bei Längen von Li ergeben, die zwischen 100 und 210 mm betrugen. Die Länge L2 darf nicht länger sein als die Länge des kürzesten zu bedruckenden Blattes, weil dieses sonst streckenweise gar nicht geführt würde, und sollte mindestens 1/3 der Länge des kürzesten zu druckenden Blattes betragen, damit sich eine ausreichend flache Welle ausbilden kann.
Eine günstige Wellenbildung kann durch geeignete Wahl der Geschwindigkeit V, mit der das Blatt 24'' durch Walzen 38, 40 der Fixiervorrichtung 36 geführt wird, unterstützt werden. Vorzugsweise beträgt vf zwischen 97% und 100% von der Umlaufgeschwindigkeit v0 des Transportbandes 54.
In Fig. 7 sind die Transportbaueinheit 78 und die Fixier- baueinheit 80 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Die Verwendung zweier getrennter Baueinheiten hat zwei große Vorteile. Der eine betrifft die Montage, die bei getrennten Baueinheiten deutlich weniger aufwendig ist. Denn die Transportbaueinheit 78 muss sehr präzise gegenüber der Fo- toleitertrommel 10 justiert sein, um einen guten Umdruck zu gewährleisten, während die Fixierbaueinheit 80 nicht mit einer solchen Genauigkeit eingebaut werden muss. Wenn die Einrichtungen zum Transport und zur Fixierung in einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst werden, wie es bei der Baueinheit 48 von Fig. 1 der Fall ist, muss die gesamte Baueinheit mit hoher Präzision eingebaut werden, um einen Umdruck hoher Qualität zu gewährleisten. Da aber gera- de die Fixiervorrichtung schwere Bauteile beinhaltet, ist die Gesamtbaueinheit 48 sehr viel schwerer und unhandlicher als die Transportbaueinheit 78 und daher auch deutlich schwieriger präzise einzubauen.
Der zweite Vorteil besteht darin, dass die von der Fixierwalze 38 abgestrahlte Wärme das Transportband nicht so stark erwärmt, wie es der Fall wäre, wenn das Transportband 54 und die Fixiervorrichtung 36 in einer gemeinsamen Baueinheit angeordnet wären. Dies ist von höchster Bedeutung, da das Transportband 54 durch zu große Erwärmung verformt wird und seine Funktionsfähigkeit verliert.
Die Fixierbaueinheit 80 hat ein Gehäuse 86, das die von der Fixierwalze 38 abgestrahlte Wärme aufhält. Auf der der Transportbaueinheit 78 zugewandten Seite hat das Gehäuse 86 Wände 88 und 90, die als Hohlkammerprofile ausgebildet sind und daher thermisch gut isolieren. Das Hohlkammerprofil 88 wird mit einem Gebläse (nicht gezeigt) entlüftet und hat Öffnungen 92, durch die Luft zur Kühlung der Transportbaueinheit angesaugt wird. Der Luftstrom der angesaugten Luft ist schematisch durch einen Pfeil 94 dargestellt. Neben der Kühlung der Transportbaueinheit dient die Luftabsaugung auch der Reinigung der Transportbauein- heit von angelagerten Tonerteilchen.
Die Transportbaueinheit 78 und die Fixierbaueinheit 80 können vorteilhafterweise als Einschübe ausgebildet sein.
Die in das Hohlkammerprofil eingesaugte Luft wird mit Hilfe eines Ozonfilters (nicht gezeigt) gefiltert, bevor sie in die Umgebung abgeführt wird. Das Gebläse (nicht gezeigt) läuft bei der gezeigten Ausführungsform nach dem Abschalten des Druckers für etwa eine halbe Stunde nach.
Obgleich in den Zeichnungen und der vorhergehenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele aufgezeigt und detailliert beschrieben sind, sollte dies als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend angesehen werden. Es wird darauf hingewiesen, dass nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben sind und sämtliche Veränderungen und Modifizierungen, die derzeit und künftig im Schutzumfang der Erfindung liegen, geschützt werden sollen.
Bezugs zeichenliste
10 Fotoleitertrommel
12 Drehrichtung der Fotoleitertrommel 14 Auf ladekorotron
16 Zeichengenerator
18 LED-Kamm
20 Entwicklerstation
22 Entwicklerwalze. 24 Papierblatt
26 Transportwalze
28 Umdruckbereich
30 Transferkorotron
32 Wechselstromkorotron 34 Saugtisch
36 Fixiervorrichtung
38 Fixierwalze
40 Andruckwalze
42 Richtungspfeil 44 Walzenberührungsbereich
46 Transportweg
48 Gesamtbaueinheit
50 Reinigungseinheit
52 Welle 54 Transportband
56 erste Walze
58 zweite Walze
60 dritte Walze
62 Ausstellwalze 64 Feder
66 Fluchtlinie von erster und zweiter Walze
68 Reinigungseinheit
70 Klinge
72 Tonerauffangbehälter 74 Kontaktklinge
76 Spannungsquelle
78 Transportbaueinheit 80 Fixierbaueinheit
82 Leitblech
84 Entladevorrichtung
86 Gehäuse
88 Hohlkammerprofil
90 Hohlkammerprofil
92 Öffnung
94 Luftstrom

Claims

Ansprüche
1. Einrichtung zum Umdrucken eines elektrostatisch geladenen Tonerbildes von einem Zwischenträger (10) eines elektrografischen Druckers oder Kopiergerätes auf einen Aufzeichnungsträger (24, 24'') und Fixieren des umgedruckten Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger (24, 24"),
bei der der Aufzeichnungsträger (24, 24'') auf einem elektrostatisch aufladbaren Transportband (54) aufliegend und durch elektrostatische Kräfte daran anhaftend durch einen Umdruckbereich (28) und entlang eines daran anschließenden, geführten Transportabschnittes transportiert wird,
und bei der der Aufzeichnungsträger (24, 24'') zu einer Fixiervorrichtung (36) befördert wird, wobei
der geführte Transportabschnitt in einer Transportbaueinheit (78) und die Fixiervorrichtung (36) in einer Fixierbaueinheit (80) angeordnet sind, die unabhängig voneinander in den Drucker oder Kopierer eingesetzt und aus diesen entnommen werden können.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Transportbaueinheit (78) und die Fixierbaueinheit (80) als Ein- schübe ausgebildet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Fixierbaueinheit (80) zumindest eine Wand (88, 90) hat, die eine Wärmeübertragung von der Fixierbaueinheit (80) auf die Transportbaueinheit (78) behindert.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der die mindestens eine Wand als Hohlkammerprofil (88, 90) ausgebildet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, bei der das Hohlkammerprofil (88) Öffnungen (92) hat, durch die zur Kühlung der Transportbaueinheit (78) Luft abgesaugt wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (92) im Hohlkammerprofil (88) derart angeordnet sind, dass Luft aus der Umgebung des Transportbandes (54) in das Hohlkammerprofil (88) ein- gesaugt wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der ein Ozonfilter zum Filtern der in das Hohlkammerprofil (88) eingesaugten Luft vorgesehen ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der ein Gebläse zum Ansaugen der Luft in das Hohlkammerprofil (88) vorgesehen ist, das nach dem Ausschalten des Druckers oder Kopiergerätes für eine vorbestimmte Zeitspanne weiterläuft.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Transportband (54) ein Kunststoffband mit einem spezifischen Volumenwiderstand von zwischen 1011 und 1015 Ωcm ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, bei der das Transportband (54) im wesentlichen aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) besteht.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Aufzeichnungsträger (24, 24'') entlang eines an den geführten Transportabschnitt anschließenden freien Transportabschnittes, in dem sich der Aufzeich- nungsträger (24, 24'') frei wölben kann, zur Fixiervorrichtung (36) befördert wird, in der er wieder fest geführt wird.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Länge (Li) des geführten Transportabschnittes mindestens 1/3 der Länge des kürzesten zu bedru- ckenden AufZeichnungsträgers beträgt.
13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Länge (Li) des geführten Transportabschnittes zwischen 100 mm und 210 mm beträgt.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche '11 bis 13 bei der die Länge (L2) des freien Transportabschnittes mindestens 1/3 der Länge des ' kürzesten zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers beträgt und kürzer ist als die Länge des kürzesten zu bedruckenden AufZeichnungsträgers .
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der die Länge (L2) des freien Transportabschnittes zwischen 80 mm und 130 mm beträgt.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Geschwindigkeit (vf) , mit der der Aufzeichnungsträger durch die Fixiervorrichtung (36) befördert wird, zwischen 97 % und 100 % der Geschwindigkeit (v0) beträgt, mit der der Aufzeichnungsträger im geführten Transportabschnitt transportiert wird.
17. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Transportband (54) am Ende des geführten Transportabschnittes um eine Walze (56) geführt wird, die einen spezifischen Volumenwiderstand von 107 bis 109 Ωcm hat.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, bei der die Walze (56) aus Silikon ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei der die Walze (56) eine Antriebswalze ist.
20. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Entladevorrichtung (84) zum Entladen des auf dem Aufzeichnungsträger (24, 24'') befindlichen Toners .
21. Verfahren zum Umdrucken eines elektrostatisch gelade- nen Tonerbildes von einem Zwischenträger (10) eines elektrografischen Druckers oder Kopiergerätes auf einen Aufzeichnungsträger (24, 24', 24'') und Fixieren des umgedruckten Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsträger (24, 24'1),
bei dem der Aufzeichnungsträger (24, 24'') auf einem elektrostatisch aufladbaren Transportband (54) aufliegend und durch elektrostatische Kräfte daran anhaftend durch einen Umdruckbereich (28) und entlang eines dar- an anschließenden, geführten Transportabschnittes transportiert wird,
und bei dem der Aufzeichnungsträger (24, 24'') zu einer Fixiervorrichtung (36) befördert wird, wobei
der geführte Transportabschnitt in einer Transportbaueinheit (78) und die Fixiervorrichtung (36) in einer Fixierbaueinheit (80) angeordnet sind, die unabhängig voneinander in den Drucker oder Kopierer eingesetzt oder aus diesen entnommen werden können.
22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Fixierbaueinheit (80) zumindest eine Wand (88, 90) hat, die eine Wärmeübertragung von der Fixierbaueinheit (80) auf die Transportbaueinheit (78) behindert.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die mindestens eine Wand als Hohlkammerprofil (88) mit Öffnungen (92) ausgebildet ist, durch die Luft zur Kühlung der Transportbaueinheit (78) gesaugt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem Luft aus der Umgebung des Transportbandes (54) in das Hohlkammerprofil eingesaugt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei dem in das Hohlkammerprofil (88) eingesaugte Luft mit einem Ozonfilter gefiltert wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, bei dem das Transportband (54) im wesentlichen aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) besteht.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, bei dem der Aufzeichnungsträger (24, 24'') entlang eines an den geführten Transportabschnitt anschließenden freien Transportabschnittes, in dem sich der Aufzeichnungsträger (24, 24'') frei wölben kann, zur Fixiervorrichtung (36) befördert wird, in der er wieder fest geführt wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 27, bei dem die Länge (Li) des geführten Transportabschnittes mindestens 1/3 der Länge des kürzesten zu bedruckenden AufZeichnungsträgers beträgt.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, bei dem die Länge (Lx) des geführten Transportabschnittes zwischen 100 mm und 210 mm beträgt.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, bei dem die Länge (L2) des freien Transportabschnittes mindestens 1/3 der Länge des kürzesten zu bedruckenden Auf- Zeichnungsträgers beträgt und kürzer ist als die Länge des kürzesten zu bedruckenden AufZeichnungsträgers .
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, bei dem die Länge (L2) des freien Transportabschnittes zwischen
80 mm und 130 mm beträgt.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 31, bei dem die Geschwindigkeit (vf) , mit der der Aufzeichnungs- träger durch die Fixiervorrichtung (36) befördert wird, zwischen 97 % und 100 % der Geschwindigkeit (v0) beträgt, mit der der Aufzeichnungsträger im geführten Transportabschnitt transportiert wird.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 32, bei dem auf dem Aufzeichnungsträger (24, 24'') befindlicher Toner mit Hilfe einer Entladevorrichtung (84) entladen wird.
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